أورونو ، مين (ا ف ب) – مع تزايد الأمواج وزيادة العواصف ، تمايلت توربينات الرياح بلطف ، وكانت شفراتها تدور بصوت لطيف. وصلت العاصفة إلى ذروتها مع القليل من الدراما بخلاف رش الماء.
إن النتيجة الهادئة هي بالضبط ما يهدف إليه المهندسون.
يشتمل العرض التوضيحي على توربين رياح عائم يبلغ طوله 13 قدمًا (4 أمتار) في حوض سباحة داخلي يهدف إلى ضمان قدرته على تحمل ضغط المياه والرياح القوية عند نشر إصدارات أكبر بكثير في المحيط.
إنها مساهمة جامعة ماين في سباق عالمي لتحسين الآلات العائمة للاستفادة من الرياح التي تهب عبر المياه العميقة بعيدًا عن الشاطئ، وهي عميقة جدًا بحيث لا يمكن ربط التوربينات بقاع البحر بدعائم دائمة.
قال باحثو جامعة ماين إنهم يتصورون في العقد التالي منصات توربينية تطفو في المحيط وراء الأفق، وتمتد لأكثر من 700 قدم (210 أمتار) نحو السماء ومثبتة بخطوط إرساء.
وقال أنتوني فيسيلي، كبير المهندسين لتكنولوجيا الرياح البحرية في مركز المركبات المتقدمة بالجامعة، بعد انتهاء العرض التوضيحي: “هذه الهياكل ضخمة”. “ستكون هذه بعضًا من أكبر الهياكل المتحركة التي سعى الإنسان إلى إنشائها. وسيكون هناك الكثير منهم.
ومع تقدم التكنولوجيا، يتم الترويج لعشرات التصاميم من قبل الخبراء الذين يرون توربينات الرياح العائمة كوسيلة لمعالجة تغير المناخ من خلال التحول بعيدا عن حرق الوقود الأحفوري.
إن التوربينات العائمة هي الطريقة الوحيدة التي تستطيع بها بعض الدول والولايات الأمريكية الحصول على طاقة الرياح البحرية على نطاق واسع. في الولايات المتحدة وحدها، تهب 2.8 تيراواط من طاقة الرياح المحتملة فوق مياه المحيطات العميقة جدًا بحيث لا يمكن للتوربينات التقليدية الملتصقة بقاع المحيط، وفقًا لـ المختبر الوطني للطاقة المتجددة. وهذا يكفي لتزويد 350 مليون منزل بالطاقة، أي أكثر من ضعف عدد المنازل الموجودة في الولايات المتحدة
بدأت أول مزرعة رياح عائمة العمل قبالة ساحل اسكتلندا في عام 2017. وفي الولايات المتحدة، اقترحت وزارة الداخلية قبل أسبوعين أول مزادات طاقة الرياح العائمة لخليج مين، في أعقاب مزادات الإيجار للساحل الغربي التي بدأت في عام 2022. وقالت الإدارة إن ما يقرب من مليون فدان معروضة للبيع قبالة ساحل نيو إنجلاند يمكن أن تولد ما يكفي من طاقة الرياح النظيفة لتزويد أكثر من 5 ملايين منزل محلي بالطاقة.
UMaine هي موطن لأكبر فريق من المهندسين في البلاد المخصصين للرياح البحرية العائمة. ومن بين اللاعبين الكبار الآخرين شركة Equinor، التي قامت بتركيب مشروع عائم توضيحي لساحل النرويج؛ والشركة العالمية برينسيبل باور، التي قامت بتركيب مشاريع صغيرة الحجم قبالة اسكتلندا والبرتغال؛ وSBM Offshore، التي لديها مشروع تجريبي قبالة فرنسا.
ومع ذلك، لا تزال طاقة الرياح البحرية العائمة صناعة ناشئة، مما يجعلها باهظة الثمن.
قامت شركة Equinor النرويجية بتأجيل موعدها مبادرة ترولفيند العائمة، مشيرًا إلى توفر التكنولوجيا وارتفاع التكاليف والجدول الزمني المتوتر لتنفيذ المفهوم الأصلي.
مطور طاقة الرياح الدنماركي أورستيد قررت تركيز جهودها على التوربينات ذات القاع الثابت، متجاهلة المناطق البحرية العميقة بما في ذلك اليابان والنرويج وإسبانيا والبرتغال والساحل الغربي للولايات المتحدة. وقال مادس نيبر، الرئيس التنفيذي للشركة: “نحن نهتم كثيرًا بالقدرة على تحمل تكاليف الطاقة المتجددة، والرياح العائمة أغلى بكثير من الرياح الثابتة”.
لكن آخرين يتقدمون.
تعمل شركة Gazelle Wind Power على تطوير نظام منصة معياري لجعل عملية التصنيع والتجميع فعالة من حيث التكلفة وفعالة.
وقال جون سالازار، الرئيس التنفيذي لشركة غازيل لطاقة الرياح: “هذه مشكلة عالمية وهذا حل مثالي لتوصيل الطاقة إلى الشاطئ”.
أطلقت شركة UMaine أول نموذج أولي عائم لها قبل عقد من الزمن وأصبحت رائدة عالمية مفاجئة بعد أن أظهرت دراسة أن خليج ماين يتمتع بإمكانات طاقة الرياح التي توفرها 156 محطة للطاقة النووية، وذلك بسبب الرياح السريعة والمتسقة.
ويمكن للولاية أن تلبي جميع احتياجاتها من التدفئة المنزلية، وأن تزود كل سيارة بالكهرباء -إذا كانت جميعها سيارات كهربائية- من خلال الاستفادة من 3% فقط من تلك المياه. وهذا يؤدي إلى تحسين احتمالات تقاسم الموارد بنجاح مع الصيادين، وراكبي القوارب الترفيهية، والجيش، وبطبيعة الحال، الحياة البحرية. والواقع أن اقتراح الإيجار الذي تقدمت به الحكومة الفيدرالية يعفي مناطق زراعة الكركند الرئيسية في ولاية ماين من التطوير، مما يزيل أي عقبة محتملة.
وقال حبيب داغر، مدير مركز المركبات المتقدمة، إن الرواد في مجال طاقة الرياح البحرية يستفيدون من العمل الذي تقوم به صناعة النفط، والتي صممت منصات النفط والغاز العائمة.
الجامعة حوض موجة الرياح, والذي يبدو مثل حمام السباحة المزود بمولدات الأمواج والرياح التي يمكنها محاكاة ظروف المحيط حتى عاصفة مدتها 500 عام، يأخذ هذا العمل إلى المستوى التالي.
وفي أحد الأيام، تم ربط التوربين العائم شبه الغاطس بقاع الحوض. يمثل مقياسها 1:70 توربينًا حقيقيًا يبلغ ارتفاعه حوالي 800 قدم (240 مترًا) فوق منصة في المحيط. وقال داغر إن الهدف هو الحصول على توربينات صناعية بقدرة 15 إلى 20 ميغاوات لكل منها.
الحجم والكفاءة هما مفتاح الربحية. وقال فيسيلي إن توربينات الرياح الأكبر حجما تعني أن هناك حاجة إلى عدد أقل، مما يقلل من تكاليف البناء والتركيب والصيانة. ومع زيادة الحجم والكفاءة، يتصور المطورون أن هناك حاجة إلى حوالي 50 توربينًا فقط لإنتاج نفس الكمية من الكهرباء التي تنتجها محطة الطاقة النووية.
تولد التوربينات كاملة الحجم طاقة ذروة تبدأ من حوالي 20 ميلاً في الساعة (32 كم في الساعة). وفي العواصف القوية، يتم إيقاف تشغيلها تلقائيًا لتجنب الضغط على المعدات أو كسرها. إن خطوط الإرساء المربوطة بقاع المحيط مصنوعة من حبل سميك تقريبًا مثل عمود الهاتف وتحت ضغط شديد. وهذا يجعلها أكثر أمانًا للثدييات البحرية.
بالنسبة لجميع تقنيات التوربينات، يمكن بناء المنصات التي طورتها شركة UMaine محليًا باستخدام الخرسانة، وهي مادة بسيطة متاحة بسهولة. لدى الجامعة بالفعل شركاء حول العالم مهتمون بترخيص التكنولوجيا الخاصة بها. وتخطط ولاية ماين لتطوير منشأة ميناء في منطقة سيرسبورت لبناء القواعد العائمة وربط التوربينات قبل إرسالها إلى خليج ماين.
صناعة جديدة تمامًا تعني أن بعض التجارب في التصميم ستنجح وبعضها سيفشل. وهناك عمل لضمان حسن الجوار بين مزارع الرياح، والتغلب على اعتراضات الآخرين الذين يستخدمون المحيط.
وقال داغر: “سنواجه بعض المشاكل وعلينا أن نعرف كيف نشمر عن سواعدنا ونحل هذه المشاكل”. “وأعتقد أنه ليس لدينا خيار كمجتمع سوى القيام بذلك.”
___
أفاد ماكديرموت من بروفيدنس بولاية رود آيلاند.
___
تتلقى التغطية المناخية والبيئية لوكالة أسوشيتد برس دعمًا ماليًا من مؤسسات خاصة متعددة. AP هي المسؤولة الوحيدة عن جميع المحتويات. ابحث عن نقاط الوصول المعايير للعمل مع المؤسسات الخيرية، قائمة الداعمين ومناطق التغطية الممولة على AP.org.