+
صناعة

المنصات العائمة: مستقبل واعد للطاقة المتجددة البحرية؟

المنصات العائمة: مستقبل واعد للطاقة المتجددة البحرية؟

النموذج الأولي لتوربينات الرياح العائمة Windfloat في Agucadora ، البرتغال [مصدر الصورة: Wikimedia Commons]

على نحو متزايد ، كما ورد في "الهندسة المثيرة للاهتمام" من قبل تريفور إنجلش ، تقوم شركات الطاقة الشمسية مثل كيوسيرا اليابانية ببناء محطات طاقة شمسية جديدة على منصات عائمة منتشرة في البحيرات والخزانات. لدى كيوسيرا ثلاثة منها قيد التشغيل بالفعل وتقوم أيضًا بإعداد مشروع ضخم جديد للنشر في خزان مياه الشرب خلف سد ياماكورا ، على بعد 32 كيلومترًا شرق طوكيو.

كما يوضح تريفور إنجليش ، إلى جانب توليد الكهرباء ، تساعد الطاقة الشمسية العائمة على تبريد الألواح وبالتالي جعلها أكثر كفاءة وتظليل المياه وتبريدها ، وبالتالي منع أو تقييد انتشار الطحالب الضارة المحتملة. تساعد هذه المشاريع أيضًا في إبطاء معدل التبخر من الماء ، وبالتالي المساعدة في الحفاظ على مستويات المياه خلال فصول الصيف الحارة بشكل متزايد.

اليابانيون ليسوا الوحيدين الذين بدأوا في نشر الطاقة الشمسية العائمة. في عام 2014 ، أنشأت الهند 50 ميغاواط من الطاقة الشمسية العائمة تغطي 1.27 مليون متر مربع وبدأت أيضًا في نشر مشاريع مماثلة أصغر حجمًا على القنوات المختلفة داخل ولاية غوجارات. كما شاركت سنغافورة في هذه اللعبة أيضًا.

الأساس المنطقي وراء هذه المشاريع متطابق إلى حد ما - عدم وجود مساحة لنشر الطاقة الشمسية الأرضية التقليدية. ومع ذلك ، فإن مبدأ المنصة العائمة لا يقتصر على الطاقة الشمسية. في الواقع ، كان قطاع طاقة الرياح العالمي ينشر مزارع الرياح العائمة لعدد من السنوات ، وهذه التكنولوجيا مناسبة أيضًا لمشاريع الطاقة البحرية ، وهناك عدد من التصاميم الهجينة المبتكرة `` العائمة '' التي تتضمن مناهج متعددة التقنيات مثل الرياح والشمسية.

قبل الظهور الأخير لمشاريع الطاقة الشمسية العائمة هذه ، تم استخدام المنصات العائمة إلى حد كبير لجمع البيانات من أجل خفض التكاليف. على سبيل المثال ، في عام 2014 ، نشرت شركة Nass & Wind Offshore الفرنسية منصة عائمة بقطر 12 مترًا تضم ​​مجموعة من أدوات القياس لجمع البيانات حول سرعات الرياح وأحوال البحر قبالة ساحل بريتاني. في الوقت نفسه تقريبًا ، نشرت شركة Mainstream Renewable Power أول جهاز تجاري عائم لقياس الرياح ليدار في بحر الشمال في منصة قياس شدة الرياح والبحوث في نارك قبالة ساحل نورثمبرلاند.

نظام جمع البيانات العائمة FLS200 ، استنادًا إلى LiDAR ، تم تطويره بواسطة Eolos Solutions [مصدر الصورة: Eolos]

من المؤكد أن توربينات الرياح العائمة ليست جديدة ، لكنها لا تزال في مهدها إلى حد كبير ، وهي مقصورة إلى حد كبير على العديد من المشاريع التجريبية. كانت الفكرة موجودة منذ عام 2006 على الأقل عندما صمم باحثون في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا (MIT) والمختبر الوطني للطاقة المتجددة (NREL) مثل هذا التوربين بكابلات فولاذية تؤمن زوايا المنصة في قاع البحر. احتلت اليابان زمام المبادرة في عام 2009 من خلال مشروع تجريبي تم نشره قبالة سواحل النرويج وآخر قبالة ساحل البرتغال في عام 2011. وفي الوقت الحالي ، يوجد في اليابان ثلاثة مشاريع رياح بحرية عائمة قيد التشغيل ، بما في ذلك أول محطة فرعية عائمة في العالم. لديها مزيد من المشاريع التجريبية في خط الأنابيب.

تتابع الولايات المتحدة خططها لتطوير مجموعة توربينات عائمة قبل التجارة قبالة الساحل الغربي للمحيط الهادئ. الدول الأوروبية الثلاثة الأكثر انخراطًا في الرياح البحرية العائمة هي فرنسا والبرتغال واسكتلندا.

في يونيو 2015 ، حدد معهد تكنولوجيا الطاقة (ETI) الرياح البحرية العائمة كأحد الخيارات التكنولوجية الرائدة لإزالة الكربون من نظام الطاقة في المملكة المتحدة ، مما يوفر حوالي 8-16 جيجاوات من قدرة توليد الرياح البحرية.

يمكن أن يكون لمزارع الرياح البحرية العائمة مجموعة من الفوائد تفوق منافعها التقليدية. كبداية ، فإن أي مزرعة رياح منتشرة في المياه العميقة ستكون بعيدة عن المناطق الساحلية ، مما يقلل من معارضة تنميتها. سيكونون قادرين أيضًا على الاستفادة من الرياح القوية في البحر - عادةً على بعد 30 إلى 100 ميل من الشاطئ - وبالتالي توليد المزيد من الطاقة. ومع ذلك ، فإن مشاريع المياه العميقة التقليدية باهظة الثمن ، ويرجع ذلك إلى حد كبير إلى تكلفة الأساسات. سوف تتجنب منصات الرياح البحرية العائمة ذلك. علاوة على ذلك ، بدلاً من بنائها في الموقع ، يمكن تجميعها على الشاطئ وسحبها إلى البحر ، مما يساعد على تقليل تكاليف البناء ، لا سيما فيما يتعلق بمتطلبات سفن تركيب الرفع الثقيل.

تشمل أسواق الرياح البحرية التي نظرت بشكل متزايد إلى نهج المنصة العائمة اليابان والولايات المتحدة وعدد من الدول الأوروبية ، وكذلك المملكة المتحدة. من المحتمل أن تكون الرياح البحرية العائمة قابلة للتطبيق بشكل خاص على البحر الأبيض المتوسط ​​والساحل الأطلسي. لسوء الحظ ، لا تزال التكنولوجيا في مهدها وبالتالي لم يتم عرضها بالكامل على نطاق واسع. في الوقت الحاضر ، هناك أكثر من ثلاثين مشروعًا عائمًا لطاقة الرياح البحرية قيد التطوير حاليًا في جميع أنحاء العالم ، ولكن تم عرض خمسة منها فقط على نطاق واسع (أكثر من 1 ميجاوات).

كما هو الحال مع التقنيات الوليدة الأخرى ، يجب أن تدعم الحكومة تطويرها المحتمل بالكامل. إذا تم توفير ذلك ، يشير عدد من توقعات التكلفة إلى أن الرياح البحرية العائمة يمكن أن تصل إلى تكافؤ التكلفة مع الرياح البحرية التقليدية ذات القاع الثابت في وقت ما في عشرينيات القرن الحالي ، بتكلفة مستوية للطاقة (LCOE) تتراوح بين 85 و 95 جنيهًا إسترلينيًا لكل MWh للمشاريع التجارية الكبيرة. يمكن تحقيق مزيد من التخفيضات في التكاليف مع مرور الوقت.

هناك تقنية أخرى تتبنى نهج المنصة العائمة وهي الطاقة الحرارية. في الآونة الأخيرة ، منحت شركة الخدمات الاحترافية Bureau Veritas (BV) الموافقة المبدئية (AiP) لمنصة عائمة جديدة بسعة 6700 طن ، وأربعة طوابق 1 ميجاوات تسمى محول الطاقة الحرارية للمحيط (OTEC) والتي ستكون قادرة على توليد الطاقة من الحرارة فى المحيط.

تم تطوير هذه التقنية من قبل المعهد الكوري لبحوث السفن وهندسة المحيطات (KRISO) على الرغم من أن المبدأ قد نوقش لسنوات عديدة ، حيث تم طرحه لأول مرة في ثمانينيات القرن التاسع عشر. قبل ظهور هذا المشروع الكوري الجديد ، كان جهاز OTEC الوحيد قيد التشغيل هو ذلك الذي تشرف عليه جامعة Saga في اليابان. وفقًا لـ Pelc and Fujita (2000) ، يمكن توليد ما يصل إلى 88000 تيراواط ساعة من الطاقة سنويًا دون التأثير على الهيكل الحراري للمحيط الذي يتم فيه نشر هذه الأجهزة. يمكن للأجهزة إنتاج الماء البارد كمنتج ثانوي يمكن استخدامه لتكييف الهواء والتبريد. كانت اليابان الدولة الرئيسية التي تساهم في تطوير OTEC ، منذ حوالي عام 1970 عندما قامت شركة طوكيو للطاقة الكهربائية ببناء مشروع OTEC قبالة جزيرة ناورو. طورت الولايات المتحدة أيضًا مشاريع OTEC ، ولا سيما قبالة سواحل هاواي ، واختبرت الهند جهازًا تجريبيًا بالقرب من تاميل نادو في عام 2002.

راجع أيضًا: لوجستيات الرياح البحرية: السفن المستخدمة في تركيب الرياح البحرية

سيكون جهاز OTEC الجديد قادرًا على العمل على مدار الساعة. إنها تستخدم فرق درجة الحرارة بين الماء البارد في العمق والماء الأكثر دفئًا بالقرب من السطح لتوليد الطاقة عبر حلقة مغلقة من سائل العمل. يتم تبخيره ، يقود مولدًا توربينيًا يولد الطاقة. ثم يتم تكثيفها وتدويرها عبر النظام.

سيتم نشر OTEC في البداية قبالة ساحل جنوب تاراوا في جنوب المحيط الهادئ ، في المياه بعمق 1300 متر. إذا نجح المشروع ، فسيتم زيادته لإنتاج جهاز تجاري بقدرة 100 ميجاوات.

إذا أمكن إثبات التكنولوجيا بنجاح وكانت الحكومات على استعداد لدعمها أثناء تطويرها ، فإن الطاقة المتجددة العائمة لها مستقبل مشرق. العديد من الأصوات داخل القطاع متفائلة ، لا سيما في الآونة الأخيرة ، البروفيسور كارل روس من جامعة بورتسموث ، الذي اقترح في وقت مبكر من هذا العام أن المستقبل يمكن أن يشهد جزرًا عائمة تتضمن تقنيات الطاقة الشمسية وطاقة الرياح والمد والجزر ، وتوليد الطاقة بعيدًا لمعرفة أين سيكونون محصنين ضد المعارضة فيما يتعلق بالضوضاء والقبح ويمكنهم حتى توفير منازل لمجتمعات صغيرة من الناس. سيتم تثبيت هذه الجزر في قاع البحر بواسطة أعمدة أنبوبية ويمكن أن تدعم توربينات الرياح بألواح شمسية تغطي السطح وأجهزة طاقة المد والجزر تحتها. يمكن أن تشمل المناطق المناسبة للنشر بحر الشمال ، قبالة الساحل الغربي لاسكتلندا وربما الامتدادات المفتوحة للقناة الإنجليزية.

هذه رؤية مثيرة للاهتمام ، ولكن لا شك في أن الطاقة المتجددة العائمة هي تقنية مثيرة للغاية مع الكثير من الإمكانات لتحويل نظام الطاقة العالمي إذا كان من الممكن تطويرها وتسويقها بنجاح.


شاهد الفيديو: Floating Seahorse Villa Dubai فيلا تحت الماي في دبي سعرها مليون (كانون الثاني 2021).