از سال 2010 ، انرژی باد رشد پایداری را در سراسر جهان مشاهده کرده است ، به طوری که مقدار انرژی حاصل از باد فراساحلی تولید می شود نزدیک به 30٪ در هر سال. کشورها در سرتاسر جهان برای تأمین نیاز تقاضای رو به رشد و کاهش سریع تولید گازهای گلخانه ای ، نیاز به سرعت بخشیدن به انرژی تجدید پذیر دارند. علیرغم این فوریت ، در حال حاضر باد دریایی کمتر از 1 درصد از منبع برق جهان را تأمین می کند.
بسیاری از مناطق کم عمق آب برای ساخت مزارع بادی در حال توسعه هستند. اما پتانسیل باد در دریایی هنوز هم تا حد زیادی بدون استفاده باقی مانده است ، براساس نمودار ظرفیت نصب شده در سراسر جهان در زیر.
ظرفیت باد دریایی در مقابل دریایی
کلید: باد دریایی = خاکستری روشن و باد ساحل = خاکستری تیره. ایرنا, نویسنده ارائه
دلیل این پتانسیل استفاده نشده این است 80٪ باد بدون وقفه بیشتر در خارج از ساحل - در آب عمیق تر از 60 متر ، که در آن توربین های تعبیه شده در کف دریا برای ساخت و ساز مشکل دارند.
راه حل می تواند مزارع بادی دریایی شناور باشد. چه چیزی آنها را عقب نگه می دارد؟
باد دریایی شناور
تعداد زیادی از توربینهای بادی موجود در خارج از کشور توسط یک فونداسیون ثابت به بستر دریا وصل می شوند - عمدتا یک شمع بزرگ لوله ای از جنس استنلس استیل که به طاق توربین بالاتر از بستر دریا منتقل می شود. این توربین های به اصطلاح ثابت ، محدود به عمق آب 50 یا 60 متر هستند.
اما پروژه های اخیر ، از جمله بادگیر در ساحل اسکاتلند و گلدان شیشه ای نشان می دهد که ساخت توربین های بادی شناور امکان پذیر است. یک توربین تنها شش مگاواتی - مانند آنهایی که در مزرعه هایویند استفاده می شوند - می توانند به اندازه کافی برق برای 4,000 خانه در انگلیس تولید کنند.
اما برای تأمین برق خانگی معادل برای جمعیت جهانی از میلیارد 9 میلیارد توسط 2050 نیاز به چیزی مثل نیم میلیون توربین بادی دریایی - افزایش 100 برابری تعداد فعلی - به علاوه ظرفیت اضافی برای تأمین برق برای تقاضای انرژی آینده.
متأسفانه ، در حالی که مزارع بادی شناور از نظر فنی امکان پذیر هستند ، اما از نظر اقتصادی مناسب نیستند. انجام هر کاری در خارج از کشور است گران. برای ساخت مزرعه بادی ثابت یک گیگاواتی ، هزینه انجام بررسی های لازم سایت در منطقه 15 میلیون پوند است. نصب و راه اندازی مزرعه حدود 650 میلیون پوند خواهد بود ، در حالی که هزینه های جاری برای بهره برداری و نگهداری تقریباً 75 میلیون پوند در سال خواهد بود. در پایان عمر آن ، که ممکن است حدود 25 سال باشد ، 300 میلیون پوند دیگر نیز برای رفع پذیرش لازم است.
با این حال مزارع بادی شناور ، که هنوز در روزهای اولیه طراحی و فناوری خود هستند ، حتی گرانتر هم هستند. در حالی که قیمت تحویل انرژی بادی دریایی در سال 2019 بین 36 و 45 پوند به ازای هر مگاوات ساعت برق است ، حراج های فعلی برای باد شناور قیمت گذاری شده است بیش از دو برابر این مقدار.
ساختارهای دریایی نیز بسیار بزرگ هستند. توربین های شش مگاواتی Hywind به طول 154 متر قطر دارند - هر تیغه به طول هواپیمای A380 طول دارد. توربین زیمنس Gamesa 10 مگاوات قطر روتور 193 متر دارد ، در حالی که آزمایشگاه ملی انرژی تجدیدپذیر آمریکا 15 مگاوات توربین مرجع قطر 240 متر دارد. ساخت ، نصب ، بهره برداری ، نظارت ، حفظ و رفع زیرساخت های این مقیاس ، در اقیانوس ، کاری پیش پا افتاده نیست.
دو تا از پنج توربین مورد استفاده در اولین مزرعه بادی شناور جهان ، Hywind Scotland. Terje Aase / Shutterstock
در حالی که شرکتهای انرژی اغلب در دریا ساخته می شوند ، یک توربین بادی تک شناور انرژی بسیار کمتری نسبت به یک روغن دریایی یا دکل دریایی منفرد تولید می کند. در طول عمر عملیاتی آن ، بسته به اندازه هر دو سازه ، می تواند در دامنه 1,000 برابر کمتر باشد. بنابراین برای عملکرد مشابه انرژی حاصل از تجدیدپذیر ، زیرساختهای بسیار بیشتری لازم است. قرار دادن یک توربین بادی دریایی در دریا و نگه داشتن آن در آنجا باید ارزان تر شود تا بتواند هزینه تولید انرژی حاصل از نفت یا گاز خارج از کشور را برآورده کند.
از مهندسی دریایی سنتی می توان چیزهای زیادی را برای کمک به انتقال به انرژی تجدید پذیر یاد گرفت. اما با انجام کارهای مشابه یا تشدید کارآیی روشها و فناوریهای موجود ، کاهش هزینه های لازم را نمی توان حاصل کرد.
راه حل های فنی
به همین دلیل به احتمال زیاد فناوری های جدیدی را به کار می گیرد تا مزارع بادی شناور از نظر اقتصادی مقرون به صرفه باشد. به عنوان مثال ، استفاده از روبات ها و سایر فناوری های مستقل برای کنترل فعالیت های مهندسی دریایی - از بررسی دریاچه تا کار ، بازرسی و نگهداری از توربین بادی شناور - می تواند خطر را برای کارگران کاهش داده و کنترل کارآمدتری روی این سیستم های پیچیده انجام دهد.
بازرسی های معمول از مزارع بادی دریایی توسط مردم غیرممکن است بر تحولات گسترده ای که امروز ساخته می شود ، و مطمئناً برای کسانی که در آینده برنامه ریزی شده اند. سنسورهای هوشمند ساخته شده در تمام قسمت های یک مزرعه بادی شناور می توانند بطور مداوم نحوه تخریب ساختار را به جای آن ارزیابی کنند.
فراگیری ماشین - که از داده ها برای آموزش رایانه ها برای تصمیم گیری به تنهایی استفاده می کند - می تواند مورد استفاده قرار گیرد تا کارآمدترین لنگر در طول طراحی را به ما بگویید ، یا اینکه اگر یک خط اتصال ممکن است در هنگام خطرات در معرض خرابی باشد.
در حال حاضر ، یادگیری ماشین می تواند از داده های هواشناسی برای کنترل موقعیت پره های توربین استفاده کند ، تا بیشترین میزان انرژی را از آنها ایجاد کند یا از آسیب در بادهای شدید و طوفان جلوگیری کند. روشهای جدید ترکیب فیزیک با یادگیری ماشین می تواند پیش بینی های قابل اعتماد با داده های کمتری ایجاد کند ، که در خارج از ساحل مفید است که جمع آوری داده ها دشوار باشد.
با شروع دولت انگلستان پرس و جو با نوآوری های فناوری که می تواند با تغییر اوضاع مقابله کند ، باد دریایی اولین بندر فراخوان است. با سرمایه گذاری در فناوری آینده ، مزارع بادی شناور می توانند به ظرفیت انرژی تجدیدپذیر کشور و جهان کمک کنند.
سوزان گوروئنه، صندلی مهندسی آکادمی سلطنتی در فن آوری های نوظهور - مهندسی هوشمند و انعطاف پذیر اقیانوس ، دانشگاه ساتمتون
این مقاله از مجله منتشر شده است گفتگو تحت مجوز Creative Commons دفعات بازدید: مقاله.
کتاب های مرتبط
رها کردن: برنامه جامع تر که تا کنون پیشنهاد معکوس گرم شدن جهانی شده است
توسط پل هاوک و تام استایر
در برابر ترس و بی تفاوتی گسترده، یک ائتلاف بین المللی محققان، متخصصان و دانشمندان برای جمع آوری راهکارهای واقع بینانه و جسورانه برای تغییرات آب و هوایی آماده شده است. صد روش و شیوه در اینجا توضیح داده شده است. برخی از آنها به خوبی شناخته شده اند. برخی از شما ممکن است هرگز از آن شنیده نشده است. آنها از انرژی پاک به آموزش دادن دختران در کشورهای با درآمد پایین به شیوه های استفاده از زمین است که کربن را خارج از هوا می کند. راه حل های موجود، از لحاظ اقتصادی قابل اجرا هستند، و جوامع در سراسر جهان در حال حاضر آنها را با مهارت و عزم را در اختیار دارد. موجود در آمازون
طراحی راه حل های آب و هوایی: راهنمای سیاستی برای انرژی کم کربن
توسط هال هاروی، رابی اورویس، جفری ریسمن
با توجه به تأثیرات تغییرات اقلیمی بر ما ، نیاز به کاهش انتشار گازهای گلخانه ای جهانی چیزی فوری نیست. این یک چالش دلهره آور است ، اما فناوری ها و استراتژی های پاسخگویی به آن امروز وجود دارد. مجموعه کوچکی از سیاست های انرژی ، به خوبی طراحی و اجرا شده ، می تواند ما را در مسیر آینده با کربن کم قرار دهد. سیستم های انرژی بزرگ و پیچیده هستند ، بنابراین سیاست انرژی باید متمرکز و مقرون به صرفه باشد. رویکردهای متناسب با همه کارها به سادگی کار را به پایان نمی رسانند. سیاست گذاران به یک منبع جامع و واضح نیاز دارند که سیاست های انرژی را که بیشترین تأثیر را در آینده آب و هوایی ما دارند ، به طور خلاصه بیان کند و نحوه طراحی مناسب این سیاست ها را شرح دهد. موجود در آمازون
این همه چیز تغییر: سرمایه داری در مقابل آب و هوا
توسط Naomi Klein
In این همه چیز تغییر نائومی کلین استدلال می کند که تغییر آب و هوا تنها مسئله دیگری نیست که به طور منظم بین مالیات و مراقبت های بهداشتی ثبت شود. این یک زنگ خطر است که ما را به رفع یک سیستم اقتصادی است که در حال حاضر ما را از بسیاری جهات شکست. کلاین دقیقا برای اینکه چگونه میزان انتشار گازهای گلخانه ای خود را به طور عظیم کاهش می دهد، ما بهترین فرصت را برای کاهش همزمان نابرابری های خفیف، دوباره تصور دموکراسی های شکسته ما و بازسازی اقتصادهای محلی خود داریم. او در معرض نومیدی ایدئولوژیک از انکار کنندگان تغییرات اقلیمی، خطاهای مسیحیت مهندسان ژئواستراتژیک آینده و ناکامی غم انگیز بسیاری از طرح های اصلی جریان سبز قرار می گیرد. و او به طور دقیق نشان می دهد که چرا بازار بازار بحران آب و هوایی را نداشته و نمی تواند آن را حل کند، بلکه بدتر از همه با بدتر شدن روش های استخراج سنگین و اکولوژیکی، همراه با سرمایه داری فاجعه بار است. موجود در آمازون
از ناشر:
خرید در آمازون برای هزینۀ آوردن شما هزینه می کند InnerSelf.comelf.com, MightyNatural.com, و ClimateImpactNews.com بدون هزینه و بدون تبلیغاتی که عادت مرور شما را دنبال می کنند. حتی اگر روی یک لینک کلیک کنید اما این محصولات انتخابی را خریداری نکنید، هر چیزی که شما در همان بازدید از آمازون خریداری می کنید، یک کمیسیون را به ما می دهد. هیچ هزینه اضافی برای شما وجود ندارد، پس لطفا در تلاش باشید. شما همچنین می توانید از این لینک استفاده کنید برای استفاده از آمازون در هر زمان، بنابراین می توانید به حمایت از تلاش های ما کمک کنید.
