ما هي توربينات الرياح العمودية VAWT؟
توربينات الرياح العمودية هي توربينات الرياح التي تدور شفراتها حول عمود رأسي ذات ريش رأسية. إنها تنتج الكهرباء عن طريق استخدام طاقة الرياح بنفس الطريقة التي تعمل بها توربينات الرياح ذات المحور الأفقي بتصميم و شكل مختلف.
وصف التوربينات VAWT:
بشكل عام تم تصميم VAWT لزيادة منطقة المسح وتعزيز قدرة توليد الطاقة وكذلك للحفاظ على الجمال الجوهري للتصميم الأصلي.
حيث تكون الشفرات الشفرات متناظرة وموجهة عموديًا، و بدمج عمود المحرك الرئيسي الذي تم ضبطه ليعكس سرعة الرياح. يسمح التقدم في تصميم VAWT بوضع المكونات الرئيسية للتوربين في قاعدته. و هكذا من السهل جدًا إجراء الصيانة على التوربين، لأن المكونات الرئيسية مثل المولد وعلبة التروس تقع بالقرب من الأرض. هذا سوف يقلل من تكلفة الصيانة. بالإضافة إلى ذلك، تم تصميم VAWT بطريقة لا تحتاج إلى توجيهها في اتجاه الريح، و نتيجة لذلك فإنه لا يتطلب آليات استشعار الرياح والتوجيه.
تصميم توربينتات الرياح العمودية:
يوجد نوعين من التصميمات، و لكل نوع طريقة عمل مختلفة :
- تصميم توربينات الرياح سافونيوس ( Savonius): تحتوي توربينات الرياح Savonius على شفرات مبنية حول العمود الرأسي في شكل حلزوني ، والتي تشبه بشكل أساسي الحمض النووي أو المعكرونة . تعد منطقة استقبال الرياح العريضة والصلبة للريش واحدة من أهم ميزات توربينات الرياح Savonius. عند التشغيل ، تعتمد توربينات الرياح Savonius على آلية مقاومة التدفق لتحويل دواراتها. بكلمات بسيطة ، يدفع الضغط الديناميكي للريح ضد الريش الدوار إلى الدوران. في الوقت نفسه ، يواجه الجانب الآخر من الشفرات قوة مقاومة هوائية أو “سحب”. هذا تمامًا مثل ما نختبره عند ركوب الدراجات أو الجري: هناك دائمًا تدفق الهواء ضدنا. وبسبب هذا ، يمكن أن تدور توربينات الرياح في سافونيوس بنفس سرعة الرياح فقط.
- توربينات داريوس(Darrieus): غالبًا ما تسمى “مضرب البيض” وتسمى على اسم المخترع الفرنسي جورج داريوس ، تتميز توربينات Darrieus الكلاسيكية بأجنحة طويلة منحنية مع كل طرف متصل بأعلى وأسفل عمود الدوران. نموذج آخر من توربينات Darrieus له ثلاثة أجنحة مستقيمة متصلة بالموازاة في العمود ، مكونة الشكل “H”. فيما يتعلق بالتشغيل ، يستخدم داريوس القوة الديناميكية الهوائية “الرفع” للدوران. من خلال التدفق حول الهيكل ، تخلق الرياح شفطًا على الجانب الأمامي من التوربين ، مما يدفع الأجنحة إلى الدوران. نظرًا لشكل الأجنحة ، فإنها لا تواجه قدرًا كبيرًا من السحب مثل توربينات سافونيوس. بمجرد بدء الدوران ، يمكن لتوربينات الرياح Darrieus أن تتسارع لتدور أسرع من سرعة الرياح.
مميزات توربينات الرياح العمودية :
- يمكن استخدام توربينات الرياح ذات المحور الرأسي لتوليد الطاقة حتى في الظروف الجوية غير المستقرة
- إمكانيةتجميع توربينات الرياح ذات المحور الرأسي بشكل أقرب معًا في محطة طاقة الرياح.
- سرعة بدء الرياح اللازمة لتوربينات الرياح ذات المحور الرأسي النموذجي هي 2 إلى 3 م / ث. يسمح هذا لتوربينات الرياح العمودية بتوليد الكهرباء، حتى عندما تكون الرياح الواردة أضعف نسبيًا.
- ضرر بيئي أقل : بشكل عام ، حجم توربينات الرياح ذات المحور الرأسي الأصغر حجمًا يجلب بعض المزايا ، أحدها هو الضرر البيئي المنخفض.
- أسهل في التركيب والصيانة : الميزة الثانية بفضل الحجم الأصغر لتوربينات الرياح ذات المحور الرأسي هي أنها أسهل في النقل والتركيب والصيانة.
- تركيب أقل تقييدًا: ميزة أخرى رائعة، هي أن هذه التوربينات مسموح بها أكثر في حالة حظر الهياكل الأطول.
- تمثيل مذهل: أخيرًا وليس آخرًا ، تسمح التصميمات الهندسية الحديثة لتوربينات الرياح ذات المحور الرأسي بالعمل بأناقة وخلق تدفق بصري سلس. مظهرها مكمل تمامًا للمباني والحرم الجامعي والمتنزهات.
