هي تطور طواحين الهواء الكلاسيكية التي يمكن رؤيتها في مناطق ريفية أكثر من العالم، والغرض منها هو تقليل الاعتماد على الوقود الأحفوري لتوليد الطاقة وأيضًا لتوليد الطاقة بطريقة أقل إهدارًا، تعمل باستخدام الطاقة الحركية للرياح والتي تدفع ريش التوربين وتدور محركًا يحول الطاقة الحركية إلى طاقة كهربائية لاستخدام المستهلك.
كما أنها عبارة عن آلات دوارة يمكن استخدامها مباشرة للطحن أو يمكن استخدامها لتوليد الكهرباء من الطاقة الحركية للرياح، حيث أنها توفر لنا الطاقة النظيفة والمتجددة في كل من المنزل والمكتب وتوربينات الرياح هي طريقة رائعة لتوفير المال وجعل البيئة نظيفة وخضراء.
تم تكييف هذه العملية لاستخدامها في العديد من التطبيقات ويمكن رؤيتها قيد الاستخدام بواسطة القوارب أو إشارات المرور أو المجتمعات بأكملها التي تستخدم مزرعة الرياح لتوليد الطاقة، يعد تطوير توربينات الرياح خطوة رئيسية نحو إصلاح الطريقة التي ننتج بها طاقتنا.
يوجد في الأساس نوعان من مولدات الرياح تلك ذات المحور الرأسي وتلك ذات المحور الأفقي، حيث يمكن استخدامهم لتوليد الكهرباء في البر والبحر، يمكن دمج توربينات الرياح لتشكيل مجموعات تسمى “مزارع الرياح” والتي تستخدمها الشركات الكبيرة لاستخدام هذه الطاقة كنسخة احتياطية لها، بصرف النظر عن توليد الكهرباء يمكن استخدامها أيضًا في طحن الحبوب وضخ المياه وشحن البطاريات.
تاريخيا كانت توربينات الرياح تستخدم للإبحار والري وطحن الحبوب وفي أوائل القرن العشرين تم استخدامه لتوليد الطاقة، اليوم يمكن رؤية توربينات الرياح الكبيرة في المناطق الريفية أو بالقرب من ساحل البحر حيث تكون سرعة الرياح بشكل عام طوال اليوم، يوجد جهاز يسمى تقييم موارد الرياح والذي يستخدم لتقدير سرعة الرياح.
تتكون أنظمة توربينات الرياح من العديد من القطع المختلفة من المعدات التي تخدم جميعها غرضًا في توصيل الكهرباء إلى حيث من المفترض أن تذهب، من بين تلك القطع العديدة المختلفة تعمل القائمة أدناه كمخطط عام للمكونات الرئيسية التي يمكن العثور عليها وغالبًا في أنظمة توربينات الرياح بغض النظر عن نوع التصميم، وفيما يلي بعض مكونات توربينات الرياح:
تعمل توربينات الرياح على نظام يتألف من العديد من المكونات الأساسية التي تسمح بتحويل طاقة الرياح الحركية إلى طاقة كهربائية، بغض النظر عن نوع نظام توربينات الرياح فإنها تعمل جميعًا وفقًا لنفس المبدأ الذي يسمح للمولد بإنتاج الكهرباء، هذا المبدأ هو أنه إذا تم تدوير المغناطيس حول ملف من الأسلاك أو إذا تم تدوير ملف من الأسلاك داخل مجال مغناطيسي بسرعة كافية يتم إنتاج الكهرباء.
يشكل المولد الغريب الكلي للمغناطيس والموصلات، حيث يؤدي استخدام الريح لتدوير الشفرات إلى توليد القوة اللازمة لتدوير المغناطيسات أو لفائف الموصل والتي بدورها تولد الكهرباء، فيما يلي عملية خطوة بخطوة تسلط الضوء على الطرق التي تأتي بها توربينات الرياح فعليًا لإنتاج الكهرباء:
هناك نوعان رئيسيان من توربينات الرياح التي يمكن رؤيتها في التصميم والتنفيذ في صناعة طاقة الرياح اليوم، النوع الأول والأكثر شيوعًا هو توربينات الرياح ذات المحور الأفقي والتي تعتمد على عمود أفقي يعمل بشكل عمودي على الشفرات التي تدور عموديًا، يمكن رؤية أنظمة توربينات الرياح هذه قيد الاستخدام في مزارع الرياح الرئيسية وكذلك العمليات الفردية.
النوع الثاني الأقل شيوعًا بين صناعة طاقة الرياح هو توربينات الرياح ذات المحور الرأسي، كما قد يكون المرء قادرًا على الاستنتاج فإن توربين المحور الرأسي له عمود رأسي تتصل فيه الشفرات أو الدوار وتدور أفقيًا، هناك العديد من الاختلافات في توربينات الرياح ذات المحور الرأسي ولكن الميزة الرئيسية هي أن الصيانة أسهل؛ وذلك لأن صندوق التروس والمولد يسهل الوصول إليه، فيما يلي شرح لهذه الأنواع: