توربينات رياح بحرية عائمة بمواصفات قياسية

تمهّد توربينات رياح بحرية عائمة جديدة الطريق أمام ثورة محتملة في توليد الطاقة المتجددة، وتوسيع عمليات شركات الطاقة التي لا تزال تركز على المياه الضحلة.

فقد نجح مهندسون صينيون في تصنيع نموذج أولي من توربين رياح عائم يقولون إنه حطم الأرقام القياسية في توليد الكهرباء النظيفة؛ ما يعلن بدء جيل جديد من تقنيات الطاقة المتجددة، وفق أحدث متابعات القطاع لدى منصة الطاقة المتخصصة (مقرّها واشنطن).

وهذه التوربينات هي توربينات رياح بحرية عائمة مثبّتة على هياكل عائمة بدلًا من كونها مثبتة في قاع البحر؛ ما يتيح توليد الكهرباء النظيفة في المياه العميقة عبر استغلال موارد الرياح الضخمة في تلك المناطق.

وتتسم أحدث توربينات رياح بحرية عائمة بكونها أكثر كفاءة في توليد الكهرباء؛ نظرًا إلى سرعة واستقرار الرياح في المياه العميقة، إلى جانب آثارها البصرية المحدودة في المناطق الساحلية لبُعدها عن الشاطئ.

بحوث مثمرة

يُعد توربين الرياح العائم المطور في الصين ثمرة بحوث أجرتها شركتا تشاينا هوانينغ غروب (China Huaneng Group) للطاقة الصينية الحكومية ومواطنتها دونغفانغ إلكتريك كوربوريشن (Dongfang Electric Corporation)، وفق ما ورد في دورية لايف ساينس (Live Science).

وسيكون كل توربين من أحدث توربينات رياح بحرية عائمة، قادرًا على توليد 17 ميغاواط من الكهرباء النظيفة، أو ما يعادل 68 كيلوواط/ساعة خلال عام.

وتكفي تلك السعة المولدة لإمداد قرابة 6 آلاف و300 منزل في الولايات المتحدة الأميركية بالكهرباء، وفق أرقام صادرة عن إدارة معلومات الطاقة الأميركية، رصدتها منصة الطاقة المتخصصة.

آلية عمل التوربين ومواصفاته

لتوليد الكهرباء، يُوضع المحرك، وهو المكون الرئيس داخل توربين الرياح ويحوي المولد الفعلي، أعلى برج ارتفاعه 489 قدمًا (152 مترًا)، مع شفرات قطرها 860 قدمًا (262 مترًا).

وتغطي كل دورة شفرات بدرجة 360 درجة، مساحة 53 ألف متر مربع، أو ما يعادل نحو 8 ملاعب كرة قدم.

وتشجع زيادة كمية الكهرباء المولدة من توربين واحد على نشر طاقة الرياح بدرجة أكبر؛ إذ تقلل إجمالي عدد التوربينات الذي يتعين تركيبه في كل مزرعة رياح.

ومن شأن ذلك أن يقلل تكلفة التشغيل، ويخفض الوقت الذي تستغرقه التوربينات قبل البدء في توليد الكهرباء.

وقالت تشاينا هوانينغ غروب إن التوربين التجريبي قادر على تحمل أمواج يزيد ارتفاعها على 24 مترًا (78 قدمًا)، إضافةً إلى رياح شديدة تتجاوز سرعتها 64 عقدة (73 ميلًا/الساعة).

طاقة الرياح البحرية العائمة تتوسع

على الرغم من أن تكاليف بناء مزارع الرياح البحرية تزيد على نظيراتها البرية، كما أنها تنتِج كهرباء بسعر أعلى للوحدة؛ فإن وضع توربينات الرياح في البحر يعرّضها إلى مزيد من موارد الرياح المستمرة والقوية؛ ما يؤدي دورًا في زيادة كمية الكهرباء المولدة بفضل خفض أوقات تقطع الطاقة.

وتُعد توربينات الرياح البحرية العائمة وسيلة فاعلة من حيث التكلفة لبناء مزارع الرياح في المياه الضحلة مثل بحر الشمال البالغ متوسط عمقه 295 قدمًا (90 مترًا)، وفق تفاصيل اطلعت عليها منصة الطاقة المتخصصة.

وتلامس سعة توربينات الرياح البحرية الحالية مثل "هاليادي-إكس" الذي يحمل علامة جنرال إلكتريك فيرنوفا التجارية 13 ميغاواط..

وتُركب التوربينات المذكورة في مزرعة رياح "دوغر بنك" الواقعة بالقرب من الساحل الشرقي لبريطانيا.

في المقابل اختبرت شركة "دونغفانغ إلكتريك" توربين رياح مثبت في القاع سعة 26 ميغاواط في شهر يونيو/حزيران (2025).

وتُعد توربينات رياح (11.0-200 DD) من سيمنس جاميسا سعة 12 ميغاواط، هو الأعلى تصنيفًا في الولايات المتحدة، والمستعمَلة في مزرعة رياح "ساوث فورك".

وينُتِج التوربين الواحد من الطراز نفسه سعة كهربائية قوامها 11 ميغاواط، وفق أرقام رصدتها منصة الطاقة المتخصصة.

معضلة المحيطات

لا تُعد معظم محيطات العالم ملائمة لتوربينات الرياح المثبتة في القاع؛ إذ يصل متوسط عمق المحيطات إلى 3.682 مترًا (12.080 قدمًا)، حسب بيانات الإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي إن أو إيه إيه (NOAA).

وكان أعمق أساس لتوربين رياح قد رُكب في مزرعة رياح سيغرين (Seagreen) المملوكة لشركة إس إي إي (SSE)، على عمق 58.6 مترًا قبالة سواحل إسكتلندا.

لكن هذا العمق استثنائي بالنسبة لطاقة الرياح البحرية؛ إذ يصنف برنامج مساعدة إدارة قطاع الطاقة إي إس إم إيه بي (ESMAP) جميع المياه التي يزيد عمقها على 50 مترًا على أنها غير ملائمة بالنسبة للتوربينات المثبتة في قاع البحار.

ووفق تقديرات المجلس العالمي لطاقة الرياح جي دبليو إي سي (GWEC)، فإن 80% من إمكانات توليد طاقة الرياح البحرية العالمية توجد في المياه التي يزيد عمقها على 195 قدمًا (60 مترًا)، وهو مستوى عميق جدًا بالنسبة للتوربينات المثبتة في القاع.

ومع التوسع في استعمال توربينات الرياح العائمة، يمكن لشركات الطاقة والدول زيادة كمية الكهرباء المنتَجة من الرياح بصورة كبيرة عبر وضع التوربينات في المياه العميقة.

فهناك بلدان مثل اليابان، على سبيل المثال، لم تستطع استعمال الكثير من مياهها الإقليمية العميقة بالنسبة لتوليد طاقة الرياح، لكنها تقدر على استعمال توربينات رياح بحرية عائمة بصفتها مصدر طاقة متجددة.

وتستهدف اليابان توليد سعة طاقة رياح تتراوح من 30 إلى 45 غيغاواط بحلول عام 2040، مع توقعات بأن تؤدي توربينات الرياح العائمة دورًا مهمًا في هذا الخصوص.

موضوعات متعلقة..

• تشغيل توربينات الرياح البحرية العائمة يشهد تحديثات جديدة (تقرير)
• أطول توربينات الرياح البحرية في العالم تنافس ناطحات السحاب.. ما السبب؟
• نقص سفن تركيب توربينات الرياح البحرية يهدد مستقبل الصناعة.. ما الحل؟

اقرأ أيضًا..

• الطلب على الكهرباء في قطاع الذكاء الاصطناعي بأميركا قد يتجاوز 50 غيغاواط (تقرير)
• العراق يعلن تطورات استيراد الغاز المسال.. ويؤسس خطًا جديدًا
• تخزين الطاقة الكهرومائية بالضخ.. كيف يصبح حلًا سحريًا لخطط سلطنة عمان؟

المصدر:

• توربينات رياح بحرية عائمة صينية بمواصفات قياسية من دورية "لايف ساينس".