طاقة الرياح: هل طاقة الرياح متجددة أم غير متجددة؟

 طاقة الرياح, أنواع توربينات الرياح, هناك نوعان رئيسيان من توربينات الرياح: المحور الأفقي والمحور الرأسي. غالبية توربينات الرياح هي أنواع المحور الأفقي: تصميم على غرار المروحة مع ريش التي تدور حول محور أفقي. هذا النوع من توربينات الرياح إما الرياح (الرياح يدق ريش قبل البرج) أو الرياح الهابطة (الرياح يدق البرج قبل ريش). توربينات الرياح العاتية تنطوي أيضا على محرك الأقراص ياو والمحرك، الذي يحول الباسنة للحفاظ على الدوار التي تواجه الرياح عندما يتحول اتجاهها.

طاقة الرياح

وعلى النقيض من ذلك، لم تدخل عدة توربينات هوائية محور عمودي إلى سوق المرافق العامة (سعة 100 كيلوواط وأكبر) إلى نفس مستوى توربينات المحور الأفقي. تقع توربينات المحور الرأسي في شكلين رئيسيين:

السحب القائم، أو سافونيوس، التوربينات لديها بانتظام الدوارات مع عربات الصلبة التي تدور حول محور عمودي.

التوربينات القائمة على الرفع ، أو داريوس ، لها نمط عمودي وطويل القامة والهواء (يبدو أن بعضها له شكل بيض). والريح هي مجموعة متنوعة من التوربينات القائمة على رفع تشهد اختبارات مستقلة في المختبر الوطني للطاقة المتجددة المركز الوطني لتكنولوجيا الرياح.

تطبيقات توربينات الرياح

وتستخدم توربينات الرياح في مجموعة متنوعة من التطبيقات – من توليد الكهرباء لمنزل واحد لتسخير موارد الرياح البحرية:

وتتراوح توربينات الرياح الضخمة، التي تستخدمها المرافق العامة في أغلب الأحيان لتوفير الطاقة لشبكة، بين 100 كيلوواط وعدة ميغاواط. وعادة ما يتم تجميع هذه التوربينات على نطاق المرافق في مزارع الرياح لتوليد كميات هائلة من الكهرباء. يمكن أن تتكون مزارع الرياح من عدد قليل فقط أو حتى مئات التوربينات ، مما يوفر ما يكفي من الطاقة لعشرات الآلاف من الشقق.

وعادة ما تكون توربينات الرياح الصغيرة، التي تصل عادة إلى 100 كيلووات، قريبة بشكل عام من المكان الذي سيتم فيه استخدام الكهرباء المنتجة، على سبيل المثال، بجوار المنازل أو محطات ضخ المياه أو أطباق الاتصالات السلكية واللاسلكية. يتم توصيل التوربينات المصغرة في بعض الأحيان بمولدات الديزل والأنظمة الكهروضوئية والبطاريات. و يطلق على هذه النظم أنظمة الرياح الهجينة وتستخدم بانتظام في المناطق النائية، حيث لا يمكن الربط بالشبكة الوطنية.

وتستخدم توربينات الرياح البحرية في العديد من البلدان لتسخير الرياح القوية والمطردة الموجودة خارج السواحل. إن إمكانات الموارد للرياح فوق المياه الساحلية الأميركية كافية لإنتاج أكثر من 4000 جيجاوات من الكهرباء أو ما يقرب من أربعة أضعاف القدرة على توليد الطاقة الكهربائية الحالية في الولايات المتحدة. ومن الواضح أن كل هذه الموارد لن تستخدم، ولكن هذا يدل على فرصة كبيرة لتوفير الطاقة للمدن الساحلية المكتظة بالسكان.

 أسباب أهمية طاقة الرياح

طاقة الرياح هي مصدر حيوي ومربح للطاقة لأسباب عديدة:

إنه مستدام. الرياح كانت وإلى الأبد ستكون في متناولنا. في حين أن أيام محددة قد تحمل المزيد من الرياح من غيرها، فإنه لا يزال مصدرا لا حصر له من الطاقة. وهذا يشير إلى أنه يضمن المتانة ولن ينفد أبدا.

إنه مصدر طاقة تنافسي للمنزل يمكن للشركات المرافق تقديم طاقة الرياح للمنازل التي يمكن أن تساعد على التحوط ضد تكاليف الوقود لا يمكن التنبؤ بها. وهذا خيار أكثر أمانا من الوقود الأحفوري، الذي يتناوب تبعا للموارد والأسعار العالمية.

إنه يؤدي إلى خلق فرص عمل. في عام 2019، أنتجت صناعة الرياح 120,000 وظيفة في جميع الولايات.

توقع مكتب إحصاءات العمل الأميركي زيادة بنسبة 96٪ في الوظائف المتعلقة بطاقة الرياح من عام 2016 إلى عام 2026، والتي ستقدمها كواحدة من أسرع المهن نموا في أمريكا.

إنه أكثر أمانا من مثيلاته تقلل طاقة الرياح من كميات أكاسيد النيتروجين وثاني أكسيد الكبريت التي تلوث الهواء عند حرق الوقود الأحفوري. وقد أدى هذا الانخفاض في تلوث الهواء إلى توفير الإنفاق على الأدوية من مشاكل الجهاز التنفسي والربو، مما أدى إلى تحقيق 9.4 مليار دولار من أرباح الصحة العامة في عام 2018 وحده.

فهو، بشكل مباشر وغير مباشر، يخلق إيرادات. أكثر من 99 في المائة من حقول الرياح في المناطق الريفية. وبما أن مزارع الرياح تدفع قاعدة ضريبية في هذه المناطق، فإنها تحقق إيرادات جديدة لتوفير فرص العمل المحلية، وإصلاح الطرق، وتمويل إنفاذ القانون. على سبيل المثال، في عام 2009، بدأت مزرعة الرياح هاي شيلدون في إنفينرجي في إنتاج الكهرباء، وكانت مكاسب المشروع كافية لاستبعاد الضرائب المحلية للسنوات الثماني الأولى من عمر المشروع.

وتدفع مشاريع الرياح أكثر من 1.6 بليون دولار للحكومات المحلية وحكومات الولايات فضلا عن ملاك الأراضي الأفراد كل سنة.

وهو فعال من حيث التكلفة. في الواقع، انها مجانية! وتتناوب مصادر الطاقة مثل الوقود الأحفوري بانتظام في الأسعار. وعلى النقيض من ذلك، يتم توفير طاقة الرياح عادة على أساس سعر ثابت على مدى فترة طويلة، غالبا حوالي 20 عاما. وعادة ما تعوض مزارع الرياح بصمتها الكربونية في غضون ستة أشهر أو أقل، وهو ما يمثل عقودا من الطاقة الخالية من الانبعاثات التي تحل محل طاقة الوقود الأحفوري.

إنه يوفر قيمة الماء. لا تحتاج توربينات الرياح إلى المياه لتوليد الكهرباء أو لأغراض التبريد، على عكس المصادر المتجددة الأخرى. توفر طاقة الرياح استخدام مليارات اللترات من المياه كل عام، مما يشير إلى أنها لا تلوث المياه. وفي العام الماضي، قلل إنتاج طاقة الرياح من استهلاك المياه في محطات توليد الطاقة القائمة بنحو 103 مليارات غالون، أي ما يعادل 723 مليار زجاجة مياه.

ما الذي يجعل الرياح موردا متجددا؟

والأدلة على وجود إمدادات لا نهاية لها من الرياح تجعلها مصدرا متجددا للطاقة. وينطبق الشيء نفسه أيضا على الطاقة الشمسية حيث أن الشمس سوف تشرق إلى الأبد، وسوف تكون هناك رياح إلى الأبد. المبلغ يعتمد فقط على الوقت والطقس.

طاقة الرياح المتولدة من خلال مزارع الرياح لا تلوث الأرض بثاني أكسيد النيتروجين، أكسيد النيتريك، أو ثاني أكسيد الكبريت، الضباب الدخاني، أو الأمطار الحمضية، مثل العديد من أشكال أخرى من الوقود التقليدي تفعل.

الرياح هي إلى حد كبير مصدر مستدام للطاقة. وهو يطبق الطاقة الحركية التي توجد عادة في مهب الريح ويحولها إلى طاقة كهربائية يمكننا استخدامها لتشغيل أي شيء وكل ما يعمل على أساس الكهرباء. طاقة الرياح مستدامة لأنها مصدر للطاقة التي لا تنتج النفايات أو تخلق انبعاثات الكربون، والأمطار الحمضية، والسخام، والضباب الدخاني، أو الاحترار العالمي. وإلى جانب الطاقة الشمسية والنفايات إلى وقود، طاقة الرياح هي من بين مصادر الطاقة الأكثر موثوقية والأكثر استدامة يمكننا الاستفادة منها.

كما تحافظ مزارع الرياح بشكل غير مباشر على أموال البلاد من خلال تقليل التكاليف التي تنفق على استيراد الوقود الأحفوري. ويمكن استخدام تلك المبالغ النقدية المخزنة لدعم البنية التحتية المحلية، مما يجعلنا أكثر اكتفاء ذاتيا.

في عام 2019، كانت طاقة الرياح مصدر ما يقرب من 7.2٪ من إجمالي إنتاج الكهرباء في الولايات المتحدة، وهو ما يكفي لتشغيل 27.5 مليون منزل. كما وفرت طاقة الرياح حوالي 42٪ من الكهرباء المنتجة من مصادر الطاقة المتجددة. وكانت هذه قفزة هائلة عما كانت عليه قبل بضع سنوات، أي في عام 2012، كانت كمية طاقة الرياح التي تم تسليمها في الولايات المتحدة في مرحلة القدرة على تزويد 15 مليون منزل بالطاقة.

هل تعتبر طاقة الرياح طاقة نظيفة؟

الإجابة المختصرة على هذا السؤال هي "نعم". من المفترض أن تكون طاقة الرياح طاقة خضراء لأنها تخلق انبعاثات كربونية صفرية. الطاقة النظيفة تعتبر طرق إنتاج الكهرباء التي تولد أي انبعاثات الكربون أو الحد الأدنى. وعلى النقيض من ذلك، تشير الطاقة الخضراء إلى مصادر الطاقة المتجددة (الطاقة الشمسية وطاقة الرياح) التي لا تصدر انبعاثات كربونية في جميع مراحل العمليات.

من الضروري ملاحظة هذا الاختلاف لأن العديد من مصادر الطاقة المتجددة (الملقبة ب "الخضراء") ليست مناسبة للبيئة. على سبيل المثال، يمكننا حرق القمامة لإنتاج الكهرباء. وبطبيعة الحال، فإننا نقدم نفايات غير قابلة لإعادة التدوير منذ سنوات، وإلى أن يتحول ذلك، فإن تحويل النفايات إلى طاقة سوف يصبح مصدرا متجددا. وهو حل، ولكن الدخان الذي ينشأ يساهم في تغير المناخ ويؤثر سلبا على الغلاف الجوي.

كيف تكون طاقة الرياح مفيدة لنا؟

طاقة الرياح مفيدة لنا لنفس الأغراض من الضروري جدا بالنسبة لنا. فهي تحافظ على المال، وتوفر المياه، ولكن الأهم من ذلك، أنها تضر بالبيئة أقل بكثير من نظيراتها غير المتجددة. وتترك توربينات الرياح الحياة البرية في المناطق المجاورة لها دون أن تصاب بأذى أو ضرر على الإطلاق. ولأن طاقة الرياح لا تحتاج إلى أي مياه لزرعها، فهي مقاومة للجفاف، وهو أمر مناسب بشكل خاص في مناطق البلاد التي يحتمل أن تموجات الجفاف. أيضا، الرياح تأتي من مصدر سيكون دائما في متناولنا، لذلك مصادرنا لن تستنزف أبدا.

مستقبل توربينات الرياح

طاقة الرياح سيكون لها مستقبل مشرق. هنا، قمنا بإدراج بعض الرؤى تجاه مستقبل طاقة الرياح.

طاقة الرياح يمكن الحصول عليها بشكل عام. ويشير تقرير رؤية الرياح إلى أن الرياح يمكن أن تكون مصدرا قابلا للتطبيق للكهرباء المتجددة في جميع الولايات الخمسين بحلول عام 2050.

تدعم طاقة الرياح سلسلة إمداد محلية قوية. ويمكن للرياح أن تدعم أكثر من 600,000 وظيفة في مجال التصنيع، والتهيئة، والحفاظ على البيئة، والخدمات الداعمة بحلول عام 2050.

طاقة الرياح بأسعار معقولة. وبما أن عقود إنتاج طاقة الرياح توفر عادة أسعارا ثابتة لمدة 20 عاما، فمن المتوقع أن يكون قطاع المرافق الكهربائية أقل حساسية للتقلبات في أسعار الغاز الطبيعي ووقود الفحم مع المزيد من الرياح. ومن المتوقع أن توفر الرياح على المستهلكين 280 مليار دولار بحلول عام 2050 من خلال تقليل الضعف الوطني أمام ارتفاع الأسعار وانقطاع الإمدادات مع التسعير على المدى الطويل.

طاقة الرياح تقلل من انبعاثات تلوث الهواء. وقد تجنبت القدرة التشغيلية لطاقة الرياح أكثر من 000 250 طن متري من ملوثات الهواء، بما في ذلك أكسيد النيتريك وثاني أكسيد النيتروجين وثاني أكسيد الكبريت وعناصر الجسيمات، في عام 2013. وبحلول عام 2050، يمكن لطاقة الرياح أن تتجاوز انبعاث 12.3 غيغاطن من غازات الدفيئة.

طاقة الرياح تحمي موارد المياه. وبحلول عام 2050، يمكن لطاقة الرياح الحفاظ على 260 مليار غالون من المياه، أي ما يعادل حوالي 400,000 حمام سباحة أولمبي الحجم.

إن نشر طاقة الرياح يحسن إيرادات المجتمع المحلي. وستجمع المجتمعات المحلية إيرادات ضريبية إضافية من رسوم إيجار الأراضي والضرائب العقارية، التي تقترب من 3.2 بليون دولار سنويا بحلول عام 2050.