معلومات

قوة الرياح

قوة الرياح

مع انخفاض كمية المعادن ، تحول الناس إلى أنواع أخرى من مصادر الطاقة. اليوم تتطور طاقة الرياح بسرعة فائقة.

يأتي المزيد والمزيد من الناس عبر هذه المصادر ويستخدمونها في الحياة اليومية. على الرغم من أن طاقة الرياح نفسها هي تقنية جديدة ، فقد تراكمت العديد من الأساطير حولها بالفعل. ينتمي معظمهم إلى التقنيات القديمة ، ويتم توزيعها من قبل العديد من معارضي التقدم. سنخبر أدناه عن المفاهيم الخاطئة الرئيسية المرتبطة بهذا الاتجاه للطاقة.

توربينات الرياح صاخبة للغاية. وفقًا لهذه الأسطورة ، لا يمكن للشخص البقاء بالقرب من توربينات الرياح الصاخبة لفترة طويلة. ومع ذلك ، فهي هادئة للغاية. على مسافة 250-300 متر من مزرعة الرياح ، لا يتجاوز الضجيج من عملها حجم الثلاجة المنزلية العادية. عندما تعمل التوربينات ، يكون الصوت مشابهًا للصفير الطفيف ، يكون أكثر هدوءًا من التركيبات الحديثة الأخرى. حتى في المناطق ذات الكثافة السكانية المنخفضة والمناطق الريفية ، حيث لا يمكن للضوضاء المحيطة إخفاء تشغيل توربينات الرياح ، فإن صوت الرياح نفسها أقوى. ومع ذلك ، يجدر تذكر الاستثناء. لذا ، فإن الوحدات القديمة ، التي يزيد عمرها عن 20 عامًا ، صاخبة. ولا يمكن تسمية التوربينات الحديثة الواقعة على مرتفعات بأنها "هادئة". ونتيجة لذلك ، في المناطق الجبلية ، حيث تقع المساكن على المنحدرات أو المنخفضات في اتجاه الرياح من التوربينات ، يمكن أن ينتقل الصوت أكثر ويكون أكثر وضوحًا. ومع ذلك ، لحل هذا التأثير ، من الضروري فقط مراعاة موقع المنازل المجاورة عند تصميم محطة كهرباء جديدة ، والابتعاد عنها على مسافة مناسبة. تم تصميم نفس الآلات التي تم إنتاجها اليوم في الأصل بحيث كانت المكونات الميكانيكية هادئة قدر الإمكان. يحاول المصممون إبقاء أقل ضجيج فقط من الرياح في اتصال مع شفرات الدوار.

وستكون المنازل الأقرب إلى المحطة في منطقة "وميض الظل". يشير وميض الظل إلى العملية التي تحدث عندما تدور شفرات التوربينات بين الشمس والمراقب. هذا يخلق ظلًا متحركًا. ومع ذلك ، فإن الظل الخفقان لا يمثل مشكلة أبدًا للمنازل القريبة من محطة توليد كهرباء. وحيثما كان ذلك ممكنًا من حيث المبدأ ، عادة ما يتم حل المشكلات بسهولة حتى في مرحلة تصميم محطة توليد الطاقة. في بعض الأحيان يمكن أن يزعج الظل الخفقان أولئك الذين يقرؤون في مكان قريب أو يشاهدون التلفزيون. ولكن يمكن حساب هذا التأثير بسهولة عن طريق تحديد عدد الساعات في السنة التي سيحدث فيها ذلك بالضبط. سيساعدك ذلك على تحديد المشكلة بسهولة. من ناحية أخرى ، تقدم الدولة عددًا من الحلول للتخفيف من عواقب التأثير. أبسط شيء هو تخطيط موقع المحطة ونقلها بعيدًا عن المنازل ، طريقة أخرى هي زراعة الأشجار.

تتداخل التوربينات مع الإشارات التلفزيونية والاتصالات الأخرى. ونادرا ما تتدخل التوربينات ويمكن تجنبها. يمكن أن تتداخل توربينات الرياح الكبيرة على الأرض مع التلفزيون أو الراديو فقط إذا كانت على مرمى البصر. في طاقة الرياح الحديثة ، يتم استخدام طرق مختلفة لحل هذه المشكلة. يمكنك تحسين هوائي الاستقبال أو تثبيت مكرر من شأنه أن يرسل إشارة تتجاوز المنطقة التي توجد فيها توربينات الرياح.

التوربينات قبيحة جدا. الجمال مفهوم شخصي إلى حد ما. بالنسبة للكثيرين ، فإن مظهر التوربينات مهيب. لدى مخططي مزارع الرياح أدوات النمذجة الحاسوبية التي يمكنها تصور رؤيتها الافتراضية من زوايا مختلفة. ونتيجة لذلك ، فإن التصميم الدقيق للمحطة عادة ما يحل مشاكل المظهر القبيح.

مزارع الرياح ذات فائدة قليلة للسكان المحليين ؛ ممتلكاتهم تتضاءل فقط في القيمة. لا يوجد دليل على أن أسعار العقارات تنخفض عندما تكون هناك مزرعة رياح تجارية قريبة. في عام 2003 ، أجري مسح وطني في أمريكا نظر على وجه التحديد في أسعار العقارات الواقعة بالقرب من مزرعة رياح. اتضح أن وجود مثل هذا الشيء ليس فقط لا يؤثر بأي شكل من الأشكال على تكلفة المنازل ، ولكن في بعض الحالات يزيدها.

مزارع الرياح تضر السياحة. لم يتم العثور على مثل هذه الأدلة الموثقة سواء. في بعض الأحيان تجذب توربينات الرياح الضيوف إلى هذه المنطقة. ستعمل السلطات المحلية بعد ذلك مع موظفي المحطة لتثبيت لوحات الإعلانات واللافتات الخاصة. يمكن للسياح ، الموجودين بالفعل عند المدخل أو على الطرق المجاورة ، أن يفهموا بالضبط أين تقع هذه المحطة غير العادية. وقد أظهرت الدراسات أنه بالنسبة لمعظم السياح ، فإن وجود توربينات الرياح في المنطقة ليس سببًا لإلغاء الرحلة. على سبيل المثال ، في بالم سبرينغز ، كاليفورنيا ، يتم تركيب آلاف التوربينات. لم يقتصر الأمر على إخافة السياح فحسب ، بل جذبهم أيضًا. هنا يقدم الدليل جولات حافلات خاصة لزيارة مزارع الرياح.

تعتبر توربينات الرياح خطيرة ، لأن الجليد يمكن أن يكسر الشفرات ، وهو أمر خطير على حياة الإنسان. في بعض الأحيان قد يسقط الثلج بالفعل ، لكن هذا لا يشكل أي خطر. إن إزالة مزارع الرياح من أماكن الإقامة الدائمة ، والتي توجد عادة لتقليل المؤثرات الصوتية ، كافية لضمان السلامة بسبب تساقط الجليد. وتجميد الجليد الكبير على الشفرات هو ببساطة مستحيل. بعد كل شيء ، يؤدي إلى انخفاض في سرعة دوران الشفرات. ونتيجة لذلك ، سيتم تعطيل التوربين من خلال نظام التحكم الخاص به.

في بعض الأحيان تقطع الشفرات التوربينات ، ويتم تدمير مزارع الرياح. توربينات الرياح آمنة للغاية اليوم. وهذا يسمح بوضعهم حتى بالقرب من مؤسسات الأطفال ، في المناطق الريفية والحضرية والمكتظة بالسكان. في السابق ، كان هناك بالفعل انهيار للشفرات ، ولكن اليوم تم تحسين تصميم التوربينات بالفعل. جميع محركات الرياح معتمدة وفقًا للمعايير الدولية. على سبيل المثال ، تشمل المعايير التي طورها Germanischer Lloyd و Det Norske Veritas معايير بدرجات متفاوتة من مقاومة الأعاصير. واليوم ، تم بالفعل تركيب آلاف توربينات الرياح عبر أوروبا وأمريكا. كلها تلبي أعلى معايير السلامة لضمان التشغيل الموثوق به.

تعتبر توربينات الرياح خطرة على الطبيعة وتقتل العديد من الطيور والخفافيش. إن تأثير طاقة الرياح المتزايدة وانتشارها على الطيور مبالغ فيه إلى حد كبير. وهو أقل بكثير من الأنشطة البشرية العادية الأخرى. حتى أي تطوير محتمل لطاقة الرياح لن يكون له أي تأثير على الطيور. بعد كل شيء ، فإن عدد الوفيات من المنشآت من هذا النوع ليس سوى جزء صغير من إجمالي "العامل البشري". تموت الطيور من المباني الشاهقة ، القطط المنزلية ، الطائرات ، البناء ، الحوادث البيئية. وفي الوقت نفسه ، فإن مشكلة موت الطيور بسبب مزارع الرياح تحظى باهتمام خاص. على سبيل المثال ، في أحد أقدم المواقع من هذا النوع في ألتامونت باس ، كاليفورنيا ، كان موت الطيور الجارحة مشكلة طويلة الأمد منذ الثمانينيات. يعمل موظفو هذه المحطة باستمرار مع السلطات وخبراء الحفظ لتقليل التأثير الخطر على الطيور. منذ عام 2003 ، بدأ البحث في آثار توربينات الرياح على الخفافيش. بعد كل شيء ، جذبت وفاة هذه الثدييات في ولاية فرجينيا الغربية في نفس العام انتباه العلماء والجمهور. واستجابة لذلك ، لا يزال المختبر الوطني للطاقة المتجددة ، مع مجتمع الخفافيش ، يجري بحثًا حول العلاقة بين تشغيل النبات ووفاة هذه الحيوانات. تم تصميم هذه الدراسات للحد من الوفيات ، ويتم نشر نتائج العمل باستمرار. في حين أن تأثير طاقة الرياح على الطيور والفئران صغير ، إلا أن الصناعيين جادون بشأن التفاعلات المحتملة مع الكائنات الحية. بالإضافة إلى الدراسات الميدانية العامة ، يتم إجراء دراسات إضافية على الآثار على الطيور قبل البناء. لقد أصبح بالفعل ممارسة مقبولة عمومًا للتحقيق في التأثير المحتمل على الطبيعة في مرحلة تصميم المصنع.

تنقسم مزارع الرياح إلى أجزاء من موطن الحيوانات البرية. عادة يتم بناء هذه المحطات بالقرب من خطوط الكهرباء. هنا ، تم بالفعل تجزئة وتغير موائل الحيوانات ، والسبب في ذلك هو تربية الماشية والزراعة. المحطة نفسها تتطلب القليل من الأرض لإيواء التوربين نفسه ، والطريق إليها وخطوط الكهرباء. يمكن للأرض حول هذه الأشياء الاستمرار في استخدامها كالمعتاد. غالبًا ما توجد قطع الأرض ذات خصائص الرياح المناسبة في الأراضي غير المطورة. ويمكن أن يكون تجزؤ الموائل مصدر قلق بالفعل. بعد كل شيء ، لا تزال المروج والغابات سليمة. تدعم الصناعة بقوة استكشاف هذه المواقع من أجل فهم أفضل للتأثير المحتمل عليها. من الضروري مقارنة التأثير المحتمل مع التأثير الذي قد يحدث في غياب مصادر الطاقة المتجددة. بعد كل شيء ، هذا أمر محفوف بالاحتباس الحراري ، وإطلاق الملوثات.

توربينات الرياح غير موثوقة ومكلفة ولا يمكن أن تكون المصدر الوحيد للطاقة. تصميم الشبكة بحيث لا يتطلب لكل ميغاوات تنتجها مزرعة الرياح لتوليد نفس الكمية من الطاقة من مصادر أخرى. لا يمكن لأي محطة أن تكون موثوقة بنسبة 100٪ ، وهذا جعل الشبكة تحتوي على مصادر أكثر مما هو مطلوب في نفس الوقت. تم تصميم هذا النظام المعقد خصيصًا للاستجابة بشكل أفضل لعمليات الإغلاق المحتملة لأحد المصادر أو لإدراج المستهلكين الصناعيين ذوي الاستهلاك المرتفع. في شبكة الطاقة بهذه الطريقة ، هناك عدد قليل جدًا من المتغيرات التي يأخذها المشغل في الاعتبار. عدم تناسق توربينات الرياح هو مجرد عامل واحد في تشغيل الشبكة بأكملها. هل توجد مصادر كهرباء موثوقة بشكل عام؟ لذا ، حتى المفاعلات النووية ومحطات الطاقة التي تعمل بالفحم يتم إغلاقها بتحذير قبل ذلك بقليل ، من أجل إجراء الصيانة أو الإصلاحات الطارئة. لكن لا أحد يسعى إلى تكرار محطات الطاقة النووية أو الحرارية بنفس المرافق القوية. الحقيقة هي أن طاقة الرياح موثوقة بشكل طبيعي. بعد كل شيء ، يتم بناء المحطات في مناطق عاصفة ، حيث يمكن توقع نماذج الحركة الجوية الموسمية. على عكس المصانع القياسية ، لا تحتاج مزارع الرياح إلى إغلاقها بالكامل في حالة الانهيار أو الصيانة. إذا كان التوربين معيبًا ، فيمكن إصلاحه دون فصل الوحدات الأخرى من الشبكة.

تعمل توربينات الرياح لفترة قصيرة فقط. وتبين أن هذه المنشآت تنتج الكهرباء معظم اليوم ، 65-80٪. بطبيعة الحال ، تتغير قوة الخرج من وقت لآخر. لكن 100٪ من طاقتها لا يمكن توفيرها باستمرار من قبل أي محطة طاقة. يتم إغلاقها جميعًا في بعض الأحيان للإصلاح والصيانة أو توليد طاقة أقل بسبب نقص الطلب الحالي على الكهرباء. يتم بناء مزارع الرياح حيث تهب الرياح معظم العام. لكن التقلبات في الرياح تؤدي إلى حقيقة أنه سيتم تنفيذ 10 ٪ فقط من الوقت لإنتاج أقصى قدر من الطاقة. ونتيجة لذلك ، سيبلغ متوسط ​​إنتاج الكهرباء السنوي حوالي 30٪ من الطاقة الاسمية. بالنسبة للمحطات على مصادر غير متجددة ، تتراوح هذه المعلمة من 0.4 إلى 0.8. بشكل عام ، بالنسبة لروسيا في عام 2005 ، كان معامل الاستخدام الكلي لقدرات جميع المحطات 0.5.

توربينات الرياح غير فعالة. بل على العكس تمامًا ، فإن ميزة توربينات الرياح هي كفاءتها. إن أبسط طريقة لتحديد الأداء العام للتكنولوجيا هي من خلال الأداء العام. يتم تقدير كمية الطاقة المستهلكة للإنتاج. اتضح أن أوقات الاسترداد لمزارع الرياح تتساوى عمليا مع تلك الخاصة بالمرافق التقليدية ، بل وتجاوزها في بعض الأحيان. في الآونة الأخيرة ، أجرت جامعة ويسكونسن دراسة ووجدت أن متوسط ​​استرداد الطاقة من مزارع الرياح في الغرب الأوسط هو 17-39 مرة (اعتمادًا على سرعة الرياح الحالية) المزيد من الطاقة المستهلكة. ولكن بالنسبة لمحطات الطاقة النووية ، فإن هذه المعلمة هي 16 ، للفحم - 11. وبمعنى أوسع ، يجب أن يقال عن كفاءة توربينات الرياح. بعد كل شيء ، يولدون الكهرباء من مصادر طبيعية لا تنضب. ومع ذلك ، لا توجد آثار اجتماعية أو بيئية. ليست هناك حاجة لاستخراج الوقود ونقله ولا يوجد تلوث بيئي. لا توجد مشكلة في النفايات ، والتي تحتاج أيضًا إلى نقلها وتخزينها في مكان ما. مزارع الرياح لا تؤدي إلى تفاقم تأثير الدفيئة ، وهو أمر نموذجي لـ CHP.

طاقة الرياح باهظة الثمن. توفر طاقة الرياح اليوم الكهرباء بنفس تكلفة المحطات الجديدة التي تستخدم الوقود التقليدي. إن التكاليف الرأسمالية لتوربينات الرياح أعلى بالفعل من مصادر الطاقة التقليدية مثل الغاز. ولكن في الوقت نفسه ، لا توجد تكاليف وقود ، والتكاليف المعيارية الأخرى (تكلفة العمل ، الصيانة) لمثل هذا الاتجاه لقطاع الطاقة ينتهي بها الأمر إلى المنافسة فيما يتعلق بالمصادر الأخرى. وخلص المحللون إلى أن طاقة الرياح تؤدي إلى انخفاض القيمة السوقية الإجمالية للكهرباء. في الواقع ، على مدار الثلاثين عامًا الماضية في أوروبا ، نمت قدرة التوربينات من هذا النوع حوالي 300 مرة ، وخلال هذه الفترة انخفضت تكلفة الإنتاج بنسبة 80 ٪. يمكن لكل 5٪ جديدة من السوق الممنوحة لطاقة الرياح أن تقلل من تكلفة الكهرباء بنسبة 1٪. على مدى السنوات الخمس الماضية ، وفرت طاقة الرياح في الاتحاد الأوروبي 33 وظيفة كل يوم. ينمو هذا السوق باستمرار ، في روسيا وحدها في عام 2013 سيبلغ 3.1 مليار يورو ، وفي عام 2015 - 7 مليار يورو.

تتطلب طاقة الرياح إعانات ، بخلاف التقليدية. قدر محللون في وكالة الطاقة الدولية دعم الطاقة في أوروبا. اتضح أنه في 15 دولة من دول الجماعة الاقتصادية الأوروبية تم تخصيص ما مجموعه 29 مليار يورو ، منها 19 ٪ فقط سقطت على طاقة الرياح. يشير هذا المؤشر إلى أن هذا الاتجاه كان معادلًا ببساطة في الحقوق مع تقنيات إنتاج الطاقة التقليدية.

توربينات الرياح غير مناسبة للشبكة العامة ، حيث تعمل فقط في الأنظمة المستقلة الصغيرة. لكي يبدأ نظام الطاقة بالكامل في الاعتماد على الناتج غير المستقر للطاقة من محطات طاقة الرياح ، من الضروري أن تكون حصتها حوالي 20-25 ٪ من السعة الإجمالية. على سبيل المثال ، في روسيا مع المؤشرات والمعدلات الحالية ، يمكن تحقيق هذه النسبة في موعد لا يتجاوز 50 عامًا.

إن حصة طاقة الرياح في ميزان الطاقة العالمي ضئيلة. في عام 2010 ، كانت كمية الطاقة التي تنتجها النباتات من هذا النوع 2.5٪ من الإجمالي. تحظى طاقة الرياح بتقدير كبير ، على سبيل المثال ، في الدنمارك بالفعل يتم توليد 20 ٪ من الكهرباء بهذه الطريقة ، وفي ألمانيا - 8 ٪. وأعلنت الصين والهند واليابان وفرنسا عن خطط تطوير لهذا الاتجاه. تشير وتيرة تطوير طاقة الرياح إلى أنه بحلول عام 2020 ستكون حصة هذه الصناعة 10٪ من الإجمالي.

طاقة الرياح نفسها غير مستقرة ولا يمكن التنبؤ بها مثل الأنواع الأخرى. يتم توفير الطاقة بشكل غير مستقر ، الأمر الذي يتطلب حجزها وتخزينها المستمر. هناك خيارات لحل مشاكل عدم الاستقرار هذه. اليوم ، وبدقة 95 ٪ ، يتم عمل توقعات لإنتاج الطاقة لكل ساعة خلال اليوم. يعمل معدل التخطيط المرتفع هذا على تحسين أداء المصنع وموثوقيته. لتقييم استقرار هذا النوع من أنظمة المحطات ، قامت مجموعة من العلماء من جامعتي ديلاوير وستوني بروك بإنشاء نظام افتراضي للأشياء. كانت تقع على طول الساحل الشرقي للولايات المتحدة بالكامل ، بعيدًا عن الساحل. اتضح أن مثل هذا النظام يمكن أن يكون بمثابة مصدر موثوق للطاقة. على الرغم من أن مزارع الرياح لديها إمكانات عالية ، إلا أن الطقس المتغير يمكن أن يقلل من إمكاناتها. يقترح العلماء أن يتحدوا في مجموعات شبكة واحدة من مولدات الرياح البعيدة عن بعضها البعض من أجل التخفيف من تقلبات الرياح في المناطق. ومع ذلك ، لم يتم إجراء حسابات دقيقة حتى الآن. في سياق الدراسة ، تم النظر في البيانات التي تم الحصول عليها من 11 محطة رصد الطقس الأوتوماتيكية على مدى 5 سنوات. كانت تقع على بعد 2500 كيلومتر بين فلوريدا وماين. اتضح أنه خلال هذا الوقت ، بشرط دمج المحطات في شبكة واحدة ، لن يتوقف تدفق الكهرباء تمامًا. لن تتقلب قوة النظام بأكمله مثل قوة وحدة واحدة. إذا كان يمكن أن يتغير بنسبة 50 ٪ في الساعة ، فعندئذٍ لا يمكن أن تتجاوز القفزة ، من حيث المبدأ ، 10 ٪ لكل ساعة. وخلص المشاركون في الدراسة إلى أن مصدر الطاقة "غير المستقر" هذا موثوق به تمامًا عند التعامل معه بشكل صحيح.

شاهد الفيديو: الريح الصرصر العاتية إنظر إلى قوة الجبار سبحانه جل شأنه من بيده الملكوت! (شهر نوفمبر 2020).