كيفية جعل مزارع الرياح العائمة مستقبل الكهرباء الخضراء

كيفية جعل مزارع الرياح العائمة مستقبل الكهرباء الخضراء
فيسمار المملكة المتحدة / شاترستوك

منذ عام 2010 ، شهدت طاقة الرياح نموًا مستدامًا في جميع أنحاء العالم ، مع زيادة كمية الطاقة المولدة بواسطة الرياح البحرية تقريبًا 30٪ سنويًا. تحتاج البلدان في جميع أنحاء العالم إلى زيادة إمدادات الطاقة المتجددة بسرعة لتلبية الطلب المتزايد وخفض الانبعاثات بسرعة. على الرغم من هذه الضرورة الملحة ، توفر الرياح البحرية حاليًا أقل من 1 ٪ من إمدادات الكهرباء في العالم.

ويجري تطوير العديد من مواقع المياه الضحلة الرئيسية لبناء مزارع الرياح. لكن إمكانات الرياح البحرية لا تزال غير مستغلة إلى حد كبير ، وفقًا للرسم البياني للقدرة المركبة في جميع أنحاء العالم أدناه.

قدرة الرياح البرية مقابل البحرية

قدرة الرياح البرية مقابل البحرية (كيفية جعل مزارع الرياح العائمة مستقبل الكهرباء الخضراء)المفتاح: الرياح البحرية = الرمادي الفاتح والرياح البرية = الرمادي الداكن. إيرينا, مؤلف المنصوص

والسبب في هذه الإمكانات غير المستغلة هو ذلك 80٪ من الريح ضربات غير متقطعة بعيدة عن الشاطئ - في المياه أعمق من 60 مترًا ، حيث تكون التوربينات المضمنة في قاع البحر صعبة البناء.

يمكن أن يكون الحل عائم مزارع الرياح البحرية. إذن ما الذي يمنعهم؟

الرياح البحرية العائمة

يتم إرفاق كل حفنة من توربينات الرياح البحرية الموجودة بقاع البحر من خلال أساس ثابت - معظمها كومة فولاذية كبيرة تنتقل إلى سارية التوربينات فوق قاع البحر. تقتصر هذه التوربينات ذات القاع الثابت على أعماق مائية تبلغ 50 أو 60 مترًا.

لكن المشاريع الأخيرة ، بما في ذلك هيويند قبالة سواحل اسكتلندا و Windfloat قبالة البرتغال ، تبين أنه من الممكن بناء توربينات رياح عائمة. يمكن لتوربين واحد بقوة ستة ميجاوات - مثل تلك المستخدمة في مزرعة Hywind - أن يولد ما يكفي من الكهرباء لتشغيل 4,000 منزل في المملكة المتحدة.


الحصول على أحدث من InnerSelf


ولكن لتوفير الكهرباء المنزلية المعادلة لسكان العالم مليار 9 بواسطة 2050 قد يتطلب شيئًا مثل نصف مليون توربينات رياح بحرية - زيادة 100 ضعف العدد الحالي - بالإضافة إلى السعة الإضافية لتوفير الكهرباء للاحتياجات المستقبلية من الطاقة.

لسوء الحظ ، في حين أن مزارع الرياح العائمة مجدية تقنيًا ، إلا أنها ليست مجدية اقتصاديًا. فعل أي شيء في الخارج هو غالية. لبناء مزرعة رياح ثابتة ذات قاع واحد جيجاوات ، تبلغ تكلفة إكمال مسح الموقع الضروري حوالي 15 مليون جنيه إسترليني. تبلغ تكلفة تركيب وتشغيل المزرعة حوالي 650 مليون جنيه إسترليني ، في حين أن التكاليف الجارية للتشغيل والصيانة ستكون تقريبًا 75 مليون جنيه إسترليني سنويًا. في نهاية عمرها ، والذي قد يستغرق حوالي 25 عامًا ، هناك 300 مليون جنيه استرليني أخرى ضرورية لإيقاف التشغيل.

لكن مزارع الرياح العائمة ، التي لا تزال في الأيام الأولى من تصميمها وتقنيتها ، أكثر تكلفة. في حين أن سعر توصيل طاقة الرياح البحرية في عام 2019 تراوح بين 36 جنيهًا إسترلينيًا و 45 جنيهًا إسترلينيًا لكل ميغاواط من الكهرباء ، يتم تسعير المزادات الحالية للرياح العائمة أكثر من ضعف هذا المبلغ.

كما أن الهياكل البحرية كبيرة جدًا أيضًا. يبلغ قطر توربينات Hywind ستة ميغاواط 154 مترا - كل شفرة لها نفس طول جناحي الطائرة A380. يبلغ قطر توربين سيمنز جيمسا 10 ميجاوات قطر دوار يبلغ 193 مترًا ، بينما يبلغ قطر التوربين المرجعي لمختبر الطاقة المتجددة الأمريكي 15 ميجاوات 240 مترًا. إن إنشاء وتركيب وتشغيل وتشغيل ومراقبة وصيانة وإخراج البنية التحتية من هذا النطاق ، في المحيط ، ليست مهمة تافهة.

اثنان من التوربينات الخمسة المستخدمة في أول مزرعة رياح عائمة في العالم ، Hywind Scotland.اثنان من التوربينات الخمسة المستخدمة في أول مزرعة رياح عائمة في العالم ، Hywind Scotland. Terje Aase / Shutterstock

بينما تبني شركات الطاقة غالبًا في البحر ، فإن توربين الرياح العائم الواحد ينتج طاقة أقل بكثير من حفار نفط أو غاز بحري واحد. على مدى عمر التشغيل ، اعتمادًا على حجم كلا الهيكلين ، يمكن أن يكون في نطاق 1,000 مرة أقل. لذلك هناك حاجة إلى الكثير من البنية التحتية لنفس إنتاج الطاقة من مصادر الطاقة المتجددة. يحتاج وضع التوربينات الهوائية البحرية في البحر والاحتفاظ بها هناك إلى أن تصبح أرخص بكثير لتتناسب مع تكلفة إنتاج الطاقة من النفط أو الغاز البحري.

يمكن تعلم الكثير من الهندسة البحرية التقليدية للمساعدة في الانتقال إلى الطاقة المتجددة. ولكن لا يمكن تحقيق التخفيضات الضرورية في التكلفة من خلال القيام بالمزيد من الشيء نفسه ، أو زيادة كفاءة الأساليب والتكنولوجيات الحالية.

حلول تقنية

لهذا السبب من المحتمل أن يتطلب الأمر تقنيات جديدة لجعل مزارع الرياح العائمة فعالة من حيث التكلفة. على سبيل المثال ، يمكن أن يقلل استخدام الروبوتات والتكنولوجيا المستقلة الأخرى للتحكم في الأنشطة الهندسية البحرية - من استكشاف قاع البحر إلى تشغيل وتوربينات الرياح العائمة وفحصها وصيانتها - من المخاطر التي يتعرض لها العمال ويمنحهم تحكمًا أكثر كفاءة في هذه الأنظمة المعقدة.

إن عمليات التفتيش الروتينية لمزارع الرياح البحرية من قبل الناس ستكون غير عملية على التطورات الهائلة التي يتم بناؤها اليوم ، وبالتأكيد لتلك المخطط لها في المستقبل. يمكن للمستشعرات الذكية المدمجة في جميع أجزاء مزرعة الرياح العائمة أن تقيم باستمرار كيفية ارتفاع الهيكل بدلاً من ذلك.

تعلم الآلة - التي تستخدم البيانات لتعليم أجهزة الكمبيوتر لاتخاذ القرارات من تلقاء نفسها - يمكن استخدامها لإخبارنا بأكثر نقاط الارتساء كفاءة أثناء التصميم ، أو إذا كان خط الإرساء قد يكون عرضة لخطر الفشل أثناء التشغيل.

بالفعل ، يمكن للتعلم الآلي استخدام بيانات الطقس للتحكم في مواضع ريش التوربينات ، لزيادة كمية الطاقة التي تولدها أو منع الضرر في الرياح العاتية أو العواصف. طرق جديدة يمكن أن يؤدي الجمع بين الفيزياء وتعلم الآلة إلى إجراء تنبؤات موثوقة ببيانات أقل ، وهو أمر مفيد في الخارج حيث قد يكون من الصعب جمع البيانات.

كما تبدأ حكومة المملكة المتحدة تحقيق في نوع الابتكارات التكنولوجية التي يمكن أن تعالج تغير المناخ ، تعتبر الرياح البحرية أول نقطة اتصال. من خلال الاستثمار في تكنولوجيا المستقبل ، يمكن لمزارع الرياح العائمة أن تساعد في زيادة قدرة البلاد والطاقة المتجددة في العالم.المحادثة

سوزان جورفينيك، كرسي الأكاديمية الملكية للهندسة في التقنيات الناشئة - هندسة المحيطات الذكية والمرنة ، جامعة ساوثهامبتون

يتم إعادة نشر هذه المقالة من المحادثة تحت رخصة المشاع الإبداعي. إقرأ ال المقال الأصلي.

كتب ذات صلة

السحب: الخطة الأكثر شمولاً على الإطلاق من أجل عكس الاحترار العالمي

بول هوكين وتوم شتاير
9780143130444في مواجهة الخوف واللامبالاة على نطاق واسع ، اجتمع تحالف دولي من الباحثين والمهنيين والعلماء لتقديم مجموعة من الحلول الواقعية والجريئة لتغير المناخ. مائة تقنيات وممارسات موصوفة هنا - بعضها معروف جيدًا ؛ البعض ربما لم تسمع به من قبل. وهي تتراوح بين الطاقة النظيفة وتعليم الفتيات في البلدان المنخفضة الدخل إلى ممارسات استخدام الأراضي التي تسحب الكربون من الهواء. الحلول موجودة وقابلة للحياة اقتصاديًا ، والمجتمعات في جميع أنحاء العالم تعمل حاليًا على تفعيلها بمهارة وتصميم. متاح في أمازون

تصميم حلول المناخ: دليل السياسات للطاقة المنخفضة الكربون

هال هارفي ، روبي أورفيس ، جيفري ريسمان
1610919564ومع تأثير تغير المناخ علينا بالفعل ، فإن الحاجة إلى خفض انبعاثات غازات الدفيئة العالمية لا تقل عن الحاجة الملحة. إنه تحد مروع ، لكن التقنيات والاستراتيجيات اللازمة لتحقيقه موجودة اليوم. مجموعة صغيرة من سياسات الطاقة ، مصممة ومطبقة بشكل جيد ، يمكن أن تضعنا على الطريق نحو مستقبل منخفض الكربون. أنظمة الطاقة كبيرة ومعقدة ، لذا يجب أن تكون سياسة الطاقة مركزة وفعالة من حيث التكلفة. مقاربات مقاس واحد يناسب الجميع لن تنجز المهمة ببساطة. يحتاج صانعو السياسة إلى مورد واضح وشامل يحدد سياسات الطاقة التي سيكون لها الأثر الأكبر على مستقبل المناخ لدينا ، ويصف كيفية تصميم هذه السياسات بشكل جيد. متاح في أمازون

هذا يغير كل شيء: الرأسمالية مقابل والمناخ

بواسطة نعومي كلاين
1451697392In هذا يغير كل شيء تقول ناعومي كلاين أن تغير المناخ ليس مجرد قضية أخرى يتم وضعها بدقة بين الضرائب والرعاية الصحية. إنه إنذار يدعونا إلى إصلاح نظام اقتصادي يفشلنا بالفعل بطرق عديدة. يبني كلاين بدقة على كيفية خفض انبعاثاتنا من غازات الدفيئة بشكل كبير ، وهو أفضل فرصة لنا للتخفيف من التباين الفجائي في الوقت نفسه ، وإعادة تخيل ديمقراطياتنا المحطمة ، وإعادة بناء اقتصاداتنا المحلية المدمرة. إنها تعرّض اليأس الأيديولوجي الذي ينكره من ينكرون تغير المناخ ، والأوهام المشينة التي ارتكبها المهندسون الجيولوجيون المحتملين ، والانهزامية المأساوية في الكثير من المبادرات الخضراء السائدة. وهي تدلل على وجه التحديد على السبب الذي يجعل السوق لا تستطيع - ولا يمكنها - إصلاح أزمة المناخ ، ولكنها ستجعل الأمور أسوأ ، مع أساليب استخراج مدمرة للغاية ومدمرة من الناحية البيئية ، مصحوبة برأسمالية كوارث متفشية. متاح في أمازون

من الناشر:
عمليات الشراء على موقع أمازون تذهب لتحمل تكلفة جلبك InnerSelf.comelf.com, MightyNatural.com, و ClimateImpactNews.com دون أي تكلفة ودون المعلنين الذين يتتبعون عادات التصفح الخاصة بك. حتى إذا قمت بالنقر فوق رابط ولكنك لا تشتري هذه المنتجات المحددة ، فإن أي شيء آخر تشتريه في هذه الزيارة نفسها على Amazon يدفع لنا عمولة صغيرة. لا توجد تكلفة إضافية عليك ، لذا يرجى المساهمة في هذا الجهد. بامكانك ايضا استخدام هذا الرابط لاستخدامه في Amazon في أي وقت حتى تتمكن من المساعدة في دعم جهودنا.

enafarزكية-CNzh-TWnltlfifrdehiiditjakomsnofaptruessvtrvi

اتبع InnerSelf على

الفيسبوك أيقونةتويتر أيقونةآر إس إس أيقونة

احصل على آخر عبر البريد الإلكتروني

{Emailcloak = إيقاف}

الأكثر قراءة

شوارع المدينة المتصلة تعني سكان ومجتمعات أكثر صحة
شوارع المدينة المتصلة تعني سكان ومجتمعات أكثر صحة
by كريس بارينجتون لي وآدم ميلارد بول
الصعود بقوة الوها
الصعود بقوة الوها
by جوناثان هاموند

من المحررين

النشرة الإخبارية InnerSelf: أغسطس 30 ، 2020
by InnerSelf الموظفين
الطرق التي نسلكها هذه الأيام قديمة قدم الزمن ، لكنها جديدة بالنسبة لنا. التجارب التي نمر بها قديمة قدم الزمن ، لكنها أيضًا جديدة بالنسبة لنا. الشيء نفسه ينطبق على ...
عندما تكون الحقيقة فظيعة للغاية ومؤلمة ، اتخذ إجراءً
by ماري T. راسل، InnerSelf.com
وسط كل الأهوال التي تحدث هذه الأيام ، ألهمني شعاع الأمل الذي يسطع من خلاله. الناس العاديون يدافعون عن الصواب (وضد ما هو خطأ). لاعبي البيسبول،…
عندما يكون ظهرك مقابل الحائط
by ماري ت. راسل ، إنيرسيلف
احب الانترنت. الآن أعرف أن الكثير من الناس لديهم الكثير من الأشياء السيئة ليقولوها عن ذلك ، لكني أحب ذلك. مثلما أحب الناس في حياتي - فهم ليسوا مثاليين ، لكني أحبهم على أي حال.
النشرة الإخبارية InnerSelf: أغسطس 23 ، 2020
by InnerSelf الموظفين
ربما يتفق الجميع على أننا نعيش في أوقات غريبة ... تجارب جديدة ، مواقف جديدة ، تحديات جديدة. ولكن يمكن أن نشجع على تذكر أن كل شيء في حالة تغير مستمر ، ...
تنهض النساء: كن مرئيًا ، كن مسموعًا ، وافعل
by ماري ت. راسل ، إنيرسيلف
سميت هذا المقال "قوميات النساء: كن مرئيًا ، كن مسموعًا ، واتخذ إجراءً" ، وبينما أشير إلى النساء اللواتي تم إبرازهن في مقاطع الفيديو أدناه ، أتحدث أيضًا عن كل واحد منا. وليس فقط من هؤلاء ...