ما هو رواتب المهندسين في فرنسا ؟

 

طاقة الرياح : ما هي مكونات توربينات الرياح 

تُعرّف طاقة الرياح بأنّها شكل من أشكال الطاقة التي تقوم فيها التوربينات بتحويل الطاقة الحركية للرياح إلى طاقةٍ ميكانيكية أو كهربائية يمكن استخدامها في توليد الطاقة أذا ما هي مكونات العنفة الريحية .

مكونات توربينة الرياح

تتكون توربينة الرياح من العناصر التالية :

1. العنصر الدوار.
2. حاوية الأجزاء الدوارة.
3. البرج .
4. لوحة التحكم.
5. القاعدة الخرسانية.

فيما يلي تفاصيل لأجزاء التوربينة المختلفة :

العضو الدوار :

 يتكون من ثلاث أجزاء رئيسية :1) الريش أو الشفرات 2) الصرة 3) غطاء الصرة

الريش أو الشفرات :

تستخدم لتحويل الطاقة الحركية للرياح لعزم دوران ميكانيكي يؤدي لدوران بقية الأجزاء  الدوارة، و قدم تم استخدام الخشب قديما في تصنيع الريش و ما يزال يستخدم في بعض التوربينات  ذات القدرة المحدودة،  ثم تم استبدال الخشب بالحديد الصلب لكن نظرا الى ثقل وزنه و تكلفته العالية أصبحت تستخدم في و قتنا الحالي الألياف الزجاجية نظرا لخواصها الثابتة على مدى عمر التوربينة .

الصرة :

تصنع عادة من الحديد الزهر أو الصب، و يثبت بها فلانشات يتم ربطها بمسامير لتثبيت الريش و كذلك فلانشة رئيسية لتثبيتها بمحور الدوران الرئيسي ، ليتم نقل القوة والعزم من الريش لمحور الدوران الرئيسي.

غطاء الصرة :

يصنع عادة من الألياف الزجاجية ، يستخدم لتغطية الصرة بحيث يساعد على سهولة انسياب الرياح على سطح الريش ،و حماية الأجزاء الموجودة بداخله من الأتربة والرمال و الأمطار و اعطاء منظر جمالي للتوربينة .

حاوية الأجزاء الدوارة

 

تصنع من الصلب أو الألياف الزجاجية ، تحوي على الأجزاء التالية :

1. قاعدة حاوية الاجزاء الدوارة
2. محور الدوران الرئيسي
3. صندوق التروس 
4. المكابح الميكانيكية
5. نظام التوجيه
6. الوصلة المرنة
7. المولد

قاعدة حاوية الأجزاء الدوارة

تصنع من ألواح الصلب المجمعة باللحام ،  ويثبت في الجزء السفلي منها فلانشة مائلة ، بواسطة اللحام لتثبيت منظومة توجيه التوربينة،

و يتم تصميم القاعدة بحيث تنقل جميع القوة الديناميكية الاجهادات من العضو الدوار الى البرج .

محور الدوران الرئيسي

يصنع من الصلب المصمت عالي الجودة، يوجد في أحدى نهايته فلانشة للتثبيت مع فلانشة الدوران الرئيسية و الأخرى تثبت مع صندوق التروس ويحمل على كرسي تحميل عالي الجودة ، يكون كرسي التحميل الخلفي مثبتا ليمتص قوة الرياح الأفقية ، و تغطى كراسي التحميل  و عمود الدوار معا بغطاء من الحديد الزهر .

صندوق التروس

يصنع صندوق  من الحديد الزهر عالي الجودة ، وتصنع التروس من الصلب عالي الجودة ، الغرض من التروس هو تحويل العزم العالي عند السرعات البطيئة للعضو الدوار لعزم صغير مع سرعة عالية لتشغيل  المولد الكهربائي ، يتم استخدام نوعين من الزيوت للفيام بعملية التزييت بين التروس طبقا للتصميم الهندسي لصندوق التروس حتى يتحمل درجات حرارة عالية الناتجة عن الحرارة والاحتكاك من تغير في الخواص .

المكابح الميكانيكية

الفرامل الميكانيكية عبارة عن قرص من الصلب عالي الجودة حتى يتحمل درجة الحرارة العالية الناتجة عن الاحتكاك بينه وبين الوسائد وتعمل هذه الوسائد أما بنظام كهربائية أو هدروليكي ، يركب قرص الفرامل أما على عمود  السرعات البطيئة او على عامود السرعة العالية .

نظام التوجيه

يوجد نوعان رئيسيان لأنظمة التوجيه :

نظام توجيه ميكانيكي :

عبارة عن ذيل يشبه دفة السفينة في مؤخرة الناسيل تسخدم في التوربينات الصغيرة جدا وتروبينات ضخ المياه و التي لا تحتوي على فرامل ميكانيكة أو كهربائية حيث يستعين بذيل لتوجيه العنفة  .

نظام توجيه توجيه كهروميكانيكي : 

منظومة تقوم بتحريك الناسيل  في اتجاه الرياح ويتكون من :

حساس اتجاه الرياح : يعطي اشارات تبين اتجاهات الرياح.

موتور التوجيه : يقوم بتحريك الناسيل لاتجاه الرياح الفعلي.

فرامل  التوجيه : تقوم بالحفاظ على ثبات الناسيل أثناء الدوران .

مجموعة التوجيه : تزيد من عزم الدوران وتقنن من سرعة الناسيل لتتفادى حدوث الاجهادات أثناء الدوران .

ترس التوجيه : هو ترس داخلي كبير يربط بين الناسيل و البرج ،و يتحرك الناسيل من خلاله حيث يسمح نظام التوجيه بدوران الناسيل للتوجيه دائما في اتجاه الرياح.

الوصلة المرنة :

تستخدم الوصلة المرنة للربط بين أجزاء بين بعض أجزاء التوربينة ، حيث توجد وصلتان بين صندوق التروس و المولد الكهربائي و الغرض منها حماية أجزاء التوربينة  لقدرتها على امتصاص الأحمال المفاجئة و الصدمات ، وتسمح بازاحات زاوية نصف قطرية لمحاور الدوران .

المولد 

المولد الكهربائي:

يعتبر المولد الحثي من المولدات الأكثر استخداما في توربينات الرياح ويكاد يكون استخدامه في الحياة العملية قاصرا عليها، لذا فهو يستخدم ملفات ينشأ عنها مجال مغناطيسي عند تزويدها بالكهرباء في بداية عمل المولد وذلك بدال من األقطاب المغناطيسية المستخدمة في المولد التزامني، كما يتميز برخص سعره مقارنة بالمولد التزامني.

وعادة ما تستخدم التوربينات مولدات تعتمد علي أربع أو ست ملفات، ويرجع هذا إلى أن السرعة العالية في الدوران تقلل حجم المولد وتكلفته، حيث أن عدد الأقطاب يتناسب تناسبا عكسيا مع سرعة الدوران التي يبدأ عندها توليد الطاقة الكهربية.

ويتكون المولد من الأجزاء التالية :

1. العضو الدوار .
2. الجزء الثابت .
3.  كراسي التحميل .
4.  مروحة التبريد.
5.  الجسم.

 نظرية عمل المولد:

توصل التوربينة من خلال عامود الدوران الرئيسي مع مولد يحتوي على مجال مغناطيسي كبير و بدوران التوربينة يدور العمود الرئيسي فيقطع الملف المجال المغناطيسي فنحصل على التيار الكهربائي، أي أن المولد يحول الطاقة الميكانيكية إلى طاقة كهربائية من خلال إدارة ملف في وجود مجال مغناطيسي .

البرج

يُصنع من الحديد المعالج حراريا أو الخرسانة ليتحمل مكونات الحاوية والتي يصل وزنها إلي قرابة الثلاثين طن، ويمثل البرج حوالي 26 %من ثمن التوربينة ويمكن أن تختلف ارتفاعات الأبراج لنفس طراز التوربينة مما يؤدي للحصول علي طاقة أكبر من التوربينات ذات الأبراج العالية نظرا لزيادة سرعة الريح .ع ارتفاع التوربينة، وإلى جانب احتواء الحاوية والبرج على مكونات القوى الكهربية ومعدات التحكم المستخدمة في تشغيل ومراقبة أداء التوربينات، فإن الحاوية تحول الأحمال الهيكلية إلى البرج ويأخذ البرج البناء الشبكي أو البناء الأسطواني أو المخروطي 

لوحة التحكم

ومن خالها يتم التحكم في تشغيل التوربينة وتحتوي على األجزاء الرئيسية مثل :

1. المفتاح الرئيسي لربط التوربينة بالمحول.
2.  مجموعة تحسين معامل القدرة (مكثفات وملفات).
3.  المحوالت الخاصة بتغذية دوائر التحكم والوقاية للتوربينة.
4.  دوائر التحكم والوقاية (دائرة التحكم في دخول التوربينة على الشبكة - الدائرة الخاصة بتوجيه
5. التوربينة في اتجاه الرياح....،.....،.... ).
6.  دوائر لنقل البيانات (الجهد – التيار – درجة الحرارة.....) إلى الحاسب الخاص بالتوربينة الملحق.
7. لوحة التحكم الرئيسية .

 لوحة التشغيل

وهى التي تقوم بمراقبة ومتابعة وظائف التوربينة وظروف التشغيل المختلفة وكذلك التحكم عن بعد من خالل غرفة التحكم المركزي للتوربينات وفق برنامج مخصص لذلك بالحاسب اآللي بغرفة التحكم )يبين لوحة التشغيل .

القاعدة الخرسانية

تصنع قاعدة التوربينة من الخرسانة المسلحة وفق حسابات وتصميمات معينة، ويوضع بداخلها فلانشة خاصة لتثبيت برج التوربينة عليها ويؤخذ في الاعتبار عند تصميمها الأحمال الديناميكية للتوربينة، وتعمل على نقل الأحمال والعزم من البرج إلى الأرض.