الطاقة والبيئة

يطور المهندسون توربينات الرياح لتسخير قوة الأعاصير

يطور المهندسون توربينات الرياح لتسخير قوة الأعاصير


طور المهندسون اليابانيون توربينات رياح شديدة الصلابة قادرة على تسخير القوى الهائلة للأعاصير.

يقوم أتسوشي شيميزو ، مهندس المشروع ، بتطوير توربينات الرياح التي تستفيد من تأثير ماغنوس لتسخير قوة الرياح العاصفة الناتجة في الإعصار بأمان.

منذ عام 2011 ، تم إغلاق برنامج اليابان النووي بسبب المخاوف المحيطة بانهيار فوكوشيما. بينما كان من المتوقع أن تولد البلاد 60%من الطلب على الكهرباء من خلال المولدات النووية ، الفكرة قائمة الآن حيث أن غالبية المفاعلات لا تزال نائمة.

حاليا ، تواجه البلاد أزمة طاقة ، مما أدى إلى ضرورة استيراد حوالي 84٪ من احتياجاتها من الطاقة. البعثات التي أدخلت توربينات الرياح التقليدية فشلت إلى حد كبير نتيجة للطقس القاسي.

"لعقود من الزمان ، جلبت اليابان توربينات الرياح على الطراز الأوروبي ، غير المصممة لمناطق الأعاصير ، وقمت بتركيبها دون دراسة متأنية - لقد تعطلت بالكامل تقريبًا ،"

يقول شيميزو.

"الأعاصير ليست سوى كارثة" ،

ومع ذلك ، يعتقد شيميزو أنه يستطيع تحويل القوى المدمرة إلى حل لأزمات الطاقة في اليابان. مما لا يثير الدهشة ، أن الأعاصير تحتوي على طاقة لا تصدق تنتج رياحًا هائلة تقطع عمومًا توربينات الرياح المستخدمة عادةً.

يمكن لعاصفة واحدة فقط أن تنتج طاقة حركية مكافئة "لنحو نصف قدرة توليد الكهرباء في جميع أنحاء العالم" ، كما أفاد مختبر المحيط الأطلسي لعلوم المحيطات والأرصاد الجوية. إذا كان من الممكن تخزين الطاقة من عاصفة واحدة ، فإن اليابان سيكون لديها ما يكفي من الطاقة 50 سنة.

بينما تشتهر العواصف بتدمير توربينات الرياح ، تعتقد تشاليرجي أن توربينات الرياح الجديدة ستكون قادرة على تسخير الكثير من الطاقة المهدرة. تتميز التوربينات بأربعة أعمدة مزودة بشفرة تسد الرياح من جانب واحد.

يعتمد تأثير ماغنوس على مبدأ تدوير الأشياء. عندما يدور الجسم ، فإنه يخلق منطقة ضغط أعلى وأقل. الاتجاه الذي يتحرك فيه الجسم الدوار يتلاعب بسرعة الهواء أثناء مروره. يوجه جانب الجسم الذي يدور في اتجاه الحركة الهواء للتحرك إلى الخلف بشكل مستقيم. ومع ذلك ، على الجانب الآخر من الجسم ، يتم توجيه الرياح قليلاً نحو الجانب المقابل ، مما ينتج عنه قوة صافية عمودية على الحركة (أو في حالة وجود جسم ثابت ، عموديًا على اتجاه الرياح). في حالة توربينات الرياح الجديدة ، يتحقق التأثير من خلال ربط أعمدة دورانية مع زعانف مثبتة على جانب واحد. عندما تهب الرياح ، يتعرض جانب واحد من العمود لقوة عمودية على الريح ، وبالتالي يتسبب في دورانه.

يمكن بناء الهياكل لتحمل الرياح الشديدة ، مما يجعل التوربينات مثالية في البيئات التي تحتوي على رياح من شأنها أن تلحق الضرر بالتوربينات.

التوربين مبتكر ، ومع ذلك ، مثل كل تقنية متجددة ، فإنه مكلف للغاية للتنفيذ على نطاق واسع. على الرغم من أن اليابان قد لا يكون لديها خيار آخر حيث يستمر الطقس في قصف البلاد برياح قوية بشكل لا يصدق.

يمكن التحقق من تأثير ماغنوس من خلال الفيديو أدناه.

بقلم مافريك بيكر


شاهد الفيديو: مروحة هوائية لتوليد الكهرباء بأدوات بدائية