توربينات الرياح المضادة للدوران تنتج ضعف طاقة أكبر توربين في العالم

تأمل الشركة التي تقف وراءها في الحصول على نموذج ضخم بقدرة 30 ميجاوات بحلول عام 2029.

تتمتع الشركة العالمية للرياح في النرويج بتأثير مختلف جذريًا على طاقة الرياح البحرية. تتميز توربينات الرياح العائمة ذات المحور الرأسي (VAWTs) بمجموعتين من الشفرات. تم ضبطها لتتناسب مع الدوران المعاكس – وهي تعد بأكثر من ضعف إنتاج أكبر توربينات اليوم.

من المؤكد أن أخذ مزارع الرياح بعيدًا عن الشاطئ يمكن أن يساعد في جعلها أقل ملاحظة وإزعاجاً. كما ستفتح المزيد من الفرص – ولكن مع زيادة عمق المحيط، تبدأ توربينات الرياح التقليدية ذات المحور الأفقي (HAWTs) تتحول إلى قطع غير فعالة بالمعنى الربحي.

تحتاج توربينات الرياح التقليدية ذات المحور الأفقي إلى حمل الكثير من المكونات الثقيلة – مجموعات الدفع، وعلب التروس، والمولدات وشفراتها الضخمة – أعلى عمود طويل. لذا فإن تركيبها على منصات عائمة لا تريد الانقلاب يمثل تحديًا كبيرًا. وهذا دون ذكر الحفاظ على إدارة وصيانة التوربين حتى الآن فوق سطح الأرض.

مقالة ذات صلة: توربين رياح هو الأكبر وقابل لإعادة التدوير

توربينات الرياح المضادة للدوران ستتألق

يعتقد بعض المهندسين والمشغلين أن هذا قد يكون مكانًا يمكن أن تتألق فيه توربينات الرياح العائمة ذات المحور الرأسي بدلاً من ذلك. إذ تصل شفراتها لأعلى، لكن جميع أجزاءها الثقيلة الأخرى موجودة في الأسفل، لذا فإن ميلها الطبيعي هو الجلوس في وضع مستقيم.

أيضًا، يمكنهم قبول طاقة الرياح من أي اتجاه، بدلاً من الحاجة إلى مواجهة الريح. مما يقلل من بعض المعدات الثقيلة التي تجدها في قمة توربينات الرياح التقليدية ذات المحور الأفقي.

عادةً ما تكون أقل كفاءة بكثير من توربينات الرياح التقليدية ذات المحور الأفقي العادية ذات الشفرات الثلاث. حيث تمتص طاقة أقل من نسيم معين، ولكن من ناحية أخرى، يمكنك تقريبها من بعضها البعض دون انخفاض في الأداء. مما يعني أنه من المحتمل أن تمتص المزيد من الطاقة في رقعة معينة من المحيط.

مقالة ذات صلة: ستة نماذج من توربينات الرياح عالية الكفاءة

تصميم مختلف قد يكون أكثر فعالية

بالإضافة إلى الجهاز الذي في متناول اليد حاليا. اقترحت الشركة العالمية للرياح نوعًا جديدًا تمامًا من توربينات الرياح العائمة ذات المحور الرأسي العائم المصمم خصيصًا للنشر في الخارج وقابلية التوسع الهائلة.

في الواقع، هناك نوعان من توربينات الرياح العائمة ذات المحور الرأسي في واحد. يتم تثبيت الجزء السفلي على الغلاف الخارجي للبرج، ويتم ضبطه للدوران في اتجاه واحد، ويتم تثبيت الجزء العلوي على عمود يمتد مباشرة في منتصف البرج، ويتم ضبطه للدوران في الاتجاه الآخر.

تحت السطح، يتم تثبيت أحد التوربين على الدوار، والآخر على “الجزء الثابت”. مما يضاعف السرعة النسبية للدوران مقارنة بالجزء الثابت الثابت، ويولد مجموعة كاملة من الكهرباء يمكننا حرق الخبز المحمص بها. تسمي الشركة هذا التوربينات العمودية ذات الدوران المعاكس، أو “CRVT”.

مرة أخرى، توجد الأجزاء الأثقل والأجزاء التي تتطلب معظم الصيانة في الجزء السفلي. أسفل العائم العائم، أسفل مكان توصيل الحبال وكابل الطاقة. لكن الأمر برمته ليس مصممًا ليجلس بشكل مستقيم تمامًا. ستميل هذه الأبراج الهائلة مع الريح. تقول الشركة العالمية للرياح هذا، وتصميمات الشفرات، التي تجتاح منطقة مخروطية، تساعد على تقليل الاستيقاظ المضطرب في اتجاه مجرى النهر لكل برج عائم، مما يسمح للمشغلين بحشر المزيد من هذه الأشياء في موقع معين. ستساعد القدرة على الإمالة أيضًا هذه الأشياء على مقاومة هبوب الرياح العنيفة المفاجئة والاهتزازات الضارة.

مقالة ذات صلة: بطاريات الجاذبية: كيف يتم تحويل ناطحات السحاب إلى بطاريات كهربائية

أكبر توربين للرياح في العالم

أنت بحاجة إلى مقياس جاد للحصول على أقصى استفادة من طاقة الرياح، وهؤلاء الخبراء لا يعيقهم أي شيء في هذه الجهة. أكبر توربينات رياح في العالم هي مينغ يانغ للطاقة الذكية 16.0-242. يبلغ ارتفاعها 242 مترًا، وتبلغ سعتها المقدرة 16 ميجاوات.

تخطط الشركة الدولية للرياح لتحويل طاحونة الهواء الصغيرة إلى قزم على الإطلاق. هذا التصميم، كما تقول الشركة، أسهل بكثير في القياس من أي توربينات الرياح التقليدية ذات المحور الأفقي، ويمكن أن يصل ارتفاعه إلى 400 متر في الارتفاع، مع قدرة وحش تبلغ 40 ميغاواط لكل وحدة.

في مقابلة مع ريشارج، يبدو أن ممثلي الشركة قد اقترحوا تكلفة مستوية للطاقة متوقعة أقل من 50 دولارًا أمريكيًا لكل ميغاواط – أقل من نصف مشاريع التكلفة مستوية للطاقة لإدارة معلومات الطاقة الأمريكية لمتوسط ​​مشروع الرياح البحرية الذي سيتم طرحه في السوق في 2027.

أخبرت الشركة ريشارج أنها تعمل على تسريع تطوير توربينات الرياح المضادة للدوران العمودية من خلال النماذج الأولية السريعة. الهدف هو الحصول على نموذج 3 ميغاواط وتشغيله بحلول عام 2026، والآلة الكبيرة ماما 40 ميغاواط في أقرب وقت 2029.

مقالة ذات صلة: مشروع بخار نووي صيني لتحويل مياه البحر إلى طاقة نظيفة

هل ستعمل هذه توربينات الرياح المضادة للدوران صغيرة الحجم

هل ستعمل؟ من الصعب القول. لا تقدم الشركة الناشئة أي بحث داعم، أو دليل على أنها اختبرت نماذج أولية صغيرة الحجم. من غير الواضح سبب عدم استخدام الشركة لشفرات التوربينات من طراز داريوس. والتي تتصل مرة أخرى بالمحور المركزي في الأعلى، وتميل إلى أن تكون أقوى من الناحية الهيكلية وأكثر كفاءة.

يتساءل المرء عن طول العمر، نظرًا لأن جميع شفرات توربينات الرياح العائمة ذات المحور الرأسي تخضع لقوى قوية من كل زاوية أثناء دورانها. وحول خسائر الكفاءة والعمر وإجراءات الاستبدال للمحامل العملاقة التي تحتاجها لدعم وتدوير عمود بطول 400 متر داخل أنبوب يبلغ طوله 400 متر معاكس للدوران. مع إمالة الكتلة بعيدًا عن المركز معظم الوقت. في مياه البحر، بالطبع، لعقود.

ناهيك عن أنه من الصعب على ما يبدو العثور على مواقع اختبار لتكنولوجيا الرياح في بحر الشمال، نظرًا لوجود العديد من المشاريع الاختبارية الأخرى “في طوابير تقريبًا” في المنطقة، وفقًا لـ”Teknisk Ukeblad” النرويجية.

كما هو الحال مع جميع مشاريع إطلاق الطاقة النظيفة، نريد بشدة أن نصدق. لا يمكن أن يحدث التوسع في شبكات الطاقة العالمية وإزالة الكربون منها بالسرعة الكافية، حيث يدخل تغير المناخ مرحلة الطفل الرهيبة ويصبح من المستحيل تجاهل العواقب التي لا يمكن تصورها. يمكن للأبراج المحورية العملاقة بقدرة 40 ميغاواط الخروج في البحر. مما يقوض التكلفة مستوية للطاقة للرياح البحرية اليوم، أن تقدم مساهمة كبيرة في المعركة الوجودية للقرن المقبل. لكننا لسنا بحاجة إلى تصيير ورسوم بيانية ووعود، نحن بحاجة إلى نتائج ملموسة – ونحتاجها بالأمس.

التقرير الأصلي هنا