سرعة الرياح حسب الارتفاع

الخطوة الأولى: فهم المدخلات. تقوم الحاسبة بتقدير سرعة الرياح على ارتفاع معين بناءً على سرعة الرياح المقاسة عند ارتفاع مرجعي. المدخلات المطلوبة هي: سرعة الرياح السطحية (بالأمتار في الثانية) وهي السرعة المقاسة عند ارتفاع السطح المرجعي، الارتفاع المستهدف (بالأمتار) وهو الارتفاع الذي تريد حساب سرعة الرياح عنده، وارتفاع السطح المرجعي (بالأمتار) وهو الارتفاع الذي تم قياس سرعة الرياح السطحية عنده. يجب إدخال هذه القيم بدقة للحصول على نتائج موثوقة.

الخطوة الثانية: قانون تغير سرعة الرياح مع الارتفاع. تعتمد الحاسبة على قانون القوة اللوغاريتمي (Power Law) والذي يعبر عن العلاقة بين سرعة الرياح والارتفاع بالمعادلة: v(h) = v0 * (h / h0)^α، حيث v(h) هي سرعة الرياح عند الارتفاع المستهدف h، وv0 هي سرعة الرياح عند الارتفاع المرجعي h0، وα هو معامل قص الرياح (Wind Shear Exponent). تتراوح قيمة α عادة بين 0.1 و 0.6 حسب نوع التضاريس (سطح مائي مفتوح، أراضٍ زراعية، مناطق حضرية، إلخ). في هذه الحاسبة، نستخدم قيمة افتراضية لـ α = 0.143 (وهي قيمة شائعة للتضاريس المفتوحة)، لكن يمكن تعديلها يدويًا إذا أردت.

الخطوة الثالثة: تفسير النتائج. بعد إدخال القيم، تقوم الحاسبة بحساب سرعة الرياح عند الارتفاع المستهدف. تزداد سرعة الرياح مع الارتفاع بشكل عام بسبب انخفاض الاحتكاك السطحي. على سبيل المثال، إذا كانت سرعة الرياح 5 م/ث على ارتفاع 10 أمتار، فعلى ارتفاع 50 مترًا قد تصبح حوالي 6.3 م/ث (باستخدام α=0.143). يمكن استخدام هذه المعلومات في تطبيقات مثل توليد طاقة الرياح، حيث تكون سرعة الرياح أعلى على ارتفاعات أكبر مما يحسن كفاءة التوربينات.

الخطوة الرابعة: ضبط معامل القص (α). للحصول على تقدير أكثر دقة، يمكن تعديل قيمة α بناءً على نوع التضاريس المحيطة. إليك بعض القيم التقريبية: سطح البحر أو مسطح مائي مفتوح: α≈0.10، أراضٍ زراعية مع أشجار قليلة: α≈0.15، ضواحي أو غابات: α≈0.25، مراكز مدن: α≈0.40. يمكن تجربة قيم مختلفة لمعرفة تأثيرها على النتيجة.