ما المكونات التي يتكون منها نظام توربين الرياح خارج الشبكة؟

تُعد شركة DHC مصنّعًا رائدًا لتوربينات الرياح. وعندما نزود العملاء بتوربينات الرياح، فإننا نقدّم لهم عادةً وحدة تحكم مناسبة أيضًا.

ومع ذلك، هناك بعض العملاء الذين يعيشون في مناطق نائية بعيدة عن شبكة الكهرباء، كما أن هناك عملاءً آخرين تفتقر منطقتهم إلى إمداد كهربائي مستقر. وفي مثل هذه الحالات، نوصي العملاء عمومًا باختيار نظام توربينات رياح خارج الشبكة. وهو نظام مستقل لتوليد الطاقة يوفّر التغذية الكهربائية لهذه المناطق التي تفتقر إلى الموارد الكهربائية.

وتتضمن المكونات الأساسية لهذا النظام توربينات الرياح وبطاريات تخزين الطاقة ووحدات التحكم والمحولات والمكونات المساعدة الأخرى. وتعمل جميع المنتجات ضمن نظام توربينات الرياح خارج الشبكة بكفاءة متكاملة لتوفير إمداد كهربائي مستقر للمستخدمين.

توربين رياح

تتكوّن توربينة الرياح بشكل رئيسي من الشفرات، والمحور المركزي (الهاب)، ومحركات المغناطيس الدائم، إضافةً إلى مكونات أخرى. وتتمثل وظيفتها الأساسية في اصطياد طاقة الرياح وتحويلها إلى طاقة ميكانيكية، ثم يقوم محرك المغناطيس الدائم بتحويل هذه الطاقة الميكانيكية إلى طاقة كهربائية.

إن النوع الأكثر شيوعًا من المولدات المستخدمة في توربينات الرياح هو المولِّد التياري المتناوب. ويتميّز هذا النوع بكفاءته العالية، وحجمه الصغير، ووزنه الخفيف، وبساطة تصنيعه. وهو يُستخدم على نطاق واسع في مجالات عديدة مثل توليد الطاقة الكهرومائية والمركبات ذات الطاقة الجديدة.

الهيكل الداعم الرئيسي لـ توربين رياح يعتمد بالكامل على البرج. وهذا يضمن أن تكون الماكينة بأكملها على الارتفاع المناسب وأن تدور بثبات، مما يسمح باصطياد كمية أكبر من طاقة الرياح. والبرج ثقيل نسبيًّا، ولذلك نوصي عمومًا بأن يشتريه العملاء محليًّا. ويمكننا تقديم الدعم من حيث الرسومات وغيرها من الجوانب.

وبالإضافة إلى ذلك، تحتوي توربينات الرياح عالية القدرة أيضًا على مكونات أخرى، مثل نظام التوجيه النشط للشفرات، ونظام التوجُّه الأفقي (Yaw System)، وأجهزة استشعار اتجاه الرياح وسرعتها، وغيرها. وتعمل هذه المكونات معًا لضمان التشغيل الآمن والفعال لتوربينات الرياح.

بطارية تخزين الطاقة

في نظام توربينات الرياح خارج الشبكة والبطارية المخزِّنة للطاقة التي نزوِّد النظام بها عادةً هي بطارية فوسفات الحديد الليثيوم. وفي السنوات الأخيرة، أصبحت تقنية البطاريات الليثيومية ناضجة جدًّا. وبالمقارنة مع البطاريات التقليدية، فإن أدائها مستقرٌّ للغاية، وتتميَّز بعدد دورات أكبر وعمر افتراضي أطول.

وتتمثل الوظيفة الرئيسية للبطارية المخزِّنة للطاقة في تخزين الكهرباء الزائدة التي يولِّدها مولِّد توربين الرياح، ويمكن استخدامها لتغطية الاستهلاك اليومي من الكهرباء عند انخفاض إنتاج الطاقة. وبجانب البطاريات الليثيومية، إذا رغب العميل في الحصول على نسبة أفضل بين التكلفة والأداء، فيمكن تجهيز النظام أيضًا ببطاريات الرصاص الحمضية وفقًا للميزانية والمتطلبات، وهي قادرة كذلك على تلبية الحاجة إلى تخزين الكهرباء.

تُستخدم بطاريات تخزين الطاقة ليس فقط في أنظمة توربينات الرياح المستقلة عن الشبكة، بل يمكن أيضًا استخدامها كمكون رئيسي لتخزين الكهرباء في الأنظمة الفوتوفولطية، لتلبية احتياجات المستخدمين من استهلاك الكهرباء خارج الشبكة.

وحدة التحكم

الوظيفة الأساسية للوحدة التحكمية هي مراقبة وتنظيم حالة تشغيل مولد توربين الرياح، وتحقيق تتبع أقصى قدر من القدرة، وضمان تشغيل توربين الرياح بكفاءة تحت سرعات رياح مختلفة.

وبالإضافة إلى ذلك، تمتلك الوحدة التحكمية الوظائف التالية:

١. إدارة عملية شحن وتفريغ جهاز تخزين الطاقة، وحماية البطارية من الأضرار الناجمة عن الشحن الزائد أو التفريغ الزائد، وبالتالي إطالة عمر البطارية.

٢. توفير وظائف حماية ضد الحمل الزائد والدوائر القصيرة وغيرها، لضمان التشغيل الآمن للنظام.

عاكس

١. جهد تيار كهربائي وتردد مستقران لضمان أن جودة التيار الكهربائي تتوافق مع متطلبات المعدات الكهربائية.

٢. في بعض الأنظمة، قد تمتلك العاكس وظيفة الاتصال بالشبكة الكهربائية العامة، بحيث يمكن ربط النظام بالشبكة الكهربائية العامة عند الحاجة.

تحميل

تشير العبء إلى الأجهزة الكهربائية المستخدمة في البيئات غير المتصلة بالشبكة (Off-Grid)، مثل معدات الإضاءة والأجهزة المنزلية والمعدات الصناعية الصغيرة. وغالبًا ما تُحدِّد متطلبات قدرة العبء وخصائص استهلاكه حجم التصميم وتخطيط نظام توربينات الرياح غير المتصل بالشبكة. وعادةً ما نُعِدُّ حلولًا نظامية مخصصة للعملاء استنادًا إلى حالة العبء.