ما هي المعدات التي يتكون منها نظام توليد الطاقة بواسطة الرياح؟

ما هي المعدات التي يتكون منها نظام توليد الطاقة بواسطة الرياح؟

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

تتكون عادة أنظمة طاقة الرياح خارج الشبكة من توربينات الرياح، والمحكمين، والمقلوبات، والبطاريات وغيرها من الأجزاء.

تشمل توربينات الرياح ما يلي:

1. عجلة الرياح

معظم توربينات الرياح تتكون من 3-5 شفرات، وهي مكونات تقوم بتحويل طاقة الرياح إلى طاقة ميكانيكية. هناك حالياً نوعان رئيسيان من المواد المستخدمة في صناعة شفرات توربينات الرياح. الأول هو مادة الزجاج المقوى، والتي يتم لصقها يدويًا باستخدام قماش الألياف الزجاجية والراتينج الإيبوكسي المعد مسبقًا في النموذج، ويتم إضافة بعض المواد الحشوية إلى التجويف الداخلي. اللصق اليدوي مناسب للشفرات ذات الأشكال المختلفة والأقسام العرضية المتغيرة، لكن الإنتاج اليدوي يتطلب جهدًا كبيرًا ووقتًا طويلاً، وصعوبة في السيطرة على جودة المنتج. كما أن المعجبين الصغار في الخارج يستخدمون أيضًا الإنتاج الآلي للشفرات ذات القسم الثابت، مما يحسن بشكل كبير كفاءة إنتاج الشفرات وجودة المنتج.

2. المولد

غالبًا ما تستخدم توربينات الرياح مولدات ذو مغناطيس دائم. يتم تحويل التيار المتردد الذي يُنتج بواسطة المولد المحرك بواسطة توربينات الرياح إلى تيار مستمر يمكن تخزينه في البطارية.

3. آلية التوجيه، وآلية تنظيم السرعة، وآلية التوقف

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

في الوقت نفسه، مع زيادة سرعة الرياح، يجب تقييد سرعة دوران عجلة الرياح. وهذا لأن، من ناحية، ستؤدي السرعة الدورانية المفرطة إلى تلف عجلة الرياح والمكونات الأخرى لتوربين الرياح؛ ومن ناحية أخرى، يحتاج إخراج الطاقة للمولد إلى أن يكون محدودًا ضمن نطاق معين.

بما أن بنية توربينات الرياح الصغيرة نسبيًا بسيطة، يتم حاليًا استخدام طريقة تنظيم السرعة المائلة من جانب الدوار. يمكن لهذه آلية تنظيم السرعة أن تسبب اهتزاز دوار الريح والذيل عندما تتغير سرعة الرياح واتجاهها بشكل كبير، مما يؤدي إلى اهتزاز التوربين. لذلك، عند ارتفاع سرعة الرياح، خاصة عندما تكون البطارية مشحونة بالكامل، يجب إيقاف التوربين يدويًا.

تم تصميم بعض توربينات الرياح الصغيرة مع آليات الفرملة اليدوية. بالإضافة إلى ذلك، في الممارسة العملية، يمكن استخدام طريقة الوقوف الجانبي، أي تثبيت حبل مرن على الجناح الخلفي. عند الحاجة للتوقف، يتم سحب الزعانف الخلفية لتحويل عجلة الرياح جانبيًا عن اتجاه الرياح لتحقيق الغرض من التوقف.

برج توربين الرياح الصغير

يتألف عادةً من أنبوب برج و3-4 كابلات، بارتفاع يتراوح بين 6-9 أمتار. يمكن أيضًا اختياره بشكل مرنة وفقًا للظروف المحلية الفعلية.

المعدات الأخرى المشمولة في نظام توليد الطاقة الريحية

1. وحدة التحكم

وظيفة وحدة تحكم نظام توليد الطاقة الريحية هي التحكم والعرض لعملية شحن البطارية بواسطة التوربين الريحي لضمان عدم شحن البطارية بشكل مفرط أو تصريفها بشكل مفرط، وضمان الاستخدام الطبيعي للبطارية والتشغيل الموثوق لنظام النظام بأكمله. في الوقت الحالي، تأتي وحدات تحكم التوربينات الريحية عادةً مع حمل استهلاكي للطاقة. وظيفته هي امتصاص الطاقة الكهربائية التي ينتجها التوربين الريحي عندما يكون خزان البطارية ممتلئًا والحمل الخارجي صغيرًا.

2. محوّل

جهاز التحويل هو جهاز يحول الطاقة المستمرة (12V، 24V، 36V، 48V) إلى طاقة بديلة 220V. نظرًا لأن العديد من الأجهزة الكهربائية المتاحة في السوق تعمل بالطاقة البديلة 220V، فإن هذا الجهاز ضروري في العديد من التطبيقات.

3. البطارية

إنها مكون مهم جدًا في نظام توليد الطاقة الريحية. عادة ما تكون متاحة بطاريات رصاصية حمضية أو بطاريات ليثيوم.