ورقة تدريب الدرس: طاقة الرياح الفيزياء

في ورقة التدريب هذه، سوف نتدرَّب على وصْف مميزات وعيوب توربينات الرياح، والأماكن المناسبة لمحطات توليد الطاقة من الرياح.

س١:

يتحرَّك حجمٌ من الهواء كتلته 1.5×10 kg خلال توربين رياح. إذا تحرَّك الهواء بسرعة 5 m/s، فما مقدار طاقة حركته؟ قرِّب إجابتك لأقرب ميجا جول.

س٢:

السعة الكلية لتوربينات الرياح هي أقصى قدرة خرج يمكن إنتاجها.

ما السعة الكلية لمزرعة الرياح التي تحتوي على 180 توربينًا، إذا كانت السعة الكلية لتوربين الرياح الواحد تساوي 3.6 MW؟

أيٌّ ممَّا يلي يُعتبر السبب الرئيسي لعدم وصول المزرعة إلى سعتها الكلية معظم الوقت؟

  • أسرعة الرياح ليستْ ثابتة؛ من ثم توربينات الرياح لا تُنتج دائمًا أقصى قدرة خرج لها.
  • بيُفقد الكثير من الطاقة على هيئة حرارة خلال انتقال التيار الكهربي من مزرعة الرياح إلى حيث ترتبط بشبكة الكهرباء.
  • جيُفقد الكثير من الطاقة على هيئة حرارة في المولِّدات في توربينات الرياح؛ من ثم ناتج القدرة الفعلي لمزرعة الرياح يكون دائمًا أقل من السعة الكلية.
  • دتوربينات الرياح لا يمكن الاعتماد عليها، وغالبًا تتعطَّل؛ من ثم معظم الوقت لا تكون جميع توربينات الهواء في حالة عمل.
  • هتوربينات الرياح أصبحتْ أقل كفاءة بمرور الزمن؛ من ثم أقصى قدرة خرج لها تقل بمرور الزمن.

س٣:

يوضِّح الرسم البياني قدرة خرج نوع معيَّن من توربينات الرياح مقابل سرعة الرياح. يوضِّح الجدول بيانات سرعة الرياح عند ثلاثة مواقع مختلفة مقيسة في خمسة أيام متتالية.

احسب متوسط سرعة الرياح في كل موقع في الأيام الخمسة التي قيست فيها سرعة الرياح، واستخدم تلك البيانات لتحديد الموقع الذي يُنتِج أكبر قدرة خرج إذا وُضِع عنده توربين رياح.

سرعة الرياح (m/s)
اليوم 1اليوم 2اليوم 3اليوم 4اليوم 5
الموقع أ6.55.97.03.54.0
الموقع ب1.12.83.12.44.1
الموقع ج8.54.67.14.25.5
  • أالموقع ج.
  • بالموقع ب.
  • جالموقع أ.

س٤:

تحوِّل توربينات الرياح للهواء المتحرِّك إلى .

  • أالطاقة الحرارية، طاقة كيميائية
  • بطاقة وضع الجاذبية، طاقة كهربية
  • جطاقة وضع الجاذبية، طاقة حركة
  • دطاقة الحركة، طاقة كهربية
  • هطاقة الحركة، طاقة وضع الجاذبية

س٥:

ما نوع التيار الكهربي الذي تُنتِجه توربينات الرياح؟

  • أتيار مُتردِّد مُقوَّم‎.
  • بتيار نابض.
  • جتيار مستمر.
  • دتيار مُتردِّد.

س٦:

يوضِّح هذا الشكل ثلاثة مواقع مُحتمَلة يُمكِن وَضْع توربينات الرياح فيها. مُتوسِّط سرعة الرياح في الوادي 1.2 m/s، وعلى التبة 5.5 m/s، وفي المحيط 7.9 m/s.

أيُّ المواقع الآتية غير مُناسِب لتوربينات الرياح؟

  • أالتبة
  • بالبحر
  • جالوادي

لماذا يُعَدُّ هذا الموقع غير مُناسِب لتوربينات الرياح؟

  • أتوجد مساحة أكبر في البحر؛ ولذا يُمكِن وَضْع القليل من توربينات الرياح في الوادي، في حين يُمكِن وَضْع المزيد منها في البحر.
  • بيُمكِن أن تحجب توربينات الرياح الرؤية؛ ولذا فمن الأفضل وَضْعها في أماكن نائية مثل التبة، وفي البحار.
  • جتتزايد سرعة الرياح خطيًّا بالارتفاع فوق مستوى البحر؛ ولذا فمن الأفضل وَضْع توربينات الرياح في أماكن أعلى.
  • دلا يُمكِن لتوربينات الرياح توليد الكهرباء إذا كانت سرعة الرياح أقل من 3 m/s تقريبًا.
  • هتوربينات الرياح البحرية أرخص من توربينات الرياح البرية؛ ولذا يكون وَضْع توربينات الرياح في الوادي أكثر تكلفة من وَضْعها في البحر.

س٧:

لندن أري مزرعة رياح تقع قبالة ساحل كِنت في مصبِّ نهر التايمز. تبلغ القدرة المركبة للمزرعة 630 MW. ما طاقة الخرج الكلية للمزرعة على مدار سنة، إذا كانت تعمل بنسبة 50% من قدرتها المركبة على مدار السنة؟ استخدم القيمة 365 لعدد الأيام في السنة. قرِّب إجابتك لأقرب جيجا وات ⋅ ساعة.

س٨:

مزرعة الرياح هورنسي مزرعة رياح تُبنَى في بحر الشمال على ساحل إنجلترا. عند اكتمالها، ستُزوِّد المرحلة الأولى من المشروع بـ 1.2 GW من القدرة عند تشغيلها بقدرتها المُركَّبة.

إذا عملت المزرعة بنسبة 60%‎ من قدرتها المُركَّبة طوال السنة، فما مقدار الطاقة التي يُمكِن أن توفِّرها مزرعة الرياح هورنسي خلال سنة واحدة؟ قرِّب إجابتك لأقرب جيجا وات ⋅ ساعة. استخدِم القيمة 365 لعدد الأيام في السنة.

في سنة 2014، استهلكت المملكة المتحدة 302 TWh من الكهرباء. إذا استهلكت المملكة المتحدة نفس المقدار من الكهرباء خلال السنة التالية، فما النسبة المئوية من الكهرباء التي يُمكِن أن توفِّرها مزرعة الرياح هورنسي للمملكة المتحدة؟ قرِّب إجابتك لأقرب منزلة عشرية.

  • أ6.1%
  • ب12.2%
  • ج2.1%
  • د0.6%
  • ه2.5%

تستخدم نجوى ملفات تعريف الارتباط لضمان حصولك على أفضل تجربة على موقعنا. معرفة المزيد حول سياسة الخصوصية لدينا.