طاقة الرياح البحرية: التقدم والتحديات والتقنيات الجديدة

La طاقة الرياح وهي بلا شك أحد المصادر الرئيسية للطاقة المتجددة في العالم. وقد كان نموها هائلاً في العقود الأخيرة، وذلك بفضل التقدم التكنولوجي المستمر والاستثمار في الابتكار من قبل الشركات الكبرى المتعددة الجنسيات. على وجه الخصوص، توربينات الرياح البحرية (الواقعة في البحر المفتوح) لعبت دورًا رئيسيًا في زيادة القدرة على توليد الطاقة.

وفقًا للمجلس العالمي لطاقة الرياح (GWEC)، زادت سعة طاقة الرياح المثبتة عالميًا بنسبة 12,4٪ في عام 2016، والوصول إلى شنومكس مو. والمنتجون الرئيسيون لهذه الطاقة النظيفة هم الصين والولايات المتحدة وألمانيا والهند وإسبانيا، وهي بلدان ترى في طاقة الرياح وسيلة للخروج من الاعتماد على الوقود الأحفوري.

التطورات الحديثة في طاقة الرياح البحرية

واحدة من أحدث الإنجازات في هذا المجال تم تحقيقها من قبل شركة MHI Vestas Offshore، أ التحالف بين فيستاس وميتسوبيشي. لقد طوروا أ نموذج أولي لتوربينات الرياح البحرية بقدرة 9 ميجاواتقادرة على توليد 216.000 كيلووات في الساعة خلال 24 ساعة فقط، وهو ما يكفي لتشغيل منزل في الولايات المتحدة لمدة عقدين من الزمن. لقد أصبح هذا التقدم التكنولوجي علامة مرجعية في هذا القطاع.

تم تصميم توربينات الرياح الجديدة هذه لتعمل في ظروف رياح تتراوح سرعتها بين 12 و25 مترًا في الثانية، مما يجعلها خيارًا قابلاً للتطبيق للمناطق ذات الرياح البحرية الشديدة. تم تركيب هذا النموذج الأولي قبالة الساحل الدنماركي وأثبت قدرته على توليد الطاقة على نطاق واسع، وبالتالي تقليل تكاليف طاقة الرياح البحرية.

الآثار المترتبة على الطاقة المولدة

ولوضع تأثير توربينات الرياح المبتكرة هذه في منظورها الصحيح، من المفيد مقارنتها بالاستهلاك النموذجي للطاقة. وفقًا للبيانات الرسمية، يبلغ متوسط ​​استهلاك الكهرباء للمنزل في إسبانيا تقريبًا 3.250 كيلووات ساعة سنوياً. وهذا يعني أن يوم واحد من تشغيل توربينات الرياح يمكن أن يوفر الكهرباء لمنزل متوسط ​​الحجم لأكثر من سنوات 66وهو ما يسلط الضوء على حجم هذا التقدم.

تتميز توربينات الرياح أيضًا بأبعادها الضخمة: فهي تقيس تقريبًا 220 متر عاليةويبلغ طول شفراتها 83 مترًا، وتزن أكثر من 38 طنًا. هذه الخصائص تجعل قدرته على تسخير الرياح متفوقة على النماذج السابقة، مثل توربينات الرياح بقدرة 8 ميجاوات التي طورتها شركة سيمنز سابقًا.

مزايا توربينات الرياح البحرية

طاقة الرياح البحرية، وخاصة تلك المعتمدة على المنصات العائمة، يقدم عددًا من المزايا الرئيسية. أولاً، يمكن تركيب هذه التوربينات في المياه العميقة، حيث تكون الرياح أقوى وأكثر ثباتاً، مما يزيد بشكل كبير من إنتاج الطاقة مقارنة بالتوربينات المثبتة على الأرض أو المنصات الثابتة. علاوة على ذلك، فإن قدرة هذه التوربينات على العمل في مناطق بعيدة عن الساحل تقلل من تأثيرها البصري والبيئي مقارنة بمزارع الرياح البرية.

تطوير المنصات العائمة (المعروفة أيضًا باسم FOWP، منصة الرياح البحرية العائمة) أمر لافت للنظر. تسمح هذه الهياكل العائمة بتركيب توربينات الرياح في المياه العميقة، حيث لا تكون الأساسات الثابتة قابلة للحياة. وتتقدم هذه التكنولوجيا بسرعة، ومن المتوقع أن تلعب الرياح البحرية العائمة دورًا حاسمًا في توفير الطاقة النظيفة في المستقبل.

• البارجة: منصة تشبه القارب، مع اتصال كبير بالمياه، مما يمنحها الاستقرار.
• شبه غاطسة: الهدف هو تقليل السطح المعرض للماء باستخدام الأسطوانات العائمة.
• الصاري: نوع آخر من المنصات، ذو وزن كبير في الأسفل للحفاظ على الثبات.

تحديات وتوقعات تطوير طاقة الرياح البحرية

على الرغم من التقدم المحرز، لا تزال طاقة الرياح البحرية تواجه العديد من التحديات. على سبيل المثال، رغم أن تكنولوجيا المنصات العائمة واعدة، فإنها أقل نضجا من التكنولوجيات الأخرى، مثل طاقة الرياح البرية أو الطاقة الشمسية، مما يعني ارتفاع تكاليف التطوير وارتفاع المخاطر التكنولوجية. ومع ذلك، فمن المتوقع أنه في السنوات المقبلة، مع وجود المزيد من المشاريع ما قبل التجارية قيد التطوير، ستنخفض تكاليف طاقة الرياح العائمة، مما يجعل هذه التكنولوجيا أكثر قابلية للتطبيق ويمكن الوصول إليها.

وفي الوقت الحالي، هناك اهتمام كبير من السوق، خاصة في أوروبا، حيث يتم إجراء استثمارات كبيرة في البنية التحتية لإنتاج طاقة الرياح البحرية. ال الاتحاد الأوروبي وقد خصصت جزءًا كبيرًا من أموال الإنعاش الاقتصادي لتمويل مشاريع مثل مزرعة الرياح الأخيرة NordeWind 3 في بحر الشمال. ويحتوي هذا المشروع على توربينات عائمة وتبلغ قدرته التوليدية 3 جيجاوات، وهو ما يكفي لتزويد أكثر من مليوني منزل.

ومع النمو المستمر لتكنولوجيا الرياح العائمة والاستثمارات في الطاقة المتجددة، من المتوقع أن يصل إنتاج طاقة الرياح البحرية إلى مستويات غير مسبوقة في العقود المقبلة.

تبرز طاقة الرياح البحرية كجزء أساسي من تحول الطاقة العالمي نحو اقتصاد خالٍ من الكربون. ورغم أن التحديات الفنية والاقتصادية لا تزال قائمة، فإن التطورات الحالية في المنصات العائمة، واستخدام طاقة الرياح في المياه العميقة، والدعم من المؤسسات الأوروبية والخاصة، سوف تضمن استمرار تحطيم الأرقام القياسية من حيث قدرة التوليد وخفض التكاليف.