طاقة الرياح من الجيل التالي: تحويل توربينات المستقبل

• كاتب:
• اسم المؤلف

  البصيرة الكمومية
• 18 تموز، 2022

ملخص البصيرة

ومع ميل العالم أكثر نحو طاقة الرياح، يجري تطوير توربينات أحدث وأكبر وأكثر كفاءة، مما يعيد تشكيل مشهد الطاقة المتجددة. ويؤدي هذا التطور إلى زيادة كبيرة في الاستثمار، وخلق فرص العمل، والتقدم التكنولوجي، وخاصة في مجال تخزين الطاقة وتصميمات المباني المستدامة. ومن المتوقع أن يؤثر الاعتماد الواسع النطاق لطاقة الرياح بشكل كبير على سياسات الطاقة العالمية، وممارسات المستهلك، والاستراتيجيات البيئية، مما يمثل تحولا محوريا في كيفية تعاملنا مع توليد الطاقة واستهلاكها.

سياق طاقة الرياح من الجيل التالي

إن التطورات المستمرة في قطاع طاقة الرياح تفضل بناء توربينات رياح أكبر ، حيث يمكنها حصاد قدر أكبر بكثير من الكهرباء مقارنة مع سابقاتها الأصغر. وفقًا لذلك ، يتم الإعلان عن الخطط المتنافسة بانتظام من قبل الشركات التي تهدف إلى بناء توربينات أكبر من أي وقت مضى. على سبيل المثال ، ستقف توربينات الرياح البحرية Haliade-X التابعة لشركة جنرال إلكتريك على ارتفاع 853 قدمًا وتوفر طاقة أكثر بنسبة 45 في المائة من توربينات الرياح البحرية الأخرى. في النرويج ، يمكن أن يصل نظام التقاط الرياح البحرية إلى ألف قدم ولكنه ينشر عدة توربينات أصغر في تشكيل متدرج لجعل عمليات التجميع والصيانة خالية من المعدات الثقيلة.

على العكس من ذلك ، فإن التوربينات الجديدة الخالية من الشفرات ، مثل تلك التي تنتجها Vortex Bladeless ، تسعى إلى تقليل التكلفة والصيانة والتأثير البيئي لتوربينات طاقة الرياح. سعت أنظمة الطاقة الورقية في المملكة المتحدة أيضًا إلى استخدام الطائرات الورقية لتسخير طاقة الرياح. يتضمن التطوير المنفصل توربينات الرياح ذات المحور الرأسي (VAWTs) ، والتي تستخدم محركات أكثر كفاءة من توربينات الرياح الأفقية التقليدية. تعد VAWTs أيضًا أكثر إحكاما لترتيب وتحسين أداء بعضنا البعض عند ترتيبها في شبكة. 
 
في كوريا الجنوبية ، نشرت شركة Odin Energy مفهوم برج الرياح الصامت المكون من 12 طابقًا ، حيث يحتوي كل طابق على VAWT ، مما يتيح توليد طاقة أكبر بكثير لكل وحدة مساحة من توربينات الرياح التقليدية. يمكن للأبراج العلوية الوصول إلى سرعات رياح أعلى ، وبالتالي توفر ما يصل إلى أربعة أضعاف متوسط ​​إنتاج الكهرباء للتوربينات الأرضية. علاوة على ذلك ، يمكن دمج الأبراج في المباني القائمة. 

التأثير التخريبي  

إن الارتفاع المتوقع في الطلب العالمي على الكهرباء، والذي يغذيه التوسع في التقنيات المعتمدة على الكهرباء مثل السيارات الكهربائية والسفن، يضع صناعة طاقة الرياح كلاعب حاسم في قطاع الطاقة. ومع تزايد انتشار هذه التقنيات، فمن المرجح أن تشهد المناطق التي لديها القدرة على إنشاء مرافق طاقة الرياح فعالة من حيث التكلفة زيادة في اعتماد طاقة الرياح. ويتماشى هذا الاتجاه مع التركيز العالمي المتزايد على التحول عن الوقود المعتمد على الكربون، مما يعزز أهمية صناعة طاقة الرياح. وبالتالي، قد يؤدي هذا التحول إلى ابتكارات في تقنيات طاقة الرياح، حيث تصبح الحاجة إلى حلول طاقة فعالة وواسعة النطاق أكثر إلحاحًا.

من المتوقع أن ينمو اهتمام المستثمرين بصناعة طاقة الرياح استجابة لمستقبلها الواعد. ومن المتوقع أن يؤدي تدفق رأس المال من المستثمرين وأصحاب رؤوس الأموال الاستثمارية إلى خلق فرص العمل وفتح طرق تجارية جديدة عبر سلسلة قيمة طاقة الرياح. إن توسع القطاع لا يفيد فقط المشاركين بشكل مباشر في طاقة الرياح، بل يحفز أيضًا النمو في الصناعات ذات الصلة، مثل شركات تكنولوجيا البطاريات. وتكتسب هذه الشركات أهمية متزايدة في النظام البيئي للطاقة المتجددة، نظرا لدورها في تخزين فائض الكهرباء المولدة بالرياح للأوقات التي يكون فيها الإنتاج منخفضا أو يكون الطلب مرتفعا.

إن دمج طاقة الرياح في مزيج الطاقة الأوسع يمكن أن يعني المزيد من فرص العمل والوصول إلى مصادر الطاقة النظيفة. وبالنسبة للشركات، وخاصة في قطاعي الطاقة والتكنولوجيا، فهي تمثل مجالا محتملا للتنويع والاستثمار. قد تحتاج الحكومات إلى النظر في السياسات والحوافز لتشجيع تطوير البنية التحتية لطاقة الرياح، ومعالجة المخاوف البيئية والطلب المتزايد على الكهرباء. 

الآثار المترتبة على الجيل التالي من توربينات الرياح

قد تشمل الآثار الأوسع للتحول نحو تركيبات توربينات الرياح من الجيل التالي ما يلي:

• ظهور شبكات الطاقة المحلية بسبب التحول من أنظمة الطاقة التقليدية المركزية، مما يعزز مرونة المجتمع واستقلاليته في مجال الطاقة.
• تم تصميم المباني بشكل متزايد لتوليد الطاقة الخاصة بها باستخدام توربينات الرياح المتكاملة، مما أدى إلى ارتفاع الهندسة المعمارية المكتفية ذاتيا وإنتاج الطاقة.
• تتطور قوانين البناء لتشجيع أو اشتراط إدراج مصادر الطاقة المتجددة مثل توربينات الرياح، مما يعزز صناعة البناء الأكثر استدامة.
• التوسع في نشر توربينات الرياح في المناطق التي كانت سرعات الرياح فيها غير مناسبة في السابق، مما أدى إلى توسيع النطاق الجغرافي لطاقة الرياح.
• انخفاض المقاومة العامة لتركيبات توربينات الرياح مع توفر نماذج أحدث وأقل تدخلاً، مما يسهل الطريق أمام مشاريع الطاقة المتجددة على مستوى المجتمع.
• تعمل الحكومات على تحفيز تطوير توربينات الرياح الأكثر هدوءًا والأقل وضوحًا، مما يؤدي إلى قبول عام أكبر وتنفيذ السياسات بشكل أكثر سلاسة.
• تعزيز التركيز على تقنية تخزين البطاريات لتكملة طاقة الرياح المتقطعة، مما يؤدي إلى التقدم في حلول تخزين الطاقة.
• خلق فرص العمل في كل من بناء وصيانة مرافق طاقة الرياح الجديدة، مما يساهم في النمو الاقتصادي وتنويع القوى العاملة.
• زيادة التركيز على برامج التعليم والتدريب في مجال الطاقة المتجددة، وإعداد القوى العاملة لمستقبل تهيمن عليه تكنولوجيات الطاقة المستدامة.

أسئلة للنظر فيها

• هل تعتقد أن طاقة الرياح ستصبح الشكل المهيمن للطاقة المتجددة؟ أو هل تعتقد أنها ستشهد حصة أكبر من مزيج كبير من مصادر الطاقة المتجددة؟
• بين الأنظمة ذات الأحجام الضخمة ذات القطر الدوار والأنظمة الخالية من الشفرات ، ما هي فئة توربينات الرياح التي تتوقع أن تهيمن على المستقبل؟