ما معنى الرياح البحرية؟

مع تسارع العالم في التحول نحو الطاقة النظيفة والمتجددة, الرياح البحرية برزت كواحدة من أكثر الحلول الواعدة لتلبية الطلب المتزايد على الكهرباء مع الحد من انبعاثات الكربون. ومع وجود موارد رياح هائلة غير مستغلة في المحيطات والبحيرات الكبيرة، تعمل تكنولوجيا الرياح البحرية على تغيير كيفية إنتاج الطاقة وتشكيل مستقبل أنظمة الطاقة العالمية.

في هذه المقالة، سنقوم بشرح ما الرياح البحرية يعنيكيفية عمل مزارع الرياح البحرية، ومكوناتها الرئيسية، واتجاهات التطوير العالمية، ولماذا المصدات الهوائية و مصدات مملوءة بالرغوة تلعب دورًا حيويًا في حماية معدات الرياح البحرية أثناء النقل والتركيب والصيانة.

ما هي الرياح البحرية؟

الرياح البحرية يشير إلى توليد الطاقة الكهربائية باستخدام توربينات الرياح المثبتة في المسطحات المائية، وعادة ما تكون في المحيطات أو البحيرات الكبيرة. وعلى عكس مزارع الرياح البريةالتي يتم بناؤها على اليابسة، بينما يتم بناء مزارع الرياح البحرية على بعد أميال من الساحل حيث تكون سرعة الرياح أقوى وأكثر اتساقاً بشكل عام.

من من منظور الصناعة، تعد الرياح البحرية أكثر من مجرد مصدر للطاقة المتجددة - إنها حجر الزاوية في التوجه العالمي نحو إزالة الكربون وأمن الطاقة.

الرياح البحرية مقابل الرياح البرية

كيف تعمل الرياح البحرية

تستغل مزارع الرياح البحرية الرياح البحرية القوية لإنتاج الكهرباء، باستخدام شبكة من التوربينات والأساسات وأنظمة النقل.

1. ميزة موارد الرياح

فوق المياه المفتوحة، هناك عوائق أقل لتعطيل تدفق الهواء، مما يؤدي إلى:

• سرعات رياح أعلى
• اتساق أكبر
• تقليل الاضطراب
  هذه الخصائص تجعل المواقع البحرية مثالية لتوليد كميات كبيرة من الطاقة المتجددة.

2. هيكل التوربينات

تتكون توربينات الرياح البحرية من عدة مكونات رئيسية:

• الشفرات والمحور - التقاط طاقة الرياح وتدويرها
• نايسيل - يضم المولد وعلبة التروس
• البرج - يرفع الدوّار إلى الارتفاع الأمثل
• المؤسسة - تثبت التوربينات في قاع البحر أو تطفو على سطح الماء

3. عملية تحويل الطاقة

1. تدفع الرياح الشفرات، مما يخلق حركة دورانية
2. يقوم المولد بتحويل الطاقة الميكانيكية إلى طاقة كهربائية
3. كابلات بحرية تنقل الكهرباء إلى محطة فرعية بحرية
4. يتم إرسال الطاقة إلى الشاطئ ودمجها في الشبكة

وبفضل عوامل القدرة الأعلى من الأنظمة البرية، يمكن لمزارع الرياح البحرية توفير طاقة نظيفة وموثوقة على نطاق واسع.

المكونات الرئيسية لمشروع الرياح البحرية

يتطلب بناء وتشغيل مزارع الرياح البحرية بنية تحتية معقدة وهندسة دقيقة.

1. الأسس

تتطلب توربينات الرياح البحرية أساسات قوية لمقاومة الأمواج والتيارات والعواصف. ويمكن تقسيمها إلى فئتين رئيسيتين:

• أساسات ثابتة القاع (للمياه الضحلة حتى 60 مترًا تقريبًا):
  • أحادية الخلية - كومة فولاذية واحدة مدفوعة في عمق قاع البحر
  • السترة - إطار شبكي مثالي للمياه العميقة
  • قاعدة الجاذبية - يستخدم وزنه ليظل مستقراً
  • دلو الشفط - مثبتة عن طريق إحداث فرق في الضغط
• الأسس العائمة (للمياه العميقة التي تتجاوز 60 متراً):
  • منصات سبار
  • المنصات شبه الغاطسة
  • منصات شد الساقين

تعمل التقنيات العائمة على توسيع نطاق وصول الرياح البحرية إلى أعماق المحيطات، مما يطلق العنان لإمكانات هائلة من الطاقة المتجددة.

2. أنظمة النقل الكهربائية

تتطلب مزارع الرياح البحرية شبكة كهربائية قوية:

• الكابلات بين المصفوفة ربط التوربينات داخل المزرعة
• المحطات الفرعية البحرية تجميع وتصعيد الجهد الكهربائي
• كابلات التصدير نقل الطاقة إلى الشبكات البرية

3. حماية معدات الرياح البحرية

تعتمد مزارع الرياح البحرية على النقل الآمن والتركيب الآمن من المعدات الضخمة - الأبراج، والخلايا والشفرات الدوارة التي يتجاوز طولها في كثير من الأحيان 100 متر. خلال هذه العمليات، تعتبر الحماية من أضرار الصدمات أمراً بالغ الأهمية.

المخاطر الشائعة:

• التصادمات بين سفن التركيب والمنصات البحرية
• التلف أثناء نقل المعدات من السفينة إلى الميناء
• التأثيرات العرضية الناجمة عن المد والجزر والأمواج والتيارات القوية

دور المصدات

للحد من هذه المخاطر، تُستخدم المصدات البحرية المتخصصة على نطاق واسع:

• المصدات الهوائية
  • مصدات مملوءة بالهواء مصممة لامتصاص طاقة الصدمات
  • توفير حاجز ناعم ومرن بين السفن والصنادل والمنصات البحرية
  • ضرورية عند نقل مكونات توربينات الرياح ووضعها في البحر
• مصدات مملوءة بالرغوة
  • مصنوعة من قلب إسفنجي صلب وقشرة خارجية واقية
  • الحفاظ على الطفو حتى في حالة الثقب
  • مثالية للبيئات البحرية القاسية ذات الأمواج العاتية والرياح القوية

من خلال دمج المصدات الهوائية و مصدات مملوءة بالرغوة في العمليات الخارجية، يمكن للشركات أن تقليل تلف المعدات, انخفاض التكاليف التشغيليةو ضمان سلامة المشروع.

مزايا الرياح البحرية

• ناتج الطاقة العالية - رياح أقوى وأكثر ثباتاً تزيد من الكفاءة
• توليد الطاقة القابلة للتطوير - مثالية لمشاريع الطاقة المتجددة واسعة النطاق
• الحفاظ على الأراضي - لا توجد منافسة على استخدام الأراضي
• دعم الحياد الكربوني - يلعب دورًا رئيسيًا في تحقيق أهداف صافي الصفر العالمي

التنمية العالمية لطاقة الرياح البحرية

تنمو طاقة الرياح البحرية بسرعة في جميع أنحاء العالم، مدفوعة بالسياسات الحكومية والابتكار التكنولوجي وانخفاض التكاليف.

1. أوروبا: الشركة الرائدة عالمياً

• المملكة المتحدة - رائد عالمي بمشاريعه الواسعة النطاق في بحر الشمال
• ألمانيا والدنمارك - الرواد في تكنولوجيا الرياح البحرية
• هولندا وبلجيكا - توسيع القدرة الاستيعابية بنشاط

2. الولايات المتحدة: سوق صاعدة

• أهداف طموحة على طول ساحل المحيط الأطلسي
• استثمارات كبيرة في مشاريع طاقة الرياح البحرية العائمة

3. آسيا: المنطقة الأسرع نمواً

• الصين - الآن أكبر سوق للرياح البحرية في العالم، وتتصدر سوق الرياح البحرية في العالم من حيث السعة المركبة
• اليابان وكوريا الجنوبية - التركيز على الحلول العائمة في المياه العميقة

4. توقعات السوق

وفقًا لتوقعات الصناعة، يمكن أن تتجاوز طاقة الرياح البحرية العالمية 500 جيجاوات بحلول عام 2050مما يجعلها حجر الزاوية في استراتيجيات الطاقة المتجددة في جميع أنحاء العالم.

الاتجاهات المستقبلية

• الرياح البحرية العائمة - فتح مياه أعمق وموارد أكبر
• الجيل التالي من التوربينات - أكبر حجماً وأكثر قوة وفعالية من حيث التكلفة
• التكامل مع الهيدروجين الأخضر - استخدام الطاقة البحرية لإنتاج الهيدروجين
• الرقمنة والصيانة الذكية - المراقبة القائمة على الذكاء الاصطناعي والتحليلات التنبؤية

خاتمة

الرياح البحرية تعيد تشكيل مشهد الطاقة العالمي من خلال تسخير رياح المحيطات القوية لإنتاج طاقة كهربائية نظيفة ومتجددة على نطاق واسع. ومع ذلك، فإن بناء مزارع الرياح البحرية وصيانتها ينطوي على تحديات لوجستية وتقنية كبيرة - خاصة عند نقل وتركيب مكونات التوربينات الضخمة في البيئات البحرية القاسية.

هذا هو المكان المصدات الهوائية و مصدات مملوءة بالرغوة تأتي في. من خلال ضمان عمليات أكثر أمانًا للسفن وحماية المعدات الحيوية من الأضرار الناجمة عن الصدمات، تلعب حلول التصدّي البحرية هذه دورًا أساسيًا في دعم نمو صناعة طاقة الرياح البحرية.

ومع تطور التكنولوجيا وتسارع وتيرة الاستثمار العالمي، ستظل طاقة الرياح البحرية في قلب عملية انتقال العالم إلى مستقبل الطاقة المستدامة.