طوّر العلماء في المختبر الوطني للطاقة المتجددة طريقة مبتكرة لإنتاج شفرات توربينات الرياح باستعمال مادة صمغية، مصدرها مخلّفات النباتات القابلة لإعادة التدوير.
وفي بيان صحفي نشره عبر موقعه الإلكتروني الرسمي، قال المختبر الأميركي، إن المهمة التي انطلقت قبل 3 سنوات، أثمرت عن إنتاج مادة الراتنج من مواد حيوية مثل النباتات، لاستعمالها بوصفها غراءً لربط شفرات توربينات الرياح.
وبعد جولة من التجارب، نجح العالمان روبين موراي ونيكولاس مورر وفريقهما باستعمال الراتنج الجديد لتركيب شفرة توربين رياح بطول 9 أمتار، في علامة فارقة كبيرة تمهّد لاستعمال المادة المبتكرة على نطاق أوسع في الصناعة.
أُطلق على المادة الجديدة اسم "بيكان" (PECAN) اختصارًا لـ(PolyEster Covalently Adaptable Network)، وستسهم في ترشيد استهلاك الطاقة، وخفض انبعاثات غازات الدفيئة، فضلًا عن تميزها بالمتانة والقابلية لإعادة تدويرها بسهولة وأمان.
إنتاج شفرات توربينات الرياح
على غير المعتاد، تتميز الطريقة الجديدة في إنتاج شفرات توربينات الرياح بعاملَي الاستدامة والقابلية لإعادة التدوير.
وبعد انتهاء عمرها التشغيلي البالغ 25 عامًا، ينتهي الأمر بشفرات توربينات الرياح في مكبّ النفايات.
وبحسب تقديرات وزارة الطاقة الأميركية، سينتهي العمر التشغيلي لنحو 9 آلاف شفرة بحلول عام 2026، وهو ما يسلّط الضوء على الحاجة لتطوير طرق مبتكرة للإنتاج بهدف تحقيق الاستفادة القصوى وحماية البيئة.
ويوجد في الولايات المتحدة حاليًا أكثر من 70 ألف توربين رياح قيد التشغيل، كما أن هذا الرقم مرشح للزيادة بصورة كبيرة في ظل مساعي خفض انبعاثات الكربون عبر زيادة حصة الطاقة المتجددة ومنها طاقة الرياح، وصولًا لتحقيق الحياد الكربوني بحلول 2050.
وثمة تقديرات تقول، إن أكثر من مليوني طن من مواد شفرات توربينات الرياح ستكون منتشرة بأنحاء الولايات الأميركية بحلول 2050.
ويتطلب إنتاج مواد الراتنج التقليدية المستعملة في إنتاج الشفرات مواد مثل النفط والكثير من إمدادات الطاقة، كما أنه من الصعب -وفي بعض الأحيان مستحيل- إعادة التدوير لأمور تتعلق بالفعالية من حيث التكلفة وإهدار الموارد.
ولإزالة الكربون من قطاع الطاقة وتقليل المهدر، ثمة حاجة داخل صناعة طاقة الرياح لتطوير حلول جديدة مستدامة.
الحفاظ على البيئة
تتيح التقنية الجديدة تصنيع الراتنج المستعمل في صناعة شفرات توربينات الرياح بالكامل من مواد حيوية، مثل مادة "سوربيتول" أحد السكريات التي يمكن العثور عليها في مخلّفات النباتات.
وتُسهم المادة الجديدة في خفض انبعاثات غاز الدفيئة بنسبة 40%، وتتطلب في تصنيعها طاقة أقلّ مقارنة بمادة الإيبوكسي المستعملة بصورة رئيسة حاليًا.
يقول العالم في المختبر الوطني للطاقة المتجددة، روبين موراي: "إن التقنية توفّر الفرصة لترشيد كبير للطاقة والمال مع إزالة الكربون من الفصل الأول لحياة كل توربين".
وفيما يتعلق بمدى المتانة والقابلية للتحمل، يقول العلماء، إن التقنية توفر الأداء الهيكلي نفسه، بل وفي بعض الحالات، أداءً أفضل من المواد التقليدية.
كما تفوقت مادة الراتنج الجديدة في اختبارات التمدد أو الزحف، أي قدرة شفرة التوربين على الاحتفاظ بالصلابة مع مرور الوقت.
وشفرات توربينات الرياح هي عبارة عن هياكل ديناميكية هوائية ضخمة مُصممة لالتقاط الطاقة الحركية للرياح، لتُستعمل بعد ذلك في توليد الكهرباء.
وتُصنع تلك الشفرات من مواد مركبة مثل الألياف الزجاجية أو ألياف الكربون، لتكون خفيفة ومعمرة، وقادرة على التصدي لهبوب الرياح.
ومع انتهاء العمر التشغيلي للتوربينات البحرية أو البرية، يمكن إعادة تدوير الراتنج بوساطة مواد كيميائية آمنة ومعقولة السعر.
ويُعزى ذلك إلى أن فريق المختبر صمم المادة بحيث تتألف من شبكة من الروابط الكيميائية الخاصة التي يمكن تفكيكها بسهولة.
يقول موراي، إن هذا يعني أن الشفرات المصنوعة من راتنج بيكان قابلة لإعادة التدوير داخل الموقع؛ ما يقلل من انبعاثات نقل الشفرات إلى حدّها الأدنى، ويعزز إزالة الكربون من دورة حياة التوربين.
موضوعات متعلقة..
- إعادة تدوير شفرات توربينات الرياح بطريقة إبداعية (صور)
- بلدة أميركية تتحول إلى مكبّ لآلاف شفرات توربينات الرياح المهمَلة (تقرير)
- سوق شفرات توربينات الرياح تسجل 83 مليار دولار نهاية 2032 (تقرير)
اقرأ أيضًا..
- مفاجأة.. احتياطيات ضخمة من الغاز في ليبيا تتجاوز أي توقعات (خاص)
- خبير بريطاني: التخلص الفوري من الوقود الأحفوري يقتل معظم البشر
- محطات الكهرباء في تكساس تعتمد على الغاز لعودة التيار بعد الانقطاع (دراسة)
- إنتاج الغاز في مصر يرتفع 160 مليون متر مكعب خلال أكتوبر (رسم بياني)
