تحويل الطاقة في عنفة الرياح

​

^مقدمة:

تتحول الطاقة عدد من المرات وتنتقل خلال معدات مختلفة قبل الوصول إلى المستهلك، وتتعلق قيمة الطاقة المنتجة من العنفة بشكل نهائي بعامل الطاقة للدوار Cp ومردود علبة السرعة، مردود المولد الكهربائي والمحولة الكهربائية، إضافة إلى الضياعات الحاصلة في خطوط نقل الطاقة الميكانيكية والكهربائية، وتستبعد الطاقة الصافية أيضاً القيمة المستهلكة لتشغيل أجهزة المراقبة والقياس والتحكم والتوجيه.^

**مسار الطاقة في عنفة الرياح:**

& يبين المخطط التالي المسار الذي تسلكه الطاقة أثناء عمليات التحول خلال عنفة الرياح، والمكونات الأساسية لها هي الدوار، خط نقل الحركة (علبة السرعة) والمولد الكهربائي.

الشكل 1: مخطط نقل الطاقة في العنفة

تحسب الطاقة الحركية للرياح من العلاقة:

حيث أن ρ هي كثافة الهواء، V_w سرعة الهواء، وA هي المساحة التي يمر عبرها تيار الهواء وفي هذه الحالة مساحة دوار العنفة.

تسمى نسبة الطاقة المستجرة من الرياح بعامل الطاقة Cp وتختلف قيمته حسب نوع العنفة وتصميمها، والقيمة الأعظمية من الطاقة التي يمكن لدوار عنفة أن يستخلصها من الطاقة الحركية للرياح هي59.3% منها وتسمى حد بيتز، وإن أحدث العنفات لا يصل إلى هذا الحد بل يبلق معامل الطاقة الأعظمي في العنفات ذات المحور الأفقي ثلاثية الشفرة قيمة 0.46، ويبين الشكل التالي قيمة عامل الطاقة للعنفات الثنائية وثلاثية الشفرات كتابع لقيمة السرعة الطرفية للشفرة λ:

الشكل 2: تغير قيمة معامل الطاقة للعنفة مع قيمة السرعة الطرفية للشفرة

​