تشير التقديرات إلى أن توليد الرياح على نطاق صغير يمكن أن يدعم 25٪ إلى 45٪ من متطلبات الطاقة السكنية في الولايات المتحدة الأمريكية وكندا. عادةً ما يستخدم السكان ما بين 3KW و 5KW من الطاقة شهريًا ، وبالتالي فإن مولد الرياح سيحتاج إلى دعم متطلبات المرحلة الواحدة من 5KW / شهر. يمكن رفع مستوى نفس مولدات طاقة الرياح لدعم الشركات الصغيرة التي تعمل مع مخرجات طاقة طور 3 حتى 10MW (10,000 KW). توفر مزارع الرياح الكبيرة في الوقت الحالي الطاقة للشبكات في نبراسكا ، كاليفورنيا ، كولورادو ، فضلاً عن عدد من المواقع في جميع أنحاء البلاد. ومع ذلك ، يجب أن تكون متطلبات الطاقة السكنية أكثر سهولة في التركيب ، ودعم إقامة واحدة بسعر معقول للتثبيت.

توربينات طاقة الرياح السكنية (المولدات) تحتاج إلى مظهر جميل وعملية هادئة من مولد الرياح. مع الخام
أسعار النفط تتحرك باستمرار صعودًا وهبوطًا ، مدفوعة بمضاربي النفط الجشعين في جميع أنحاء العالم ، مدفوعين من قبل شركات النفط ومنتجي النفط على حد سواء ، نحن بحاجة إلى التحرك بطريقة ذكية إلى طاقة الرياح والطاقة الشمسية في جميع أنحاء العالم. من المتوقع أن تكون تكلفة الرياح الصغيرة تنافسية مع الوقود الأحفوري في وقت مبكر من 2010. نظرًا لأننا نقوم بتقليل توليد الطاقة من النفط ، فإننا نقوم بتقليل الاعتماد على النفط من عصابات النفط ؛ نحن خفض انبعاثات الكربون. نحن تقليل الآثار المالية الناجمة عن المضاربين النفط. ونحن نخلق وظائف عالية التقنية ، وخفض انبعاثات CO2 ، مع تحقيق عالم أكثر نظافة. لكننا لا نستطيع التبديل بين عشية وضحاها ، كما يطلب بعض الناس الأخضر. يجب أن يتم ذلك بطريقة مدروسة ومنهجية.

تعد طواحين الهواء التقليدية أكثر تعقيدًا وغالبًا ما تستخدم ذراع الرافعة لتوفير التوجيه في الريح ، ولكن تجعل توربينات الرياح المحور الأفقي أو HAWT أقل فاعلية في التقاط طاقة الرياح.

موقع أي توربينات الرياح أمر بالغ الأهمية للإنتاج الكهربائي المتوقع منه. من الناحية المثالية ، لن يكون لتوربينات الرياح أي عوائق بينها وبين اتجاه الرياح السائد ، والذي يختلف في الولايات المتحدة الأمريكية وكندا وحول العالم. في البيئة الحضرية ، لا بد من بعض الاضطرابات الريحية ما لم يتم وضع التوربين أعلى بكثير من المباني المحيطة. هذا يجب أن يكون متوازنا مع قوانين البناء المحلية. معظم الوقت ، سوف تؤثر الاضطرابات من المباني المحيطة على توربينات الرياح إلى حد ما. هذا هو السبب الرئيسي لاختيار المحور الرأسي ، التوربينات الريحية ، VAWT ، حيث أن تصاميم مولد الرياح الرأسية لا تحتاج إلى أن تكون موجهة نحو الريح كلما تغير اتجاه الرياح لمواصلة إنتاج الطاقة. وعلى العكس من ذلك ، فإن التوربينات الريحية ذات المحور الأفقي ، HAWT ، يجب أن تدور فعليًا في اتجاه الريح في كل مرة يتغير فيها اتجاه الرياح ، مما يؤدي إلى إهدار موارد قيمة وإضافة وزن وصيانة وتكلفة غير ضرورية إلى مولد الرياح.

ينتج VAWT المصمم بشكل صحيح طاقة أكثر بنسبة 20٪ - 40٪ من مولد طاقة الرياح HAWT التقليدي ذي الحجم المماثل ، مع إعطاء نفس سرعة الرياح خلال فترة زمنية محددة. دائمًا ما يكون VAWT المصمم بشكل صحيح 100 ٪ في مهب الريح ، حيث لا يتطلب مولد طاقة VAWT زعنفة لإبقائه موجهًا في مهب الريح ، كما تتطلب جميع مولدات HAWT. تشمل أسباب اعتراض السكان والبناة ومفوضي المقاطعات على توربينات الرياح تأثيرها البصري والضوضاء والاهتزاز لمولد الرياح HAWT النموذجي. ومع ذلك ، يعمل مولد طاقة الرياح VAWT المصمم بشكل صحيح بهدوء ويمكن تصميمه بطريقة فنية ، وبالتالي من المرجح أن يطلب المالك المقيم والمُنشئ ومفوضي البناء مولد طاقة الرياح VAWT المثبت في منزل سكني أو شركة صغيرة.

ماريا Windspire توربينات الرياح: VAWT

واحدة من التوربينات الريحية ذات المحور الرأسي الأكثر تقنية وفريدة وفعالة ، VAWT ، هي Mariah Windspire® ، التي تضم أربعة أقسام بسيطة ، على الرغم من أن العديد من الأنظمة تقتصر فقط على الدوار والمولد. تعمل Windspire مع توربينات الرياح الرأسية التي تفصلها عن جميع توربينات الرياح الأخرى. تم تصميمه كنظام كامل ، بدلاً من مجموعة من الأجزاء المصنعة المختلفة. ويشمل الدوار الذي يعمل في أي اتجاه الرياح ، ومولد مدمج في التوربينات ، العاكس السلطة المتكاملة ، والتجمع القطب التوربينات ، ونظام مراقبة لاسلكية. تتمثل ميزة Windspire في أنه تم تصميمه من الأرض لتحسين كل قسم لتوفير قوة وأقصى كفاءة للنظام بأقل تكلفة لكل كيلو واط ساعة. لا يحتوي Windspire على ذراع الرافعة ، مما يسبب الضغط الجانبي عبر قمم معظم التوربينات.

يستخدم دوار Windspire® تصميمًا عالي الكفاءة للجيلوميل مع مساحة اكتساح كبيرة للحصول على طاقة الرياح القصوى. إنه فريد من نوعه وفني ذو مظهر جانبي طويل ضيق يجذب العين ، والأهم من ذلك أنه يعمل بكفاءة وفورية في تغيير اتجاهات الرياح. تم تصميم الدوار مع العديد من أقسام الجنيح لتقليل الإجهاد ونقل الضغوط الناتجة عن الرياح إلى عمود مركز القوة العالية. لقد جاء التصميم الدوار من خلال نمذجة الكمبيوتر الهوائية الواسعة لزيادة تحويل طاقة الرياح إلى طاقة كهربائية. وقد أنجز ذلك الخبير الأول في العالم في تصميمات Darrieus الدوار ، بينما أكمل خبير ميكانيكي آخر نماذج الاهتزاز الديناميكية لتقليل الاهتزاز الهيكلي الناجم عن التوافقيات الريحية.

تم تطوير مولد Windspire الفريد والفني من قبل فريقنا الخاص ، وكان بمثابة حافز للنظام بأكمله. بعد العمل على تكنولوجيا مولدات المغناطيس الدائم ذات الكفاءة العالية للهواء لعدة سنوات ، تأسست Maria Power في 2005 مع دمج المولد في توربينات الرياح. تتميز تقنية المولد بأنها فريدة من نوعها بعدة طرق: أولاً ، إنها تقلل من الخسائر الناجمة عن المغنطيسية عن طريق استخدام هيكل دوار خاص والجزء الثابت ، مما يؤدي إلى كفاءة عالية للغاية (تصل إلى 98٪). الثانية ، أنها خالية من التروس ، لدوران سلس. ثالثًا ، وربما الأهم من ذلك ، أنها تعمل بكفاءة أكبر في سرعة الرياح المنخفضة. هذا هو عكس معظم مولدات الرياح ، ويسمح Windspire لالتقاط المزيد من الطاقة في نطاق أقل وأكثر انتشارا من سرعات الرياح.

تم تصميم العاكس المتحكم فيه بالكمبيوتر خصيصًا لنظام Windspire وهو مدمج مباشرة في التوربينات. يستخدم تتبع طاقة الذروة ، خوارزمية برمجية للتحكم في سرعة الدوار وزيادة إنتاج الطاقة إلى أقصى حد عبر مجموعة واسعة من سرعات الرياح. يحمي العاكس Windspire من خلال تطبيق الفرامل على دوران التوربينات عند اكتشاف سرعات الرياح العالية. يتضمن العاكس مودم ZigBee لاسلكي مدمج ينقل معلومات توليد الطاقة مباشرة إلى جهاز الكمبيوتر الخاص بك. يستخدم برنامج WindSync ™ الخاص بـ Winspire لمراقبة أداء طاقة Windspire من منزلك أو مكتبك. إن محول الطاقة الكهربائية Windspire هو UL 1741 و IEEE 1547 تم اختبارهما واعتمادهما.

تستخدم التوربينات الريحية Mariah Windspire قطبها الهيكلي الصوتي المصمم هندسيًا ، المصمم لدعم التوربينات Windspire العمودية في مجموعة واسعة من سرعات الرياح. يوفر القطب نظامًا كرويًا كبيرًا ، مع محامل ميكانيكية "مدهونة مدى الحياة" لتوفير تشغيل بدون صيانة. حتى تصميم القطب يوفر تخميد الاهتزاز الهيكلي للتشغيل السلس. تم تصنيع Windspire بسرعة وسهولة بفضل تركيب نموذجي مكتمل في أقل من ثلاث ساعات ، تم تصنيعه من الفولاذ عالي القوة والمفصلات في القاعدة. لا يلزم وجود معدات ثقيلة للتركيب مما يجعل التثبيت المنزلي أو المكتبي مفيدًا جدًا.

تثبيت بسيط ، المنزل أو العمل	Windspire ، والأعمال التجارية
الاختبار الميداني في البيئات القاسية	Windspire ، الصفحة الرئيسية

Mariah Windspire Turbine Technology المزايا على توربينات الرياح التقليدية

Mariah Power هي شركة لتكنولوجيا الرياح تركز باستمرار على تطوير تكنولوجيا التوربينات الريحية لدينا. يركز فريق Windspire من المهندسين الكهربائيين والميكانيكيين على تحسين جودة التصميم وأداء تحويل الطاقة في Windspire. شارك أكثر من 100 Windspires في العديد من برامج الاختبارات الميدانية في مواقع متنوعة في جميع أنحاء الولايات المتحدة. من خلال هذا البرنامج ، تمكنت Windspire من تحديد مكان تحسين تصميم التوربينات في ظل مجموعة واسعة من المناخات الجافة والرطبة ، والمناخات الباردة والساخنة ، والنتيجة هي توربينات رياح موثوقة للغاية تعمل دون أي صيانة في معظم حالات الرياح الموجودة في الولايات المتحدة وكندا وأمريكا الجنوبية. قامت Mariah بتحديث الوحدات الميدانية بتكنولوجيا جديدة حيث أصبحت الحلول متاحة من خلال Mariah Power. فيما يلي قائمة بالتحسينات التكنولوجية الرئيسية التي تم إجراؤها على توربينات الرياح Mariah Windspire:

لتحسين طول العمر ومعالجة الاضطرابات الشرطية في Windspire ، تخلصت Mariah Power من مشكلات القلق والتآكل:

- تم تصميم أعمدة عمودية أكثر صلابة ومستقيمة ، مما يضيف سمكًا إلى لوحة القاعدة ؛

- طورت طريقة تثبيت جديدة للتخلص من تآكل العمود الرأسي ؛

- تشطيب خارجي مطور لزيادة الحماية من العوامل الجوية والتآكل ؛

- طلاء وقائي مضاف بأعلى مقاومة لرش ملح البحر للمكونات الفولاذية المكشوفة.

لزيادة الموثوقية الكهربائية وإنتاج الطاقة والأمان ، تبحث Mariah Power باستمرار عن تحسينات على تصميم العاكس:

- مراجعة المحول الكهربائي لخفض درجة حرارة التشغيل أثناء تحويل الطاقة

- تمت إضافة مستشعر حراري للحرارة لتعظيم ناتج القوة الكهربائية

- أدوات تحكم محسّنة في الأجهزة والبرامج الثابتة لتوفير إدارة أفضل لمخرج الطاقة مقابل سرعة الرياح.

تحسينات Mariah Power في Windspire لزيادة الجودة والقضاء على انزلاق الجنيحات:

- تطوير رقائق هواء جديدة لزيادة كفاءة تحويل الرياح ؛

- وصلات لحام محسنة.

- فئة مطورة من الحلقات ومكونات التثبيت ؛

- إعادة تصميم نظام تثبيت الجنيح وتحسينه للحصول على دعم ميكانيكي أقوى.

من خلال الشراكة مع MasTech Manufacturing ، قامت Mariah Power بتحسين جودة التصنيع لتلبية المواصفات باستمرار ، وهو مطلب أساسي في متطلبات التصنيع ذات الحجم الكبير:

- استخدام المسبوكات للمكونات المشغولة متعددة القطع ؛

- يتم استخدام عمال اللحام المعتمدين من AWS لتوفير مكونات عالية الجودة ؛

- يدير مهندس الجودة المعتمد من ASQ عملية الجودة ؛

- يتم استخدام مقاييس التوصيل والحلقة أثناء الاختبارات الوظيفية وعمليات فحص الجودة.