עקרונות כוח הרוח

המרת האנרגיה הקינטית של הרוח לאנרגיה קינטית מכנית, ולאחר מכן המרת האנרגיה המכנית לאנרגיה קינטית חשמלית, זהו ייצור כוח רוח.העיקרון של ייצור כוח רוח הוא להשתמש ברוח כדי להניע את להבי טחנת הרוח להסתובב, ולאחר מכן להגביר את מהירות הסיבוב באמצעות מגביר מהירות כדי לקדם את הגנרטור לייצר חשמל.לפי טכנולוגיית טחנת הרוח, במהירות בריזה של כשלושה מטרים לשנייה (מידת הבריזה) ניתן להפעיל חשמל.כוח הרוח מהווה פריחה בעולם, מכיוון שכוח הרוח אינו משתמש בדלק, ואינו מייצר קרינה או זיהום אוויר.[5]

הציוד הנדרש לייצור כוח רוח נקרא טורבינת רוח.סוג זה של מחולל כוח רוח ניתן לחלק לשלושה חלקים: גלגל רוח (כולל הגה זנב), גנרטור ומגדל.(לתחנות כוח רוח גדולות בעצם אין הגה זנב, בדרך כלל רק לקטנים (כולל סוג ביתי) יהיה הגה זנב)

גלגל הרוח הוא מרכיב חשוב הממיר את האנרגיה הקינטית של הרוח לאנרגיה מכנית.הוא מורכב ממספר להבים.כאשר הרוח נושבת על הלהבים, נוצר כוח אווירודינמי על הלהבים כדי להניע את גלגל הרוח להסתובב.החומר של הלהב דורש חוזק גבוה ומשקל קל, והוא עשוי ברובו מפלסטיק מחוזק בסיבי זכוכית או חומרים מרוכבים אחרים (כגון סיבי פחמן).(יש גם כמה גלגלי רוח אנכיים, להבים מסתובבים בצורת s וכו', שתפקידם זהה גם לזה של להבי מדחף רגילים)

מכיוון שמהירות גלגל הרוח נמוכה יחסית, ולעתים קרובות עוצמת וכיוון הרוח משתנים, מה שהופך את המהירות ללא יציבה;לכן, לפני הפעלת הגנרטור, יש צורך להוסיף תיבת הילוכים המגבירה את המהירות למהירות המדורגת של הגנרטור.הוסף מנגנון ויסות מהירות כדי לשמור על יציבות המהירות ולאחר מכן חבר אותו לגנרטור.על מנת לשמור על גלגל הרוח מיושר תמיד עם כיוון הרוח כדי להשיג את הכוח המרבי, יש להתקין הגה דומה לשבשבת הרוח מאחורי גלגל הרוח.

מגדל הברזל הוא המבנה התומך בגלגל הרוח, ההגה והגנרטור.בדרך כלל הוא בנוי להיות גבוה יחסית על מנת לקבל כוח רוח גדול ואחיד יותר, אך גם בעל חוזק מספק.גובה המגדל תלוי בהשפעה של מכשולים קרקעיים על מהירות הרוח ובקוטר גלגל הרוח, בדרך כלל בטווח של 6-20 מטרים.

תפקידו של הגנרטור הוא להעביר את מהירות הסיבוב הקבועה שמתקבלת על ידי גלגל הרוח למנגנון ייצור הכוח באמצעות הגברת המהירות, ובכך להמיר את האנרגיה המכנית לאנרגיה חשמלית.

כוח הרוח פופולרי מאוד בפינלנד, דנמרק ומדינות אחרות;סין גם מקדמת אותו במרץ באזור המערבי.מערכת ייצור כוח הרוח הקטנה יעילה מאוד, אך היא לא מורכבת רק מראש גנרטור, אלא מערכת קטנה בעלת תוכן טכנולוגי מסוים: גנרטור רוח + מטען + אינוורטר דיגיטלי.טורבינת הרוח מורכבת מאף, גוף מסתובב, זנב ולהבים.כל חלק חשוב מאוד.התפקידים של כל חלק הם: הלהבים משמשים לקליטת רוח והפיכתם לאנרגיה חשמלית דרך האף;הזנב שומר על הלהבים פונים תמיד לכיוון הרוח הנכנסת כדי להשיג את אנרגיית הרוח המקסימלית;הגוף המסתובב מאפשר לאף להסתובב בצורה גמישה כדי להשיג את תפקידה של כנף הזנב להתאים את הכיוון;הרוטור של האף הוא מגנט קבוע, ופיתול הסטטור חותך את קווי השדה המגנטי כדי לייצר חשמל.

באופן כללי, לרוח מדרגה שלישית יש ערך של ניצול.עם זאת, מנקודת מבט סבירה מבחינה כלכלית, מהירויות רוח העולה על 4 מטר לשנייה מתאימות לייצור חשמל.לפי מדידות, טורבינת רוח של 55 קילוואט, כאשר מהירות הרוח היא 9.5 מטר לשנייה, הספק המוצא של היחידה הוא 55 קילוואט;כאשר מהירות הרוח היא 8 מטר לשנייה, ההספק הוא 38 קילוואט;כאשר מהירות הרוח היא 6 מטר לשנייה, רק 16 קילוואט;וכאשר מהירות הרוח היא 5 מטר לשנייה, היא רק 9.5 קילוואט.ניתן לראות שככל שהרוח גדולה יותר, כך הרווח הכלכלי גדול יותר.

בארצנו כבר פועלים מכשירי ייצור כוח רוח בינוניים וקטנים רבים ומוצלחים.

משאבי הרוח של ארצי עשירים ביותר.מהירות הרוח הממוצעת ברוב האזורים היא מעל 3 מטרים לשנייה, במיוחד ברמות הצפון מזרחיות, הצפון מערביות והדרום מערביות ובאיי החוף.מהירות הרוח הממוצעת אפילו גבוהה יותר;במקומות מסוימים, זה יותר משליש בשנה. הזמן סוער.בתחומים אלו, הפיתוח של ייצור כוח הרוח מבטיח מאוד