كيف نوقف توربينات الرياح العائمة بحجم ناطحات السحاب من الانجراف بعيدًا
مجلة المذنب نت متابعات عالمية:
يعني تزايد الطلب على مصادر الطاقة النظيفة إنشاء مزارع الرياح البحرية في جميع أنحاء العالم. يجب تركيب أكثر من 5000 توربين كل عام حتى عام 2050 للحد من الاحتباس الحراري إلى 1.5 ℃.
ولكن في مناطق معينة ، مثل كاليفورنيا ، من الصعب بناء توربينات الرياح مباشرة في قاع البحر بسبب الانحدار الحاد للجرف القاري.
حتى في المناطق ذات المياه الساحلية الضحلة ، مثل بحر الشمال ، فإن الازدحام من ممرات الشحن وأنشطة الصيد والمناطق البحرية المحمية والسياحة والبنية التحتية القائمة للطاقة كلها تعيق بناء التوربينات الجديدة.
لذلك ليس من المستغرب أن العديد من هذه التوربينات الجديدة يجب أن تكون موجودة في المياه العميقة بعيدًا عن البحر.
تبرز توربينات الرياح العائمة كحل واعد. لكن التوربينات تزداد أيضًا بمعدل سريع – مما يسمح بإنتاج الكهرباء بتكلفة أقل.
شفرات Hywind Scotland ، أول مزرعة رياح عائمة تجارية في العالم ، برج 175 مترًا فوق سطح البحر – نفس ارتفاع ناطحة سحاب لندن المعروفة باسم The Gherkin.
هذا يمثل تحديا تقنيا كبيرا. تقع في المياه العميقة ، يجب أن تتحمل هذه الهياكل العائمة الكبيرة الدفع والجذب المستمر للمحيط مع الحفاظ على الاستقرار لضمان توليد الطاقة المستمر.
إذن ، كيف تبقى هذه الهياكل الهائلة في مكانها؟
أكتيون ، CC BY-NC-ND
توربينات الرياح العائمة
صاري توربينات الرياح العائمة متصل بمنصة مصممة لتوفير الاستقرار. توجد عدة أنواع مختلفة من المنصات العائمة ، ولكل منها أبعاد ملعب كرة قدم.
تحت الماء ، تحافظ خطوط الإرساء على ثبات التوربين وتمنعه من الانجراف بعيدًا. يمكن أن تكون خطوط الإرساء إما سلاسل فولاذية كبيرة جدًا أو حبالًا اصطناعية. كل من سلاسل الصلب الثلاثة المستخدمة في Hywind Scotland ، على سبيل المثال ، يبلغ طولها حوالي 900 متر ويزن 400 طن.
ترتبط خطوط الإرساء بقاع البحر بمرساة أرضية. سيكون معظم الناس على دراية بتثبيت القارب أو تثبيت حبال الشد في الخيمة بالأوتاد.
في كلتا الحالتين ، يتم تثبيت المرساة (أو الوتد) في الأرض ، مما يجعل من الصعب إخراج المرساة من مكانها حيث يجب التغلب على وزن وقوة الأرض لسحب المرساة للخارج. تعتمد المراسي المستخدمة في توربينات الرياح العائمة على نفس المبدأ ، ولكن على نطاق أكبر بكثير.
اقرأ المزيد: توربينات الرياح هي بالفعل بحجم ناطحة سحاب – هل هناك أي حد لمقدارها؟
يتم استخدام ثلاثة أنواع رئيسية من المرساة لتثبيت المنصة العائمة في قاع البحر ، ولكل منها خصائص فريدة.
مراسي السحب تشبه مراسي القوارب التقليدية ، ولكن يمكن أن يبلغ طول جناحيها 6 أمتار ويزن حتى 50 طناً. يتم سحبها إلى قاع البحر بواسطة سفينة التثبيت وتثبيتها في الأرض حتى يتم تحقيق مقاومة التثبيت المطلوبة.
تشبه مراسي الوبر كبيرة جدًا (يصل طولها إلى 60 مترًا) ولكنها مسامير مجوفة. يتم دق هذه المراسي في الأرض باستخدام مطرقة ثقيلة للغاية. إذا تم تركيب التوربين فوق تربة شديدة الصلابة أو قاع بحر صخري ، فيمكن عندئذٍ حفر حفرة لتسهيل تركيب الركيزة.
مراسي كومة الشفط هي أيضًا أنابيب أسطوانية مجوفة ، لكن الغطاء العلوي المحكم يخلق ضغط شفط عندما يتم ضخ الماء من داخل الكومة. هذا يدفع الكومة إلى قاع البحر دون الحاجة إلى طرق (تأثير مشابه لاستخدام المكبس لفك انسداد الصرف). هذا هو نوع المرساة المستخدمة لتأمين Hywind Scotland.
Øyvind Gravås و Even Kleppa / Equinor، CC BY-NC-ND
اختيار المرساة الصحيحة
يجري التخطيط لمزارع الرياح العائمة لمناطق مثل البحر السلتي والمياه الساحلية غرب فرنسا. ومع ذلك ، فإن وجود قاع البحر الصخري الصلب في كلا المنطقتين يعني أنه سيكون من الصعب استخدام مراسي السحب.
حتى في الرمال الكثيفة ، قد تدخل مرساة السحب جزئيًا فقط في قاع البحر ، مما يؤدي إلى عدم كفاية الدعم لأكبر التوربينات. الركائز المحفورة هي أفضل طريقة لتثبيت التوربينات العائمة على الصخور الصلبة ، لذلك في هذه الحالة ، قد تكون الركيزة المدفوعة هي الخيار الوحيد.
لكن دفع هذه الأكوام إلى الأرض يولد ضوضاء كبيرة تحت الماء يمكن أن تكون ضارة للأنواع البحرية. وجدت الأبحاث أيضًا أن سلوك حركة سمك القد الأطلسي تغير بشكل طفيف استجابةً لقيادة الأكوام في بحر الشمال.
حتى التغييرات الصغيرة في سلوك الحركة يمكن أن تؤثر على معدلات النمو والتكاثر الفردي ، مما قد يؤثر على معدل نمو السكان بالكامل.
تم الآن ابتكار العديد من التقنيات لتقليل الضوضاء. ويشمل ذلك ستائر الفقاعات الهوائية للحد من التأثير البيئي لمزارع الرياح العائمة. لكن هذه التقنيات قد تؤدي إلى تكاليف إضافية يمكن أن تجعل المراسي ذات الركائز باهظة الثمن.
ATJA / شترستوك
يحتاج العالم إلى المزيد من توربينات الرياح ، وتسمح التكنولوجيا الآن بالتركيب بعيدًا في البحر. ولكن ، كما تم تحديده في ورقة المراجعة الأخيرة الخاصة بنا ، يجب معالجة هذه التحديات البيئية والتقنية لترسيخ الهياكل القائمة.
بدون مزيد من الاستثمار في تقنية المرساة لتبسيط التثبيت وتحسين أداء المرساة والحد من الأضرار التي تلحق بالعالم الطبيعي ، سيتم تقليل إمكانات الرياح العائمة للمساعدة في انتقال الطاقة بشكل كبير.
نشكركم على قراءة المنشور عبر مجلة المذنب نت, المتخصصة في التداول والعملات الرقمية والمشفرة
