تقنية مبتكرة لتطوير مزارع الرياح البحرية.. كفاءة أعلى وتكلفة أرخص (فيديو)

طوّرت نخبة من المتخصصين تقنية تمكّن من تصميم مزارع الرياح البحرية بصورة أعلى موثوقية، عبر اختبار قاع البحر بكفاءة أعلى وأرخص تكلفةً في المناطق المختارة لتنفيذ المشروعات ذات الصلة.

ومن المرجح أن تُشعِل التقنية الجديدة ثورةً محتملةً في طرق التحقق من مدى ملاءمة المواقع المحددة لتنفيذ مشروعات الرياح البحرية؛ ما ينعكس في النهاية على كفاءة عمل تلك المنشآت الحيوية، ومن ثم توليد الكهرباء النظيفة بالكميات المطلوبة.

كما يُعوّل على التقنية الجديدة في خفض تكلفة توليد الكهرباء من مزارع الرياح البحرية التي يُراهَن عليها في تسريع جهود التحول الأخضر عبر إتاحة إمدادات وفيرة وموثوقة من الكهرباء المتجددة

ووفق بيانات طالعتها منصة الطاقة المتخصصة (مقرّها واشنطن) يُتوقع أن تقفز سعة طاقة الرياح البحرية العالمية 10 أضعاف بحلول نهاية عام 2040، لتصل إلى 742 غيغاواط، من 73 غيغاواط بنهاية العام الماضي (2023).

ولطالما واجه مطورو مزارع الرياح البحرية سلسلة من التحديات التي تضطرهم إلى إعادة تقييم خُططهم، بما في ذلك التكاليف الباهظة لنقل توربينات الرياح البحرية وتثبيتها قبالة السواحل، إلى جانب أعمال الصيانة المعقّدة جدًا لمحطات الرياح البحرية، وكلها عوامل ترفع من فاتورة توليد هذا المصدر المتجدد للطاقة.

معضلة المجسات التقليدية

ابتكر مهندسون من المعهد الملكي للتقنية في مدينة ملبورن الأسترالية جهازًا جديدًا، يُتوقع أن يتيح وسيلة أرخص وأعلى كفاءة لاختبار قاع البحر؛ ما يتيح تصميم مزارح الرياح البحرية وفق معايير موثوقة، بحسب ما أظهرته نتائج دراسة حديثة نشرتها دورية كنديان جيوتكنيكال جورنال (Canadian Geotechnical Journal).

وخلال المرحلة الأولى من تصميم مشروع مزرعة رياح بحرية، تُرفَع المجسات المعروفة باسم أجهزة قياس الاختراق أو حتى يجري إسقاطها إلى قاع البحر لتحديد مدى ملاءمته لتثبيت أسس توربينات الرياح المُستعمَلة.

وعلى الرغم من أن تلك التقنية ذات جدوى بالنسبة إلى المياه العميقة، فإن تلك المجسات المُستعمَلة لقياس اختراق التربة من خلال السقوط الحر تكون أقل فاعلية في المياه الضحلة؛ إذ يكون قاع البحر رمليًا.

في المقابل فإنه من الممكن أن تصل كلفة تشغيل المجسات الثقيلة القادرة على اختراق قاع البحر الرملي إلى 200 ألف دولار أميركي يوميًا.

تقنية ابتكارية

لمواجهة المعضلات التي تظهر عند استعمال المجسات التقليدية لاختبار قاع البحر، صمم المهندسون من المعهد الملكي للتقنية في ملبورن وجامعة ملبورن الأسترالية نوعًا من المجسات القائمة على تصميم بندقية رُمْح المستعملَة للصيد تحت المياه، الذي قد يكون أكثر فعالية بمرتيْن في اختراق قاع البحر.

وقال الباحث المرشح للحصول على درجة الدكتوراه في المعهد الملكي للتقنية في ملبورن والمؤلف الرئيس للدراسة جونلين رونغ: "في بيئات مختبرية، أظهر الجهاز إمكانات اختراق أعلى بكثير من المجسات التي يجري إسقاطها بحرية على التربة".

وأضاف رونغ: "ومن الملحوظ أن عمق الاختراق في المواد الرملية عالية الكثافة كان ضعف القيم المبلغ عنها سابقًا، التي تحققت بوساطة المجسات التقليدية"، في تصريحات رصدتها منصة الطاقة المتخصصة.

وتابع: "تتمتع تلك التقنية المبتكرة بالقدرة على إحداث ثورة في استكشافات المواقع المحددة لتنفيذ مشروعات مزارع الرياح البحرية؛ إذ إنها توفر الكثير من الوقت والتكلفة وكفاءة الأداء الوظيفي الذي تحققه أجهزة قياس الاختراق الديناميكية الأخرى."

واختبر باحثو المعهد الملكي للتقنية في ملبورن جهازهم باستعمال أطراف مختلفة للمجس في أنواع مختلفة من الخليط الرملي داخل خزان مياه، مستعملين مجموعة من أجهزة الاستشعار والكاميرات عالية السرعة لالتقاط النتائج.

استرجاع المجسات

بعد اختبار قاع البحر في المناطق المحددة لإنشاء مزارع الرياح البحرية، من الممكن استرجاع المجسات وإعادة استعمالها بعد جمع البيانات؛ ما يقلل من التدهور المحتمل الحاصل لقاع البحر، بل ويمكن -كذلك- تكييفها مع المجسات الموجودة؛ ما يتيح للمهندسين تحديث أجهزتهم الحالية بأقل استثمار.

على صعيد متصل قال المؤلف الرئيس للدراسة جونلين رونغ، إنه من المرجح أن تظل تقنية الاختراق الحالية الطريقة السائدة لاختبار قاع البحر، لكنه يأمل أن يتمكن النظام الجديد من تقليل عدد الاختبارات اللازمة لتطوير مزارع الرياح البحرية؛ ما يقلل التكاليف الإجمالية، في تصريحات تابعتها منصة الطاقة المتخصصة.

من جهته قال أستاذ الهندسة الجيوتقنية في معهد رويال للتقنية في ملبورن ماجد ناظم: "الآن وبعد أن أظهرت اختباراتنا قدرة الجهاز على تحقيق كفاءة عالية في الرمال الكثيفة، فإننا حريصون على إجراء تجارب ميدانية والتعاون مع الشركاء المحتملين في الصناعة لإجراء مزيد من اختبارات الكفاءة بالنسبة إلى التطبيقات الهندسية الجيوتقنية البحرية".

ويوضح الفيديو التالي مراحل تثبيت توربين بحري في قاع البحر:

موضوعات متعلقة..

• أولى مزارع الرياح البحرية بالساحل الغربي الأميركي تواجه خطر الهنود الحمر
  
• أنس الحجي: فشل مزارع الرياح البحرية صفعة لـ"بايدن".. والفحم والغاز رابحان (صوت)
  
• كيف تسرق مزارع الرياح البحرية الكهرباء من بعضها؟ نتائج صادمة لدراسة عالمية
  

اقرأ أيضًا..

• من أين تستورد مصر الغاز المسال؟.. بلد عربي يظهر وسيطًا للإمدادات
  
• هل تقديرات نمو الطلب على النفط من أوبك متفائلة؟ أنس الحجي يجيب
• حرائق الغابات في ألبرتا الكندية قد تشعل أسعار النفط العالمية (فيديو)