تینا مزدکی_ برای دهه‌ها، توربین‌های بادی از یک طراحی پایه و یکسان پیروی کرده‌اند؛ سازه‌های تنومند و بلندی که به پره‌های چرخنده غول‌پیکر مجهز شده‌اند تا وزش باد را به جریان الکتریسیته تبدیل کنند. در حالی که تولیدکنندگان بزرگ جهان برای ساخت توربین‌های روزافزون بزرگ‌تر با پره‌هایی به طول بیش از ۱۰۰ متر رقابت می‌کنند، یک شرکت اسپانیایی رویکردی کاملاً متفاوت و منحصربه‌فرد را در پیش گرفته است.
دستگاه ابداعی این شرکت به جای داشتن پره‌های چرخان، یک دکل عمودی و باریک است که با وزش باد به لرزه درمی‌آید تا برق تولید کند. این فناوری که توسط شرکت «وورتکس بلیدلس» (Vortex Bladeless) توسعه یافته است، تنها بخشی از وزن یک توربین سنتی را دارد و کاملاً فاقد پره‌های چرخنده است. اگرچه نمونه‌های اولیه فعلی این دستگاه الکتریسیته بسیار کمتری نسبت به توربین‌های بادی بزرگ تجاری و نیروگاهی تولید می‌کنند، اما محققان بر این باورند که این طراحی می‌تواند فرصت‌های جدیدی را برای تولید انرژی‌های تجدیدپذیر در مقیاس کوچک و در مکان‌هایی که استفاده از توربین‌های سنتی غیرعملی است، فراهم کند.
طراحی ساده‌تر این سیستم می‌تواند هزینه‌های تعمیر و نگهداری را به شدت کاهش دهد، خطرات ناشی از برخورد پره‌ها با پرندگان و خفاش‌ها را به حداقل برساند و دسترسی به انرژی بادی را برای خانه‌ها، جوامع دورافتاده و مکان‌های شهری — که نصب یا بهره‌برداری بهینه از توربین‌های سنتی بزرگ در آن‌ها دشوار است — تسهیل کند. مهندسان همچنان در حال بهینه‌سازی این فناوری هستند تا کارایی و دوام آن را بهبود بخشند و دامنه کاربردهای عملی آن را گسترش دهند. هرچند بعید است که این طرح جایگزین مزارع بادی بزرگ و سنتی شود، اما مفهوم توربین‌های بدون پره می‌تواند مکمل سیستم‌های انرژی تجدیدپذیر موجود در مکان‌های نامناسب برای توربین‌های سنتی باشد.
چرا مهندسان در حال توسعه توربین‌های بادی بدون پره هستند؟
توربین‌های بادی سنتی راندمان بسیار بالایی دارند اما حمل‌ونقل، نصب و نگهداری آن‌ها بسیار هزینه‌بر است. پره‌های بزرگ آن‌ها به فضای قابل‌توجهی نیاز دارد و می‌تواند سروصدا ایجاد کند؛ در حالی که برخی مطالعات نشان داده‌اند که این پره‌ها در مناطق خاصی می‌توانند عامل برخورد و مرگ پرندگان و خفاش‌ها باشند.
یک توربین بدون پره بسیاری از این چالش‌ها را برطرف می‌کند. از آنجا که این سازه فاقد پره‌های چرخان است، ساختار آن سبک‌تر، کم‌صداتر و از نظر مکانیکی ساده‌تر است. حذف گیربکس‌ها، یاتاقان‌ها و سیستم‌های کنترل زاویه پره (Pitch-Control) نیز تعداد قطعاتی را که ممکن است به مرور زمان دچار خرابی و نقص فنی شوند، به شدت کاهش می‌دهد.
طبق اعلام شرکت وورتکس بلیدلس، این فناوری قرار نیست جایگزین مزارع بادی بزرگ شود. در عوض، برای تولید انرژی توزیع‌شده طراحی شده است؛ یعنی تأمین برق حسگرها، ایستگاه‌های پایش از راه دور، تأسیسات خارج از شبکه سراسری (Off-Grid) و ساختمان‌های کوچکی که استفاده از توربین‌های سنتی در آن‌ها غیرعملی یا غیراقتصادی است.
محدودیت‌های توربین‌های بادی بدون پره
اگرچه این طراحی جدید بسیار خلاقانه است، اما این محصول در زمینه تجاری‌سازی هنوز در مراحل اولیه و نوپای خود قرار دارد.
بزرگ‌ترین مدل توربین عملیاتی تولیدشده توسط این شرکت، در حال حاضر تنها حدود ۱۰۰ وات انرژی تولید می‌کند؛ این در حالی است که توربین‌های بادی مدرن میلیون‌ها وات (مگاوات) انرژی تولید می‌نمایند. از این رو، توربین‌های بادی بدون پره هرگز نمی‌توانند به طور کامل جایگزین مزارع بادی بزرگ نیروگاهی شوند.
در حال حاضر تلاش‌ها و تحقیقات بیشتری در جریان است تا این فناوری کارآمدتر، بادوام‌تر و مقیاس‌پذیرتر شود. این تکنولوژی می‌تواند در آینده برای تأمین انرژی زیرساخت‌های شهرهای هوشمند، حسگرهای کشاورزی، تجهیزات مخابراتی و اینترنت اشیاء (IoT) مورد استفاده قرار گیرد.
کارشناسان به طور فزاینده‌ای بر این باورند که آینده انرژی‌های پاک به جای اتکا به یک راه‌حل واحد، بر ترکیبی از فناوری‌های مختلف استوار خواهد بود. توربین‌های بادی بزرگ به تولید الکتریسیته برای شبکه‌های برق ادامه خواهند داد، در حالی که اختراعات کوچک‌تر دیگر ممکن است برای کاربردهای خاصی که نمی‌توانند روش‌های سنتی را در خود جای دهند، مفید و کارآمد باشند.
توربین بدون پره می‌تواند در کنار سایر منابع مانند پنل‌های خورشیدی، باتری‌ها و مزارع بادی سنتی مورد استفاده قرار گیرد تا توان باد را در محیط‌های شهری، مناطق دورافتاده و مناطق حساس از نظر زیست‌محیطی به کار گیرد. با وجود اینکه این سیستم یک اختراع در حال توسعه است، توربین‌های بدون پره نشان می‌دهند که مهندسان در حال بازنگری و تفکر متفاوت درباره قدیمی‌ترین منابع انرژی تجدیدپذیر هستند. با کمک ارتعاشات، توربین‌های بادی بدون پره می‌توانند به روش دیگری برای تولید الکتریسیته با استفاده از یکی از قدیمی‌ترین منابع انرژی روی زمین تبدیل شوند.
منبع: timesofindia
۵۸۳۲۲
