رياح

A Wind Turbine is a sophisticated rotating machine that converts the kinetic energy of wind into electrical power. Comprising a set of aerodynamic blades connected to a rotor, a wind turbine captures the wind’s force, which drives a generator housed within the nacelle. However, beyond its power-generating function, a modern wind turbine is a complex engineering system where precise control and fail-safe braking are fundamental to its operational efficiency, structural integrity, and safety.

على الرغم من أنه يُنظر إليه في كثير من الأحيان ككيان واحد، فإن التوربين هو نظام مدمج من مكونات حيوية، بما في ذلك التوربينة، صندوق التروس، المولّد، ونظام الإمالة، جميعها تتحكم فيها إلكترونيات متقدمة وتحميها تقنيات كبح قوية.

فلسفة الكبح المزدوجة: الأنظمة الهوائية والميكانيكية

لتشغيل آمن وفعال عبر مجموعة واسعة من ظروف الرياح، يستخدم كل توربين طاقة المرافق فلسفة كبح مزدوجة تجمع بين التحكم الهوائي والتدخل الميكانيكي.

النظام الأساسي: الكبح الهوائي (تحكم زاوية الشفرة) الطريقة الأولى والأساسية للتحكم في سرعة التوربين هي التحكم الهوائي. يمكن لكل شفرة أن تدور حول محورها (تُحرك) لتغيير زاوية هجومها على الريح. في الرياح عالية الخطورة أو أثناء عملية الإغلاق، يتم وضع الشفرات في وضع "ريشة". يقلل ذلك من قوة الرفع الهوائية، مما يؤدي إلى تباطؤ الدوار بشكل كبير ويمنع وصوله إلى سرعات غير آمنة. يُستخدم هذا النظام للضبط الروتيني وهو خط الدفاع الأول ضد أحداث السرعة الزائدة.
النظام الثانوي: الكوابح الميكانيكية بينما يقوم الكبح الهوائي بتنظيم السرعة الأساسي، فإن أنظمة الكبح الميكانيكية حاسمة للغاية للثبات والتوقف في حالات الطوارئ. عادة ما تكون أنظمة كبح قرصي قوية وآمنة من الفشل توفر القوة الحاسمة لإيقاف وشد الشفرات التي لا يمكن لضبطPitch الشفرة وحده ضمانها. وهي مقسمة إلى فرعين رئيسيين فرعيين:
- مكبح الدوار: هذا نظام مكبح مكبس كبير مصمم لإيقاف دوار التوربين تمامًا وتثبيته في مكانه للصيانة أو الفحوصات أو خلال الأحوال الجوية القصوى. يعمل كمكبح وقوف وطوارئ، ويعمل تلقائيًا في حالة فشل النظام (مثل فقدان الضغط الهيدروليكي أو الطاقة)، مما يضمن إيقاف التوربين في حالة آمنة.
- مكبح التوجيه: كما هو موضح بشكل منفصل، وظيفة هذا النظام هي التحكم في اتجاه الكابولي. يوفر القوة المقاومة والاحتجاز اللازمة للحفاظ على توجيه التوربين نحو اتجاه الريح الأمثل ولمنع الدوران غير المسيطر عليه والضار لمجموعة الكابولي بأكملها.

توربين الرياح ليس مجرد مجموعة من الشفرات. إنه منصة توليد طاقة ديناميكية حيث أن أنظمة الكبح الصناعية ليست ملحقاً بل تقنية تمكينية أساسية. إنها ضرورية لحماية الأصل ذي القيمة بالملايين من الضرر، وضمان سلامة الأفراد، وزيادة عمر التوربين الإنتاجي.