اختصاصی شبکه علمی ثریا- توربین های بادی در حال حاضر به اندازه یک آسمان خراش هستند. آیا محدودیتی برای افزایش حجم آنها وجود دارد؟ در سال ۲۰۲۳ در حدود ۱۰۰ مایلی سواحل شمال شرقی انگلستان، بزرگترین توربین های بادی جهان شروع به تولید برق خواهند کرد. در اولین مرحله توسعه مزرعه بادی دور از ساحل از هالیاد ایکس جنرال الکتریک استفاده میشود توربینی که بیش از یک چهارم کیلومتر از سطح دریا تا بالاترین نقطه یعنی نوک تیغه ارتفاع دارد. اگر یکی را در لندن قرار دهید، سومین سازه بلند شهر خواهد بود. هر یک از سه تیغه آن بلندتر از ارتفاع برج ساعت بیگ بن خواهند بود و (Dogger Bank) در نهایت نزدیک به ۳۰۰ عدد از این غول ها را در اختیار خواهد داشت. تنها دو دهه از ساخت اولین مزرعه بادی دریایی مناسب در بریتانیا در سواحل شمال ولز می گذرد. توربینهای آن هر کدام میتوانستند ۲ مگاوات (MW) برق در شرایط ایدهآل تولید کنند که در آن زمان بسیار زیاد به حساب میآمد. در مقابل (Haliade X) فقط قادر به تولید ۱۳ مگاوات برق هستند و با توربینهای ۱۵ مگاواتی تنها یک یا دو سال دیگر فاصله دارند. پس چرا اندازه توربین ها با چنین سرعتی افزایش می یابد و آیا محدودیتی برای بزرگ شدن آنها وجود ندارد؟ به طور خلاصه باید محدودیتی وجود داشته باشد اما هنوز هیچ کس اندازه ای برای آن قرار نداده است.

توربین های بزرگ، برق ارزان:
پنج سال پیش، صنعت بادی فراساحلی امیدوار بود تا سال ۲۰۲۰ قیمت انرژی خود را به کمتر از ۱۰۰ پوند در هر مگاوات ساعت در پروژههای جدید در آبهای بریتانیا کاهش دهد. حتی در آن سطح پروژهها در مقایسه با سایر انواع تولید برق همچنان به یارانههای دولتی برای مقرونبهصرفهسازی اقتصادی متکی بودند. اما در واقع هزینهها به سرعت کاهش یافت تا جایی که توسعهدهندگان مزرعه بادی فراساحلی به زودی متعهد شدند برق خود را با قیمتهای بسیار پایینتر بفروشند. امروزه، توسعهدهندگان در حال ساخت مزارع بادی مانند (Dogger Bank) هستند که در آن متعهد به قیمتهای زیر ۵۰ پوند در هر مگاوات ساعت هستند. این امر باعث رقابت توربین های بادی فراساحلی با دیگر اشکال تولید برق می شود و به طور موثر نیاز به یارانه را از بین می برد. عامل اصلی در کاهش این هزینهها اندازه توربین بود. توربینهای بزرگتر سریعتر از آنچه که همه در این بخش انتظار داشتند وارد بازار شدند.
تیغه ها نمی توانند خیلی سریع بچرخند
در تئوری، توربین ها می توانند بزرگتر شوند. به هر حال یک تیغه بزرگتر در حین چرخش انرژی را از باد در ناحیه وسیع تری استخراج می کند که الکتریسیته بیشتری تولید می کند. اما برخی از محدودیت های مهندسی وجود دارد. یکی مربوط به فرسایش تیغه ها در اثر برخورد آنها با قطرات باران و آب دریا است. برای طراحی های فعلی، سرعت نوک تیغه ها باید به ۹۰ متر در ثانیه محدود شود (که با سرعت کمتر از ۲۰۰ مایل در ساعت کار می کند) تا از فرسایش جلوگیری شود. بنابراین، با بزرگتر شدن توربینها و بلندتر شدن پرهها، روتورهای آنها باید آهستهتر بچرخند. نتیجه کاهش سرعت روتور این است که برای تولید همان مقدار نیرو، پره ها باید باد را تا حد بیشتری منحرف کنند. این منجر به افزایش شدید نیرو در کل توربین می شود. ما می توانیم این نیروهای بالا را تنها با افزایش وزن وهزینه توربین برطرف کنیم و این بدان معناست که نقطهای که در آن توربین بیسود میشود و در آن هزینه اضافی دیگر برای ارزش برق اضافی تولید شده وجود ندارد خیلی زودتر از زمانی که فکر می کنیم فرا میرسند. همچنین با بلندتر شدن تیغه ها انعطاف پذیرتر می شوند. این امر کنترل کامل آیرودینامیک جریان باد در اطراف آنها را دشوارتر می کند و اطمینان از برخورد پره ها به برج توربین در شرایط باد شدید دشوارتر می شود.

محدودیت های لجستیکی:
با این حال، چالشهای مهندسی مانند این را میتوان در بلندمدت حل کرد. این بدان معناست که توربینهای بادی بهجای هرگونه محدودیت فیزیکی در طراحی توربین، احتمالاً از نظر اندازه توسط تولید، نصب و مسائل عملیاتی محدود میشوند. فقط حمل پره ها و برج ها از کارخانه به محل دیگر و مونتاژ توربین وقتی به آنجا می رسید چالش های بزرگی را به همراه دارد. هر یک از آن تیغه های با اندازه بزرگ باید به صورت یک تکه ارسال شود. این به بنادر عظیم، کشتیهای غولپیکر و جرثقیلهایی نیاز دارد که بتوانند با خیال راحت و قابل اطمینان در دوردستها و دور از ساحل کار کنند. این جایی است که به احتمال زیاد محدودیت از آنجا حاصل می شود.
شما می توانید این محدودیت ها را در عمل در بریتانیا مشاهده کنید، که توسط دریاهای بادخیز و کم عمق احاطه شده است که برای تولید انرژی عالی هستند. با وجود این بریتانیا احتمالاً هدف بلندپروازانه خود را برای بیش از سه برابر کردن ظرفیت بادی فراساحلی خود تا سال ۲۰۳۰ از دست خواهد داد. این به دلیل فناوری یا کمبود سایت های خارج از کشور نیست. صنعت قادر به تولید سریع توربین نخواهد بود و زیرساخت بندر و تعداد کشتی ها و جرثقیل های مناسب و کارگران با مهارت های لازم بعید است کافی باشد.
بنابراین، اگر بریتانیا میخواهد از آنچه تاکنون یک موفقیت فوقالعاده برای اقتصادش بوده به حداکثر برسد، تمرکزشان اکنون باید از کاهش هزینههای خالص به توسعه مهارتهای کارگران و زنجیره تامین در خارج از ساحل تغییر یابد. ما مطمئن هستیم که توربینها بزرگتر خواهند شد، اما گمان میکنیم دارای سرعت کمتری نسبت به آنچه در سالهای اخیر دیدهایم داشته باشند. اگر توربین ها در فاصله ۱۰۰ مایلی دور از ساحل مستقر شوند آیا کسی اهمیت می دهد؟ به هر حال، عموم مردم برای دیدن آنها حضور نخواهند داشت.
هدایتهای روشنگرانه رهبر شهید در حوزه علم و فناوری
شماره جدید مجله دانشمند منتشر شد
چه کسی بر پیکر رهبر کبیر انقلاب نماز اقامه کرد؟
میزبانی دانشگاه امیر کبیر از ۳۰۰۰ نفر از زائرین مراسم تشییع رهبر شهید
ماموریت نجات تلسکوپ ناسا آغاز شد
دعوت جهاددانشگاهی از دانشگاهیان برای حضور در مراسم تشییع رهبر شهید
تأکید بر صیانت از اقتدار ملی و تبعیت از رهبری در مذاکرات آتی
آمادگی دانشگاه علامه برای اسکان ۶ هزار زائر مراسم تشییع رهبر شهید
قابلیت جدید چت در تلگرام دردسرساز شد
توجه رهبر شهید به نخبگان؛ تحول سیاستگذاری علمی با محوریت نوآوری و نسل جوان
نقشۀ مسدودی خیابانهای منتهی به مصلی تهران
حضور سردار سید مجید موسوی در مراسم وداع با رهبر شهید انقلاب
رزمندگان هوافضای سپاه در آماده باش کامل عملیاتی
کشف یک سیاره قابل سکونت در ۲۵ سال نوری از زمین
چگونه ناتوانی دولت قاجار و ظلم دشمن، «قحطی بزرگ»را در جنگ جهانی رقم زد؟
دعوت معاون علمی رئیس جمهور از نخبگان برای حضور در آیین تشییع رهبر شهید
دعوت ستاد کانونهای مساجد از مردم برای حضور در تشییع رهبر شهید
تصویری از یادبود کودکان مظلوم و شهید میناب
بازدید سردار وحیدی از بیمارستان موقت مصلای تهران
آیا تو را تشییع میکنیم، یا بخشی از هویت خویش را؟
رقیب چینی جدید اوپن ای آی و آنتروپیک از راه رسید
جمعیت حاضر در مقابل ورودی های منتهی به مصلی تهران
رهبر شهید انقلاب اسلامی، حکمرانان را خادمان ملت میدانستند
رهبر شهید: متن تاریخ، منظومه معرفت، میراث تمدن
واکنش زینب سلیمانی به آخرین وداع با رهبر شهید در حسینیه امام
سوء استفاده آمریکا و اسرائیل از هوش مصنوعی در جنگ
هماکنون انتظار دلدادگان رهبر شهید برای ورود به مصلی تهران
بسیج اپراتورها برای مدیریت ترافیک ارتباطی در مراسم تشییع رهبر شهید
گامی تازه در درمان نابینایی برداشته شد
مرحله کتبی آزمون پذیرش فلوشیپ پزشکی برگزار شد
دعوت بسیج اساتید برای شرکت در بدرقه باشکوه پیکر مطهر آقای شهید ایران
دانشگاهها برای وداع با رهبر شهید انقلاب آماده میشوند
اسرار آیفون ۱۸پرو در وب تاریک فاش شد
«حرف دلم را قورت دادم» روایتی صمیمی برای بیان احساسات و دغدغههای نوجوانان
قابلیت تازه واتس اپ برای چت کردن بدون افشای شماره موبایل
۴.۵ میلیون دانشآموز در مدارس غیردولتی تحصیل میکنند
فراخوان روایت وداع برای ثبت خاطرات مردمی از بدرقه رهبر شهید انقلاب
استفاده دانشجویان از هوش مصنوعی نظام ارزشیابی را با چالش مواجه کرده است
وزیر آموزش و پرورش: تشدید نظارت بر عملکرد مدارس غیردولتی الزامی است
۴۰ مدرسه قرچک برای اسکان زائران مراسم وداع رهبر شهید آماده میشود
مدرسه کانون هویتسازی و پرورش عزت و امید است
لایحه ایمنی آنلاین کودکان و نوجوانان در مجلس آمریکا تصویب شد
چگونه عاشورا به سرچشمه حقیقت تبدیل شد؟
کشف این ژن راز شکست بسیاری از بارداریها را آشکار میکند
اولین تصویر تابوت متعلق به رهبر شهید انقلاب و خانواده ایشان
کاروان هنرهای نمایشی «بدرقه خورشید» راهی ۶ استان میشود
لحظهبهلحظه وداع ملت با رهبر شهید انقلاب از امواج رادیو قرآن شنیدنی میشود
گریم متفاوت بازیگر بچه مهندس پربازدید شد+عکس
علت فوت فرزاد جمشیدی چه بود؟
آزمون انتخاب سردفتر اسناد رسمی در شهریورماه برگزار میشود
حل مشکلات استخدامی اعضای هیئت علمی جدید در دستور کار دانشگاه تهران
قائممقام بنیاد ملی نخبگان: صدور مرحلهای کارت نخبگی بنیاد ملی نخبگان آغاز شد
اساسنامه جدید مؤسسات آموزش عالی غیردولتی توسط پزشکیان ابلاغ شد
تاخیر یک ساله در تشکیل جلسه شورای عالی فضای مجازی
تأمین کمکهزینه درمان زوجین نابارور/اعطای بسته سیسمونی به دانشجوی مادر
پیگیری اجرای مصوبه افزایش حقوق اساتید/بیش از ۴۰ درصد اساتید دانشگاه فاقد مسکن
۳ لایه پنهان تسلیحاتیسازی استارتاپها برای قتل عام سایبری و نظامی
رقابت جدید علمی بریکس؛ فرصت همکاری دانشمندان ایرانی با ۵ کشور عضو بریکس
اینستاگرام به دنبال شخصی سازی الگوریتم کاربران
جزئیات آزمون ارزیابی علمی متقاضیان انتقال رشته فیزیوتراپی از خارج اعلام شد
استرالیا جریمه شبکههای اجتماعی را دو برابر کرد
یک طرح جدید: یارانه غذای دانشجویان از ترم آینده مستقیم به کیف پول آنها واریز میشود
هواپیمای فضایی چین یک شیء مرموز را در مدار رها کرده است
آزمایش موشک «استارشیپ» پیش از پرواز سیزدهم با موفقیت به سرانجام رسید
صنعت هوانوردی اعلام کرد: ضایعات غذایی به سوخت جت تبدیل میشوند
شمارش معکوس تا پرتاب جدیدترین فناوری فضایی «اسپیسایکس» آغاز شد
جدیدترین خبر از وضعیت فاطمه شکری بازیگر پیشکسوت
اکران فیلم استخر سروش صحت به تعویق افتاد
سری جدید انیمیشن «داستان اسباببازی» همه رقبا را کنار زد
پیشنهاد وزیر علوم برای جذب دانشجویان پاکستانی در دانشگاه سیستان و بلوچستان
شرایط پذیرش در آزمون کاردانی به کارشناسی فرهنگیان اعلام شد
فراهم شدن امکان ویرایش حوزه آزمون پذیرش دستیار تخصصی
زیرساختهای فرسوده ناسا دیگر پاسخگوی ماموریتهای «آرتمیس» نیستند
راز کندی تنبلها کشف شد
تأثیر پنهان طعمهای محبوب سیگار الکترونیکی بر قلب را جدی بگیرید
آیا خاطرات را میتوانیم بخوریم؟
عکس روز ناسا از ماراتن مریخ منتشر شد
کاروان دانشآموزی ایران با بهترین شرایط به ژیمنازیاد اعزام شود
دستورالعمل فعالیتهای تابستانی مدارس ابلاغ شد
کلاسهای جبرانی تابستانی دانش آموزان از ۱۵ تیرماه آغاز میشود
علت فوت فرزاد جمشیدی چه بود؟
تأمین کمکهزینه درمان زوجین نابارور/اعطای بسته سیسمونی به دانشجوی مادر
حل مشکلات استخدامی اعضای هیئت علمی جدید در دستور کار دانشگاه تهران
دعوت بسیج اساتید برای شرکت در بدرقه باشکوه پیکر مطهر آقای شهید ایران
رقابت جدید علمی بریکس؛ فرصت همکاری دانشمندان ایرانی با ۵ کشور عضو بریکس
مرحله کتبی آزمون پذیرش فلوشیپ پزشکی برگزار شد
لحظهبهلحظه وداع ملت با رهبر شهید انقلاب از امواج رادیو قرآن شنیدنی میشود
پیگیری اجرای مصوبه افزایش حقوق اساتید/بیش از ۴۰ درصد اساتید دانشگاه فاقد مسکن
«حرف دلم را قورت دادم» روایتی صمیمی برای بیان احساسات و دغدغههای نوجوانان
اساسنامه جدید مؤسسات آموزش عالی غیردولتی توسط پزشکیان ابلاغ شد
تاخیر یک ساله در تشکیل جلسه شورای عالی فضای مجازی
۴۰ مدرسه قرچک برای اسکان زائران مراسم وداع رهبر شهید آماده میشود
کاروان هنرهای نمایشی «بدرقه خورشید» راهی ۶ استان میشود
اولین تصویر تابوت متعلق به رهبر شهید انقلاب و خانواده ایشان
۴.۵ میلیون دانشآموز در مدارس غیردولتی تحصیل میکنند
۳ لایه پنهان تسلیحاتیسازی استارتاپها برای قتل عام سایبری و نظامی
وزیر آموزش و پرورش: تشدید نظارت بر عملکرد مدارس غیردولتی الزامی است
بسیج اپراتورها برای مدیریت ترافیک ارتباطی در مراسم تشییع رهبر شهید
گامی تازه در درمان نابینایی برداشته شد
استفاده دانشجویان از هوش مصنوعی نظام ارزشیابی را با چالش مواجه کرده است
دانشگاهها برای وداع با رهبر شهید انقلاب آماده میشوند
مدرسه کانون هویتسازی و پرورش عزت و امید است
کشف این ژن راز شکست بسیاری از بارداریها را آشکار میکند
چگونه عاشورا به سرچشمه حقیقت تبدیل شد؟
گریم متفاوت بازیگر بچه مهندس پربازدید شد+عکس
آزمون انتخاب سردفتر اسناد رسمی در شهریورماه برگزار میشود
قابلیت تازه واتس اپ برای چت کردن بدون افشای شماره موبایل
اسرار آیفون ۱۸پرو در وب تاریک فاش شد
لایحه ایمنی آنلاین کودکان و نوجوانان در مجلس آمریکا تصویب شد
قائممقام بنیاد ملی نخبگان: صدور مرحلهای کارت نخبگی بنیاد ملی نخبگان آغاز شد
نظراتی که حاوی توهین یا افترا به اشخاص ،قومیت ها ،عقاید دیگران باشد و یا با قوانین کشور وآموزه های دینی مغایرت داشته باشد منتشر نخواهد شد - لطفاً نظرات خود را با حروف فارسی تایپ کنید.