لماذا لم يكن هناك المزيد من استخدام طاقة الرياح في العصور القديمة؟

لماذا لم يكن هناك المزيد من استخدام طاقة الرياح في العصور القديمة؟


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

لم تؤخذ طاقة الرياح على محمل الجد في العالم القديم [...] على الرغم من وصف Hero of Alexandria طاحونة هوائية متصلة بمضخة هواء مصممة لتفجير عضو ، لا يوجد دليل على وجود أي طواحين هواء دوارة قبل القرن العاشر الميلادي.

- التكنولوجيا القديمة ، ص 17.

كان للمعرفة الميكانيكية طريق طويل لتقطعه في العصور القديمة ، لكن ما أفهمه هو أن الرومان واليونانيين الهلنستيين استخدموا الطاقة المائية بشكل محدود ولكن مهم في المطاحن والساعات ، ونادرًا ما ، الآلات الآلية. سؤالي هنا واضح ومباشر: هل هناك أي أسباب واضحة لعدم استخدام طاقة الرياح مطلقًا ، لا سيما بالنظر إلى أن الطواحين المائية تتطلب تدفقًا ثابتًا وثقيلًا إلى حد ما من المياه المتحركة؟ (لا يعني ذلك أنه يمكنك إنشاء طاحونة هوائية في أي مكان ، ولكن من المدهش بالنسبة لي أنها لا تظهر كبديل في المناطق التي لا توجد بها أنهار قوية).

بالنسبة لهذا السؤال ، يرجى أخذ العصور القديمة على أنها تعني عالم البحر الأبيض المتوسط ​​والشرق الأدنى من نهاية العصر البرونزي في 1200 قبل الميلاد وحتى انهيار روما حوالي 500 ميلادي.

كنت أتساءل عما إذا كان الأمر يتعلق بصعوبة هندسة الرياح. إن الإجابة التي تشرح سبب صعوبة الهندسة وما هي الابتكارات التقنية التي أدت إلى أن تصبح طاقة الرياح قابلة للحياة في العصور الوسطى والعالم الإسلامي تناسب معايير السؤال بشكل جيد للغاية.


أعتقد أن طواحين الهواء يجب أن تنتظر حتى أواخر العصور الوسطى بسبب عدم المساواة في قانون التربيع المكعب، جعل طواحين الهواء العاملة بالحجم الطبيعي أمرًا صعبًا للغاية.

ال قانون التربيع المكعب هو نتيجة لارتفاع السطح المساحي كمربع البعد بينما تزداد الكتلة مثل المكعب. ومع ذلك ، فإن قوة المادة تتناسب مع سطح الأرض ، وفي الطاحونة الهوائية ، كذلك فإن القوة المحركة التي يمكن جمعها من الرياح. ومع ذلك ، فإن الأحمال تتزايد بشكل أسرع حيث يقوم أحدهم بترقية النموذج إلى واقع الحياة.

ومع ذلك ، فإن الرياح نفسها ، بسبب كثافة الهواء المنخفضة ، هي قوة دافعة أضعف بكثير من قوة الماء على سبيل المثال. علاوة على ذلك ، حتى مع المواد الحديثة ، لا يمكن بناء طواحين هوائية يمكنها العمل بأمان في الرياح العاتية - لذلك من الضروري الاعتماد فقط على النسمات المعتدلة. شرط آخر على المواد هو أن قبض على الريح يجب أن تكون العجلة عادة مرتفعة ، بعيدًا عن المطحنة نفسها عند مستوى الأرض لتكون ملائمة لتحميل التفريغ. وهذا بدوره يتطلب مواد عالية الأداء ، مثل الفولاذ عالي الجودة.

من أجل التغلب على الاحتكاك ، فإن التحمل على أفقي عمودي والعتاد يجب أن تكون دقيقة للغاية. تم تحقيق التفاوتات اللازمة لمنتجات الصلب عالية القوة فقط مع إتقان تقنيات الصب التي تم تطويرها لأول جرس ، ثم تصنيع المدافع. يحدث هذا في حوالي 1200 ، فقط عندما يكون الأول الطائرة العمودية تظهر طواحين الهواء في أوروبا.

صحيح أن طواحين الهواء الأفقية تم توثيقها في الشرق الأوسط والصين منذ عدة مئات من السنين ، لكنها كانت غير فعالة بسبب ضرورة حماية نصف التوربينات من الرياح.


أوضح جوس بشكل صحيح أن طواحين الهواء لم تستخدم في العصور القديمة (وفي العصر الحديث ظهرت بعد طواحين المياه). كان الاستخدام الرئيسي لطاقة الرياح في العصور القديمة للإبحار. كانت الأشرعة هي الدافع الرئيسي للسفر المائي لمسافات طويلة منذ زمن بعيد. لا يمكن استخدام التجديف إلا للمسافات القصيرة وفي المعركة. تم إجراء جميع التجارة البحرية باستخدام السفن الشراعية.

يحرر. بما أن التعليقات تعبر عن سوء فهم مشترك ، اسمحوا لي أن أشرح بعض الأشياء البسيطة. يمكن أن تكون السفينة التجارية التي تسير لمسافات طويلة في البحر مجرد سفينة شراعية. السبب بسيط: يمكن لسفينة المجذاف أن تأخذ القليل من البضائع باستثناء المجدفين والإمدادات اللازمة لهم. سيكون استئجار المجدفين أو شراء العبيد والإمدادات لهم باهظ التكلفة. لهذه الأسباب ، تم دفع السفن الحربية بالمجاديف فقط. كان عليهم التوقف عند الشاطئ كثيرًا للحصول على الطعام والراحة. يجد علماء الآثار العديد من السفن التجارية ، مثل هذه التي تعود إلى أواخر العصر البرونزي. كانت مدفوعة بأشرعة فقط.

في زمن اليونان القديمة وروما ، كان الأسطول الحربي من السفن المجذافية التي تسافر لمسافات طويلة مصحوبًا دائمًا بأسطول من السفن التجارية الشراعية التي تحمل المؤن والمحاربين والخيول. يمكن أن تحمل ثلاثية مع 170 مجدفًا فقط من 10 إلى 20 من مشاة البحرية ، وبالتأكيد بدون خيول.

صحيح أن هذه السفن لم تكن جيدة للإبحار بالقرب من الريح. ومع ذلك فقد تم استخدامها أو عدة آلاف من السنين للتجارة لمسافات طويلة. هنا سفينة تجارية من القرن العاشر إلى الثاني عشر الميلادي. كما ترى ، لم يتغير شيء يذكر منذ بداية التجارة البحرية لمسافات طويلة. لم يستطع Hanze Kogge الإبحار بالقرب من الريح ، كما لا تستطيع النسخ المقلدة الحديثة ذلك. تم تعويض ذلك من خلال المعرفة الجيدة لاتجاهات الرياح الموسمية التي سمحت بالتجارة الخارجية. لم يكن التجار في عجلة من أمرهم: لقد انتظروا رياحًا صحيحة في الموانئ.

من المؤكد أن السفن الشراعية تحتوي في كثير من الأحيان على عدد قليل من المجاديف الطويلة (يطلق عليها عمليات المسح) للمناورة في الموانئ ، مثل السفن الشراعية الحديثة التي لديها محرك مساعد. لكن هذا لم يكن الوسيلة الرئيسية للدفع.

فيما يلي بعض الصور الأخرى للسفن التجارية القديمة.


اخترع Hero of Alexandria أيضًا محركًا بخاريًا يعمل ، لكن كان علينا انتظار جيمس وات للاستخدام الشائع له. عندما يصبح شيء ما ممكنًا تقنيًا ، فهذا لا يعني تلقائيًا أنه سيتم تنفيذه. سنستخدم مفاعلات الثوريوم بطريقة أخرى.

بادئ ذي بدء ، كان هناك نزاع عمالي خطير. كانت المجتمعات الرومانية واليونانية تعتمد على العبيد. لم يكن أحد ينتظر عبيدًا عاطلين عن العمل ، على أقل تقدير.

ثانيًا ، كانت تكنولوجيا باهظة الثمن. الأشخاص الذين لديهم ما يكفي من المال لتمويل المياه وطواحين الهواء قد استثمروا بالفعل تلك الأموال. في العبيد. لم يكن هناك سبب يدعوهم إلى التمويل بتكنولوجيا باهظة الثمن وربما صعبة ، مع المخاطرة الإضافية المتمثلة في العبيد التعساء والأهم من ذلك وجود ناخبين غير سعداء للغاية.

في تلك الأيام كانت هذه التكنولوجيا معقدة ، وصعبة التشغيل ، وحساسة للغاية للصيانة وخطيرة تمامًا (لكل من المشغلين والمارة *). كنت بحاجة إلى موظفين مهرة لتشغيلها وصيانتها. كان هؤلاء الرجال مكلفين نسبيًا ، سواء في التدريب أو الرواتب.

* = لقد رأيت بعض الأفلام الوثائقية التي استخدمت فيها الرافعات ذات العجلات من القرون الوسطى. نوع من عجلة الهامستر العملاقة ذات الحبال والبكرات لرفع الأشياء الثقيلة. كانت تلك الرافعات خطيرة حقًا. يمكن بسهولة تحميلها فوق طاقتها وكسرها ، مع عواقب وخيمة.


انطلقت طواحين الهواء العمودية في شمال أوروبا من القرن الثاني عشر فصاعدًا. كان أول واحد معروف في يورك ، وأصبحت هولندا فيما بعد نقطة ساخنة لتطوير طواحين الهواء. يبدو أنه من البداية ، يمكن تدوير الغطاء والمكره برافعة طويلة لالتقاط الريح ، ثم تقوم المجموعة بتوجيه عمود رأسي. في حين أن كلمة "مطحنة" موجودة بالاسم ، كان أحد التطبيقات المهمة في طواحين الهواء هو قيادة عجلات مغرفة للصرف في هولندا. المثل الهولندي: خلق الله العالم في ستة أيام. هولندا ، صنعنا أنفسنا. يبدو أن هذا قد ألهم الرياح الفعليةالمطاحن. كل هذا يمكن تعلمه من ويكيبيديا.

إذا كنت سأقوم بتجميع نظرية عن سبب تطوير طاقة الرياح حتى الآن ، فسأقول أن أحد العوامل المساهمة المهمة هو أعمال الصرف: شيء يمكنك القيام به ، بسبب الحجم الهائل للعمل ، لا يتعلق بالعمالة البشرية أو الحيوانية. وكيف يعمل تطوير التكنولوجيا؟ من خلال بناء شيء ما مرارًا وتكرارًا ، والعمل على حل جميع مكامن الخلل واحدة تلو الأخرى.

نظرية أخرى ذات صلة هي أن نقص العمالة جعل طاقة الرياح أكثر أهمية من الناحية الاقتصادية. AFAIK كان هذا النقص في اليد العاملة هناك بالقرب من نهاية القرون الوسطى peroid ، لم يكن AFAIK في القرنين الثاني عشر والثالث عشر حيث حدث الكثير من استخدام الرياح بالفعل. يمكن للمرء التحقق من أعداد طواحين الهواء بمرور الوقت ، لمعرفة هذا التأثير. تدعي هذه المقالة أن طواحين الهواء "الصناعية" (مقابل الطواحين "الزراعية") ظهرت في هولندا منذ القرن السادس عشر فصاعدًا.

لماذا دائما هولندا؟ لأنه لا يمكنك حقًا استخدام طواحين مائية هناك ، لأن هناك القليل جدًا منها ارتفاع للعمل مع. في أماكن أخرى ، توجد طواحين مائية حيث تدخل المحرك الرئيسي في العصر الصناعي.

اذا لماذا لم يفعل هذه الأشياء تحدث في العصور القديمة؟ لا نعرف وأنا متأكد من أن الادعاء بوجود سبب جذري واحد أو آخر سيكون خطأ. يبدو أن تطوير طاقة الرياح يحتاج إلى وجود هؤلاء الثلاثة في نفس الوقت والمكان:

  • فكرة عن كيفية بناء طاحونة هوائية تتعامل مع أي اتجاه للرياح (تاريخياً طاحونة هوائية ذات جزء عمودي)
  • سبب وموارد لبناء واحد منهم بعد الآخر ، لعقود أو أجيال محتملة ، حتى يعمل بشكل معقول
  • عدم وجود طاقة مائية مفيدة
  • (ايتا) ظروف الرياح ، كما هو موضح في هذه الإجابة

لذا فإن فرضيتي هي أن هؤلاء الثلاثة ببساطة لم يكونوا موجودين في نفس الوقت والمكان خلال العصور القديمة. إذا كنت سأختبر هذه الفرضية ، فسأبحث عن مشاريع الصرف التي لا يمكنها استخدام اختلافات الارتفاع الحالية وأوقات نقص العمالة (العبيد) لفترات طويلة.


في العصور القديمة ، كانت حضارات البحر الأبيض المتوسط ​​فقط في أوروبا قادرة على إجراء هندسة معقدة. تختلف تضاريس جنوب أوروبا عن شمال أوروبا. هناك المزيد من الجبال في الجنوب. تشتهر هولندا ، موطن طواحين الهواء ، بعدم وجود جبال أو تلال على الإطلاق.

إحدى نتائج ذلك هي أن هولندا كانت أكثر رياحًا بكثير من إيطاليا أو اليونان.

في أمستردام

يستمر الجزء المليء بالرياح من العام لمدة 5.5 شهرًا ، من 10 أكتوبر إلى 25 مارس ، بمتوسط ​​سرعة رياح تزيد عن 12.9 ميلًا في الساعة. أكثر أيام السنة رياحًا هو الثاني من يناير ، حيث يبلغ متوسط ​​سرعة الرياح في الساعة 15.5 ميلًا في الساعة. يستمر الوقت الأكثر هدوءًا في العام لمدة 6.5 شهرًا ، من 25 مارس إلى 10 أكتوبر. أهدأ يوم في السنة هو 3 أغسطس ، بمتوسط ​​سرعة رياح في الساعة 10.3 ميل في الساعة.

في روما

يستمر الجزء المليء بالرياح من العام لمدة 3.2 شهرًا ، من 24 يناير إلى 30 أبريل ، بمتوسط ​​سرعة رياح تزيد عن 7.7 ميل في الساعة. أكثر أيام السنة رياحًا هو الثاني من أبريل ، حيث يبلغ متوسط ​​سرعة الرياح في الساعة 8.5 ميلًا في الساعة. يستمر الوقت الأكثر هدوءًا في العام لمدة 8.8 شهرًا ، من 30 أبريل إلى 24 يناير. أهدأ يوم في السنة هو 11 أغسطس ، بمتوسط ​​سرعة رياح في الساعة 6.8 ميل في الساعة.

https://weatherspark.com/y/71779/Average-Weather-in-Rome-Italy-Year-Round


توربينات الرياح لم تتسبب في أزمة طاقة تكساس

كان الانخفاض الحاد في الطاقة المتولدة من الوقود الأحفوري ومحطات الطاقة النووية مسؤولاً إلى حد كبير عن انقطاع التيار الكهربائي في تكساس خلال فترة التجميد العميق التي اجتاحت الولاية مؤخرًا ، وفقًا لمشغلي شبكة الكهرباء في الولاية.

على الرغم من هذه الحقيقة ، فإن العديد من الشخصيات المحافظة رفيعة المستوى & # 8212 بما في ذلك حاكم الولاية & # 8212 ألقوا اللوم بشكل خاطئ عن انقطاع التيار الكهربائي على توربينات الرياح وربطوا المشكلة بـ Green New Deal ، التشريع الذي اقترحه الديمقراطيون في عام 2019 بهدف خلق فرص عمل وتقليل انبعاثات غازات الاحتباس الحراري في البلاد بشكل كبير. لم يكن & # 8217t يمر في مجلس النواب أو مجلس الشيوخ ، لكن مبادئه لا تزال تحظى بشعبية بين التقدميين. دعم الرئيس جو بايدن إطار العمل الخاص به.

شاحنات الخدمة الكهربائية تصطف بعد عاصفة ثلجية يوم 16 فبراير في فورت وورث ، تكساس. تصوير رون جينكينز / جيتي إيماجيس

أخبر حاكم ولاية تكساس جريج أبوت ، وهو جمهوري ، مضيف قناة فوكس نيوز شون هانيتي في 16 فبراير ، & # 8220 هذا يوضح كيف ستكون الصفقة الخضراء الجديدة صفقة مميتة للولايات المتحدة الأمريكية. & # 8230 رياحنا وشمسنا الشمسية ، تم إيقاف تشغيلهما وكانوا مجتمعين أكثر من 10٪ من شبكة الطاقة لدينا ، وهذا دفع تكساس إلى وضع حيث كانت تفتقر إلى الطاقة على مستوى الولاية. & # 8221

ذهب مضيف برنامج فوكس نيوز آخر إلى أبعد من ذلك. بدأ تاكر كارلسون مقطعًا من برنامجه في 15 فبراير ، قائلاً: & # 8220 The Green New Deal أتت ، صدق أو لا تصدق ، إلى ولاية تكساس. & # 8221 وفي الوقت نفسه ، رسم يوضح ميزة المياه المجمدة في & # 8220splash ولعب منطقة الأطفال & # 8221 من فندق في منطقة دالاس تم لعبه على كتفه & # 8212 بدا وكأنه طاحونة هوائية.

قال كارلسون في وقت لاحق ، & # 8220 الطاقة الخضراء يعني حتما انقطاع التيار الكهربائي. & # 8230 الطاقة الخضراء تعني شبكة كهرباء أقل موثوقية. فترة. إنه يعني إخفاقات مثل تلك التي نراها الآن في تكساس. & # 8230 & # 8217s العلم. & # 8221

ردد المسؤولون العموميون الآخرون هذه الادعاءات & # 8212 النائب لورين بويبرت من كولورادو ، والنائب آندي بار من كنتاكي والنائبة مارجوري تايلور جرين من جورجيا جميعهم في Twitter & # 8212 وتبعت منشورات وسائل التواصل الاجتماعي حذوها ، وألقت باللوم في انقطاع التيار على الرياح التوربينات وشجب الصفقة الخضراء الجديدة.

ولكن ، كما قلنا ، كان الجزء الأكبر من العجز في إمدادات الطاقة بسبب البنية التحتية المجمدة للغاز الطبيعي ، وليس الرياح.

& # 8220 هناك ميغاواط أكبر بكثير في فئة الوحدة الحرارية تلك مقارنة بفئة الطاقة المتجددة ، & # 8221 دان وودفين ، المدير الأول لعمليات النظام في مجلس الموثوقية الكهربائية في تكساس ، عن الانقطاعات في مؤتمر صحفي في 16 فبراير. تدير ERCOT الشبكة التي تخدم معظم ولاية تكساس ، وتشمل فئة الوحدة & # 8220 الحرارية & # 8221 الغاز الطبيعي والفحم والطاقة النووية.

في الواقع ، تُظهر البيانات من إدارة معلومات الطاقة الأمريكية & # 8212 الرسم البياني المجاور لـ EIA & # 8212 أنه في ساعات الصباح الباكر من يوم 15 فبراير ، انخفض توليد الغاز الطبيعي بنسبة 23 ٪ بحلول الساعة 4 صباحًا ، أي ما مجموعه حوالي 10000 ميجاوات في النظام الذي كان يعمل بحوالي 65000 ميجاوات في منتصف الليل. في ذلك الصباح بدأ جهاز ERCOT في انقطاع التيار الكهربائي.

بينما تشتمل إمدادات الطاقة في تكساس على مزيج من المصادر ، فإن الحصة الأكبر تأتي من الغاز الطبيعي. جاء أكثر من 40٪ من طاقة الولاية و # 8217 من الغاز الطبيعي في عام 2020 ، وفقًا لتقرير حديث لـ ERCOT. ثاني أكبر حصة هي الرياح بنسبة 23٪ ، ثم الفحم بنسبة 18٪.

لذا ، فمن الصحيح أن الرياح تلعب دورًا مهمًا في تكساس & # 8217 مصدر الطاقة & # 8212 ، تولد الولاية بالفعل طاقة رياح أكثر من أي ولاية أخرى في البلاد & # 8212 ولكن لا يوجد مؤشر على أن طاقة الرياح كانت الأساس سبب انقطاع التيار الكهربائي في ولاية تكساس.

تشير البيانات التي توضح كمية الطاقة القادمة من كل مصدر على مدار العام إلى وجود علاقة عكسية بين الرياح والغاز الطبيعي & # 8212 عندما يكون أحدهما مرتفعًا ، وغالبًا ما يكون الآخر معطلاً. (انظر الرسم البياني المجاور لتقييم الأثر البيئي الذي يوضح توليد الكهرباء حسب المصادر خلال العام الماضي.)

حدث هذا في 8 فبراير ، قبل أن يجتاح الطقس البارد & # 8212 طاقة الرياح وتراجع الغاز الطبيعي. استمر هذا الاتجاه بشكل عام ، مع زيادة الغاز الطبيعي حيث وصلت درجات الحرارة في جميع أنحاء الولاية إلى ما دون درجة التجمد. معظم المنازل في تكساس & # 8212 61٪ منهم & # 8212 لديهم تدفئة كهربائية ، مقارنة مع 40٪ على الصعيد الوطني.

لذلك ، تسبب الطقس البارد في زيادة الطلب على الكهرباء وانخفاض إمدادات الطاقة مع تجمد البنية التحتية.

الأجهزة المجمدة في الغاز الطبيعي والفحم والمنشآت النووية ، بالإضافة إلى الإمدادات المحدودة من الغاز الطبيعي ومشاكل ضغط الغاز الطبيعي ، أدت إلى انقطاع التيار ، حسبما ورد أوضح وودفين في وقت سابق من الأسبوع.

& # 8220 لدينا & # 8217 لقد واجهنا بعض المشكلات مع كل نوع من قدرات التوليد إلى حد كبير في سياق هذا الحدث متعدد الأيام ، & # 8221 قال.

إلى جانب هذه المشاكل المباشرة ، ساهمت ثلاثة مكونات لنظام الطاقة في تكساس في الوضع الحالي ، كما أخبرتنا جولي كوهن ، مؤرخة أبحاث تركز على البنى التحتية للطاقة في جامعة رايس ومعهد بيكر للسياسة العامة # 8217 ، في مقابلة عبر الهاتف.

أولاً ، لدى تكساس شبكة معزولة. الشبكة التي تديرها ERCOT ، والتي تتعامل مع حوالي 90 ٪ من مصدر الطاقة الخاص بالولاية ، هي الشبكة المستقلة الوحيدة على مستوى الولاية في الولايات المتحدة القارية. لذلك ، إذا كانت تكساس بحاجة إلى طاقة إضافية ، فيمكنها & # 8217t الاستيراد من نظام آخر & # 8212 باستثناء بعض المناطق ، مثل El Paso وجزء من شرق تكساس.

ثانيًا ، يحفز سوق الكهرباء بالجملة في تكساس المستثمرين لبناء محطات طاقة تبيع الكهرباء على الشبكة ، لكنه لا يحفز تطوير محطات احتياطية يمكن استغلالها في حالات الطوارئ مثل هذه.

ثالثًا ، في حين أن أولئك الذين يديرون نظام الطاقة يبذلون ما في وسعهم للتخطيط لأكبر عدد ممكن من الحالات الطارئة ، تظهر أحيانًا أحداث خارج حدود معاييرهم. استشهد كوهن بانقطاع التيار الكهربائي في الشمال الشرقي عام 1965 ، وهو أحد أكبر حالات انقطاع التيار الكهربائي في تاريخ الولايات المتحدة ، كمثال.

& # 8220 أعتقد أن حدث الطقس هذا هو مثال آخر على ذلك ، & # 8221 قالت.

على هذا الصعيد ، أوضح الأستاذ المساعد بجامعة برينستون ومهندس أنظمة الطاقة جيسي جنكينز كيف أثر الطقس على نظام الطاقة في تكساس.

& # 8220 تبدأ المشاكل في حوض بيرميان ، حيث تجمدت آبار الغاز وخطوط التجميع ، والمضخات المستخدمة لرفع الغاز من الأرض تفتقر إلى الكهرباء لتشغيل هذا أدى إلى خفض إنتاج حقل الغاز إلى النصف ، وكتب # 8221 جينكينز في مقال افتتاحي لـ نيويورك تايمز. & # 8220 مفاعل نووي واحد على الأقل بالقرب من هيوستن أصبح غير متصل بالإنترنت يوم الاثنين عندما تجمد جهاز استشعار الأمان وأعيد تشغيله ليلة الثلاثاء. & # 8221

كتب جينكينز أن البنية التحتية للطاقة يمكن أن تتعرض للعوامل الجوية ، مشيرًا إلى أن أجزاء أخرى من البلاد تشهد نفس درجات الحرارة دون التعرض لانقطاع كبير في التيار الكهربائي.

في ولاية أيوا ، على سبيل المثال ، قال متحدث باسم شركة MidAmerican Energy لتشغيل مزرعة الرياح لمحطة إخبارية محلية في 17 فبراير ، & # 8220 ، نضيف حزم الطقس البارد إلى توربينات الرياح لدينا للتأكد من أنها تستطيع التعامل مع ما ترميه الطبيعة الأم علينا هنا خلال الشتاء. & # 8221

تمثل طاقة الرياح 42٪ من صافي توليد الطاقة في ولاية أيوا ، اعتبارًا من عام 2019 ، وفقًا لإدارة معلومات الطاقة الأمريكية. هذه & # 8217s أعلى حصة لأي ولاية.

ومن الجدير بالذكر أيضًا أن مجلس المرافق في ولاية أيوا أفاد بأن أكبر مولدات الطاقة في الولاية ، بما في ذلك MidAmerican Energy ، لديها ما يكفي من الكهرباء لتزويد عملائها من خلال موجة البرد ، والتي شهدت اكتساحًا للهواء في القطب الشمالي في جميع أنحاء البلاد.

أثار كوهن نقطة مماثلة ، مشيرًا إلى وجود مزرعة رياح في بحر الشمال ، وأوضح تقرير حديث لـ Bloomberg أن التوربينات في الدائرة القطبية الشمالية يمكن أن تعمل في درجات حرارة منخفضة تصل إلى 22 درجة فهرنهايت تحت الصفر. وقال التقرير إن معظم الشركات المصنعة تقدم الآن توربينات مزودة بأنظمة تخفيف الجليد والتدفئة لبعض المعدات.

قال كوهن إن هناك طرقًا مختلفة لجعل نظام تكساس أكثر مرونة ، على سبيل المثال ، الاستثمار في التوصيلات بشبكات الطاقة الأخرى ، أو تحفيز عزل المنازل أو فصل الشتاء عن أنظمة الطاقة الحالية.

بالنسبة للاقتراح بأن هذه المشكلات مرتبطة بطريقة ما بالصفقة الخضراء الجديدة أو ستزداد سوءًا بسببها & # 8212 التي & # 8217s بعيدة المنال.

التزمت تكساس بالاستثمار في الطاقة المتجددة في عام 1999 ، قبل 20 عامًا من طرح "الصفقة الخضراء الجديدة". حددت الدولة أهدافًا لكمية الطاقة التي ستستخدمها من المصادر المتجددة ، والتي تشمل الطاقة الشمسية وطاقة الرياح والطاقة الحرارية الأرضية والطاقة الكهرومائية والأمواج أو المد والجزر ، والكتلة الحيوية أو منتجات النفايات القائمة على الكتلة الحيوية بما في ذلك غاز مكبات النفايات.

في عام 2005 ضاعفت الدولة بعض هذه الأهداف.

ومع ذلك ، كما قلنا ، فإن المصدر الأكثر شيوعًا للطاقة على شبكة تكساس هو الغاز الطبيعي.

ملاحظة المحرر: FactCheck.org لا يقبل الإعلانات. نعتمد على المنح والتبرعات الفردية من أشخاص مثلك. يرجى النظر في التبرع. يمكن التبرع ببطاقات الائتمان من خلال صفحة "تبرع". إذا كنت تفضل إعطاء الشيك ، أرسل إلى: FactCheck.org، Annenberg Public Policy Center، 202 S. 36th St.، Philadelphia، PA 19104.

س: هل يمكن لأصحاب العمل والكليات والجامعات طلب تطعيمات COVID-19؟


توفر توربينات الرياح 8٪ من قدرة التوليد الأمريكية ، أكثر من أي مصدر متجدد آخر

استحوذت مولدات الرياح على 8٪ من طاقة توليد الكهرباء العاملة في الولايات المتحدة في عام 2016 ، أكثر من أي تقنية أخرى متجددة ، بما في ذلك الطاقة الكهرومائية. ساهمت توربينات الرياح بأكثر من ثلث ما يقرب من 200 جيجاوات من قدرة توليد الكهرباء على نطاق المرافق المضافة منذ عام 2007. وتعكس الزيادة في تطوير الرياح في الولايات المتحدة على مدى العقد الماضي مزيجًا من تحسين تكنولوجيا توربينات الرياح ، زيادة الوصول إلى قدرة النقل ، ومعايير حافظة الطاقة المتجددة على مستوى الولاية ، وائتمانات ومنح ضريبة الإنتاج الفيدرالية.

يقع أكثر من نصف طاقة الرياح في الولايات المتحدة في خمس ولايات: تكساس وأيوا وأوكلاهوما وكاليفورنيا وكنساس. في ثلاث ولايات و [مدش] آيوا ، كانساس ، وأوكلاهوما و [مدشويند] تشكل ما لا يقل عن 25٪ من سعة التوليد على نطاق المرافق داخل الولاية. توجد عدة ولايات ذات أعلى قدرة رياح في الغرب الأوسط ، وهي منطقة ذات موارد رياح مناسبة. اعتبارًا من ديسمبر 2016 ، لم يكن لدى تسع ولايات أمريكية مرافق تشغيلية لطاقة الرياح على نطاق المرافق: ألاباما وأركنساس وفلوريدا وجورجيا وكنتاكي ولويزيانا وميسيسيبي وساوث كارولينا وفيرجينيا.

تمثل تكساس وحدها ما يقرب من ربع إجمالي طاقة الرياح في الولايات المتحدة ، وشكلت الكهرباء المولدة من هذه التوربينات 13 ٪ من إجمالي إنتاج الكهرباء في تكساس في عام 2016. في أوقات الرياح بشكل خاص ، يمكن أن توفر الرياح حصة أكبر بكثير من توليد الكهرباء في تكساس. على سبيل المثال ، في الساعات الأولى من يوم 23 مارس 2017 ، كان ناتج الرياح في شبكة مجلس موثوقية الكهرباء في تكساس (ERCOT) في تكساس يمثل ما يصل إلى 50٪ من مزيج توليد الكهرباء ، وهو أعلى مستوى لاختراق الرياح شوهد في ERCOT electric النظام حتى الآن.

على الرغم من أن الرياح تشكل حوالي 8 ٪ من إجمالي قدرة توليد الكهرباء في الولايات المتحدة ، إلا أن مولدات الرياح قدمت حصة أصغر (5 ٪) من إجمالي توليد الكهرباء في الولايات المتحدة في عام 2016 لأن توربينات الرياح لها عوامل قدرة منخفضة نسبيًا. عوامل السعة ، التي تقيس الإنتاج الفعلي خلال فترة معينة كنسبة مئوية من إجمالي القدرة الميكانيكية للتوربين لتوليد رياح كافية ، ومتوسط ​​ما بين 25٪ و 40٪ لمولدات الرياح وتختلف بناءً على الأنماط الموسمية والموقع الجغرافي.

يتكون متوسط ​​مرفق توليد الرياح في الولايات المتحدة من حوالي 50 توربينًا. ومع ذلك ، فإن مركز Alta Wind Energy Center في مقاطعة كيرن ، كاليفورنيا ، هو أكبر موقع لطاقة الرياح في الولايات المتحدة مع 586 توربينًا وقدرة مجمعة تبلغ 1548 ميجاوات عبر العديد من المشاريع المنفصلة.

حتى أواخر عام 2016 ، كانت جميع طاقة الرياح الأمريكية على الأرض. بدأ أول مشروع لطاقة الرياح البحرية الأمريكية التشغيل التجاري قبالة سواحل رود آيلاند في ديسمبر 2016 بطاقة توليد تبلغ 29.3 ميجاوات. هناك مشروعان آخران لطاقة الرياح البحرية قبالة سواحل أوهايو وفرجينيا لم يتم إنشاؤهما بعد ولكنهما يسعيان للحصول على الموافقات التنظيمية.

هذه المقالة جزء من سلسلة من اليوم في مجال الطاقة مقالات تفحص أسطول محطات الطاقة على نطاق المرافق في الولايات المتحدة. وقد فحصت مقالات أخرى الطاقة الكهرومائية ، والفحم ، والغاز الطبيعي ، والطاقة النووية ، والطاقة الشمسية ، والبترول ، والمولدات الأخرى.


مولدات وديناموز

تقوم الدينامو والمولدات بتحويل الدوران الميكانيكي إلى طاقة كهربائية.

دينامو - جهاز يصنع التيار المباشر الطاقة الكهربائية باستخدام الكهرومغناطيسية. يُعرف أيضًا باسم المولد ، ولكن مصطلح المولد يشير عادةً إلى & quotalternator & quot الذي ينشئ طاقة تيار متناوب.

مولد كهرباء - عادة ما يستخدم هذا المصطلح لوصف ملف المولد التي تولد طاقة التيار المتردد باستخدام الكهرومغناطيسية.

المولدات والدينامو والبطاريات هي الأدوات الثلاث اللازمة لإنشاء / تخزين كميات كبيرة من الكهرباء للاستخدام البشري. ربما تم اكتشاف البطاريات في وقت مبكر يعود إلى 248 قبل الميلاد. إنهم ببساطة يستخدمون التفاعل الكيميائي لإنتاج الكهرباء وتخزينها. جرب العلماء البطارية لاختراع المصباح المتوهج المبكر والمحركات الكهربائية والقطارات والاختبارات العلمية. ومع ذلك ، لم تكن البطاريات موثوقة أو فعالة من حيث التكلفة لأي استخدام كهربائي منتظم ، فقد كان الدينامو هو الذي غير الكهرباء جذريًا من الفضول إلى تقنية مربحة وموثوقة.

1.) كيف يعمل:

تحتاج أولاً إلى مصدر طاقة ميكانيكية مثل التوربينات (التي تعمل بواسطة الماء المتساقط) أو توربينات الرياح أو التوربينات الغازية أو التوربينات البخارية. يتم توصيل عمود من أحد هذه الأجهزة بمولد لتوليد الطاقة.

الديناميات والمولدات تعمل باستخدام الظواهر البرية المعقدة الكهرومغناطيسية. يعتبر فهم سلوك الكهرومغناطيسية ومجالاتها وتأثيراتها موضوعًا كبيرًا للدراسة. هناك سبب لماذا استغرق الأمر 60 عامًا بعد بطارية فولتا الأولى للحصول على دينامو قوي جيد. سنبقي الأمور بسيطة للمساعدة في تعريفك بموضوع توليد الطاقة المثير للاهتمام.

بالمعنى الأساسي المولد / الدينامو هو مغناطيس يدور داخل تأثير المجال المغناطيسي لمغناطيس آخر. لا يمكنك رؤية مجال مغناطيسي ، ولكن غالبًا ما يتم توضيحه باستخدام خطوط التدفق. في الرسم التوضيحي أعلاه ، ستتبع خطوط التدفق المغناطيسي الخطوط التي أنشأتها برادة الحديد.

يتكون المولد / الدينامو من مغناطيسات ثابتة (الجزء الثابت) التي تخلق مجالًا مغناطيسيًا قويًا ، ومغناطيس دوار (دوار) يشوه ويقطع الخطوط المغناطيسية لتدفق الجزء الثابت. عندما يقطع الدوار خطوط التدفق المغناطيسي فإنه يصنع الكهرباء.

لكن لماذا؟

بسبب قانون فاراداي للحث ، إذا أخذت سلكًا وحركته ذهابًا وإيابًا في مجال مغناطيسي ، فإن الحقل يدفع الإلكترونات في المعدن. يحتوي النحاس على 27 إلكترونًا ، ويتم دفع الإثنين الأخيرين في المدار بسهولة إلى الذرة التالية. حركة الإلكترونات هذه عبارة عن تدفق كهربائي.

شاهد الفيديو أدناه يوضح كيف يتم تحفيز التيار في سلك:

إذا كنت تأخذ الكثير من الأسلاك مثل الملف وتحريكها في الحقل ، فإنك تنشئ تدفقًا أكثر قوة & quot؛ تدفق & quot من الإلكترونات. تعتمد قوة المولد الخاص بك على:

& quotl & quot- طول الموصل في المجال المغناطيسي
& quotv & quot-سرعة الموصل (سرعة الدوار)
& quotB & quot-Strength المجال الكهرومغناطيسي

يمكنك إجراء العمليات الحسابية باستخدام هذه الصيغة: ه = ب س ل س ت

شاهد الفيديو لترى كل هذا موضّحًا:

أعلاه: مغناطيس كهربائي بسيط يُشار إليه بملف لولبي. يصف المصطلح & quotsolenoid & quot في الواقع الشكل الأنبوبي الناتج عن السلك الملفوف.

لا تصنع المغناطيسات عادةً من المغنتيت الطبيعي أو المغناطيس الدائم (ما لم يكن مولدًا صغيرًا) ، لكنها عبارة عن سلك نحاسي أو ألومنيوم ملفوف حول قلب حديدي. يجب تنشيط كل ملف ببعض القوة لتحويله إلى مغناطيس. يسمى هذا الملف حول الحديد الملف اللولبي. يتم استخدام الملفات اللولبية بدلاً من المغنتيت الطبيعي لأن الملف اللولبي أقوى بكثير. يمكن أن يخلق ملف لولبي صغير مجالًا مغناطيسيًا قويًا جدًا.

أعلاه: يجب عزل لفائف الأسلاك في المولدات. يحدث فشل المولد بسبب ارتفاع درجات الحرارة بشكل كبير مما يؤدي إلى انهيار العزل وقصر المسافة بين الأسلاك المتوازية. تعرف على المزيد حول الأسلاك>

مصطلحات:
الكهرومغناطيسية - دراسة القوى التي تحدث بين الجسيمات المشحونة كهربائياً
الدوار - جزء من مولد الدينامو الذي يدور
حديد التسليح - مثل الدوار
تدفق - خطوط القوة في المجال المغناطيسي ، تقاس بالكثافة ، SI وحدة ويبر
الجزء الثابت - المغناطيسات في مولد / دينامو لا تتحرك ، فإنها تنشئ المجال المغناطيسي الثابت
الملف اللولبي - مغناطيس تم إنشاؤه بواسطة ملف سلكي حول قلب حديد / فيريس (الملف اللولبي يعني تقنيًا شكل هذا المغناطيس ، لكن المهندسين يشيرون إلى الملف اللولبي والمغناطيس الكهربائي بالتبادل.
العاكس - تعرف على مزيد من التفاصيل عنها هنا
عزم الدوران - القوة في حركة دورانية

الدينامو

دينامو مصطلح قديم يستخدم لوصف المولد الذي يصنع قوة التيار المباشر. ترسل طاقة التيار المستمر الإلكترونات في اتجاه واحد فقط. تكمن مشكلة المولد البسيط في أنه عندما يدور الدوار ، فإنه في النهاية يستدير تمامًا ، ويعكس التيار. لم يعرف المخترعون الأوائل ما يجب فعله مع هذا التيار المتردد ، فالتيار المتردد أكثر تعقيدًا للتحكم في المحركات والأضواء وتصميمها. كان على المخترعين الأوائل إيجاد طريقة لالتقاط الطاقة الإيجابية للمولد فقط ، لذلك اخترعوا المبدل. المبدل هو مفتاح يسمح للتيار بالتدفق في اتجاه واحد فقط.

شاهد الفيديو أدناه لترى كيف يعمل المبدل:

يتكون الدينامو من 3 مكونات رئيسية: الجزء الثابت ، المحرك ، والمبدل.

تعتبر الفرشاة جزءًا من المبدل ، ويجب أن توصل الفرشاة الكهرباء أثناء الاتصال المستمر مع المحرك الدوار. كانت الفرش الأولى عبارة عن فرش سلكية وفراشي فعلية ومصنوعة من أسلاك صغيرة. لقد تبلى هؤلاء بسهولة وقاموا بتطوير كتل رسومية للقيام بنفس المهمة.

ال الجزء الثابت عبارة عن هيكل ثابت يصنع مجالًا مغناطيسيًا ، يمكنك القيام بذلك في دينامو صغير باستخدام مغناطيس دائم. تتطلب الدينامو الكبير مغناطيسًا كهربائيًا.

ال المحرك مصنوعة من لفات نحاسية ملفوفة تدور داخل المجال المغناطيسي الذي يصنعه الجزء الثابت. عندما تتحرك اللفات ، فإنها تقطع خطوط المجال المغناطيسي. هذا يخلق نبضات من الطاقة الكهربائية.

ال العاكس هناك حاجة لإنتاج تيار مباشر. في تدفق الطاقة الحالية المباشرة في اتجاه واحد فقط عبر سلك ، تكمن المشكلة في أن المحرك الدوار في الدينامو يعكس التيار كل نصف دورة ، وبالتالي فإن المبدل هو مفتاح دوار يفصل الطاقة أثناء الجزء الحالي المعكوس من الدورة.

نظرًا لأن المغناطيسات الموجودة في الدينامو عبارة عن ملفات لولبية ، فيجب تشغيلها للعمل. لذا ، بالإضافة إلى الفرش التي تستخدم طاقة النقر للخروج إلى الدائرة الرئيسية ، هناك مجموعة أخرى من الفرش لتأخذ الطاقة من المحرك لتشغيل مغناطيس الجزء الثابت. هذا جيد إذا كان الدينامو قيد التشغيل ، لكن كيف تبدأ دينامو إذا لم يكن لديك القدرة على البدء؟

في بعض الأحيان ، يحتفظ المحرك ببعض المغناطيسية في قلب الحديد ، وعندما يبدأ في الدوران ، فإنه ينتج قدرًا صغيرًا من الطاقة ، وهو ما يكفي لإثارة الملفات اللولبية في الجزء الثابت. ثم يبدأ الجهد في الارتفاع حتى يصل الدينامو إلى طاقته الكاملة.

إذا لم تكن هناك مغناطيسية متبقية في حديد المحرك ، فعادة ما يتم استخدام البطارية لإثارة الملفات اللولبية في الدينامو لبدء تشغيلها. وهذا ما يسمى & quotfield flashing & quot.

أدناه في مناقشة توصيل أسلاك الدينامو ، ستلاحظ كيف يتم توجيه الطاقة عبر الملفات اللولبية بشكل مختلف.

هناك طريقتان لتوصيل دينامو: سلسلة الجرح وتحويل الجرح. انظر إلى الرسوم البيانية لمعرفة الفرق.

أدناه ، مقطع فيديو لدينامو صغير بسيط مشابه للمخططات أعلاه (بني في تسعينيات القرن التاسع عشر):

المولد

يختلف المولد عن الدينامو في أنه ينتج تيار مستمر. تتدفق الإلكترونات في كلا الاتجاهين في طاقة التيار المتردد. لم يكن المهندسون حتى تسعينيات القرن التاسع عشر قد اكتشفوا كيفية تصميم محركات قوية ومحولات وأجهزة أخرى يمكنها استخدام طاقة التيار المتردد بطريقة يمكن أن تنافس طاقة التيار المستمر.

بينما يستخدم المولد المبدل ، يستخدم المولد حلقة انزلاقية بفرشاة للاستفادة من طاقة الدوار. مرفق بحلقة الانزلاق الجرافيت أو الكربون والفرشاة & quot التي يتم تحميلها بزنبرك لدفع الفرشاة على الحلقة. هذا يحافظ على تدفق الطاقة باستمرار. تتآكل الفرشاة بمرور الوقت وتحتاج إلى الاستبدال.

أدناه ، فيديو حلقات الانزلاق والفرش ، العديد من الأمثلة من القديم إلى الجديد:

منذ زمن Gramme في ستينيات القرن التاسع عشر ، تم اكتشاف أن أفضل طريقة لبناء دينامو / مولد هي ترتيب ملفات مغناطيسية حول دائرة عريضة ، مع حديد دوار واسع. يبدو هذا مختلفًا عن أمثلة الدينامو الصغيرة البسيطة التي تراها تُستخدم في تعليم كيفية عمل الأجهزة.

في الصورة أدناه ، سترى بوضوح ملفًا واحدًا على المحرك (تمت إزالة الباقي للصيانة) وملفات أخرى مدمجة في الجزء الثابت.

منذ تسعينيات القرن التاسع عشر وحتى اليوم ، كانت طاقة التيار المتردد ثلاثية الطور هي الشكل القياسي للقوة. Three phases is made through the design of the generator.

To make a three phase generator you have to place a certain number of magnets on your stator and armature, all with proper spacing. Electromagnetism is as complex as dealing with waves and water, so you need to know how to control the field through your design. Problems include having your magnet unevenly attracted to the iron core, improper calculations of the distortion of the magnetic field (the faster it spins, the more the field is distorted), spurious resistance in the armature coils, and a myriad of other potential problems.

Why 3 phase? if you want to know more about phases and why we use 3 phase, see our video with power transmission pioneer Lionel Barthold.

2.) A Brief History of Dynamos and Generators:

The generator evolved from work by Michael Faraday and Joseph Henry in the 1820s. Once these two inventors discovered and documented the phenomena of electromagnetic induction, it lead to experimentation by others in both Europe and North America.

1832 - Hippolyte Pixii (France) built the first dynamo using a commutator, his model created pulses of electricity separated by no current. He also by accident created the first alternator. He did not know what to do with the changing current, he concentrated on trying to eliminate the alternating current to get DC power, this led him to create the commutator.

1830s-1860s - The battery is still the most powerful way to supply electricity for the various experimentation going on in that period. Electricity was still not commercially viable. A battery powered electric train from Washington DC to Baltimore failed, proving a gross embarrassment to the new field of electricity. After millions of dollars wasted steam still proved to be a better power source. Electricity still needed to prove to be reliable and commercially viable.

1860 - Antonio Pacinotti- Created a dynamo that provided continuous DC power

1867 - Werner Von Siemens and Charles Wheatstone create a more powerful, more useful dynamo which used a self powered electromagnet in the stator instead of the weak permanent magnet.

1871 - Zenobe Gramme sparked the commercial revolution of electricity. He filled the magnetic field with an iron core which made a better path for magnetic flux. This increased the power of the dynamo to the point were it was usable for many commercial applications.

1870s - There was an explosion of new designs in dynamos, designs ranged a wild assortment, only a few stood out as being superior in efficiency.

1876 - Charles F. Brush (Ohio) developed the most efficient and reliable dynamo design ever to that point. His inventions was sold through the Telegraph Supply Company.

1877 - The Franklin Institute (Philadelphia) conducts test on dynamos from around the world. Publicity from this event spurs development by others like Elihu Thomson, Lord Kelvin, and Thomas Edison.

Above: Edison's Long Legged Mary, a commercially successful dynamo for his DC systems 1884

1878 - The Ganz Company begins to use AC generators in small commercial installations in Budapest .

1880 - Charles F. Brush had over 5000 arc lights in operation, representing 80 percent of all lamps world wide. The economic power of electrical age had begun.

1880-1886 - Alternating Current systems develop in Europe with Siemens, Sabastian Ferranti, Lucien Gaulard, and others. DC dynamos reign supreme in the lucrative American market, many are skeptical to invest in AC. AC generators were powerful, however the generator alone was not the biggest problem. Systems for control and distribution of AC power needed to be improved before it could compete with DC on a market.

1886 - In the North American Market inventors like William Stanley, George Westinghouse, Nikola Tesla, and Elihu Thomson develop their own AC systems and generator designs. Most of them used Siemens and Ferranti generators as their basis of study. William Stanley was quickly able to invent a better generator after being unsatisfied with the Siemens generator he used in his first experiment.

Above: Siemens AC generators used in London in 1885, in the US Edison was reluctant to jump into the AC power field while in Europe the technology was developing rapidly.


1886-1891 - Polyphase AC generators are developed by C.S. Bradly (US), August Haselwander (Germany), Mikhail Dolivo-Dobrovsky (Germany/Russia), Galileo Ferraris (Italy), and others. AC systems which include better control and powerful electric motors allow AC to compete.


1891 - Three-Phase AC power proves to be the best system for power generation and distribution at the International Electro-Technical Exhibition in Frankfurt.

The three-phase generator designed by Mikhail Dolivo-Dobrovsky used at the exhibition is seen at left.

1892 - Charles P. Steinmetz presents his paper to the AIEE on hysteresis. Steinmetz's understanding of the mathematics of AC power is published and helps revolutionize AC power system design, including large AC Generators.

1890s - Generator design is improved rapidly thanks to commercial sales and available money for research. Westinghouse, Siemens, Oerlikon, and General Electric develop the world's most powerful generators. Some generators still operate 115 years later. (Mechanicville, NY)

Above: 1894 Elihu Thomson developed many AC generators for General Electric

A later Westinghouse 2000 kW 270 Volt generator from after 1900

3. Videos

Mechanicville Generators with history explained (1897), designed by AC mastermind Charles P. Steinmetz

Westinghouse Generator being constructed and tested (1905), designed by Oliver Shallenberger, Tesla and others at Westinghouse.

1895 Early powerful generators used at Folsom, CA (designed by Elihu Thompson, Dr. Louis Bell, and others at GE)

1891 Generator produced by Oerlikon for the International Electro-technical Exhibition (designed by Dobrovolsky in Germany)

مصادر:
-The General Electric Story - by The Hall of History, Schenectady, NY 1989 Second Edition
-Wikipedia (Generators, Charles Brush)
-Wikipedia (Commutator)
-Principals of Electricity - by General Electric
-History of AC Power - Edison Tech Center
-Hawkins Electrical Guide

Photos / Video:
-Copyright 2011 The Edison Tech Center. Shot on location at the Deutsches Museum, Munich
-Some generators photographed at the Edison Tech Center, Schenectady, NY


Thousands of wind turbines

Despite the high number of turbines in the state, national data shows that in general residents who live by wind turbines don’t seem perturbed by them.

A study published this month by the federal Lawrence Berkeley National Laboratory in Berkeley, California found that 57% of people who lived within 5 miles of a wind turbine were either positive or very positive about them. Only 8% were negative or very negative. The study was funded by the U.S. Department of Energy.

“The majority of people we surveyed were within half a mile of an existing turbine, so they were people who know all about them, they’ve heard them and seen them day and night,” said Ben Hoen, a research scientist with the Electricity Markets and Policy Group at the federal Lawrence Berkeley National Laboratory.

Wind produces a substantial number of jobs in the state. More than 25,000 Texans work in the industry. To maintain the turbines, teams of technicians constantly visit the structures, inspecting gears or conducting pre-planned maintenance.


Our Energy Sources

Wind energy is an indirect form of solar energy created by a combination of factors, including the uneven heating of Earth&rsquos atmosphere by solar radiation, variations in topography, and the rotation of Earth. People have been putting wind energy to use throughout history to propel sail boats, mill flour from grain, and pump water. Today the wind-induced mechanical power of huge multi-blade rotors&mdashsweeping circles in the air as much as 100 meters in diameter&mdashis routed to generators that produce electricity.

In 2014, wind power provided about 19% of all the energy consumed from renewable sources. That contribution is expected to grow and the potential is large: Energy from wind available in the United States is at least an order of magnitude larger than the nation&rsquos total annual consumption of energy, although only a small fraction of it can be captured. As of 2015, 40 states had at least some installed wind power systems, with the largest share on the West Coast and in the Midwest. Wind energy produced 4.7% of America&rsquos electricity in 2015.

Expansion of wind power depends on a variety of factors, including fossil-fuel prices, federal tax credits, state renewable energy programs, technology improvements, access to transmission grids, and public opinion. If those factors remain relatively constant, wind power generation capacity is expected to grow about one-third by 2040.

Wind energy, like sunlight, is a &ldquofree&rdquo source. The cost arises in converting it to electricity and integrating that electricity into the nation&rsquos power grid. It is not, however, universally welcomed. Many oppose its use on aesthetic and environmental grounds. Wind turbines (sometimes grouped into &ldquowind farms&rdquo containing hundreds of turbines) can prompt complaints from communities whose sight lines are altered. Current designs are also hazardous to some birds and bats.

But by far the largest impediment to greater use of intermittent energy sources is that they currently lack a practical and cost-effective way to store the electricity generated so that it can be used when needed, rather than when available. Battery arrays are an obvious option, but they are typically best suited to storing relatively small amounts locally. (Although the city of Fairbanks, Alaska, has an immense central emergency battery that can provide 26 megawatts of power for 15 minutes in the event of an outage.)

Intermittent electricity can be used to pump water to higher elevations, raising its potential energy. Similarly, electrical energy can be stored as heat in an insulated enclosure or used to compress gas underground, where the pressure could be bled off to generate power on demand. Electricity from wind and solar sources can be harnessed to spin up giant flywheels or used to produce hydrogen, which could be stored and used in fuel cells when needed. Every time energy changes form, of course, there is some loss and efficiency is an urgent concern in all conversion technologies. At present, such solutions are relatively costly and have typically been deployed to serve areas off the main power grid.


Related News

2 million Texas households without power as massive winter storm drives demand for electricity

Texas' grid operator warns rolling blackouts are possible as winter storm escalates demand for electricity

Massive winter storm prompts disaster declaration and could stress Texas' electric grid


Positive impacts of fracking

"The United States is in the midst of the 'unconventional revolution in oil and gas' that, it becomes increasingly apparent, goes beyond energy itself. Today, the industry supports 1.7m jobs - a considerable accomplishment given the relative newness of the technology. That number could rise to 3 million by 2020. In 2012, this revolution added $62 billion to federal and state government revenues, a number that we project could rise to about $113 billion by 2020.2 It is helping to stimulate a manufacturing renaissance in the United States, improving the competitive position of the United States in the global economy, and beginning to affect global geopolitics." —Daniel Yergin, vice chair of global consulting firm IHS, in February testimony before Congress

"Natural gas is not a permanent solution to ending our addiction imported oil. It is a bridge fuel to slash our oil dependence while buying us time to develop new technologies that will ultimately replace fossil transportation fuels. Natural gas is the critical puzzle piece RIGHT NOW. It will help us to keep more of the $350 to $450 billion we spend on imported oil every year at home, where it can power our economy and pay for our investments in a smart grid, wind and solar energy, and increased energy efficiency. By investing in alternative energies while utilizing natural gas for transportation and energy generation, America can decrease its dependence on OPEC oil, develop the cutting-edge know-how to make wind and solar technology viable, and keep more money at home to pay for the whole thing." —Pickens Plan, a site outlining BP Capital founder T. Boone Pickens' proposed energy strategy

"My town was dying. This is a full-scale mining operation, and I'm all for it. Now we can get back to work." —Brent Sanford, mayor of Watford City, a town at the center of the North Dakota oil boom, in "The New Oil Landscape" (NGM March 2013 issue)


Why A Powerful Winter Storm Caused Blackouts In Texas

The powerful winter storm stampeding across the continental United States this week blasted Texas with arctic temperatures that triggered widespread blackouts, plunging millions into darkness as snow and record cold paralyzed the country’s second-largest state.

Republican lawmakers and right-wing pundits opposed to the Biden administration’s clean energy policies leaped at the chance to blame the Lone Star State’s burgeoning use of wind power for the outages.

But while the output from all sources of electricity plunged in Texas, frozen instruments at coal, nuclear and natural gas power plants, coupled with a limited supply of natural gas, were the main cause of the rolling blackouts, Dan Woodfin, a senior director for the Electric Reliability Council of Texas, told Bloomberg News on Tuesday. (ERCOT is the state’s main grid operator.)

Energy analysts and electricity experts said a complete failure to plan for extreme weather scenarios caused the kind of cascading disaster that risks becoming more common as climate chaos increases pressure on human systems.

Ironically, wind energy represented one bright spot for grid operators as the resource, which tends to ebb in the winter months, actually surpassed daily production forecasts over the past weekend.

ERCOT did not respond to a request for comment Tuesday.

“There’s so much misinformation and ridiculous political spin out there that’s focused on icy wind turbines when that’s the piece of the supply that ERCOT planned for most realistically,” said Daniel Cohan, an associate professor of environmental engineering at Rice University in Houston. “For the coldest day in winter, they were only expecting to get a small share of the pie from wind and solar.”

By contrast, the grid operator planned to get about 90% of the electricity load from what it calls “firm and reliable resources” such as coal, natural gas and nuclear reactors, he said.

“It’s been a failure that our ‘firm and reliable resources’ haven’t been firm or reliable when we’ve needed them most,” Cohan said.

Of about 70,000 megawatts worth of gas, coal and nuclear plants, as much as 30,000 megawatts has been offline since Sunday night, said Jesse Jenkins, an electricity expert at Princeton University.

“Main story continues to be the failure of thermal power plants ― natural gas, coal, and nuclear plants ― which ERCOT counts on to be there when needed,” Jenkins wrote in a series of tweets on Tuesday evening. “They’ve failed.”

Complicating matters further, homes in Texas are designed to keep temperatures roughly 30 degrees Fahrenheit cooler than the air outside during blistering summers, not to hold in the heat during freezing winters, said Joshua Rhodes, a research associate at the University of Texas at Austin’s Webber Energy Group. Now that heat loss is adding to the surging demand on the grid.

“Everything in Texas is focused around summer peak demand when we’re all trying to air-condition our houses and keep it 75 when it’s 105 outside,” Rhodes said. “We’ve designed our houses for this 30-degree difference. But now our houses are trying to keep a 60-degree difference, and they’re not designed to do it. It’s a losing battle.”

Under normal conditions, Texas grid operators and utilities plan for peak demand during the summer heat. During the winter, many plants sit offline and supplies are shipped elsewhere until power-hungry air conditioners and refrigerator systems send grid demand surging around August. The blackouts now show that “demand forecasts were wrong, and they were way, way too low,” said electricity analyst Nick Steckler.

“It was a huge miss,” said Steckler, who heads the U.S. power unit at the energy research firm BloombergNEF, which is a separate company from the financial newswire. “I can’t emphasize how much the available capacity undershot the total expected demand.”

On Tuesday, Texas Gov. Greg Abbott (R) called for an investigation into ERCOT’s preparations, declaring the matter an emergency item in this legislative session to “ensure Texans never again experience power outages on the scale they have seen over the past several days.”

“The Electric Reliability Council of Texas has been anything but reliable over the past 48 hours,” Abbott said in his statement. “Far too many Texans are without power and heat for their homes as our state faces freezing temperatures and severe winter weather. This is unacceptable.”

It wasn’t just the grid operator and power plants at fault. Pipeline utilities whose supply lines froze and even building designers and construction practices that limited insulation for cold weather made “Texas gas and electricity demand extremely sensitive to cold weather events,” Jenkins said in his Twitter thread.

In that sense, the blackouts echo another recent climate disaster Texans faced. After years of concrete sprawl spreading further and further outward, Houston’s lack of climate planning left it vulnerable to catastrophic flooding when Hurricane Harvey made landfall in 2017. At the time, Andrew Dessler, a climatologist and professor of atmospheric sciences at Texas A&M University, told HuffPost that the storm offered “a taste of the future.”

It’s impossible to know yet whether this particular cold snap is related to climate change, and there’s a lively debate over how much the warming of the Arctic is weakening forces in the stratosphere that normally keep frigid temperatures confined to the Earth’s northern latitudes. In 2018, Potsdam Institute for Climate Impact Research scientist Marlene Kretschmer found that periods of a weakened “polar vortex” force had increased over the past four decades and that these corresponded to about 60% of cold extremes in the mid-latitudes part of Eurasia during the period. But researchers argued last year in the peer-reviewed journal Nature that not enough data exists to make definitive claims about the link.

Far less stringent ethics and adherence to facts guide what political opportunists contribute to the discussion of what’s happening in Texas.

Sen. Steve Daines (R-Mont.) shared a 2014 image of a helicopter de-icing a wind turbine in Sweden, calling it “a perfect example of the need for reliable energy sources like natural gas & coal.”

The opposite ends of right-wing billionaire Rupert Murdoch’s media empire managed to project a unified message blaming icy turbines as well.

On the more prestigious newspaper side, The Wall Street Journal’s editorial board ― a body whose willingness to bend facts for ideological purposes has drawn the ire of reporters in its newsroom ― lashed out at what it called “the paradox of the left’s climate agenda: The less we use fossil fuels, the more we need them,” in an opinion piece titled “A Deep Green Freeze.”

On the populist television side, Fox News star Tucker Carlson zeroed in on wind turbines in his Monday night monologue: “It was all working great until the day it got cold outside. The windmills failed like the silly fashion accessories they are, and people in Texas died. This is not to beat up on the state of Texas ― it’s a great state, actually ― but to give you some sense of what’s about to happen to you.”

Carlson delivered in his usual way, providing the kind of confusing political misinformation that audiences can now depend on following disasters.

“There always seems to be narratives that are very far from the reality that are going on,” Cohan said. “Gaslight is a good word for it.”


What are the other alternatives?

Eventually, according to Dr Finkel, Australia could be run on mostly solar and wind power, with battery and other storage solutions to help out when the sun isn't shining or the wind isn't blowing.

But these and other storage ideas, like pumped hydro and stored hydrogen, will take time to build.

In 2019, coal-fired electricity made up 58.5 per cent of Australia's electricity generation, while gas and renewables made up 20 per cent each, meaning if coal plants were turned off overnight itɽ leave Australia without reliable electricity.

And while some might not mind the lights going out at dinner time, for big electricity-using industries it would be catastrophic.

Take the Tomago aluminium smelter near Newcastle, for example — it uses 10 per cent of New South Wale's electricity and a sudden blackout would cause the molten aluminium in its equipment to solidify and cause severe damage.

But any investment in further shoring up renewable energy will have to come to the private sector, with the government not announcing any new money for renewables in the budget.


شاهد الفيديو: استخدام طاقة الرياح لتوليد الكهرباء DZ


تعليقات:

  1. Tomas

    هذا الموضوع عار على موقعنا

  2. Maubei

    شكرا لك لاختيار المعلومات. الآن يعرفونني.

  3. Suthley

    واكر ، يبدو لي فكرة رائعة

  4. Wardell

    من المحتمل أنك ارتكبت خطأ؟

  5. Benoic

    نعم ، أنا أفهمك.يوجد فيه أيضًا شيء بالنسبة لي يبدو فكرة ممتازة. أنا أتفق معك.

  6. Faelrajas

    انت مخطئ. يمكنني إثبات ذلك. أرسل لي بريدًا إلكترونيًا إلى PM ، سنناقش.

  7. Earie

    عبارة جميلة وفي الوقت المناسب



اكتب رسالة