بلندترین توربین بادی جهان ساخته شد

آلمان با ساخت توربین بادی به ارتفاع ۳۶۵ متر در شهر شپکائو، قصد دارد تولید انرژی بادی را به ارتفاعات جدیدی برساند.

این سازه تقریباً با برج تلویزیونی مشهور برلین در میدان الکساندرپلاتز هم‌ارتفاع است و با هدف بهره‌برداری از بادهای قوی‌تر و پایدارتر ساخته شده. این پروژه همچنین بررسی می‌کند که آیا می‌توان با افزودن توربین‌های بسیار مرتفع به مزارع بادی موجود، ظرفیت تولید برق آن‌ها را افزایش داد یا خیر.

این توربین آزمایشی را شرکت مهندسی گیکون برای آژانس فدرال آلمان در حوزه نوآوری‌های تحول‌آفرین، موسوم به اشپرایند (SPRIND)، ساخته. هدف این طرح، آزمایش روشی تازه برای تولید برق بیشتر در مکان‌هایی است که هم‌اکنون به بهره‌برداری از انرژی بادی اختصاص دارند.

توربین گیکون حدود ۲۵ متر از نمونه آزمایشی ۲۶ مگاواتی شرکت چینی دونگ‌فانگ الکتریک بلندتر است. آن توربین برای استفاده در دریا طراحی شده، اما در یک محل آزمایش زمینی نصب شده. با این حال، ارتفاع سازه و ظرفیت نامی تولید برق دو معیار متفاوت به شمار می‌روند. توربین‌های فراساحلی معمولاً از بادهای قوی‌تر و کم‌تلاطم‌تر بهره می‌برند و حمل‌ونقل دریایی نیز بخشی از محدودیت‌های جابه‌جایی قطعات عظیم با جاده را برطرف می‌کند.

گیکون مسیر متفاوتی را انتخاب کرده و ارتفاع محور توربین خود را به ۳۰۰ متر رسانده تا از بادهای قوی‌تر و پایدارتر در ارتفاعات بالای خشکی استفاده کند. این توربین آزمایشی با ظرفیت ۳٫۸ مگاوات، از نظر ارتفاع رکوردشکن به شمار می‌رود، اما ظرفیت نامی آن بسیار کمتر از نمونه چینی است.

طراحی متفاوت برای دستیابی به ارتفاع بیشتر

توربین گیکون از نظر ارتفاع، از چند نمونه شاخص دیگر در خشکی نیز پیشی می‌گیرد. توربین وستاس V172-7.2 MW در وینبرگ آلمان، در بالاترین نقطه نوک پره به ارتفاع ۲۸۵ متر می‌رسد. شرکت وستاس و گروه ماکس بوگل این سازه را بلندترین برج توربین بادی تولیدشده به‌صورت انبوه در جهان معرفی کرده‌اند. پیش از آن نیز توربین نصب‌شده در گایل‌دورف با ارتفاع ۲۴۶٫۵ متر، رکورددار این حوزه بود.

در چین، شرکت سانی با مدل Sany SI-270150 ابعاد بزرگی را از جنبه‌ای دیگر به نمایش می‌گذارد. این توربین از قطر روتور ۲۷۰ متر و ظرفیت نامی ۱۵ مگاوات برخوردار است؛ معیاری که با ارتفاع کلی سازه تفاوت دارد.

برای دستیابی به چنین ارتفاعی، طراحی گیکون ترکیبی از یک توربین بادی متعارف، سازه نگهدارنده مشبک فولادی و برج داخلی تلسکوپی را به کار می‌گیرد. این مکانیزم امکان می‌دهد برج داخلی تا موقعیت عملیاتی خود بالا برود، بدون آنکه لازم باشد کل سازه در ارتفاع نهایی مونتاژ شود. شرکت برای مرحله نهایی بالا بردن برج از سامانه تخصصی جک‌کشی با رشته‌های فولادی استفاده کرد؛ روشی که با کمک دسته‌های کابل یا رشته‌های فولادی، سازه‌های سنگین را بالا می‌برد. پس از رسیدن برج داخلی به ارتفاع موردنظر، آن را در موقعیت عملیاتی تثبیت کردند.

گیکون مدعی شده که طراحی این سامانه می‌تواند در مقایسه با یک توربین متعارف با قطر روتور مشابه، تقریباً دو برابر برق تولید کند. هدف اصلی، افزایش بازده انرژی در طول زمان است، نه صرفاً دستیابی به ظرفیت نامی بالاتر. این شرکت همچنین ساخت نسخه‌های آینده با ظرفیت نامی بیش از ۷ مگاوات را در نظر دارد. البته ظرفیت نامی به‌تنهایی نشان نمی‌دهد که یک توربین در طول یک ماه یا یک سال چه مقدار برق تولید خواهد کرد؛ مجموع برق تولیدشده در این بازه زمانی، بازده انرژی آن را مشخص می‌کند.

آزمایش عملکرد و برنامه توسعه توربین‌های مرتفع

گیکون در ۲۹ سپتامبر از تکمیل عملیات بالا بردن سازه خبر داد و آن را دومین سازه بلند آلمان توصیف کرد. بر اساس گزارش آسوشیتدپرس، در آن زمان هنوز سیم‌کشی داخلی توربین باقی مانده بود و مراسم افتتاح آن برای ۱۹ نوامبر برنامه‌ریزی شده بود.

رسیدن به ارتفاع هدف، موفقیتی مهم در زمینه ساخت‌وساز محسوب می‌شود، اما هنوز اطلاعات قطعی درباره میزان تولید سالانه برق، هزینه‌های عملیاتی و دوام سازه در اختیار نیست. گیکون و اشپرایند در حال تدوین راهبردی برای تجاری‌سازی این فناوری هستند و هدف آن‌ها رسیدن به تولید انبوه است.

ارزیابی‌های اولیه نشان می‌دهد که آلمان ممکن است ظرفیت نصب حداکثر ۴۰۰۰ برج بادی مرتفع را در مزارع بادی موجود داشته باشد. این رقم هنوز یک برآورد از ظرفیت بالقوه است، اما نشان می‌دهد که پروژه شپکائو فراتر از ثبت رکورد ارتفاع پیش می‌رود و می‌تواند زمینه‌ساز توسعه گسترده این فناوری در آینده باشد.

پیش از آنکه این طرح به مجموعه‌ای بزرگ از توربین‌های مرتفع تبدیل شود، نمونه نصب‌شده در شپکائو باید نشان دهد که افزایش ارتفاع در عمل چه مزایایی به همراه دارد. گیکون قصد دارد با استفاده از نتایج این آزمایش، یک مزرعه بادی شامل سه تا پنج توربین فوق‌مرتفع طراحی کند. این مرحله می‌تواند گامی میانی برای رسیدن به تولید انبوه و استفاده گسترده‌تر از این فناوری باشد.

برای ارزیابی پایداری، امنیت و نگهداری این زیرساخت، راهنمای پشتیبانی شبکه را نیز مطالعه کنید.