تم الكشف عن توربينات الرياح الخالية من الشفرات لأول مرة، وطريقة عملها مدهشة

(دان تري) - لا حاجة لشفرات المروحة، ولا ضوضاء، ولا ضرر للطيور، ولكن الآلة لا تزال قادرة على توليد مئات الواط من الكهرباء النظيفة.

لأول مرة، إنشاء توربينات رياح بدون شفرات: حل نظيف وآمن وصديق للبيئة

أعلن علماء في المملكة المتحدة مؤخرًا عن التصميم الأمثل لتوربينات الرياح عديمة الشفرات. تُعدّ هذه خطوةً مهمةً في رحلة تطوير الطاقة المتجددة.

تحسين التصميم باستخدام المحاكاة

نموذج طاقة الرياح بدون شفرات (الصورة: RE).

في دراسة نشرت في مجلة الطاقة المتجددة ، استخدم فريق بقيادة الدكتور ويريك ماليك في كلية جيمس وات للهندسة، جامعة غلاسكو (المملكة المتحدة)، لأول مرة، محاكاة الكمبيوتر للعثور على التصميم الأكثر كفاءة لتوربينات الرياح الخالية من الشفرات (BWT).

على عكس التوربينات التقليدية التي تولد الكهرباء من خلال دوران الشفرات، يعمل جهاز BWT على أساس ظاهرة الاهتزاز الناجم عن الدوامة (VIV).

عندما تهب الرياح، يهتز عمود رأسي إذا تطابق تردد الرياح مع التردد الطبيعي للهيكل. تُولّد هذه الحركة طاقة ميكانيكية تُحوّل بدورها إلى كهرباء.

قام الفريق بمحاكاة آلاف من تكوينات التصميم المختلفة لتحسين الطاقة والمتانة والاستقرار في ظروف الرياح المختلفة. وكانت النتيجة تقدمًا هائلاً في الكفاءة.

معدات مدمجة وعالية الطاقة وصديقة للبيئة

التصميم الأمثل هو عمود بارتفاع 80 سم وقطر 65 سم، قادر على توليد ما يصل إلى 460 واط، وهو أعلى بكثير من النماذج الأولية السابقة (حوالي 100 واط).

وفي الوقت نفسه، يمكن لهذا الجهاز العمل بثبات في نطاق سرعة الرياح من 32 إلى 112 كم/ساعة، مما يُظهر قدرة عالية على التكيف مع الظروف البيئية الفعلية.

بالمقارنة مع توربينات الرياح التقليدية، تتمتع BWT بالعديد من المزايا المتميزة:

- تشغيل سلس، لا يصدر أي ضوضاء تقريبًا، مناسب للبيئات الحضرية والسكنية.

- هيكل بسيط وأجزاء متحركة قليلة مما يقلل من تكاليف الإنتاج والصيانة.

- لا يوجد خطر على الطيور، وهي مشكلة شائعة مع التوربينات ذات الشفرات بسبب تأثير ضبابية الحركة الذي يمنع الطيور من إدراك الخطر عند الطيران فوقها.

- يشغل مساحة صغيرة، وسهل التركيب على العديد من المقاييس المختلفة، حتى على سطح المنزل.

وعلق الدكتور مالك بأن توربينات الرياح الخالية من الشفرات هي أحد الاتجاهات المحتملة للمساعدة في توسيع نطاق تطبيق طاقة الرياح في الحياة اليومية، وخاصة في الأماكن التي لا يمكن فيها نشر توربينات كبيرة.

وبناءً على منصة المحاكاة التي تم تطويرها، قال الفريق إنه يمكنه توسيع نطاق التصميم لبناء إصدارات أكبر من BWT، مع مخرجات طاقة تبلغ 1000 وات أو أكثر.

وسوف يؤدي هذا إلى جعل طاقة الرياح أكثر سهولة في الوصول إليها، ليس فقط على مستوى مزارع الرياح الصناعية ولكن أيضًا على مستوى الأسر الفردية والشركات الصغيرة والسكن.

ويعتبر هذا حلاً مكملاً فعالاً لنظام الطاقة المتجددة، في سياق التحول العالمي القوي نحو خفض الانبعاثات وزيادة الكهرباء النظيفة والتحرك نحو التنمية المستدامة.

وأكد فريق البحث أن "هذا الجهاز أكثر من مجرد جهاز لتوليد الطاقة، بل هو أيضًا مثال نموذجي للجمع بين تكنولوجيا المحاكاة الحديثة ومبادئ الفيزياء الأساسية لإنشاء حل عملي وصديق للبيئة".

ومن خلال إزالة العناصر المعقدة مثل علب التروس أو الأعمدة أو الشفرات، والاستفادة الجيدة من الاهتزازات الطبيعية، يمكن أن تصبح توربينات الرياح الخالية من الشفرات رمزًا جديدًا للبساطة التكنولوجية الممزوجة بالكفاءة العالية.

المصدر: https://dantri.com.vn/khoa-hoc/may-dien-gio-khong-canh-lan-dau-lo-dien-cach-hoat-dong-gay-bat-ngo-20250710163804969.htm