لماذا لا يتم تثبيت توربينات الرياح بكميات كبيرة؟

تلقى توليد طاقة الرياح ، كشكل من أشكال الطاقة النظيفة والمتجددة ، اهتمامًا واسع النطاق في جميع أنحاء العالم. ومع ذلك ، على الرغم من مزاياها العديدة ، لم يتم تثبيت توربينات الرياح على نطاق واسع. تتضمن هذه الظاهرة أسبابًا مختلفة مثل اختيار الموقع وقيود التثبيت ، والتكاليف المرتفعة والتحديات الصيانة ، والصعوبات الفنية في الوصول إلى الشبكة ، وعوامل البيئة والسلامة ، وعدم استقرار سرعة الرياح ، وتحديات بناء البنية التحتية.
1 、 قيود تحديد الموقع وتثبيت
تركيب توربينات الرياح له متطلبات جغرافية صارمة. يجب اختيار موقع التثبيت المثالي في مناطق بدون مباني شاهقة ، والجبال والتلال المنخفضة ، والسهول المفتوحة أو البحار هي أفضل الخيارات. وذلك لأن توربينات الرياح تتطلب موارد رياح كافية ومستقرة لضمان كفاءة توليد الطاقة. ومع ذلك ، فإن هذه المواقع الجغرافية ليست متاحة بسهولة ، مما يحد من نطاق التثبيت.
في عملية اختيار الموقع ، يجب النظر في العديد من العوامل. يمكن أن تؤثر ارتفاع البرج ، والمسافة بين حزمة البطارية ، ومتطلبات التخطيط المحلي ، والعقبات مثل المباني والأشجار على التشغيل العادي لتوربينات الرياح. على سبيل المثال ، إذا كانت هناك عقبات داخل نطاق عمل توربينات الرياح ، فسوف تتداخل مع التدفق الطبيعي لتدفق الهواء ، مما يتسبب في عدم قدرة توربينات الرياح على التقاط طاقة الرياح بالكامل ، وبالتالي تقليل كفاءة توليد الطاقة. في بعض المناطق المحيطة بالمدن ، بسبب كثافة المباني ، من الصعب العثور على مواقع تركيب مناسبة ، والتي تحد بشكل كبير من التثبيت على نطاق واسع لتوربينات الرياح.
2 、 تحديات التكلفة العالية والصيانة
تعد صيانة وإصلاح معدات توليد طاقة الرياح مهمة طويلة الأجل ومعقدة تتطلب قدرًا كبيرًا من القوى العاملة والموارد المادية والموارد المالية. تتكون توربينات الرياح من العديد من المكونات الدقيقة ، مثل توربينات الرياح ، والمولدات ، والأبراج ، إلخ. قد تعطل هذه المكونات بسبب التآكل والتعب وأسباب أخرى أثناء التشغيل على المدى الطويل. تعد الصيانة والإصلاح المنتظمين ضرورية ، بما في ذلك فحص وإصلاح الشفرات ، والتشحيم واستبدال علب التروس ، وفحص الأنظمة الكهربائية ، إلخ. تتطلب كل مهمة موظفين تقنيين محترفين ودعم المعدات المقابلة ، وهو أمر مكلف.
تعد بناء المعدات الكبيرة والبنية التحتية من العوامل المهمة التي تساهم في زيادة التكاليف. أخذ مشروع طاقة الرياح 280 ميجاوات في مقاطعة Caiyuyutai ، مقاطعة شاندونغ ، التي تم تطويرها وبناءها من قبل شركة تشاينا للإنشاءات الثامنة للهندسة كمثال ، تم رفع أول توربينات الرياح باستخدام معدات رفع محلية متقدمة. قبل البناء ، تم تنظيم الخبراء عدة مرات لمناقشة التركيبات وتفكيك خطط المعدات الكبيرة ، بالإضافة إلى خطط الرفع لتوربينات الرياح. وذلك لأن مكونات توربينات الرياح ضخمة وثقيلة ، حيث تزيد عدد مقصورات المحرك أكثر من 200 طن وأطوال شفرة تتجاوز 70 مترًا. عملية الرفع معقدة وعالية الخطورة ، وتتطلب معدات الرفع المهنية والمشغلين المهرة ، مما يزيد بلا شك تكاليف التثبيت. في الوقت نفسه ، تكون فترة بناء البنية التحتية طويلة وبيئة البناء معقدة. إذا تم تنفيذ بناء الأساس على الأسس الضعيفة والطبقات المعقدة ، فستكون هناك حاجة إلى تقنيات علاج الأساس الخاصة ، مما يزيد من تكلفة البناء وتكلفة الوقت.
3 、 الصعوبات في تقنية الوصول إلى الشبكة
هناك اختلافات في المتطلبات الفنية للوصول إلى الشبكة في مناطق مختلفة ، والتي تشكل العديد من التحديات للوصول إلى الشبكة لتوليد طاقة الرياح. قدرة شبكة الطاقة هي عامل رئيسي. إذا كانت سعة شبكة الطاقة المحلية محدودة وتوليد الطاقة من مزارع الرياح كبيرة ، فقد يؤدي ذلك إلى عدم قدرة شبكة الطاقة على امتصاص الكهرباء الزائدة ، مما يؤدي إلى نفايات الطاقة. على سبيل المثال ، في بعض المناطق النائية ، تكون البنية التحتية لشبكة الطاقة ضعيفة ، وسعة شبكة الطاقة صغيرة ، ومن الصعب تلبية الطلب على الوصول إلى طاقة الرياح على نطاق واسع.
يجب أيضًا النظر في متطلبات لوائح شبكة الطاقة. المناطق المختلفة لها متطلبات تنظيمية مختلفة لجودة الطاقة ، والتردد ، والجهد ، والجوانب الأخرى. تحتاج محطات طاقة الرياح إلى تلبية هذه المتطلبات من أجل الاتصال بسلاسة بالشبكة. وهذا يتطلب أن يكون لدى معدات توليد طاقة الرياح قدرات تنظيم ومراقبة مقابلة ، مما يزيد من التعقيد الفني وتكلفة المعدات. بالإضافة إلى ذلك ، يحتاج الوصول إلى الشبكة أيضًا إلى معالجة المشكلات مثل تكوين إرسال الطاقة وتكوين الحماية لضمان التشغيل المستقر لتوليد طاقة الرياح والشبكة. هذه التحديات التقنية تحد من التثبيت على نطاق واسع لتوربينات الرياح.
4 、 العوامل البيئية والسلامة
تصادم الطيور الطيران هي قضية بيئية محتملة تواجه توليد طاقة الرياح. يمكن أن يؤدي إنشاء معدات توليد طاقة الرياح الكبيرة على طرق ترحيل الطيور بسهولة إلى تصادم بين الطيور وشفرات التوربينات. قد لا تكون الطيور قادرة على تجنب الشفرات المتداولة بسرعة في الوقت المناسب أثناء الرحلة ، مما يؤدي إلى الإصابة أو الموت. هذا لا يؤثر فقط على مجموعات الطيور ، ولكن قد يثير أيضًا مخاوف عامة بشأن الود البيئي لتوليد طاقة الرياح. على سبيل المثال ، قد يؤدي بناء مزارع الرياح على طرق هجرة الطيور المهمة إلى تعطيل الهجرة الطبيعية للطيور ويؤثر على التوازن البيئي.
الضوضاء الناتجة عن توربينات الرياح هي أيضًا مشكلة لا يمكن تجاهلها. أثناء تشغيل توربينات الرياح ، يتم توليد الضوضاء عن طريق دوران الشفرة ، والنقل الميكانيكي ، وما إلى ذلك ، والتي قد يكون لها تأثير على البيئة المحيطة وصحة الإنسان. قد يؤدي التعرض على المدى الطويل لبيئات الضوضاء عالية الكثافة إلى مشاكل مثل فقدان السمع ونوعية النوم الرديئة للمقيمين ، مما يؤثر على حياتهم الطبيعية. لذلك ، عند اختيار موقع لمحطة طاقة الرياح ، من الضروري النظر بشكل كامل في تأثير الضوضاء على السكان المحيطين واتخاذ تدابير تقليل الضوضاء المقابلة ، مما يزيد أيضًا من تكلفة البناء وصعوبة توليد طاقة الرياح.
5 、 عدم استقرار سرعة الرياح
سرعة الرياح هي العامل الأكثر أهمية الذي يؤثر على توليد طاقة الرياح. يحدد مبدأ العمل في توربينات الرياح أن توليد الطاقة يرتبط ارتباطًا وثيقًا بسرعة الرياح. عادةً ما يكون توليد طاقة الرياح أعلى عندما تتراوح سرعة الرياح بين 4 أمتار في الثانية و 25 مترًا في الثانية. عندما تكون سرعة الرياح أقل من 4 أمتار في الثانية ، لا يمكن أن تبدأ توربينات الرياح ؛ عندما تتجاوز سرعة الرياح 25 مترًا في الثانية ، سيتم إغلاق توربينات الرياح تلقائيًا لتجنب الأضرار. هذا لأنه عندما تكون سرعة الرياح بطيئة للغاية ، لا يمكن للزمن التدوير إلى السرعة المثلى ولا يمكن أن يولد طاقة كهربائية كافية ؛ عندما تكون سرعة الرياح سريعة جدًا ، قد تتسبب الرياح القوية في تلف بنية توربينات الرياح.
يمكن أن يكون لاستقرار سرعة الرياح تأثير على توليد طاقة الرياح. إذا كانت سرعة الرياح غير مستقرة ، فسوف تتسبب في عدم استقرار سرعة توربينات الرياح ، مما يؤثر على توليد الطاقة. على سبيل المثال ، في بعض المناطق ، تتغير سرعة الرياح بشكل متكرر ، وأحيانًا مع نسائم لطيفة تفرش الوجه وأحيانًا مع رياح قوية ، مما يجعل من الصعب على توربينات الرياح الحفاظ على حالة توليد الطاقة المستقرة وتقلل من كفاءة توليد الطاقة. لذلك ، عادة ما تختار محطات طاقة الرياح موقع التثبيت واتجاه توربينات الرياح بناءً على ظروف سرعة الرياح المحلية لزيادة فوائد توليد طاقة الرياح إلى الحد الأقصى. ومع ذلك ، ومع ذلك ، فإن عدم استقرار سرعة الرياح لا يزال عاملًا مهمًا يقيد التثبيت على نطاق واسع لتوربينات الرياح.
6 、 تحديات البنية التحتية
يجب تثبيت توربينات الرياح في المناطق التي يبلغ ارتفاعها 12 مترًا أو أكثر ، والتي تتطلب عادةً إنشاء أسس خرسانية معززة. هذا المطلب يزيد من صعوبة وتكلفة بناء البنية التحتية. أخذ مشروع طاقة الرياح 200 ميجاوات في Quguogam ، منطقة Sini ، التي يقوم بها المكتب الرابع عشر من الطاقة الكهرومائية ، على سبيل المثال ، يقع توربينات الرياح الأولى على ارتفاع 4700 متر. تتكون الوحدة من خمسة أقسام برج فولاذية ، بقطر أقصى قدره 5.1 متر في القسم السفلي. يزن المولد 110 طن ، مع ارتفاع مركز المحور 118 متر وقطر المكره 195 متر. يواجه بناء البنية التحتية في مناطق الارتفاع على ارتفاع العديد من الصعوبات ، مثل المناخ المعقد والمتغير ، والرياح القوية على مدار السنة ، وظروف البناء القاسية.
هناك حاجة إلى تقنيات علاج الأساس الخاصة لبناء الأساس على الأسس الضعيفة والتكوينات الجيولوجية المعقدة. على سبيل المثال ، قد يكون من الضروري تنفيذ بناء مؤسسة الوبر ، وتعزيز الأساس ، إلخ. لضمان استقرار وتحمل القدرة على الأساس. هذه تقنيات العلاج الأساس الخاصة لا تزيد من صعوبة البناء فحسب ، بل تزيد أيضًا من تكاليف البناء. بالإضافة إلى ذلك ، تتطلب فترة البنية الطويلة للبنية التحتية كمية كبيرة من القوى العاملة والموارد المادية ، مما يحد من التثبيت على نطاق واسع لتوربينات الرياح.
باختصار ، بسبب أسباب مختلفة مثل اختيار الموقع وتركيبات التثبيت ، والتكاليف المرتفعة وتحديات الصيانة ، والصعوبات الفنية في الوصول إلى الشبكة ، وعوامل البيئة والسلامة ، وسرعات الرياح غير المستقرة ، وتحديات البنية التحتية ، لم يتم تثبيت توربينات الرياح بكميات كبيرة. ومع ذلك ، مع التقدم المستمر للتكنولوجيا وزيادة دعم السياسة ، قد يتم حل هذه القضايا تدريجياً في المستقبل. على سبيل المثال ، من المتوقع أن يؤدي تطوير معدات توليد طاقة الرياح أكثر كفاءة ، وتحسين تقنية الوصول إلى الشبكة ، وتعزيز تدابير حماية البيئة ، إلى تعزيز التطبيق الأوسع لتوليد طاقة الرياح وتمكينها من لعب دور أكبر في قطاع الطاقة.