بحث حول طاقة الرياح

الرياح هي ظاهرة طبيعية تحدث في الكرة الأرضية بدون تدخل من الإنسان، وتوفر الرياح طاقة تستخدم في العديد من الاستخدامات المفيدة. سنقدم لكم مزيدا من التفاصيل حول طاقة الرياح واستخداماتها.

الرياح

الرياح هي إحدى الظواهر التي نتعامل معها يوميا لأنها مستمرة على سطح الأرض، والرياح هي تحرك الهواء في الغلاف الجوي باتجاه وقوة وسرعة محددة.

يعتمد اتجاه الرياح على الفرق بين الضغط في مكانين مختلفين، فنجد أن الرياح تتحرك من المناطق ذات الضغط العالي إلى المناطق ذات الضغط المنخفض، وتعتمد سرعتها على مستوى الضغط بين النقطتين.

العوامل التي تؤثر في الرياح

هناك عدة عوامل تؤثر على الرياح منها:

الشمس

تقدر الطاقة التي تصل إلى سطح الأرض من الشمس بنحو 1% من إجمالي طاقتها، وتؤثر هذه الطاقة على الرياح؛ حيث إن الشمس تعد المصدر الرئيسي لتسخين الأرض، وكلما اقتربنا من خط الاستواء، زادت حرارة الهواء، في حين أن الهواء يصبح أكثر برودة كلما ابتعدنا عن خط الاستواء في اتجاه القطبين.

الاختلاف في درجات الحرارة بين البارد والحار يؤدي إلى اختلاف ضغط الهواء وكثافته، مما يساعد على حدوث الرياح، ولذلك، يتحرك الهواء من القطبين نحو خط الاستواء.

الحرارة النوعية لليابس والماء

يوجد اختلاف في درجة تسخين الهواء في البحار مقارنة بالمحيطات واليابسة، ويؤدي هذا الاختلاف إلى فروق في درجة الحرارة بينهما، حيث تتحرك الرياح من المحيطات نحو اليابسة بسبب انتقال الحرارة بشكل أسرع من الشمس إلى اليابسة مقارنة بالمحيطات.

يحدث العكس في المياه حيث يقل الكثافة والضغط الجوي عندما ترتفع درجة الحرارة، بينما يحدث العكس على اليابسة.

هناك فروق في درجات الحرارة بين الوديان والجبال، ففي الجبال يزيد ارتفاع درجة الحرارة نهارا، مما يسبب حركة الهواء من الوديان إلى الجبال نهارا، وفي المساء يحدث العكس، حيث يتجه الهواء من الجبال إلى الوديان.

استخدامات طاقة الرياح

تستخدم طاقة الرياح في العديد من الاستخدامات، والعديد من المجالات، فمن أشهر المجالات التي تستخدم فيها طاقة الرياح هي دفع السفن الشراعية، طحن الحبوب من خلال طواحين الهواء التي كانت تحول إلى طاقة ميكانيكية تقوم بتدوير طواحين الهواء، كذلك كانت تستخدم الرياح كمضخات للرياح التي تستعمل لضخ المياه.

أصبح العالم يولي الآن اهتماما أكبر للاستفادة من طاقة الرياح، وذلك بعد اكتشاف الأضرار الكبيرة للاستخدام الواسع للوقود الحفري، ولذلك يتم استخدام التوربينات لتوليد الطاقة الكهربائية باستخدام طاقة الرياح بدلا من الوقود.

أول مرة تم استخدام طاقة الرياح فيها للطاقة كانت في عام 1887م، لكن مع الأسف لم ينجح ويستمر هذا الاختراع بسبب التكلفة العالية لهذه التوربينات، ولهذا فإن العلماء قاموا بتطوير الطريقة التي يتم بها استخدام طاقة الرياح بشكل مختلف حتى أصبحت الآن طاقة الرياح تستطيع توليد كهرباء للكثير من المدن بالكامل.

يتم تثبيت مجموعة من التوربينات في المناطق التي تتميز بسرعة رياح عالية، ويتم توصيلها بمولد كهربائي حتى يتم تحريك مراوح التوربينات التي تحرك المولد المتصل به وتوليد الطاقة الكهربائية.

توجد في العالم العديد من مزارع الرياح التي تولد آلاف الميجاواط في بعض الدول المتقدمة مثل الصين والولايات المتحدة الأمريكية.

مميزات طاقة الرياح

تتميز طاقة الرياح بالعديد من المميزات مثل:

تتميز طاقة الرياح بانخفاض التكاليف، لأنها تعتبر طاقة طبيعية، ويتم بيع الكهرباء المنتجة من مزارع الرياح بسعر ثابت، ويكون وقودها مجانيًا.

استخدام طاقة الرياح يقلل من التغيرات في الأسعار الناجمة عن تكاليف الوقود من مصادر أخرى.

يجب توفير فرص العمل في المناطق التي تعتمد على قوة الرياح، حيث تحتاج إلى فنيين لصيانة محطات توليد الطاقة الريحية.

يعتبر طاقة الرياح مصدرا نظيفا للوقود ولا يتسبب في تلوث البيئة.

تعد طاقة الرياح من مصادر الطاقة المتجددة، حيث تنتج من تسخين الشمس للهواء.