العنفات الريحية في البحار والمحيطات Offshore Wind Turbines

الرياح عبارة عن حركة الهواء, بما أن سطح الأرض مكون من تضاريس مختلفة الارتفاع و مسطحات مائية مختلفة التي تقوم بامتصاص الإشعاع الشمسي بشكل غير متساوٍ مما ينتج عن ذلك تسخين غير متساوٍ لسطح الكرة الأرضية فينشأ عنه حركة الهواء التي تتجلى على شكل الرياح.

خلال العصر الحديث تم الاستفادة من الطاقة الريحية بشكل رئيسي لتوليد الطاقة الكهربائية من خلال استخدام العنفات الريحية, حيث تندفع الرياح عبر شفرات العنفة الريحية مسببة قوة رفع (مشابهة للقوة التي تنتج على طرفي أجنحة الطائرة) تؤدي هذه القوة إلى تدوير الشفرات والتي بدورها تكون مرتبطة بمحور دوران بدوره مرتبط( عبر أوبدون علبة سرعة) بمولدة كهربائية تعمل على توليد الكهرباء.

تقنية العنفات الريحية في البحار قد تطورت كثيراً خلال الفترة الماضية بحيث أصبحت تُعتبر مساهم كبير في تأمين احتياجاتنا من الطاقة, حيث أدخلت بعض الدول الأوروبية كالدنمارك وألمانيا وبريطانيا هذه التقنية كمساهم رئيسي في شبكاتها الكهربائية, والعديد من كبرى الشركات في العالم تشارك وتتنافس بقوة في هذه الصناعة.

الميزة الأساسية للعنفات الريحية في البحر عن تلك على اليابسة:

الرياح البحرية تميل للتدفق بسرعة وقوة أكبرمن الرياح على اليابسة, ذلك لأن خشونة سطح البحر أقل منها عند اليابسة وعوائق هبوب الرياح أقل وبالتالي فإن ذلك يسمح للعنفات الريحية بتوليد طاقة كهربائية بشكل أكبر.

وبما أن الطاقة المستخرجة من الرياح تتناسب مع مكعب السرعة الريحية , فإن أي زيادة بسيطة في السرعة الريحية لعدة (أميال ب الساعة) يمكنها أن تحقق زيادة ملحوظة في الطاقة الكهربائية المتولدة , على سبيل المثال العنفة الريحية المتواجدة في موقع سرعة الرياح فيه 16 ميل بالساعة (تقريباً 7 متر بالثانية) تنتج أكثر ب 50% من نفس العنفة المتواجدة في موقع سرعة الرياح فيه 14 ميل بالساعة تقريباً (6 م بالثانية)

ميزات توضع العنفات الريحية في البحر بالنسبة للعنفات على اليابسة:

1- انخفاض نسبة الضجيج الصوتي: إن العنفات الريحية خلال عملها تعمل على بعث صوت مزعج والذي أدى إلى التسبب بمشاكل للناس الذين يسكنون في المناطق المجاورة للمحطة الريحية, حتى أن بعض المزارعين يشتكون بأن مواشيهم تتأثر بالضجيج الصادر عن شفرات العنفة الريحية, لذلك تواجد العنفات الريحية في البحر يخفف من تأثير هذه المشكلة سواء على الإنسان أو الحيوانات التي تعيش في المناطق المجاورة.

2- لا تشكل تهديد على حياة الطيور المهاجرة: العنفات الريحية المتواجدة على ارض اليابسة غالبأ ما تسبب مقتل العديد من الطيور المصطدمة بشفراتها المتحركة, على الرغم من أن هذه المشكلة تعمل بعض الدول التي تعتمد على طاقة الرياح على تفاديها بعدم إنشاء محطات ريحية على طريق هجرة الطيور, العنفات الريحية المتوضعة في البحار تنهي هذه المشكلة حيث أن الطيور غالباً ما تطير فوق المحيطات.

3- لا يوجد للعنفات الريحية تأثير بصري كبير حيث أنها تتوضع بعيدة عن أماكن السكن, فهي لا تؤثر على المنظر العام.

السلبية الوحيدة للعنفات الريحية في البحار بالنسبة للعنفات على اليابسة هو الكلفة : حيث تُعتبرهذه السلبية الأكبر حيث من الممكن أن تزيد كلفة الطاقة المولدة عن هذه العنفات بحوالي (2.5 إلى 3.5 مرة) عن تلك المتواجدة على اليابسة ولكن على أية حال مازالت العنفات الريحية في البحار صناعة قيد التطوير وهذه الكلفة العالية ستنخفض مع الزمن, وهذه التكلفة عالية بسبب ظروف العمل الصعبة لتركيب وصيانة العنفات في البحار والتي تتطلب الاستعانة بسفن خاصة لتركيبها في مياه البحر.

الأساسات المستخدمة لتثبيت العنفات الريحية في البحار :

الأساسات المستخدمة حالياً في مشاريع العنفات الريحية البحرية الحالية يمكن تصنيفها على الشكل التالي:

Mono -pile: عبارة عن ركيزة من الستيل التي تدفن لمسافة 10 إلى 25 متراً تحت قاع البحر

Gravity foundation: حالياً هذا النمط الأكثر استخداماً في العنفات الريحية البحرية, حيت يتألف من قاعدة كبيرة خرسانية أو مصنوعة من الستيل والتي تتمدد على قاع البحر, وبالتالي فإن ضمان ثبات العنفة في البحر يعتمد على الجاذبية.

Tripod foundation: يوجد 3 دعامات لهذا التصميم وبنهاية كل واحدة يوجد ركيزة تُدفن في قاع البحر على مسافة مابين 10 إلى 20 متر, وذلك تبعاً لظروف التربة البحرية, ويُستخدم هذا التصميم في المياه العميقة ولكن إلى الآن لم يتم استخدامه في المشاريع الريحية البحرية بشكل كبير.

الأساسات المستخدمة للعنفات الريحية في المياه العميقة:

على الرغم من أن توضع العنفات الريحية في المياه العميقة له إمكانيات توليد طاقة كهربائية كبيرة إلا أن استخدام هذه العنفات بالشكل التجاري لم يتم حتى الآن . والعديد من التصميمات الهندسية لهذه العنفات تم اقتباسها من صناعة النفط والغاز. الفائدة من توضع العنفات الريحية في المياه العميقة يعود لعاملين :

- الرياح في عرض البحر تكون أقوى منها عند الشاطئ

- والمشاريع في هذه الحالة ستكون بعيدة عن خط الشاطئ , ولن يكون لها أثير سمعي او تلوث بصري على أحد وبالتالي نخفض من معارضة إقامتها.

طبعاً الكلفة المرتفعة جداً لمثل هذا النوع من المشاريع يشكل أحد اهم التحديات التي تواجه استخدام تكنولوجيا العنفات الريحية في المياه العميقة.

وفيما يلي أنماط من أساسات العنفات الريحية العائمة في المياه العميقة:

المصدر:http://offshorewind.net/Other_Pages/Questions.html


عن الكاتب

م.هبه الحلبي

م.هبه الحلبي
مهندسة طاقة كهربائية / طاقات متجددة تخرجت عام 2009 من جامعة دمشق/ كلية الهندسة الميكانيكية والكهربائية عضو في مشروع سوا (الأكاديمية العالمية للأعمال المستدامة), الذي يهدف لإعادة توجيه السياسات والإجراءات في سوريا نحو الاستدامة بما يتوافق مع التوجه العالمي عملت كمهندسة طاقات متجددة في قسم تطوير المشاريع في شركة سنا/ مرافق صفحة الكاتب
لا يوجد تعليقات - أضف تعليق

أضف تعليق

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *

بإمكانك استخدام وسوم و صفات HTML : <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <strike> <strong>

تابعنا
FacebookGooglePlusLinkedInTwitterRSS
النشرة البريدية

اشترك بالنشرة البريدية للرسائل الإخبارية:

شارك
استفتاءات

كيف وجدت التصميم الجديد للموقع ؟

View Results

Loading ... Loading ...