طاقة الريح: كيف تتحول الريح إلى كهرباء؟

الريح حركة هواء تحمل طاقة حركية كأي جسم متحرك — وتوربين الريح ليس أكثر من مروحة عملاقة مقلوبة الدور: بدل أن تستهلك كهرباء لتدوير الهواء، يستهلك الهواء طاقته في تدويرها فتولد كهرباء.

المبدأ الأساسي

الهواء المتحرك له طاقة حركية تتناسب مع كتلته وسرعته. عندما تضرب الريح ريش التوربين، تدفعها فتدور — تمامًا كما تدور عجلة الهواء في الألعاب عند النفخ فيها. هذا الدوران الميكانيكي ينتقل عبر عمود إلى المولد الذي يحول الحركة إلى كهرباء بالحث الكهرومغناطيسي.

ما الذي يحدد كمية الطاقة المستخرجة؟

• سرعة الريح: العامل الأكثر تأثيرًا — طاقة الريح تتناسب مع مكعب سرعتها تقريبًا، فزيادة طفيفة في السرعة تعني زيادة كبيرة في الطاقة المتاحة.
• مساحة الريش الماسحة: ريش أطول تمسح مساحة أكبر من الهواء فتحصد طاقة أكبر.
• كثافة الهواء: الهواء الأكثف (كما في المناطق الباردة أو منخفضة الارتفاع) يحمل طاقة أكبر لنفس السرعة.

طاقة متقطعة بطبيعتها

على عكس المحطة الغازية التي تشتغل وقت ما يشاء المشغل، توربين الريح يولد فقط حين تهب الريح بسرعة كافية — لا قبل حد أدنى (لا تكفي الطاقة لتشغيل التوربين)، ولا بعد حد أعلى (يُوقف التوربين حماية له من السرعات العاتية). هذا التقطّع هو السبب الرئيسي وراء حاجة الشبكات التي تعتمد على الريح إلى مصادر دعم أو تخزين.

أين تُبنى محطات الريح؟