پایگاه تحلیلیخبری ایراسین؛ صنعت انرژی بادی در سالهای اخیر با پیشرفتهای چشمگیری در طراحی و ساخت توربینها همراه بوده است؛ بهگونهای که افزایش ابعاد پرهها، بلندتر شدن برجها، استفاده از حسگرها و سامانههای کنترلی پیشرفته و ساخت توربینهایی با ظرفیت تولید بالاتر، بهرهوری و توان تولید مزارع بادی را افزایش داده است. همزمان، فناوریهایی مانند توربینهای بادی شناور، سامانههای بادی هوابرد و توربینهای بدون پره در حال توسعه هستند که میتوانند امکان بهرهبرداری از منابع بادی در مناطقی را فراهم کنند که استفاده از توربینهای متعارف در آنها دشوار یا غیراقتصادی است.
این تحولات در شرایطی رخ میدهد که کشورها برای تسریع گذار انرژی و کاهش وابستگی به سوختهای فسیلی، سرمایهگذاری بیشتری در توسعه انرژیهای تجدیدپذیر انجام میدهند. شرکتهای فعال در صنعت انرژی نیز با افزایش سرمایهگذاری در تحقیق و توسعه، به دنبال ساخت تجهیزات بادوامتر و کارآمدتر هستند.
بر اساس برآورد مؤسسه Wood Mackenzie، ظرفیت جدید انرژی بادی جهان در سال ۲۰۲۶ به حدود ۱۶۰ گیگاوات خواهد رسید. این رقم حدود ۶ درصد کمتر از سال ۲۰۲۵ است؛ سالی که با نصب رکورد ۱۷۰ گیگاوات ظرفیت جدید، یکی از بالاترین سطوح توسعه انرژی بادی را به ثبت رساند. به گفته این مؤسسه، پایان یک چرخه پنجساله توسعه در چین از عوامل مؤثر بر کاهش ظرفیت جدید در سال ۲۰۲۶ خواهد بود.
در آمریکا نیز پیشبینی شده است بین سالهای ۲۰۲۵ تا ۲۰۲۹ حدود ۴۶ گیگاوات ظرفیت جدید بادی نصب شود. با این حال، سیاستهای دولت ترامپ که روند توسعه پروژههای بادی را با محدودیتهایی مواجه کرده است، میتواند بر چشمانداز این صنعت در سالهای آینده اثر بگذارد.
نسل جدید توربینها چگونه کارآمدتر شدهاند؟
بخش قابلتوجهی از پیشرفتهای صنعت باد در یک دهه گذشته به طراحی توربینها مربوط میشود. توربینهای مدرن عموماً دارای روتوری با دو یا سه پره هستند که روی یک هاب نصب میشود. پرهها انرژی جنبشی باد را هنگام چرخش دریافت میکنند و این انرژی به انرژی مکانیکی تبدیل میشود. سپس انرژی مکانیکی از طریق محور و جعبهدنده به ژنراتور منتقل و در نهایت به برق تبدیل میشود.
در نسل جدید توربینها، طراحی پرهها بهطور چشمگیری تغییر کرده است. پرههای بزرگتر و سبکتر میتوانند انرژی بیشتری از جریان باد دریافت کنند و حتی در سرعتهای پایینتر باد نیز عملکرد مناسبی داشته باشند. این تحول باعث شده است استفاده از توربینهای بادی در مناطق بیشتری امکانپذیر شود.
برای نمونه، قطر روتور برخی از بزرگترین توربینهای جهان، از جمله GE Haliade-X، به حدود ۲۲۰ متر میرسد. از سوی دیگر، برخی توربینهای جدید به حسگرها و عملگرهایی مجهز شدهاند که میتوانند زاویه پرهها را بهصورت لحظهای تنظیم کنند تا میزان دریافت انرژی از باد افزایش یابد.
ارتفاع توربینها نیز افزایش یافته و برخی از آنها اکنون بیش از ۱۵۰ متر ارتفاع دارند. افزایش ظرفیت تولید هر واحد نیز یکی دیگر از روندهای مهم صنعت است؛ بهطوری که ظرفیت برخی توربینهای مدرن از ۱۵ مگاوات فراتر رفته است. افزایش ظرفیت هر توربین به این معناست که برای تولید حجم مشخصی از برق پاک، به تعداد کمتری توربین نیاز خواهد بود.
توربینهای شناور، مسیر ورود به آبهای عمیق
یکی از مهمترین حوزههای نوآوری در صنعت باد، توسعه توربینهای فراساحلی شناور است. بخش قابلتوجهی از ظرفیت بالقوه انرژی باد در دریا در مناطقی قرار دارد که عمق آب آنها بیش از ۶۰ متر است و نصب توربینهای دارای پایه ثابت در چنین مناطقی از نظر فنی یا اقتصادی دشوار خواهد بود.
توربینهای شناور میتوانند امکان دسترسی به این منابع بادی را فراهم کنند، اما هزینه و پیچیدگی نصب، دشواری تعمیرات و وزن بالای بخش بالایی توربین از جمله موانعی هستند که توسعه این فناوری را محدود کردهاند.
در همین راستا، استارتآپ اسپانیایی Optimised Generators در قالب پروژه اتحادیه اروپا موسوم به LIGHTWIND، یک ژنراتور توربین بادی ۱۵ مگاواتی توسعه داده است. این طراحی نسبت به مدلهای موجود سبکتر، ارزانتر و تعمیرپذیرتر معرفی شده و میتواند به کاهش بخشی از چالشهای فنی توربینهای شناور و توسعه مزارع بادی در آبهای عمیق کمک کند.
تولید برق بادی در ارتفاع ۲ کیلومتری
نوآوری در صنعت باد به توربینهای زمینی و دریایی محدود نمانده است. در چین، آزمایش موفقیتآمیزی روی یک سامانه بادی هوابرد انجام شده که قادر است در ارتفاع حدود ۲ هزار متری برق تولید کند.
سامانه S2000 Stratosphere Airborne Wind Energy System در استان سیچوان آزمایش شد و محققان در این آزمایش توانستند برق تولیدشده را از طریق کابلهای هوایی به سطح زمین منتقل و به شبکه برق ارسال کنند.
این سامانه از یک سکوی هوابرد شبیه کشتی هوایی و توربینهای بادی تشکیل شده است. قرار گرفتن تجهیزات در ارتفاع بالا میتواند امکان بهرهبرداری از جریانهای باد قویتر و پایدارتر را فراهم کند و در آینده، دامنه جغرافیایی تولید برق بادی را گسترش دهد.
توربینهای بدون پره برای مناطق شهری
در کنار توربینهای بزرگ متعارف، فناوریهای متفاوتی نیز در حال توسعه هستند که یکی از آنها توربینهای بدون پره است.
استارتآپ Vortex یک توربین بدون پره به ارتفاع حدود ۳ متر توسعه داده که از یک استوانه عمودی با بخش بالایی خمیده و یک میله الاستیک تشکیل شده است. این سازه در اثر جریان باد دچار نوسان میشود و انرژی حاصل از این ارتعاش برای تولید برق مورد استفاده قرار میگیرد.
این شرکت امیدوار است فناوری مذکور بتواند در مناطق شهری و مسکونی مورد استفاده قرار گیرد؛ مناطقی که نصب توربینهای بادی سنتی به دلیل محدودیتهای فضایی یا شرایط محیطی دشوار است.
دیوید یانز، مخترع فناوری Vortex Bladeless، تأکید کرده است که این فناوری قرار نیست جایگزین مزارع بادی سنتی شود، بلکه میتواند در مناطقی به کار گرفته شود که توربینهای متعارف برای آنها مناسب نیستند.
آینده صنعت باد؛ از افزایش ظرفیت تا گسترش مرزهای جغرافیایی
تحولات اخیر نشان میدهد صنعت انرژی بادی تنها به افزایش تعداد توربینها متکی نیست، بلکه مسیر توسعه آن به سمت توربینهای بزرگتر، کارآمدتر، هوشمندتر و متنوعتر حرکت کرده است.
افزایش طول پرهها و ارتفاع برجها، استفاده از سامانههای کنترلی پیشرفته و افزایش ظرفیت تولید هر توربین، بهرهوری تجهیزات موجود را افزایش داده است. در عین حال، توربینهای شناور میتوانند منابع بادی آبهای عمیق را در دسترس قرار دهند و فناوریهای هوابرد و بدون پره نیز امکان تولید برق در مناطقی را مطرح کردهاند که پیشتر برای توربینهای متعارف مناسب نبودند.
با ادامه سرمایهگذاری در تحقیق و توسعه، بخشی از این فناوریها میتوانند در سالهای آینده وارد مراحل گستردهتری از تجاریسازی شوند. در نتیجه، آینده انرژی بادی بیش از گذشته به توانایی صنعت برای افزایش ظرفیت هر واحد، کاهش هزینه تولید، دسترسی به منابع جدید باد و سازگار کردن فناوری با موقعیتهای جغرافیایی متنوع وابسته خواهد بود.
نظر شما