الكثير توربينات الرياح الخالية من الشفرات إنها تمثل تقدمًا كبيرًا في صناعة الطاقة المتجددة. في حين أن توربينات الرياح التقليدية ذات الشفرات كانت المعيار لسنوات عديدة، إلا أنها تواجه انتقادات بسبب تأثيرها البصري وخطورتها على الطيور، من بين قضايا أخرى. تعتبر توربينات الرياح الخالية من الشفرة رهانًا واعدًا يوفر تأثيرًا بيئيًا وبصريًا وصوتيًا أقل.
في هذه المقالة، سوف نستكشف العملية والميزات الرئيسية والمشروع المبتكر دوامة بلا شفرات، الذي يقود تطوير هذه التكنولوجيا. سنقوم أيضًا بمقارنة مزايا توربينات الرياح هذه فيما يتعلق بالنماذج التقليدية ونحلل أهميتها في سياق إنتاج الطاقة النظيفة.
مشروع دوامة بلا شفرات
المشروع دوامة بلا شفرات هي شركة رائدة في تكنولوجيا توربينات الرياح الخالية من الشفرة. تم إنشاؤها من قبل مهندسي الشركة ديتكنوتطورت من أول براءة اختراع لها في عام 2006 إلى الأجهزة الحالية. والفرق الحاسم مع توربينات الرياح التقليدية هو استخدام أسطوانة عمودية تهتز باستخدام قوة الرياح، بدلا من الشفرات الدوارة، لتوليد الكهرباء.
أساس هذه التكنولوجيا هو استخدام ظاهرة دواميةوالتي تولد دوامات عندما تمر الرياح عبر الأسطوانة محدثة اهتزازات تتحول إلى كهرباء. يبلغ ارتفاع النموذج الأولي القياسي حاليًا 3 أمتار، وتم تعديله لتحقيق أقصى قدر من الكفاءة من خلال اختبار نفق الرياح. وفقًا للمبدعين، يمكن لـ Vortex Bladeless توليد نفس كمية الطاقة التي تنتجها توربينات الرياح التقليدية، ولكن مع تكاليف تشغيل أقل وتأثير أقل على البيئة.
كيف تعمل توربينات الرياح الخالية من الشفرة؟
المبدأ الكامن وراء توربينات الرياح الخالية من الشفرة هو الرنين الهوائي. عندما تمر الرياح عبر أسطوانة، تتولد دوامات هوائية على سطحها، مما يؤدي إلى حدوث تذبذبات. تُعرف هذه الظاهرة باسم شارع فون كارمان الدوامة، ويستخدم لتحويل الطاقة الحركية إلى كهرباء. تشوه التذبذبات المواد الكهرضغطية أو تستخدم مولدات كهرومغناطيسية لتحويل الطاقة الميكانيكية إلى طاقة كهربائية.
الميزة الملحوظة لهذا النظام هي أنه يتطلب مساحة ومواد أقل، مما يجعله بديلاً قابلاً للتطبيق للمناطق ذات القيود المكانية أو حيث يكون التأثير البصري مشكلة، كما هو الحال في البيئات الحضرية. علاوة على ذلك، تتميز توربينات الرياح الخالية من الشفرة بقدرة عالية على التكيف والكفاءة في ظروف الرياح المختلفة، مما يحسن أدائها مقارنة بأنظمة التوربينات التقليدية.
مزايا توربينات الرياح الخالية من الشفرة
تقدم توربينات الرياح الخالية من الشفرة مجموعة واسعة من الفوائد التي تجعلها بديلاً متميزًا في العديد من الجوانب:
- تأثير أقل على البيئة: من خلال عدم تضمين الشفرات، يتم تقليل خطر الاصطدام بالطيور بشكل كبير. بالإضافة إلى ذلك، فإنها تولد مستوى ضوضاء أقل بكثير، مما يسمح بتركيبها في المناطق الحضرية بالقرب من المنازل.
- توفير في التكاليف: يؤدي عدم وجود الشفرات والأجزاء المتحركة المعقدة إلى تقليل تكاليف التصنيع والتركيب والصيانة. يمكن أن تبلغ تكلفة توربينة الرياح التي يبلغ طولها 12,5 مترًا حوالي 5.500 يورو، وهو رقم يمكن أن ينخفض مع زيادة الاعتماد عليه.
- كفاءة الطاقة: تعتبر توربينات الرياح الخالية من الشفرة أكثر كفاءة في المناطق ذات الرياح المتغيرة، حيث تولد طاقة أكثر بنسبة تصل إلى 40% بنفس تكلفة الاستثمار التي تولدها الأجهزة التقليدية.
- سهل التركيب: فهي تتطلب بنية تحتية وأساسات أقل، مما يجعلها أسهل في وضعها في بيئات مختلفة، بما في ذلك المناطق الحضرية والبحرية، حيث لا تكون التوربينات التقليدية عملية.
- عمر أطول: من خلال عدم وجود مكونات دوارة، يكون التآكل أقل، مما يطيل عمر التشغيل ويقلل تكاليف الصيانة.
تطبيقات توربينات الرياح الخالية من الشفرة
إن إمكانات توربينات الرياح الخالية من الشفرات هائلة. في البيئات الحضرية، حيث تكون المساحات محدودة، تعتبر هذه التقنية مثالية للتركيب على أسطح المنازل والمناطق السكنية مع الألواح الشمسية. وبالتالي، يمكنهم المساهمة في إنشاء أنظمة هجينة التي تعظيم إنتاج الطاقة المتجددة.
بالنسبة للمناطق الريفية أو مزارع الرياح البحرية، تعد هذه التوربينات أيضًا خيارًا قابلاً للتطبيق. ونظرًا لبساطة تركيبها وصيانتها، يمكن للنماذج الأكبر أن تولد ما يصل إلى 1 ميجاوات، وهو ما يكفي لتزويد مئات المنازل.
علاوة على ذلك، فإن توربينات الرياح التجريبية مثل تلك التي طورتها شركة Aeromine Technologies، والتي تستخدم ابتكارات مثل تأثير الفراغ وعدم وجود عناصر متحركة، تعد بتوليد الطاقة دون قيود التوربينات التقليدية، مما يجعلها مثالية للبيئات الحضرية.
مقارنة مع التوربينات التقليدية
تتمتع توربينات الرياح الخالية من الشفرة بمزايا تنافسية واضحة مقارنة بالتوربينات التقليدية:
- تخفيض المواد: فهي تتطلب موارد أقل بكثير لتصنيعها، مما يقلل بشكل كبير من البصمة الكربونية.
- أقل ضوضاء: وبما أنها لا تحتوي على شفرات متحركة، فإن مستوى الضوضاء هو صفر تقريبًا، مما يسمح باستخدامها في المناطق القريبة من المنازل.
- تأثير أقل على الحياة البرية: لا تتعرض الطيور للتهديد من حركة الشفرات، مما يجعل هذه التقنية خيارًا أكثر صداقة للبيئة.
- القدرة على التكيف مع التغيرات في الرياح: يمكنهم تحسين أدائهم في ظروف الرياح المتغيرة.
وبفضل هذه المزايا، يولي المجتمع الدولي المزيد من الاهتمام لتوربينات الرياح الخالية من الشفرات كحل قابل للتطبيق لزيادة قدرة توليد الطاقة المتجددة في مختلف البيئات.
ويمثل التطور المستمر لهذه التكنولوجيا، حتى في مراحلها الأولى من التطور الهائل، مستقبلاً مشرقاً ستتمكن فيه المدن والمناطق الريفية والمساحات البحرية من الاستفادة من الطاقة النظيفة التي تمثلها توربينات الرياح الخالية من الشفرات. بالإضافة إلى ذلك، فإن ظهور هذه المشاريع يجذب الاستثمارات من الشركات الكبرى والحكومات، مما قد يؤدي إلى تسريع اعتمادها في السنوات المقبلة.