כיצד להפוך חוות רוח צפות לעתיד החשמל הירוק

כיצד להפוך חוות רוח צפות לעתיד החשמל הירוק
ויסמר בריטניה / Shutterstock

מאז 2010, אנרגיית הרוח חלה צמיחה מתמשכת ברחבי העולם, כאשר כמות האנרגיה הנוצרת על ידי רוח מהחוף גדלה על ידי כמעט 30% בכל שנה. מדינות ברחבי העולם צריכות להעלות במהירות את אספקת האנרגיה המתחדשת כדי לענות על הביקוש הגובר ולהפחית במהירות את הפליטות. למרות דחיפות זו, רוח offshore מספקת כיום פחות מ- 1% מאספקת החשמל בעולם.

רבים ממיקומי המים הרדודים העיקריים לבניית חוות רוח מפותחים. אולם הפוטנציאל של רוח מהחוף עדיין לא מנוצל במידה רבה, לפי הגרף של הקיבולת המותקנת ברחבי העולם למטה.

קיבולת רוח ימית מול ים

קיבולת רוח ימיים מול ים וים (איך הופכים חוות רוח צפות לעתיד החשמל הירוק)מפתח: רוח מהחוף = אפור בהיר, ורוח בחוף = אפור כהה. אייר, מחבר מסופק

הסיבה לפוטנציאל הבלתי מנוצל היא זו 80% מהרוח מכות ללא הפרעה מעבר לחוף הים - במים עמוקים יותר מ -60 מטרים, שם טורבינות מוטבעות בקרקעית הים מסובכות לבנות.

הפיתרון יכול להיות צפות חוות רוח מחוף הים. אז מה מעכב אותם?

רוח צפה מהחוף

כולם מונעים קומץ טורבינות רוח קיימות מחוץ לחוף ומחוברים לקרקעית הים על ידי בסיס קבוע - בעיקר ערימה צינורית פלדה גדולה שעוברת לתורן הטורבינה שמעל קרקעית הים. טורבינות אלה שנקראות תחתון קבוע מוגבלות לעומקי מים של 50 או 60 מטר.

אבל פרויקטים אחרונים, כולל התקרבות מול חופי סקוטלנד ו זרימת רוח מחוץ לפורטוגל, הראו שאפשר לבנות טורבינות רוח צפות. טורבינת יחיד עם שישה מגה-ואט - כמו אלה שמשמשים בחוות Hywind - יכולה לייצר מספיק חשמל בכדי להכניס 4,000 בתים בבריטניה.

אבל לספק חשמל ביתי שווה ערך עבור אוכלוסייה עולמית של 9 מיליארד על ידי 2050 ידרוש משהו כמו חצי מיליון טורבינות רוח ימיות - עלייה פי 100 מהמספר הנוכחי - בתוספת הקיבולת הנוספת לספק חשמל לביקוש אנרגיה עתידי.

לרוע המזל, למרות שחוות רוח צפות הן אפשריות מבחינה טכנית, הן לא קיימות כלכלית. לעשות משהו מחוץ לחוף זה יקר. כדי לבנות חוות רוח אחת של ג'יגה-וואט בתחתית קבועה, עלות השלמת סקר האתרים הדרושים היא בסביבות 15 מיליון ליש"ט. ההתקנה וההזמנה של החווה יסתכמו בכ- 650 מיליון ליש"ט, בעוד שהעלויות השוטפות להפעלה ותחזוקה יהיו בערך 75 מיליון ליש"ט בשנה. בסוף חייה, העשויים להימשך כ- 25 שנה, יש עוד 300 מיליון ליש"ט הדרושים לפירוק.

עם זאת חוות רוח צפות, שנמצאות עדיין בימים הראשונים של עיצובן וטכנולוגיהן, יקרים עוד יותר. בעוד שהמחיר להעברת אנרגיית רוח מחוץ לחוף בשנת 2019 נע בין £ ל -36 ליש"ט לכל מגה וואט חשמל, מכירות מכירה פומבית נוכחית לרוח צפה יותר מכפליים מהסכום הזה.

מבנים מחוץ לחוף הם גם גדולים מאוד. טורבינות Hywind עם שישה מגה-ואט בקוטר 154 מטר - כל להב באורך זהה למוט כנפי מטוס A380. טורבינת Siemens Gamesa 10 מגה-ואט קוטר רוטור של 193 מטר, בעוד שמעבדת האנרגיה המתחדשת האמריקאית הלאומית המתחדשת 15 מגה-ואט קוטר של 240 מטר. בנייה, התקנה, הפעלה, פיקוח, תחזוקה ופירוק תשתיות בסדר גודל זה, באוקיאנוס, אינה משימה של מה בכך.

שתיים מחמש הטורבינות בהן השתמשו בחוות הרוח הצפה הראשונה בעולם, Hywind Scotland.שתיים מחמש הטורבינות בהן השתמשו בחוות הרוח הצפה הראשונה בעולם, Hywind Scotland. טרחה אייס / Shutterstock

בעוד שחברות אנרגיה בדרך כלל בונות רחוק בים, טורבינת רוח אחת צפה מייצרת הרבה פחות אנרגיה מאשר אסדת נפט או גז בודדת מהחוף. לאורך חיי ההפעלה שלה, בהתאם לגודל של שני המבנים, הוא יכול להיות בטווח של פי 1,000 פחות. אז דרושה הרבה יותר תשתית לאותה תשואה אנרגטית של מתחדשים. הוצאת טורבינת רוח מהחוף בים ושמירה עליה שם צריכה להיות זולה בהרבה כדי להתאים לעלות ייצור האנרגיה מנפט או גז מהחוף.

ניתן ללמוד הרבה מהנדסת חוץ מסורתית כדי לעזור במעבר לאנרגיה מתחדשת. אך לא ניתן להשיג את הפחתת העלויות הדרושות על ידי ביצוע פעולה דומה יותר או חידוד היעילות של השיטות והטכנולוגיות הקיימות.

פתרונות טכניים

לכן ככל הנראה יידרשו טכנולוגיות חדשות בכדי להפוך חוות רוח צפות לחסכוניות. למשל, שימוש ברובוטים ובטכנולוגיה אוטונומית אחרת לשליטה בפעילות הנדסית בחוף הים - מחקירת קרקעית הים לתפעול, בדיקה ותחזוקה של טורבינת רוח צפה - עשוי להפחית את הסיכון לעובדים ולתת שליטה יעילה יותר במערכות מורכבות אלה.

בדיקות שגרתיות של חוות רוח מחוץ לים על ידי אנשים לא יהיו מעשיות על ההתפתחויות העצומות שנבנות כיום, ובוודאי עבור אלה שתוכננו בעתיד. חיישנים חכמים המובנים בכל חלקי חוות רוח צפה יכולים להעריך באופן רציף כיצד המבנה מתנהל במקום.

למידת מכונה - שמשתמש בנתונים כדי ללמד מחשבים לקבל החלטות בעצמם - יכול לשמש כדי לומר לנו את העוגן היעיל ביותר במהלך התכנון, או אם קו עגינה עשוי להיות בסכנת כישלון במהלך הפעולה.

כבר עכשיו, למידת מכונה יכולה להשתמש בנתוני מזג אוויר כדי לשלוט במיקומם של להבי הטורבינה, בכדי למקסם את כמות האנרגיה שהם מייצרים או למנוע נזק ברוחות או בסופות גבוהות. שיטות חדשות שילוב פיזיקה עם למידת מכונה יכול לגרום לחיזויים אמינים עם פחות נתונים, וזה שימושי מחוץ לחוף שבו נתונים יכולים להיות קשים לאיסוף.

כאשר ממשלת בריטניה מתחילה חקירה לסוג החידושים הטכנולוגיים שיכולים להתמודד עם שינויי אקלים, רוח מהחוף היא נמל השיחה הראשון. עם השקעה בטכנולוגיה של העתיד, חוות רוח צפות יכולות לסייע בהעלאת הכוח האנרגיה המתחדשת של המדינה והעולם.שיחה

סוזן גורוונץ, יו"ר האקדמיה המלכותית להנדסה בטכנולוגיות מתפתחות - הנדסת אוקיינוס ​​אינטליגנטית ועמידה, אוניברסיטת סאות'המפטון

מאמר זה פורסם מחדש מתוך שיחה תחת רישיון Creative Commons. קרא את ה מאמר מקורי.

ספרים קשורים

הוספה: התוכנית המקיפה ביותר שהציעה אי פעם להפוך את ההתחממות הגלובלית

מאת פול הוקן וטום שטייר
9780143130444מול פחד ואדישות נרחבים, קואליציה בינלאומית של חוקרים, אנשי מקצוע ומדענים התאגדה כדי להציע מערך של פתרונות מציאותיים ונועזים לשינויי אקלים. מאה טכניקות ושיטות מתוארות כאן-כמה ידוע; כמה שמעולם לא שמעת עליהם. הם נעים מאנרגיה נקייה לחינוך בנות במדינות בעלות הכנסה נמוכה וכלה בפרקטיקות בשימוש בקרקע ששולפות פחמן מהאוויר. הפתרונות קיימים, הם קיימא מבחינה כלכלית, וקהילות ברחבי העולם מיישמות אותם כיום במיומנות ובנחישות. זמין באמזון

עיצוב פתרונות אקלים: מדריך מדיניות אנרגיה מעוטת פחמן

מאת האל הארווי, רובי אורוויס, ג'פרי רסמן
1610919564עם השפעות שינויי האקלים כבר עלינו, הצורך לצמצם את פליטת גזי החממה הגלובלית אינו פחות מאשר דחוף. זה אתגר מפחיד, אבל הטכנולוגיות והאסטרטגיות לעמוד בו קיימות כיום. מערכת קטנה של מדיניות אנרגיה, שתוכננה ומיושמת היטב, יכולה להביא אותנו לדרך לעתיד פחמן נמוך. מערכות אנרגיה הן גדולות ומורכבות, ולכן מדיניות האנרגיה חייבת להיות ממוקדת וחסכונית. גישות בגודל אחד מתאים לכל אחד פשוט לא יעשו את העבודה. קובעי המדיניות זקוקים למשאב ברור ומקיף המתווה את מדיניות האנרגיה שתשפיע הכי הרבה על עתיד האקלים שלנו, ומתאר כיצד לתכנן מדיניות זו היטב. זמין באמזון

זה משנה את הכל: קפיטליזם מול האקלים

מאת נעמי קליין
1451697392In זה משנה הכל נעמי קליין טוענת כי שינויי אקלים אינם סתם נושא נוסף שמוגש בצורה מסודרת בין מיסים לטיפול בבריאות. זו אזעקה שקוראת לנו לתקן מערכת כלכלית שכבר כושלת אותנו במובנים רבים. קליין בונה בקפדנות את המקרה לכך שהפחתה מאסיבית של פליטת החממה שלנו היא הסיכוי הטוב ביותר שלנו בו זמנית לצמצם את אי השוויון הפעור, לדמיין מחדש את הדמוקרטיות השבורות שלנו ולבנות מחדש את הכלכלות המקומיות המרוויחות שלנו. היא חושפת את הייאוש האידיאולוגי של מכחישי שינויי האקלים, את האשליות המשיחיות של אנשי ההנדסה הגיאולוגית, ואת התבוסתנות הטראגית של יותר מדי יוזמות ירוקות-מיינסטרימיות. והיא מדגימה בדיוק מדוע השוק לא - ולא יכול - לתקן את משבר האקלים, אלא במקום זאת יחמיר את המצב, עם שיטות מיצוי קיצוניות ופוגעות יותר ויותר מבחינה אקולוגית, המלוות בקפיטליזם אסון. זמין באמזון

מאת המו"ל:
רכישות באמזון ללכת לפרוע את העלות של הבאת לך InnerSelf.comelf.com, MightyNatural.com, ו ClimateImpactNews.com ללא עלות וללא מפרסם לעקוב אחר הרגלי הגלישה שלך. גם אם תלחץ על קישור אך אינך קונה את המוצרים הנבחרים האלה, כל דבר אחר שאתה קונה באותו ביקור באמזון משלם לנו עמלה קטנה. אין עלות נוספת עבורך, אז אנא תרום למאמץ. אתה יכול גם להשתמש בקישור זה להשתמש באמזון בכל עת כדי שתוכלו לתמוך במאמצים שלנו.

enafarzh-CNzh-TWdanltlfifrdeiwhihuiditjakomsnofaplptruesswsvthtrukurvi

עקוב אחר InnerSelf ב

facebook-iconאייקון twitterאייקון rss

קבל את הדוא"ל האחרון

{emailcloak = כבוי}

הסרטים האחרונים

פליטות מתאן רמות שובר שיאים
פליטות מתאן רמות שובר שיאים
by ג'וזי גרתוויייט
מחקרים מראים כי פליטות מתאן עולמיות הגיעו לרמות הגבוהות ביותר.
קסט פורסט 7 12
כיצד יערות אוקיינוסים תורמים להקל על משבר האקלים
by אמה ברייס
חוקרים מחפשים לאזור עזרה באגירת פחמן דו חמצני מתחת לפני הים.
תהליכים זעירים של כונן פלנקטון באוקיאנוס הלוכדים פחמן פי שניים כמו שחשבו המדענים
תהליכים זעירים של כונן פלנקטון באוקיאנוס הלוכדים פחמן פי שניים כמו שחשבו המדענים
by קן בוסלר
האוקיאנוס משחק תפקיד מרכזי במחזור הפחמן העולמי. הכוח המניע מגיע מפלנקטון זעיר המייצר ...
שינוי האקלים מאיים על איכות מי השתייה ברחבי האגמים הגדולים
שינוי האקלים מאיים על איכות מי השתייה ברחבי האגמים הגדולים
by גבריאל פיליפלי וג'וזף ד. אורטיז
"אל תשתה / אל תרתח" זה לא מה שמישהו רוצה לשמוע על מי הברז של העיר שלהם. אבל האפקטים המשולבים של ...
שיחה על שינוי באנרגיה עלולה לשבור את מבוי האקלים
שיחה על שינוי באנרגיה עלולה לשבור את מבול האקלים
by צוות InnerSelf
לכל אחד יש סיפורי אנרגיה, בין אם מדובר על קרוב משפחה שעובד על אסדת נפט, הורה מלמד ילד לפנות ...
גידולים עלולים להתמודד עם צרות כפולות מחרקים ואקלים מחמם
גידולים עלולים להתמודד עם צרות כפולות מחרקים ואקלים מחמם
by גרג האו ונתן האבקו
במשך אלפי שנים חרקים והצמחים שהם ניזונים מהם ניהלו קרב משותף-אבולוציוני: לאכול או לא להיות ...
כדי להגיע לפליטות אפס על הממשלה להתמודד עם מכשולים שמכניסים אנשים למכוניות חשמליות
כדי להגיע לפליטות אפס על הממשלה להתמודד עם מכשולים שמכניסים אנשים למכוניות חשמליות
by סוופנש מסראני
יעדים שאפתניים נקבעו על ידי ממשלות בריטניה והסקוטים להפוך לכלכלות פחמן נטו-אפס עד 2050 ו- 2045 ...
האביב מגיע מוקדם יותר ברחבי ארה"ב, וזה לא תמיד חדשות טובות
האביב מגיע מוקדם יותר ברחבי ארה"ב, וזה לא תמיד חדשות טובות
by תרזה קרימינס
ברחבי חלק גדול מארצות הברית, אקלים מתחמם קידם את בוא האביב. השנה אינה יוצאת דופן.

כתבות אחרונות

שני שליש קרח הקרחונים בהרי ההימלאיה עלולים לאבד עד 2100
שני שליש קרח הקרחונים בהרי ההימלאיה עלולים לאבד עד 2100
by אן רואן
בעולם הקרחולוגיה, שנת 2007 הייתה יורדת בהיסטוריה. זו הייתה השנה שגיאה קטנה לכאורה בסרן ...
זמניות עולה יכולות להרוג מיליונים בשנה בסוף המאה
זמניות עולה יכולות להרוג מיליונים בשנה בסוף המאה
by אדוארד למפינן
בסוף המאה הנוכחית, עשרות מיליוני אנשים יכולים למות בכל שנה ברחבי העולם כתוצאה מהטמפרטורות העולות ...
ניו זילנד רוצה לבנות רשת חשמל מתחדשת במאה אחוז, אך תשתיות מסיביות אינן האפשרות הטובה ביותר.
ניו זילנד רוצה לבנות רשת חשמל מתחדשת במאה אחוז, אך תשתיות מסיביות אינן האפשרות הטובה ביותר.
by ג'נט סטפנסון
פרויקט המוצע של מיליארדי דולרים להקמת מפעל לאחסון הידרו יכול לשאוב את רשת החשמל של ניו זילנד ...
חוות רוח הבנויות על קשת כבול עשירה בפחמן מאבדות את יכולתן להילחם בשינויי אקלים
חוות רוח הבנויות על קשת כבול עשירה בפחמן מאבדות את יכולתן להילחם בשינויי אקלים
by גואדונת צ'יקו ואח '
כוח הרוח בבריטניה מהווה כיום כמעט 30% מכל ייצור החשמל. טורבינות רוח יבשות מייצרות כעת ...
הכחשת אקלים לא נעלמה - הנה כיצד ניתן לאתר טיעונים להשהיית פעולות האקלים
הכחשת אקלים לא נעלמה - הנה כיצד ניתן לאתר טיעונים להשהיית פעולות האקלים
by סטיוארט קפסטיק
במחקר חדש, זיהינו את מה שאנו מכנים 12 "שיח של עיכוב". אלה דרכי דיבור וכתיבה על ...
התלקחות גז שגרתית היא בזבזנית, מזהמת ומעורבת
התלקחות גז שגרתית היא בזבזנית, מזהמת ומעורבת
by גונאר וו. שייד
אם נסעתם באזור בו חברות מוציאות נפט וגז מתצורות פצלים, כנראה שראית להבות…
בושה מהטיסה: איך להפיץ את הקמפיין שגרם לשבדים לוותר על טיסה לתמיד
בושה מהטיסה: איך להפיץ את הקמפיין שגרם לשבדים לוותר על טיסה לתמיד
by אבית ק בושמיק
חברות התעופה הגדולות באירופה צפויות לראות את מחזור המכירות שלהן ב- 50% בשנת 2020 כתוצאה ממגפת COVID-19, ...
האם האקלים יחמם ככל שחששו מאנשים?
האם האקלים יחמם ככל שחששו מאנשים?
by סטיבן שרווד ואח '
אנו מכירים את השינויים באקלים עם עליית ריכוזי גזי החממה, אך כמות ההתחממות הצפויה נותרה ...