ما هي المعدات التي يتكون منها نظام توليد طاقة الرياح؟

ما هي المعدات التي يتكون منها نظام توليد طاقة الرياح؟

يمكن تقسيم أنظمة توليد طاقة الرياح إلى أنظمة متصلة بالشبكة وأنظمة خارج الشبكة وفقًا لسيناريوهات التطبيق المختلفة. سنتحدث اليوم بشكل أساسي عن نظام توليد طاقة الرياح خارج الشبكة.

تتكون أنظمة طاقة الرياح خارج الشبكة عمومًا من توربينات الرياح وأجهزة التحكم والعاكسات والبطاريات وأجزاء أخرى.

تشمل توربينات الرياح بشكل رئيسي الأجزاء التالية:

1. عجلة الرياح

تتكون معظم دوارات توربينات الرياح من 3-5 ريش، وهي مكونات تقوم بتحويل طاقة الرياح إلى طاقة ميكانيكية. يوجد حاليًا مادتان رئيسيتان لشفرات توربينات الرياح. إحداها هي مادة الألياف الزجاجية، والتي عادة ما يتم لصقها يدويًا بقطعة قماش من الألياف الزجاجية وراتنج الإيبوكسي المحضر في النموذج، وتضاف بعض مواد الحشو إلى التجويف الداخلي. يعتبر اللصق اليدوي مناسبًا للشفرات ذات الأشكال المختلفة والمقاطع العرضية المتغيرة، لكن الإنتاج اليدوي يتطلب عمالة كثيفة ويستغرق وقتًا طويلاً، ومن الصعب التحكم في جودة المنتج. تستخدم المراوح الصغيرة الأجنبية أيضًا الإنتاج الميكانيكي للشفرات ذات المقطع المتساوي، مما يحسن بشكل كبير من كفاءة إنتاج الشفرات وجودة المنتج.

2. مولد

تستخدم توربينات الرياح بشكل عام مولدات ذات مغناطيس دائم. يتم تصحيح التيار المتردد الناتج عن المولد الذي يحركه توربينات الرياح إلى تيار مباشر يمكن تخزينه في البطارية.

3. آلية الاتجاه وآلية تنظيم السرعة وآلية ركن السيارة

من أجل الحصول على الطاقة من الرياح، يجب أن يكون السطح الدوار لعجلة الرياح عموديا على اتجاه الريح. في توربينات الرياح ذات المحور الأفقي، يتم تحقيق هذه الوظيفة باستخدام الذيل كآلية توجيه. 

وفي الوقت نفسه، مع زيادة سرعة الرياح، يجب أن تكون سرعة دوران عجلة الرياح محدودة. وذلك لأنه من ناحية، فإن سرعة الدوران المفرطة سوف تسبب ضررًا لعجلة الرياح والمكونات الأخرى لتوربينات الرياح؛ من ناحية أخرى، يجب أن يقتصر خرج الطاقة للمولد على نطاق معين.

نظرًا لأن هيكل توربينات الرياح الصغيرة بسيط نسبيًا، فإن طريقة تنظيم السرعة المتحيزة جانبيًا تُستخدم حاليًا بشكل عام. آلية تنظيم السرعة هذه يمكن أن تتسبب بسهولة في تأرجح دوار الرياح والذيل عندما تتغير سرعة الرياح واتجاهها بشكل كبير، وبالتالي تسبب اهتزاز توربينات الرياح. لذلك، عندما تكون سرعة الرياح عالية، خاصة عندما تكون البطارية مشحونة بالكامل، يجب إيقاف توربينات الرياح يدويًا.

تم تصميم بعض توربينات الرياح الصغيرة بآليات فرملة يدوية. بالإضافة إلى ذلك، في الممارسة العملية، يمكن استخدام طريقة وقوف السيارات الجانبية، أي، يتم تثبيت حبل ناعم على جناح الذيل. عندما يكون من الضروري التوقف، اسحب زعنفة الذيل لتحويل عجلة الرياح بشكل جانبي في اتجاه الريح لتحقيق غرض التوقف.

4. برج توربينات الرياح الصغيرة

يتكون بشكل عام من أنبوب برجي و3-4 كابلات، بارتفاع 6-9 أمتار. ويمكن أيضًا اختياره بمرونة وفقًا للظروف المحلية الفعلية.

المعدات الأخرى المدرجة في نظام توليد طاقة الرياح

1. مراقب

تتمثل وظيفة وحدة التحكم في نظام توليد طاقة الرياح في التحكم وعرض شحن البطارية بواسطة توربينات الرياح لضمان عدم شحن البطارية بشكل زائد أو تفريغها بشكل زائد، ولضمان الاستخدام العادي للبطارية والتشغيل الموثوق به للنظام بأكمله. في الوقت الحاضر، تأتي وحدات التحكم في توربينات الرياح بشكل عام مع حمل مستهلك للطاقة. وتتمثل مهمتها في امتصاص الطاقة الكهربائية التي تولدها توربينات الرياح عندما تكون زجاجة البطارية ممتلئة ويكون الحمل الخارجي صغيرًا.

2. العاكس

العاكس هو جهاز يقوم بتحويل طاقة التيار المستمر (12 فولت، 24 فولت، 36 فولت، 48 فولت) إلى طاقة تيار متردد 220 فولت. نظرًا لأن العديد من الأجهزة الكهربائية الموجودة في السوق حاليًا تعمل بجهد 220 فولت، فإن هذا الجهاز ضروري في العديد من التطبيقات.

3. البطارية

إنه عنصر مهم للغاية في نظام توليد طاقة الرياح. بشكل عام، تتوفر بطاريات الرصاص الحمضية أو بطاريات الليثيوم.