مقدمة:
تتكون الرياح بسبب عوامل اختلاف الضغط الجوي واختلاف الحرارة، فالهواء البارد ضغطه عالي مما يؤدي إلى نزوله للأسفل بينما الهواء الساخن ضغطه منخفض وسيرتفع للأعلى، لذلك سوف تكون حركة الرياح من منطقة الضغط العالي إلى منطقة الضغط المنخفض و عندما يرتفع الهواء الساخن فإن الهواء البارد سيحل محله والعكس صحيح مما يتسبب في هبوب الرياح، كما يظهر الشكل (1).
تعتبر طاقة الرياح مصدر من مصادر الطاقة المتجددة وتستخدم توربينات الرياح لتحويل الطاقة الحركية إلى طاقة كهربائية عن طريق المولدات، يمكن الاستفادة من الطاقة الناتجة في تشغيل المنازل أو تخزين الطاقة لوقت لاحق وتعتمد مقدار الطاقة الكهربائية الناتجة على عدة عوامل، منها:
1- سرعة الرياح (wind speed):
تؤثر سرعة الرياح بشكل كبير في كمية الطاقة الناتجة من التوربينات حيث أن الطاقة الناتجة تتناسب بشكل تكعيبي مع سرعة الرياح، وكما يظهر في الشكل (2) فإن أدنى سرعة للتوليد هي السرعة التي تكون عندها التوربينات قادرة على بدء توليد الطاقة، أما أقصى سرعة يصل لها التوربين عند إنتاج الطاقة فهي تعرف بأقصى سرعة للتوليد وبعد هذه السرعة يتم إيقاف عمل المنظومة وذلك لحماية التوربينات وأجزائها من التلف.
2- كثافة الهواء (air density):
وهي كتلة الهواء لكل متر مكعب وتعتمد بشكل أساسي على درجة الحرارة وضغط الهواء، وكثافة الهواء تتناسب طردياً مع الطاقة الناتجة من توربينات الرياح.
3- مساحة الشفرة (swept area):
وهي مساحة الدائرة المحيطة بشفرات التوربينات وتتناسب طردياً مع الطاقة الناتجة، يوضح الشكل (4) معادلة حساب الطاقة الناتجة من التوربينات وتأثيرها مع عامل السرعة والكثافة والمساحة.
مستقبل طاقة الرياح في السعودية:
تهدف السعودية إلى إنتاج 10 جيجا واط من الطاقة الكهربائية اعتمادًا على طاقة الرياح بحلول عام 2025، ويتوقع أن يخلق ذلك أكثر من 7500 وظيفة جديدة ويضيف أكثر من 15 مليار دولار أمريكي إلى الناتج المحلي الإجمالي للبلاد، ويترافق هذا التحول نحو الطاقة المتجددة بنقلة نحو تنويع الاقتصاد السعودي أيضًا والابتعاد عن الاعتماد شبه الكلي على النفط والغاز مع تعزيز القدرة على تلبية الطلب الداخلي والتطلع نحو تصدير الطاقة المتجددة في المستقبل الأبعد [5].
وأيضاً تخطط شركة فيستاس (Vestas) أكبر صانع لتوربينات الرياح في العالم لافتتاح أحد أكبر محطات طاقة الرياح في المملكة العربية السعودية في الأشهر القليلة المقبلة، وستبلغ طاقتها 400 ميجاوات بالشراكة مع مصدر من الإمارات العربية المتحدة وشركة (إي دي إف) كما ستقوم الشركة بإنشاء مقر إقليمي في المملكة حيث سيتم البحث عن المزيد من المشاريع في الشرق الأوسط [6].
