ما هي الأسباب التي تجعل بعض توربينات الرياح لا تولد الكهرباء؟

بسبب تشابهها مع طاحونة الهواء في المظهر، يشير الكثير من الناس بوضوح إلى توربينات الرياح باسم "طواحين الهواء".

يُعد توليد الطاقة من الرياح مصدرًا نظيفًا للطاقة. فعند تشغيل توربينات الرياح، تُحوّل طاقة الرياح إلى طاقة كهربائية، تُضخّم بدورها وتُربط بشبكة الكهرباء. وبعد خفض الجهد، تُوزّع الطاقة على آلاف المنازل. ووفقًا لبيانات المكتب الوطني للإحصاء، احتلّ توليد الطاقة من الرياح المرتبة الثالثة في عام 2021، بعد الطاقة الحرارية والطاقة الكهرومائية، ولكنه تفوّق على الطاقة النووية والطاقة الشمسية الكهروضوئية. ورغم احتلاله المرتبة الثالثة من حيث توليد الطاقة، إلا أن نسبته ضئيلة جدًا، إذ لا تتجاوز 6.99% من إجمالي إنتاج الطاقة في البلاد. وتتفوق الطاقة الحرارية بفارق كبير بنسبة 71.13%، بينما تبلغ نسبة الطاقة الكهرومائية 14.6%.
بفضل الدعم الحكومي، يُعدّ سعر الكهرباء المولدة من طاقة الرياح أعلى بكثير من سعرها المولدة من الطاقة الحرارية، حيث يزيد سعر الكيلوواط/ساعة بنحو 20 سنتًا. وتتنافس شركات البناء المختلفة على الاستثمار في هذه المشاريع، مما ساهم في التطور السريع لتوليد طاقة الرياح في الصين. سواء كنت تستقل قطارًا فائق السرعة، أو تقود سيارتك على طريق سريع، أو تنظر إلى قمم الجبال القريبة، ستشاهد توربينات الرياح في كل مكان. ورغم أنها ليست كثيرة العدد، إلا أنها منتشرة على نطاق واسع.

في غضون ذلك، لاحظ بعض الأصدقاء ذوي الملاحظة الدقيقة ظاهرة غريبة. فبما أن توليد الطاقة من الرياح مدعوم بسياسات وطنية، وصديق للبيئة، ولا يستهلك طاقة محدودة، فلماذا لا تولد العديد من توربينات الرياح الكهرباء؟ أليس من إهدار الموارد أن تبقى توربينات الرياح ثابتة رغم الجهود المضنية المبذولة في إنشاء مزارع الرياح؟ فيما يلي، سيشرح المحرر الأمر لتبديد أي شكوك قد تراودكم. هناك أربعة أسباب رئيسية:

1- من أجل ضمان سلامة شبكة الطاقة، سيتم تقييد توليد الطاقة من الرياح.

نظرياً، طالما بلغت سرعة الرياح 3 ثوانٍ لكل متر، أي في ظروف الرياح الخفيفة، يمكن ربط توربينات الرياح بالشبكة لتوليد الكهرباء. مع ذلك، عملياً، تبقى العديد من التوربينات متوقفة عن العمل حتى عندما تستوفي سرعة الرياح الشروط، وفي بعض الحالات، لا تعمل عشرات التوربينات في مزرعة رياح واحدة. لا يعود هذا الوضع إلى عدم رغبة مزرعة الرياح في توليد الكهرباء، بل إلى عدم سماح نظام توزيع الطاقة لها بذلك، ويعود السبب الرئيسي في ذلك إلى سلامة شبكة الكهرباء. ففي مرحلة ما، إذا زادت نسبة توليد طاقة الرياح عن الحد المطلوب، فإنها ستشكل خطراً خفياً على سلامة تشغيل شبكة الكهرباء.

لماذا يُشكل توليد الطاقة من الرياح بكميات كبيرة خطرًا خفيًا على شبكة الكهرباء؟ نعلم أن توليد الطاقة من الرياح يتأثر بشكل كبير بعوامل الرياح، مما يؤدي إلى تقلبات حادة في قدرة التوليد، ويُصعّب إنتاج كهرباء مستقرة. في الوقت نفسه، لا يُمكن تخزين الكهرباء، إذ تُنتج محطة الطاقة كمية من الكهرباء تُعادل استهلاك المستهلك. وعندما يتقلب استهلاك المستهلك بشكل كبير، تحتاج المحطة إلى تعديل إنتاجها في الوقت المناسب. حاليًا، تُنجز هذه المهمة بشكل رئيسي بواسطة محطات الطاقة الحرارية، وهو ما لا يُمكن تحقيقه باستخدام طاقة الرياح. لذا، ولضمان سلامة شبكة الكهرباء، تتحكم إدارة توزيع الطاقة في كمية الطاقة المُولدة من الرياح.

2- سرعة الرياح لا تفي بالمتطلبات.

بدون رياح، لا يمكن لتوربينات الرياح أن تعمل. الحد الأدنى لسرعة الرياح اللازمة لتشغيلها هو 3 أمتار في الثانية، وحتى أقل من ذلك غير كافٍ. في الوقت نفسه، تُعدّ سرعة الرياح الزائدة ضارة. أي أن تشغيل توربينات الرياح لا يقتصر على حد أدنى لسرعة الرياح، بل يتطلب أيضًا حدًا أقصى. يضمن الحد الأدنى لسرعة الرياح دوران التوربين، بينما يضمن الحد الأقصى سلامته. عند بلوغ الحد الأقصى المسموح به لسرعة الرياح، يجب إيقاف التوربين، وتثبيت شفراته، والحد من التلف والتآكل الناتج عن قصوره الذاتي. وإلا، فقد يتسبب ذلك في حوادث خطيرة مثل انكسار أعمدة التوربين وشفراته واحتراق المولد.

3- لم يتم الانتهاء من بناء توربينات الرياح بشكل نهائي بعد.

في كثير من الأحيان، تبدو صفوف توربينات الرياح من بعيد وكأنها قد بُنيت، لكنها في الواقع لم تُستكمل بعد، وبالتالي لا توجد إمكانية لتوليد الكهرباء. ظاهريًا، تم تركيب توربينات الرياح، لكن لا تزال هناك العديد من المهام اللاحقة التي يتعين إنجازها، مما يحول دون استيفاء شروط ربطها بالشبكة لتوليد الطاقة.

4- توربينات الرياح تخضع للصيانة.

غالباً ما نلاحظ أن بعض توربينات الرياح في مزارع الرياح تدور لتوليد الكهرباء، بينما لا تدور توربينات أخرى. إضافةً إلى أسباب نقص توليد الطاقة المذكورة آنفاً، هناك احتمال آخر وهو أن تكون هذه التوربينات في حالة صيانة. مع أن توربينات الرياح موفرة للطاقة وصديقة للبيئة، إلا أنه لا يمكن ربطها بشبكة الكهرباء بشكل دائم لتوليد الطاقة. كما تتعرض توربينات الرياح للتآكل أثناء التشغيل وتحتاج إلى صيانة دورية، تماماً كصيانة سياراتنا. وفي حال حدوث عطل مفاجئ أثناء تشغيل توربينات الرياح، يجب إيقافها فوراً لإصلاحها.

باختصار، على الرغم من أن توربينات الرياح منخفضة الكربون وصديقة للبيئة، إلا أنها تخضع لقيود عوامل متعددة وتحتاج إلى إيقاف تشغيلها. حتى لو كانت توربينات الرياح في حالة جيدة، يجب أن تتبع تعليمات التشغيل وأن تبقى في وضع الاستعداد. قرار توليد الكهرباء ليس بيد مزرعة الرياح.