قامت شركة Deutecno بمدريد، من خلال مشروعها المبتكر Vortex، بتطوير توربينات الرياح الخالية من الشفرة والذي يمثل أ ثورة في طاقة الرياح ويعد بتغيير الطريقة التي نستخدم بها طاقة الرياح. هذا الجهاز المبتكر أكسب الشركة الجائزة الأولى في فئة الطاقة لقمة الجنوب 2014، الذي عقد في مدريد. أكثر اقتصادية وكفاءة واستدامة، تظهر Vortex Bladeless كتقنية رئيسية لـ مستقبل الطاقة المتجددة.
كيف تعمل توربينات الرياح الخالية من الشفرة Vortex؟
على عكس توربينات الرياح التقليدية التي تستخدم الشفرات لالتقاط طاقة الرياح، تستخدم Vortex Bladeless أسطوانة عمودية شبه صلبة مثبتة على الأرض، والتي يتأرجح مع الريح من خلال ظاهرة تسمى تساقط الدوامة. تولد هذه العملية اهتزازات تستخدم لإنتاج الكهرباء.
يستخدم الجهاز المواد الكهرضغطية وتقنيات الرنين لتحويل الحركة التي تسببها الرياح إلى طاقة كهربائية، دون الحاجة إلى أجزاء متحركة. علاوة على ذلك، مواد مثل الزجاج وألياف الكربون المستخدمة في بنائه، فهي تمنحه قدرًا أكبر من المتانة والمقاومة.
جانب آخر مثير للاهتمام في هذا النظام هو أنه لا يحتاج إلى آليات معقدة لمتابعة اتجاه الرياح، وهي ميزة في المناطق التي يتغير فيها اتجاه الرياح باستمرار أو تكون أكثر اضطرابا، كما هو الحال في المناطق الحضرية.
مزايا توربينات الرياح الخالية من الشفرة
توفر توربينات الرياح الخالية من الشفرة Vortex عددًا من المزايا مقارنة بتوربينات الرياح التقليدية. هذه المزايا تجعلها خيارًا مثاليًا لمستقبل تكون فيه الاستدامة وتكلفة الطاقة جانبين رئيسيين. ومن أهم الفوائد ما يلي:
- تأثير أقل على البيئة: ومن خلال إزالة الشفرات، يتم تقليل التهديد الذي تتعرض له الطيور والحيوانات المحلية إلى حد كبير، وهو ما يمثل انتقادًا متكررًا لمزارع الرياح التقليدية.
- تخفيض تكاليف الصيانة: نظرًا لأنه لا يحتوي على أجزاء متحركة، فإن Vortex يتطلب ذلك صيانة أقلمما يؤدي بدوره إلى تقليل تكاليف التشغيل بمرور الوقت.
- القدرة على التكيف مع البيئات الحضرية: بفضل تصميمها الأكثر إحكاما والخالي من الضوضاء، تعتبر توربينات الرياح Vortex مثالية المناطق السكنية أو المناطق الحضريةحيث ستكون التوربينات التقليدية غير قابلة للحياة.
- العمل في مجموعة واسعة من الرياح: يمكن أن تعمل الدوامة حتى في سرعات الرياح المنخفضة أو مع الرياح المتغيرة، مما يجعلها أكثر تنوعًا من سابقاتها ذات الشفرات العملاقة.
بالإضافة إلى ذلك، فإن تقليل استخدام الموارد مثل مواد التشحيم يقلل أيضًا من البصمة البيئية للمشروع، مما يعزز تركيزه على الاستدامة البيئية.
التأثير البصري والقبول في المجتمع
أحد الجوانب المهمة جدًا التي يجب أخذها في الاعتبار عند تطوير تقنيات الطاقة الجديدة هو التأثير البصري التي تسببها في البيئة الطبيعية وفي المجتمعات التي يتم تركيبها فيها. يمكن لتوربينات الرياح التقليدية، بسبب حجمها الكبير وشفراتها الدوارة، أن تعدل المشهد بشكل كبير، مما يولد الرفض في بعض المجتمعات.
إن تصميم Vortex المدمج والأنيق والخالي من الشفرة يجعله كذلك يجعلها أكثر قبولا من الناحية الجمالية، وخاصة في المناطق الحضرية أو في المناطق الطبيعية المحمية. وهذا يسمح بتركيب توربينات الرياح الخالية من الشفرة أقرب إلى المناطق المأهولة دون التسبب في أي إزعاج أو ضوضاء أو مخاوف على الحياة البرية.
مبدأ الرنين وتأثير الفنتوري
يعتمد مبدأ الدوامة على مزيج من الرنين الديناميكي الهوائي و تأثير الفنتوريوهي ظاهرة تحدث عندما تمر الرياح عبر هيكل أو ثقب، مما يؤدي إلى زيادة السرعة وتقليل الضغط. ومن خلال التقاط هذه الطاقة بكفاءة، تتأرجح الأسطوانة مستفيدة من الاهتزازات المتولدة، وتحولها إلى طاقة قابلة للاستخدام.
تتيح هذه العملية أيضًا قدرة أكبر على التكيف مع ظروف الرياح المختلفة، تعمل بسرعات الرياح المنخفضة وتحسين كفاءة الطاقة بشكل عام في المناطق الحضرية حيث يمكن أن تكون الرياح أكثر تقلبًا.
دوامة ومستقبل طاقة الرياح
الفريق الذي يقف وراء Vortex وقائده المهندس ديفيد يانيز، التزمت بشدة بهذه التكنولوجيا كبديل عملي وتنافسي لتوربينات الرياح التقليدية. وفي حين أن كفاءة Vortex أقل من كفاءة توربينات الرياح الكبيرة، إلا أن تكلفتها منخفضة وفائدتها في الاستهلاك الذاتي المنزلي والحدائق الحضرية تجعله خيارًا جذابًا.
المشاريع الأخرى المتعلقة بتقنية Vortex هي نماذج أصغر مثل دوامة نانومثالية لتشغيل الأجهزة أو الأجهزة الصغيرة في المنازل. وبالمثل، فإن دوامة تاكوما (ارتفاعه 2,75 مترًا) يعد بتوليد طاقة كافية للمنزل بأكمله.
في الختام، براعة ونمطية ستسمح Vortex باندماجها التدريجي في السوق، مما يعزز الانتقال نحو مصفوفات طاقة أنظف وأكثر استدامة.