Nishati ya upepo imekuwa mojawapo ya vyanzo vya nishati safi vinavyowezekana zaidi duniani. Kwa miaka mingi, umeme wetu mwingi ulitoka kwa makaa ya mawe, mafuta na nishati zingine za kisukuku. Walakini, kuunda nishati kutoka kwa rasilimali hizi husababisha uharibifu mkubwa kwa mazingira yetu na kuchafua hewa, ardhi na maji. Utambuzi huu umefanya watu wengi kugeukia nishati ya kijani kama suluhisho. Kwa hiyo, nishati mbadala ni muhimu sana kwa sababu nyingi, ikiwa ni pamoja na:
- Athari nzuri kwa mazingira
-Kazi na manufaa mengine ya kiuchumi
- Kuboresha afya ya umma
-Ugavi mkubwa na usio na mwisho wa nishati
-Mfumo wa nishati unaotegemewa zaidi na ustahimilivu
Mnamo 1831, Michael Faraday aliunda jenereta ya kwanza ya umeme. Aligundua kwamba mkondo wa umeme unaweza kuundwa katika kondakta wakati unahamishwa kupitia uwanja wa magnetic. Karibu miaka 200 baadaye, sumaku na uwanja wa sumaku unaendelea kuchukua jukumu muhimu katika uzalishaji wa kisasa wa nguvu za umeme. Wahandisi wanaendelea kujenga juu ya uvumbuzi wa Faraday, na miundo mipya ya kutatua matatizo ya karne ya 21.
Ikizingatiwa kama sehemu changamano ya mashine, mitambo ya upepo inazidi kuwa maarufu katika sekta ya nishati mbadala. Kwa kuongeza, kila sehemu ya turbine ina jukumu muhimu katika jinsi inavyofanya kazi na kunasa nishati ya upepo. Kwa njia rahisi zaidi, jinsi mitambo ya upepo inavyofanya kazi ni kwamba:
-Upepo mkali hugeuza vile vile
-Visu za feni zimeunganishwa kwenye chaneli kuu katikati
-Jenereta iliyounganishwa kwenye shimoni hiyo hubadilisha mwendo huo kuwa umeme
Sumaku za kudumu zina jukumu muhimu katika baadhi ya mitambo mikubwa zaidi ya upepo duniani. Sumaku adimu za ardhini, kama vile sumaku zenye nguvu za neodymium-iron-boroni, zimetumika katika miundo fulani ya turbine ya upepo ili kupunguza gharama, kuboresha kutegemewa, na kupunguza hitaji la matengenezo ghali na yanayoendelea. Zaidi ya hayo, uundaji wa teknolojia mpya, za kibunifu katika miaka ya hivi karibuni umewahimiza wahandisi kutumia mifumo ya kudumu ya jenereta ya sumaku (PMG) katika mitambo ya upepo. Kwa hivyo, hii imeondoa hitaji la sanduku za gia, kudhibitisha mifumo ya sumaku ya kudumu kuwa ya gharama nafuu zaidi, ya kuaminika na ya chini ya matengenezo. Badala ya kuhitaji umeme ili kutoa uwanja wa sumaku, sumaku kubwa za neodymium hutumiwa kutengeneza zao. Zaidi ya hayo, hii imeondoa hitaji la sehemu zilizotumiwa katika jenereta zilizopita, huku ikipunguza kasi ya upepo inayohitajika kutoa nishati.
Jenereta ya kudumu ya sumaku ya synchronous ni aina mbadala ya jenereta ya upepo-turbine. Tofauti na jenereta za induction, jenereta hizi hutumia uwanja wa sumaku wa sumaku zenye nguvu adimu za ardhi badala ya sumaku-umeme. Hazihitaji pete za kuteleza au chanzo cha nguvu cha nje ili kuunda uwanja wa sumaku. Wanaweza kuendeshwa kwa kasi ya chini, ambayo inawawezesha kuendeshwa na shimoni la turbine moja kwa moja na, kwa hiyo, hauhitaji sanduku la gear. Hii inapunguza uzito wa nacelle ya turbine ya upepo na inamaanisha minara inaweza kuzalishwa kwa gharama ya chini. Kuondolewa kwa sanduku la gia husababisha kuegemea kuboreshwa, kupunguza gharama za matengenezo, na kuboresha ufanisi. Uwezo wa sumaku kuruhusu wabunifu kuondoa sanduku za gia za mitambo kutoka kwa turbine za upepo ni kielelezo cha jinsi sumaku zinaweza kutumika kwa ubunifu katika kutatua matatizo ya uendeshaji na kiuchumi katika mitambo ya kisasa ya upepo.
Sekta ya turbine ya upepo inapendelea sumaku adimu za ardhi kwa sababu kuu tatu:
-Jenereta za sumaku za kudumu hazihitaji chanzo cha nguvu cha nje ili kuanzisha uwanja wa sumaku
-Msisimko wa kibinafsi pia unamaanisha benki ya betri au capacitor kwa kazi zingine inaweza kuwa ndogo
-Mchoro hupunguza hasara za umeme
Zaidi ya hayo, kutokana na jenereta za sumaku za kudumu za wiani wa juu wa nishati, uzito fulani unaohusishwa na vilima vya shaba huondolewa pamoja na matatizo ya uharibifu wa insulation na upungufu.
Nishati ya upepo ni miongoni mwa vyanzo vya nishati vinavyokua kwa kasi katika sekta ya matumizi leo.
Manufaa makubwa ya kutumia sumaku katika mitambo ya upepo ili kuzalisha chanzo safi, salama, chenye ufanisi zaidi na kinachoweza kiuchumi zaidi cha nishati ya upepo ina athari chanya kwa sayari yetu, idadi ya watu na jinsi tunavyoishi na kufanya kazi.
Upepo ni chanzo cha mafuta safi na inayoweza kutumika tena ambayo inaweza kutumika katika uzalishaji wa nguvu za umeme. Mitambo ya upepo inaweza kutumika kwa kushirikiana na vyanzo vingine vya nishati mbadala ili kusaidia mataifa na nchi kufikia viwango vya kwingineko vinavyoweza kutumika tena na malengo ya utoaji wa hewa chafu ili kupunguza kasi ya mabadiliko ya hali ya hewa. Mitambo ya upepo haitoi kaboni dioksidi au gesi zingine hatari za chafu, ambayo hufanya nishati inayoendeshwa na upepo kuwa bora zaidi kwa mazingira kuliko vyanzo vya mafuta.
Kando na kupunguza utoaji wa gesi chafuzi, nishati ya upepo hutoa manufaa ya ziada juu ya vyanzo vya jadi vya kuzalisha umeme. Mitambo ya nyuklia, makaa ya mawe na gesi asilia hutumia kiasi kikubwa cha maji katika uzalishaji wa nishati ya umeme. Katika aina hizi za mitambo ya nguvu, maji hutumiwa kuunda mvuke, kudhibiti uzalishaji, au kwa madhumuni ya kupoeza. Mengi ya maji haya hatimaye hutolewa kwenye angahewa kwa njia ya condensation. Kinyume chake, mitambo ya upepo haihitaji maji kuzalisha umeme. Kwa hivyo thamani ya mashamba ya upepo huongezeka kwa kasi katika maeneo kame ambapo upatikanaji wa maji ni mdogo.
Labda faida dhahiri lakini kubwa ya nishati ya upepo ni chanzo cha mafuta bila malipo na hutolewa ndani ya nchi. Kinyume chake, gharama za mafuta za nishati ya kisukuku zinaweza kuwa mojawapo ya gharama kubwa zaidi za uendeshaji kwa mtambo wa kuzalisha umeme na huenda zikahitaji kupatikana kutoka kwa wasambazaji wa kigeni ambao wanaweza kuunda utegemezi wa misururu ya ugavi inayokatizwa na inaweza kuathiriwa na mizozo ya kijiografia na kisiasa. Hii ina maana kwamba nishati ya upepo inaweza kusaidia nchi kuwa huru zaidi katika nishati na kupunguza hatari ya kushuka kwa bei katika nishati ya mafuta.
Tofauti na vyanzo visivyo na kikomo vya mafuta kama vile makaa ya mawe au gesi asilia, upepo ni chanzo endelevu cha nishati ambacho hakihitaji nishati ya kisukuku kuzalisha nishati. Upepo hutolewa na tofauti za joto na shinikizo katika angahewa na ni matokeo ya joto la jua kwenye uso wa Dunia. Kama chanzo cha mafuta, upepo hutoa ugavi usio na kipimo wa nishati na, mradi jua linaendelea kuangaza, upepo utaendelea kuvuma.
