فكرة شركة Alphabet المملوكة لمكاني ( جوجل في عام 2014) إرسال طائرات ورقية عالية التقنية (طائرات بدون طيار مربوطة) لمئات الأمتار في السماء لتوليد الكهرباء باستخدام الرياح المستمرة. وبفضل هذه التقنيات، أصبح من الممكن توليد طاقة الرياح على مدار الساعة. ومع ذلك، فإن التكنولوجيا اللازمة لتنفيذ هذه الخطة بالكامل لا تزال قيد التطوير.
اجتمعت العشرات من الشركات والباحثين الملتزمين بإنشاء تقنيات طاقة عالية في السماء في مؤتمر عقد في مدينة جلاسكو باسكتلندا الأسبوع الماضي. وقد قدموا نتائج الأبحاث والتجارب والاختبارات الميدانية والنمذجة التي تصف آفاق وفعالية التكلفة لمختلف التقنيات التي توصف مجتمعة بأنها طاقة الرياح المحمولة جواً (AWE).
في أغسطس/آب، أجرت شركة ماكاني تكنولوجيز، ومقرها ألاميدا بولاية كاليفورنيا، رحلات تجريبية لتوربينات الرياح الجوية الخاصة بها، والتي تسميها الشركة طائرات ورقية للطاقة، في بحر الشمال، على بعد حوالي 10 كيلومترات قبالة ساحل النرويج. وفقًا للرئيس التنفيذي لشركة ماكاني، فورت فيلكر، فإن اختبار بحر الشمال يتكون من إطلاق الطائرة الشراعية وهبوطها، يليه اختبار طيران ظلت فيه الطائرة الورقية محلقة لمدة ساعة في ظل رياح معاكسة قوية. كان هذا أول اختبار للمحيطات لمولدات الرياح من الشركة. ومع ذلك، تطير شركة ماكاني نسخًا بحرية من طائراتها الورقية التي تعمل بالطاقة في كاليفورنيا وهاواي.
"في عام 2016، بدأنا في إطلاق طائراتنا الورقية بقدرة 600 كيلووات في الرياح المعاكسة - وهو الوضع الذي يتم من خلاله توليد الطاقة في نظامنا. وأشار السيد فيلكر إلى أنه "لقد استخدمنا نفس النموذج للاختبار في النرويج". وبالمقارنة، فإن ثاني أقوى طائرة ورقية تعمل بطاقة الرياح يجري تطويرها اليوم قادرة على توليد 250 كيلووات. "يركز موقع الاختبار الخاص بنا في هاواي على إنشاء نظام طائرة ورقية كهربائية للتشغيل المستمر والمستقل."
التجارب النرويجية تثبت فوائد AWE. النموذج الأولي من طراز M26 الذي يبلغ طوله 600 مترًا، والذي تم بناؤه جزئيًا بدعم من شركة Royal Dutch Shell Plc، لا يتطلب سوى عوامة ثابتة لتشغيله. تتعرض توربينات الرياح التقليدية لأحمال رياح أكبر بكثير على شفراتها الضخمة ويجب وضعها بقوة على الهياكل المثبتة في قاع البحر. وبالتالي، فإن مياه بحر الشمال، حيث تصل الأعماق إلى 220 مترا، هي ببساطة غير مناسبة لتوربينات الرياح التقليدية، التي لا يمكن أن تعمل عادة إلا في أعماق أقل من 50 مترا.
وكما أوضح دوج ماكلويد، المدير الفني للبرنامج في AWEC2019، فإن مئات الملايين من الأشخاص الذين يعيشون بالقرب من المحيط ليس لديهم مياه ضحلة قريبة، وبالتالي غير قادرين على تسخير طاقة الرياح البحرية. وقال ماكلويد: "لا توجد حاليًا تكنولوجيا متاحة يمكنها تسخير طاقة الرياح اقتصاديًا في هذه المواقع". "وبفضل تكنولوجيا مكاني، نعتقد أنه سيكون من الممكن الاستفادة من هذا المورد غير المستغل."
وقال إن العوامة الخاصة بهيكل الطائرة M600 مصنوعة من مواد موجودة في منصات النفط والغاز. M600 عبارة عن طائرة أحادية السطح بدون طيار مزودة بثمانية دوارات ترفع الطائرة بدون طيار إلى السماء من وضع عمودي على العوامة. بمجرد أن تصل الطائرة الورقية إلى الارتفاع - يمتد الكابل حاليا 500 متر - تتوقف المحركات وتتحول الدوارات إلى توربينات رياح مصغرة.
وقال رولاند شميهل، أحد منظمي AWEC2019 والأستاذ المشارك في هندسة الطيران في جامعة دلفت للتكنولوجيا في هولندا، إن الدوارات الثمانية، التي ينتج كل منها 80 كيلووات، سمحت للشركة بإنشاء نظام مثير للإعجاب يصعب على الشركات الأخرى التغلب عليه. وقال: "الفكرة هي إثبات التطبيق العملي للطيران في البحر بطائرة ورقية بقدرة 600 كيلووات". "ومن الصعب حتى على معظم الشركات الناشئة أن تتخيل الحجم الهائل للنظام".
وأشار رئيس شركة ماكاني فورت فيلكر إلى أن الهدف من الرحلات الجوية التجريبية لشهر أغسطس في بحر الشمال لم يكن إنتاج طاقة قريبة من قدرة التوليد المقدرة لهيكل الطائرة. وبدلاً من ذلك، كانت الشركة تجمع البيانات التي يمكن لمهندسي مكاني استخدامها الآن لإجراء المزيد من عمليات المحاكاة والاختبارات أثناء تطوير نظامهم.
وقال: "أكدت الرحلات الجوية الناجحة أن نماذج رحلات الإطلاق والهبوط والرياح المتقاطعة من منصة عائمة دقيقة بالفعل". "وهذا يعني أنه بإمكاننا استخدام أدوات المحاكاة الخاصة بنا بثقة لاختبار تغييرات النظام - حيث ستؤدي آلاف ساعات الطيران المحاكاة إلى إزالة المخاطر عن تقنيتنا قبل التسويق التجاري."
المصدر: 3dnews.ru