توزيع العنفات في المزرعة الريحية

عند وضع عدة عنفات جانب بعضها البعض في موقع ما فإن أول مشكلة يمكن أن تظهر هي مسألة الأبعاد بين العنفات والتي يجب أن تؤخذ بعين الاعتبار من وجهة النظر الأيروديناميكية لتجنب ضياعات الاستطاعة الكبيرة وغير المبررة والتي تنتج عن التأثير المتبادل بين العنفات وإلا لن تعمل المزرعة بشكل اقتصادي منذ البداية.
يعبَّر عن ضياعات الاستطاعة الناتجة عن التأثير المتبادل بين العنفات بالمردود الأيروديناميكي للمزرعة والذي يعرّف بأنه الطاقة المنتجة من كامل المزرعة كنسبة من مجموع معدل الطاقة المنتجة التي يمكن أن تنتج فيما لو كانت العنفات تعمل بشكل مستقل كلاً على حدا بدون تداخل ويكون أقل من 100 %، ويجب أن يكون عالٍ قدر الإمكان.

ويبين الشكل التالي اختلاف الطاقة المنتجة من كامل المزرعة عن مجموع طاقة العنفات بدون تداخل:

إن البارامترات الحاسمة التي تحدد المردود الأيروديناميكي للمزرعة الريحية هي:

– عدد العنفات

– توجيه العنفات باتجاه الرياح

– هندسة المزرعة

– خصائص العنفات

– شدة اضطراب في الموقع والتوزيع التكراري

أولاً: عدد العنفات Number of Wind Turbines

ثانياً: توجيه العنفات باتجاه الرياح

من وردة الرياح في المنطقة يتم معرفة الاتجاه السائد للرياح في هذه المنطقة، وللحصول على المردود الأيروديناميكي الأعظمي يجب توجيه المزرعة الريحية بشكل مواجه للرياح مباشرة بحيث تكون الرياح معامدة للأنساق كما في الشكل:

directing wind turbine

 توجّه المزرعة الريحية

ثالثاً: هندسة المزرعة Wind Farm

للحصول على هندسة معقولة للمزرعة يجب أن تكون الأبعاد بين صفوف العنفات (5D-9D) وذلك باتجاه الرياح السائدة و(3D-5D) بالاتجاه المعامد لاتجاه الرياح.

حيث D: قطر الدائر كما يبين الشكل:

 

 الأبعاد بين العنفات

وغالبا ما تتوضع العنفات على مسافة 5D في اتجاه الرياح السائدة (بين الصفوف) وعلى مسافة 3D في الاتجاه المعامد للرياح (بين العنفات).

في هذه الحالة نميز نوعين من التوزيع:

  1. التوزيع الطبيعي Natural distribution

وفيه يتم توزيع العنفات وراء بعضها بالترتيب كما في الشكل التالي:

natural distribution

 التوزيع الطبيعي للعنفات

في هذا النوع تكون المسافة بين صفوف العنفات باتجاه الريح 5D,والمسافة بين العنفات بالاتجاه المعامد للريح 3D, وتكون مساحة الأرض اللازمة للعنفة الواحدة 5D*3D.

2) التوزيع الشطرنجي

وفيه يتم توزيع العنفات بالتناوب كرقعة الشطرنج وهنا نميز عدة حالات:

الحالة الأولى

تكون الأبعاد بين الصفوف 5D كما في الشكل التالي:

 chess distribution

 التوزيع الشطرنجي للعنفات (a

في هذا النوع تكون المسافة بين صفوف العنفات باتجاه الريح 5D,و تكون المسافة بين عنفتين متتاليتين 10D,والمسافة بين العنفات بالاتجاه المعامد للريح 3D. في هذه الحالة تتضاعف المسافة بين العنفات باتجاه الرياح بنفس مساحة الأرض اللازمة.

الحالة الثانية

تكون الأبعاد بين الصفوف 3D كما في الشكل التالي:

 chess distribution

 التوزيع الشطرنجي للعنفات  (b

في هذا النوع تكون المسافة بين صفوف العنفات باتجاه الريح 3D,أي تكون المسافة بين عنفتين متتاليتين 6D, ولكن في هذه الحالة نجد أن المسافة بين عنفتين في صفين متتاليين تكون

الحالة الثالثة

هذه الحالة تكون المسافة بين عنفتين في صفين متتاليين 5D كما في الشكل التالي:

 التوزيع الشطرنجي للعنفات  (c

في هذا النوع تكون المسافة بين صفوف العنفات باتجاه الريح :

والمسافة بين العنفات بالاتجاه المعامد للريح 3D.

عن الكاتب

م.هبه الحلبي

م.هبه الحلبي
مهندسة طاقة كهربائية / طاقات متجددة تخرجت عام 2009 من جامعة دمشق/ كلية الهندسة الميكانيكية والكهربائية عضو في مشروع سوا (الأكاديمية العالمية للأعمال المستدامة), الذي يهدف لإعادة توجيه السياسات والإجراءات في سوريا نحو الاستدامة بما يتوافق مع التوجه العالمي عملت كمهندسة طاقات متجددة في قسم تطوير المشاريع في شركة سنا/ مرافق صفحة الكاتب

م.مروة جعيداني

مهندسة طاقة كهربائية اختصاص طاقات متجددة تخرجت عام 2009 من جامعة دمشق كلية الهندسة الميكانيكية والكهربائية, تحضر حالياً لنيل درجة الماجستير في هندسة الطاقات الكهربائية المتجددة وتعمل في وزارة الاتصالات والتقانة صفحة الكاتب

م.عمر الحبش

م.عمر الحبش
مهندس طاقة كهربائية, اختصاص طاقات متجددة خريج جامعة دمشق 2009 صفحة الكاتب
7 Comments - Leave a comment
  1. هاني الأغواني says:

    السلام عليكم:
    شكرا لهذه المعلومات القيمة عن تصميم الزرعة الريحية, لكن السؤال وأرجو الإجابة عليه
    هو ماالفرق بين الحالة الاولى والشطرنجي وحالاته المختلفة؟

    • سيدي الفاضل اعتذر لأننا تأخرنا بالرد
      عند تصميم المزارع الريحية يعتبر اختيار تموضع العنفات عامل مهم لأنه يحدد كفاءة وكلفة الأرض التي نحتاجها لذا لابد من عمليات حسابية لأختيار التوزيع المناسب
      أكثر عامل يلعب دور هوه ما يسمى بايقاذ الرياح
      wake effects
      بأختصار شديد فأن كل عنفة رياح تولد خلفها تأثير على سرعة الرياح ولابد ان نأخذ بعين الأعتبار تأثير العنفات على بعضها عند تصميم المزرعة
      يمكنك الأستفادة من هذا البحث لمعلومات أكثر
      http://leeds-phdstudents.colorado.edu/samoranm/papers/Wind.pdf
      عادة عند تصميم المزرعة الريحية نستخدم برامج تقوم بالحساب لأن العمليات الحسابية معقدة بعض الشيء أذا ما كنت تضع سرعة الرياح وسعر الأرض وأيقاذ الرياح والتضاريس وغيرها من العوامل بالحسبان…برنامج
      open wind
      يمكنه مساعدتك للحصول على التوزيع الأمثل للعنفات … هذه البحث يشرح عن البرنامج بتوسع اكبر
      http://kawngroup.com/openwind%E2%80%AC%E2%80%AC/

  2. هاني الأغواني says:

    وهل يوجد اختلاف في توزيع العنفات الريحية في البحر عنها في اليابسة؟

    • لا يوجد حاليا أي نماذج محاكاة تحدد أثر ايقاذ الرياح على العنفات في البحر بشكل نهائي …هناك العديد من الدراسات التي تقوم بها الجامعات ومراكز البحث الخاصة والحكومية للحصول على نماذج محاكاة أفضل

  3. هاني الأغواني says:

    السلام عليكم
    أرجو توضيح الفرق بين التوزيع المختلف للعنفات الريحية ضمن المزرعة, وهل يخنلف هذا التوزيع عن توزيع العنفات الريحية في البحر.
    وشكرا

  4. ali says:

    عفوا باش مهندس لاكن برنامج اوبن وند ماينزل ليش

Leave a comment

Your email address will not be published. Required fields are marked *

You may use these HTML tags and attributes: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>

تابعنا
FacebookGooglePlusLinkedInTwitterRSS
النشرة البريدية

اشترك بالنشرة البريدية للرسائل الإخبارية:

شارك
استفتاءات

كيف وجدت التصميم الجديد للموقع ؟

View Results

Loading ... Loading ...