Naier ni mtengenezaji na muuzaji mtaalamu wa mitambo ya upepo, anayebobea katika R&D na utengenezaji kwa miaka 15
Je, turbine ya upepo inazalishaje umeme?
Kila wakati ninapopita kwenye shamba la upepo katika vitongoji, ninaweza kuona kila wakati safu za "vinu vikubwa vya upepo" zikizunguka polepole - ingawa hazionekani kuwa ngumu au polepole, zinaweza kusambaza umeme kwa maelfu ya kaya. Marafiki wengi wanatamani kujua: je, hizi blade zinazozunguka na upepo hugeuza upepo usioonekana kuwa umeme ambao tunaweza kutumia? Leo, kwa maneno ya watu wa kawaida, tutakupitisha kupitia "mbinu ya kubadilisha nishati" ya uzalishaji wa nishati ya upepo.
Kwa kweli, mantiki ya msingi ya uzalishaji wa nishati ya upepo ni kama "mbio za relay ya nishati": kwanza fahamu "nishati ya kinetic" ya upepo, kisha ugeuke kuwa "nguvu ya mzunguko" ya mitambo, na hatimaye kuibadilisha kuwa "nishati ya umeme" ambayo inaweza kuwasha balbu ya mwanga. Mchakato mzima umegawanywa katika hatua tatu, kila moja ikiwa na "wachezaji" waliojitolea kuchangia juhudi zao.
Hatua ya kwanza ni kutegemea vile vile "kushika upepo": kugeuza nishati ya upepo kuwa nguvu ya mzunguko. Upepo wenyewe unatiririsha hewa yenye "nishati ya kinetic" isiyoonekana - kama vile upepo mkali unavyoweza kupeperusha majani yaliyoanguka na kusukuma mashua za baharini, nguvu hii pia inaweza kuendeleza vile vile vya turbine ya upepo. Hata hivyo, blade haijaundwa kwa kawaida. Umbo lake ni sawa na mrengo wa ndege, na upande mmoja wa convex na mwingine gorofa: wakati upepo unavuma, kasi ya mtiririko wa hewa kwenye uso wa convex ni haraka na shinikizo ni ndogo, wakati kasi ya mtiririko wa hewa kwenye uso wa concave ni polepole na shinikizo ni kubwa. Tofauti hii ya shinikizo hutengeneza "kuinua", kama mkono usioonekana unaosukuma blade ili kuzunguka mhimili wa kati. Katika wakati huu, nishati ya kinetic ya upepo ikawa nishati ya mitambo kwa kuzunguka kwa vile, na mguu wa kwanza wa "mbio ya relay ya nishati" ililindwa.
Hatua ya pili ni kutumia kichapuzi ili "kuharakisha": kufanya nguvu ya mzunguko "nguvu". Labda haujagundua, lakini vile vile huzunguka polepole - kawaida tu mapinduzi 10 hadi 20 kwa dakika, na kasi ndogo kama hiyo haiwezi kuendesha jenereta. Katika hatua hii, "booster" (pia inajulikana kama sanduku la gia) inahitajika ili kuokoa uwanja: ni kama seti ya "amplifiers" za usahihi, ambazo hutumia gia za saizi tofauti kuuma na "kuinua" mzunguko wa kasi wa chini unaopitishwa na vile hadi karibu mapinduzi 1500 kwa dakika. Kama vile kubadilisha gia unapoendesha baiskeli, kukanyaga kidogo kwenye kanyagio kunaweza pia kufanya magurudumu kugeuka haraka. Kiongeza kasi huhamisha mfumo wa nguvu za upepo hadi "gia ya juu" ili kukusanya nguvu ya kutosha kwa hatua inayofuata ya kuzalisha umeme.
Hatua ya tatu ni kutumia jenereta "kubadilisha" nguvu ya mzunguko kuwa nishati ya umeme. Hatua hii inahitaji matumizi ya kanuni ya "induction ya sumakuumeme" ambayo tumejifunza katika shule ya kati - kwa maneno rahisi, "magnetism yenye nguvu huzalisha umeme". Kipunguza kasi huendesha "rotor" (iliyo na sumaku) kwenye jenereta ili kuzunguka kwa kasi ya juu, wakati "stator" iliyofungwa na waya wa shaba pia imewekwa ndani ya jenereta. Wakati sumaku ya rotor inapozunguka stator, itapunguza shamba la sumaku kwenye coil ya stator, ambayo ni sawa na "kujenga barabara ya kukimbia" kwa elektroni, kuwawezesha kuzunguka kwa mwelekeo katika waya wa shaba - hivyo, sasa inazalishwa!
Hata hivyo, sasa inayozalishwa haiwezi kutumika moja kwa moja. Inahitaji kupitia mfululizo wa michakato kama vile "kurekebisha" na "uimarishaji wa voltage" ili kuibadilisha kuwa nishati ya AC ambayo inakidhi viwango vya gridi ya taifa. Kisha hupitishwa kupitia njia za upitishaji hadi kwenye vituo vidogo kabla ya kuingia katika nyumba na ofisi zetu, kuwasha taa, na kuendesha vifaa vya umeme.
Unaona, kutoka kwa upepo unaogusa vile vile hadi sasa ya umeme kuwasha balbu ya mwanga, mchakato mzima ni kama "uchawi wa nishati" unaounganishwa - hakuna moshi mweusi kutoka kwa makaa ya mawe, hakuna matumizi ya rasilimali zisizoweza kurejeshwa, na ni upepo wa asili tu unaweza kufanya "kinu kikubwa" kuzalisha umeme usio na mwisho. Wakati mwingine utakapoona vile vile vya shamba la upepo vinavyozunguka, unaweza kukumbushwa kwamba kila zamu ni mageuzi mazuri kutoka kwa nishati ya upepo hadi nishati ya umeme.
