با تداوم نااطمینانیهای ژئوپلیتیک که عرضه سوختهای فسیلی در جهان را محدودتر کرده است، کشورهای زیادی در حال بررسی گزینههای خود برای یافتن منابع انرژی جایگزین هستند. انرژی هستهای همچنان یک گزینه بحثبرانگیز باقی مانده است؛ آن هم در شرایطی که پیامدهای فجایعی مانند چرنوبیل هنوز دههها بعد ادامه دارد، اما در عین حال، بهترین راهکار بسیار کارآمد محسوب میشود. یک نیروگاه هستهای متوسط و معمولی میتواند حدود ۹۰۰ مگاوات برق تولید کند که برای تامین انرژی صدها هزار خانه کافی است. منابع انرژی تجدیدپذیر مانند باد و خورشید کمتر بحثبرانگیز هستند، اما برای تامین انرژی همان تعداد خانه، به تعداد بسیار بیشتری از آنها نیاز خواهید داشت. حال این سوال پیش میآید، برای جایگزینی یک راکتور هستهای به چند توربین بادی نیاز است؟ با اِروتِک همراه باشید.
به گفته «جان پارسونز»، معاون مرکز تحقیقات سیاست انرژی و محیط زیست دانشگاه امآیتی (MIT)، برابری با خروجی یک راکتور هستهای متوسط به معنای ساخت تقریباً ۸۰۰ توربین بادی است. عوامل مختلفی وجود دارند که باید در نظر گرفته شوند؛ از جمله اینکه وقتی یک نیروگاه هستهای را روشن میکنید، تمام مدت با حداکثر ظرفیت خود کار میکند. از سوی دیگر، مزارع بادی به عوامل بیرونی (مانند وزش باد) وابسته هستند.
برای ساخت چنین مزرعه بادی عظیمی، اگر متراژ کل پروژه را بسنجید، به حدود ۱۰۰۰ برابر زمین بیشتری نسبت به یک راکتور هستهای نیاز خواهید داشت. بخش زیادی از این زمین، فضای بین هر توربین است که پتانسیل استفاده به عنوان زمین کشاورزی را دارد، اما حتی اگر فقط فضایی را که خود توربینها اشغال میکنند اندازه بگیرید، این مزرعه بادی همچنان ۱۰ برابر بیشتر از راکتور هستهای فضا اشغال خواهد کرد.
محققان در حال تلاش برای توسعه توربینهای بادی کارآمدتر هستند
انرژی بادی و خورشیدی همچنان بسیار سازگارتر با محیط زیست (سبزتر) از سوختهای فسیلی هستند و تقریباً تمام آلایندههای آنها در طول فرآیند ساخت قطعات و احداث نیروگاهها تولید میشود. با این حال، نیاز به زمین وسیع و هزینههای تولید برای ساخت این نیروگاهها همچنان از عوامل محدودکننده اصلی در حال حاضر به شمار میروند.
پژوهشگران همچنان به کار بر روی راههایی برای کارآمدتر کردن انرژی بادی و خورشیدی ادامه میدهند؛ بهطوری که یک شرکت در چین در حال حاضر مشغول توسعه توربینهای بادی منحصربهفردی است که به جای ساخته شدن روی زمین، در هوا پرواز میکنند. به گزارش نشریه دولتی گلوبال تایمز (Global Times) چین، این توربین بادی هوابرد که شبیه به ترکیبی از یک کشتی هوایی (بالن) و یک موشک کارتونی است، اولین پرواز آزمایشی خود را با موفقیت در ژانویه ۲۰۲۶ انجام داد.
این توربین در ارتفاع ۲۰۰۰ متری از سطح زمین کار میکند و در معرض بادهای قویتر و مداومتری نسبت به توربینهای بادی سنتی مستقر در زمین قرار دارد. این باد قویتر به آن اجازه میدهد تا انرژی به مراتب بیشتری تولید کند که این انرژی سپس از طریق کابلی که آن را به زمین متصل کرده، منتقل میشود. یکی از محققان این پروژه در گفتگو با گلوبال تایمز گفت که آنها پیشبینی میکنند از این توربین به عنوان منبع تامین انرژی در مناطق دورافتاده و همچنین به عنوان «مکمل سیستمهای سنتی انرژی بادی زمینی» استفاده شود.
دادههای جمعآوریشده در طول پرواز اولیه نشان داد که نمونه اولیه این توربین هوابرد میتواند تا ۳ مگاوات برق تولید کند. این بدان معناست که تنها ۳۰۰ عدد از این توربینها میتوانند با خروجی یک راکتور هستهای برابری کنند، در حالیکه برای این کار به ۸۰۰ توربین زمینی متوسط نیاز است.
وقتی صحبت از توربینهای بادی میشود؛ هرچه بزرگتر، بهتر!
اگرچه نمونه اولیه توربین بادی چینی نویدبخش بهنظر میرسد، اما هنوز به مرحله تولید انبوه نرسیده است. بر اساس گزارشها، در صورت عرضه، سازندگان آن قصد دارند در ابتدا بازار چین را در اولویت قرار دهند؛ بنابراین میتوان با اطمینان فرض کرد که بقیه جهان به این زودیها با استفاده از توربینهای بادی شناور برق تولید نخواهند کرد. خوشبختانه، این تنها راهی نیست که محققان برای کارآمدتر کردن توربینهای بادی تلاش میکنند.
یکی از پیشرفتهایی که در حال حاضر در حال رخ دادن است، معرفی توربینهای بادی زمینی با ابعاد روزافزون است. یک توربین بادی بزرگتر این پتانسیل را دارد که انرژی بسیار بیشتری تولید کند و توربینهای ساخته شده در دهه ۲۰۲۰ در حال حاضر به طور متوسط بسیار بزرگتر از توربینهای ساخته شده در دهههای گذشته هستند.
انتظار میرود این افزایش ابعاد ادامه داشته باشد؛ بهطوری که پیشبینی میشود میانگین ارتفاع توربینهای بادی فراساحلی (مستقر در دریا) تا سال ۲۰۳۵ به حدود ۵۰۰ فوت (حدود ۱۵۲ متر) برسد، در حالی که این رقم در سال ۲۰۱۶ حدود ۳۳۰ فوت (۱۰۰ متر) بود. انتظار میرود هر توربین جدید در سال ۲۰۳۵ تقریباً ۳ برابر بیشتر از همتایان ۲۰ سال پیش خود انرژی تولید کند. تعداد کمتری از توربینهای بزرگ، فضای کمتری را نسبت به تعداد بیشتری از توربینهای کوچک اشغال میکند و همچنین تولید همان مقدار انرژی را ارزانتر تمام خواهد کرد.
همچنین مشخص شده است که مزارع بادی ممکن است فواید زیستمحیطی غیرمنتظرهای نیز داشته باشند. علیرغم نگرانیهای همیشگی در مورد برخورد پرندگان دریایی به توربینها، مطالعات نشان دادهاند که برخی از مزارع توربین بادی آبی به پناهگاهی برای انواع موجودات، از فکهای بندرگاه گرفته تا ماهیها و خرچنگها تبدیل شدهاند.
منبع: Slashgear
