الطاحونة الهوائية
عبارة عن آلة تعمل عن طريق قوة الرياح ، ومصممه لتحويل الطاقة ، من طاقة حركية إلى أشكال أخرى من الطاقة مثل الطاقة الكهربائية بشكل مفيد وأقتصادي في نفس الوقت عن طريق شفرات أو أشرعة هوائية تدور حسب سرعة الرياح ، ونظرا لإعتمادها على الهواء فإنها تتواجد بكثرة على السواحل وأيضا بعيدا عن المدن نظرا لصدور أصوات عالية جدا نتيجة إحتكاك شفراتها لتوليد الطاقة ، وتتواجد بكثرة في أوروبا .
فهرس |
تاريخ الطاحونة الهوائية
يعود تاريخ تشغيل أول طاحونة هوائية إلى القرن الأول الميلادي ، حيث يصفها هيرون في هذا الوقت أنها أول آله أستخدمت في توليد الطاقة في التاريخ ، وقد أستخدم المحور الرأسي للطواحين لأول مرة في بسيستان شرق بلاد فارس في القرن التاسع كما وصفها الجغرافيون المسلمون ، والمحور الأفقي لطواحين الهواء من النوع الذي يستخدم عادة اليوم تم اختراعه في شمال غرب أوروبا في عام 1180
طريقة العمل و الصنع
- شفرات دوارة أو أشرعة - تعمل كحواجز ضد الرياح في شكلها البسيط ، عندما تجبر الريح الشفرات على التحرك تكون قد حولت البعض من طاقتها إلى الدوران لتنشأ الطاقة الحركية .
- عمود - يوصل بمركز دوران هذه الشفرات أو الأشرعة ومثبت بالأرض ، يقوم بتحويل الطاقة الناتجة عن الدوران إلى المولد ليقوم بتوليد الطاقة الكهربائية من خلال المولد .
- هيكل المحرك وهو غطاء يحوي:
ـ صندوق تروس: يزيد سرعة العمود بين مركز الدوار والمولد . ـ مولد: يستعمل الطاقة التدويرية من العمود لتوليد كهرباء باستخدام الكهرومغناطيسية ، يقوم بإستخدام الطاقة المتولدة من خلال الشفرات والأشرعة والسلوك الموصولة خلال العمود لإنتاج طاقة كهربائية مما يولّد جهد كهربائي يخرج من خطوط الكهرباء للتوزيع على المناطق . ـ وحدة سيطرة إلكترونية : نظام مراقبة يوقف التوربين في حال حدوث عطل ويسيطر على آلية الإنحراف. ـ برج : يدعم الدوار و هيكل المحرك ويرفع كامل التركيب إلى الارتفاع الأعلى . ـ أجهزة كهربائية : تجلب الكهرباء من المولد في الأسفل خلال البرج وتسيطر على العديد من عناصر أمان التوربين . مصادر [[1]]
طواحين الهواء ذات المحور الرأسي
الطواحين ذات الأعمدة الرأسية ظهرت منذ مدة طويلة ، ظهرت على شكل مستطيل و شفرات في بلاد فارس في القرن التاسع لأول مرة ، ويذكر أيضا في أحد الروايات أن طاحونه كانت موجودة في عصر الخليفة الثاني عمر بن الخطاب عام 634م ، 644م مصنوعة من ستة أشرعة إلى إثني عشر شراع من الحصير والقماش ، وكانت تستخدم لطحن الحبوب في هذا الوقت و عملية الري ، ولكنها تختلف تماما عن الأنواع الأوروبية ، ووجدت أيضا هذه الأنواع من الطواحين الهوائية في الصين في القرن الثالث عشر .
طواحين الهواء ذات المحور الأفقي
طواحين الهواء الثابتة والموجهة إلى الرياح على سبيل المثال تستخدم على نطاق واسع في جزر سيكلاديز في اليونان ، و في شمال غربي أوروبا أستخدمت في الربع الاخير من القرن الثاني عشر في شمال فرنسا و شرق إنجلترا و فلاندرز .
قبل الثورة الصناعية كانت هناك أهمية كبيرة لطواحين الهواء بإعتبارهما من أهم مصادر الطاقة التي تستخدم في المجال الصناعي وحل محلها المحركات البخارية و محركات الإحتراق الداخلي و محركات الديزل .
الطواحين الهوائية الحديثة
أحدث الأجيال من طواحين الهواء يطلق عليها التوربينات الهوائية أو مولدات الرياح ، وتستخدم في توليد الكهرباء ، فالطواحين الهوائية الحديثة مصممه فقط لتحويل الطاقة من الرياح إلى كهرباء ، فأكبر توربينات الرياح يمكن أن تولد ما يصل إلى قوة 6 ميجاوات (بلمقارنة بالوقود الأحفوري يولد ما بين 500 و 1300 ميجاوات ، ومع تزايد القلق حول المشاكل البيئية وأهمها الإحتباس الحراري حيث تقترب نسب الوقود الأحفوري في النضوب فتعتبر الطاقة الهوائية ذات إهتمام عالي بإعتبارها مصدرا للطاقة المتجدده والغير ملوثة للبيئة ، وهو يشكل صورة أكثر فائدة في توفير ما يكفي من الطاقة لمناطق عديدة من العالم .
احد المجالات التي أصبحت ذات شعبية في جميع أنحاء الغرب الأوسط للولايات المتحدة نظرا لكميات كبيرة من الرياح فالتوربينات أصبحت مفيدة جدا .
مضخات الرياح
هو نوع من الطواحين الهوائية تستخدم من أجل ضخ المياه من الآبار أو تجفيف الأراضي ، وتستخدم مضخات الرياح على نطاق واسع في جنوب أفريقيا و أستراليا و في المزارع و السهول الوسطى من الولايات المتحدة . في جنوب أفريقيا و ناميبيا لا تزال آلاف مضخات الرياح تعمل حتى الآن .و تستخدم معظمها لتوفير المياه للإستخدام البشري ، فضلا عن مخزون كبير من المياه لشرب الأغنام .
كينيا أيضا من البلاد التي إستفادت من مضخات الرياح الأفريقية لتطوير التكنولوجيات في نهاية السبعينات ، فقد قدمت أحد المنظمات الغير حكومية في المملكة المتحدة فريق دعم هندسي لأحد الشركات الكينية الهندسية لتنمية مضخات الرياح .
هولندا أيضا من البلاد المشهوره بطواحين الهواء والقديمة في هذا المجال ، حيث بنيت أول طاحونة هوائية لضخ المياه في هولندا منذ ستمائة سنة ، وتحتفل البلاد بهذه المناسبة بتسمية العام 2007 عام الطواحين ، ومعظم هذه الهياكل الواقعة على طول المناطق في هولاندا ما هي إلا مضخات رياح ، تهدف إلى تجفيف الأراضي . وهذه تعتبر أهمية خاصة لأن كثير من البلاد تقع تحت مستوى سطح البحر .
بنيت مضخات رياح كثيرة في المملكة المتحدة لتجفيف الأراضي . ومنذ ذلك الوقت تعتبر مصدر للطاقة الكهربائية ، وكثير من هذه المضخات ما زالت قائمة ، وبصورة رئيسية في البلدان المهجوره . في مزارع الولايات المتحدة ولا سيما في الغرب الأوسط ، أستخدمت مضخات الرياح من نوع المصورة لضخ المياه من الأبار لمزارع للماشية اليوم ، ويتم ذلك في المقام الأول عن طريق المضخات الكهربائية .