כיצד מופק אנרגיית הרוח?

תוֹכֶן

• כיצד פועלות טורבינות רוח מודרניות
• כיצד למדוד את יכולת הדור
• שיקולים עיצוביים לחוות רוח
• יתרונות וחסרונות של אנרגיית רוח

אנרגיה ברוח מגיעה מחימום השמש הבלתי אחיד של האטמוספרה. השימוש ברוח לאנרגיה חוזר לאוניות השייט המוקדמות ביותר. ביבשה טחנות הרוח החילו את עיקרון המפרשים לפיר סיבובי, כדי לקצור את האנרגיה המכנית של הרוח לצורך אספקת כוח מכני. טחנות רוח קטנות בחוות מפעילות משאבות מים, וחלקן הוצמדו לגנרטורים לרכב לייצור חשמל בחווה לפני בניית רשת ההפצה החשמלית. כעת טורבינות רוח ענקיות מספקות חשמל לאותה רשת.

כיצד פועלות טורבינות רוח מודרניות

המרכיבים הבסיסיים של טורבינת רוח מודרנית כוללים את להבי הרוטור המורכבים לפיר במהירות נמוכה, ותיבת הילוכים המחברת את הפיר במהירות נמוכה לפיר במהירות גבוהה, ההופך גנרטור. בלם מגן על המערכת מפני מהירות מוגזמת ברוחות מעל 88 קמ"ש (55 קמ"ש). אין טורבינה ממש. המערכת עומדת על מגדל גבוה עם "כונן לפה" כדי לשלוט על הכיוון אליו תעמוד הטורבינה, כמתואר על ידי מחלקת האנרגיה. מד רוח רוח מודד את מהירות הרוח, ובקר מתחיל או עוצר את המערכת, בהתאם למהירות הרוח שנמדדה.

כיצד למדוד את יכולת הדור

גודל טורבינות הרוח משתנה עם היישום, ונע בין בתים יחידים לטורבינות בקנה מידה השירות המוצעות בחוות רוח. קרן אנרגיית הרוח מסבירה כיצד יכולת ההפקה משתנה עם הקטעים המרובעים של השטח שנסחף על ידי הרוטורים, על ידי מהירויות רוח ואפילו לפי צפיפות האוויר עקב שונות בטמפרטורה ובגובה. האנרגיה הקיימת ברוח עולה על ידי קוביית המהירות - כלומר עלייה כפולה במהירות המהירה של הרוח מניבה פי שמונה מההספק. המדד המדויק ביותר של יכולת טורבינות באתר נתון הוא "התשואה הספציפית" שמייצרת הטורבינה בשנה.

שיקולים עיצוביים לחוות רוח

בחירה ועיצוב חוות רוח דורשת צעדים ושיקולים רבים, כמתואר על ידי האיגוד העולמי לאנרגיית רוח. ראשית מגיעים סוגיות משפטיות כמו התרת ואז בעיות באתרים כמו כמות הרוח ואיכות הקרקע לתמיכה במגדלי הטורבינה והקרבה הפיזית לרשתות חשמל קיימות. יש להשכיר קרקעות ולהתחייב חוזים למכירת הכוח המיוצר על ידי המתקן. בלומברג עסקים מדווחת על קיבולת ייצור הרוחות בבטלה בסין, מחוסר יכולת הרשת לקבל את הכוח המיוצר על ידי המתקנים שנמצאים באתרים מבטיחים אחרת, המבוססים על רוחות זמינות.

יתרונות וחסרונות של אנרגיית רוח

היתרון העיקרי של כוח הרוח הוא הזמינות של אנרגיה חופשית מאוויר נע, מבלי ליצור זיהום מדלק בוער. החיסרון העיקרי הוא חוסר האמינות של הרוחות; כאשר הרוח לא נושבת, ההשקעה בטורבינות אינה משתלמת ועל הרשת לעבוד סביב אספקת חשמל לסירוגין. מערכות שאינן ברשת החשמל צריכות התקן אחסון כמו סוללה כדי להחזיק חשמל שנוצר כשאין רוח מספיק. נשיונל ג'יאוגרפיק מדווח על בעיות עם טורבינות שהורגות חיות בר מכונפות ועל הקשיים באימוץ עיצובים חדשים לתיקון הבעיות. רעש ואפילו צללים מהטורבינות גורמים גם הם לבעיות.