افتتاح أول توربينة رياح خشبية كاملة الارتفاع في السويد

قامت شركة Modvion المتخصصة في مجال تكنولوجيا الأخشاب ببناء برج في السويد يضم أول توربينة رياح خشبية تعمل بكامل طاقتها في العالم.

يعد أول برج تجاري لتوربينات الرياح لشركة Modvion، الذي يبلغ ارتفاعه 105 أمتار في منطقة سكارا، بمثابة متابعة لمشروع تجريبي أصغر يبلغ طوله 30 مترًا، انتهت أعماله في عام 2020.

تم بناء البرج من خشب القشرة الرقائقي (LVL)، وهو نوع من الخشب الهندسي يتكون من شرائح قشرة رقيقة ملتصقة معًا ويستخدم بشكل متكرر للعوارض وهياكل البناء الحاملة. إن محور المولد والشفرات الدوارة للبرج مصنوعة من مواد قياسية.

وفقًا للشركة، فإن استخدام هذا النوع من الخشب بدلاً من الفولاذ المستخدم حاليًا في البناء يعد أكثر صداقة للبيئة ومتينًا بما يكفي لتحمل ضغوط التوربينات الدوارة.

على الرغم من أن طاقة الرياح هي مصدر رئيسي للطاقة المتجددة في العالم، إلا أن بناء مزارع الرياح لا يزال ينتج كمية كبيرة من انبعاثات الكربون، ويرجع ذلك جزئيًا إلى الأبراج الفولاذية.

نظرًا لطريقة الإنتاج الأقل كثافة في الانبعاثات وتخزين الكربون الذي توفره الأشجار، تدعي شركة Modvion أن انبعاثات الكربون الناتجة عن بناء توربينات الرياح قد انخفضت بنسبة تزيد عن 100% بفضل أبراجها الخشبية.

قالت ماريا لينا هيدلوند، المديرة المالية في شركة Modvion، لموقع Dezeen: “تنبعث أبراجنا من ثاني أكسيد الكربون أقل بنسبة 90% أثناء الإنتاج مقارنة ببرج فولاذي يؤدي نفس العمل”. تؤدي إضافة عزل الكربون في الواقع إلى بالوعة كربون سلبية. إذا كان هدفنا هو تحقيق صافي توليد للطاقة صفر، وهو أمر يجب أن نفعله، فهذا أمر رائع”.

هيكل LVL، وفقًا للمهندس Hedlund، “يشبه ألياف الكربون”، مع شرائح قشرة يبلغ سمكها ثلاثة ملليمترات فقط ومترابطة معًا لمنحها نسبة عالية من القوة إلى الوزن.

إحدى مزايا هذه الخفة هي أنها تتطلب مواد أقل بشكل عام. وبحسب هيدلوند، فإن هناك “دوامة تصميم سيئة” بالمواد الثقيلة لأن وزن البرج نفسه يزيد من الحمولة التي يجب أن يدعمها.

بالإضافة إلى ذلك، تستخدم Modvion “وصفتها الخاصة” لضبط اتجاهات الألياف، مما يحسن أداء المادة بشكل أكبر، في حين أن بعض LVL لديها جميع شرائح القشرة الخاصة بها في نفس الاتجاه.

أثناء عملية الإنتاج، يتلقى مصنع Modvion الألواح الخشبية التي يتم تصنيعها حسب الطلب في منشأة LVL العادية. هناك، في عملية تُعرف باسم التصفيح، يتم دمجها معًا لإنشاء وحدات أكبر، ولفها في شكل دائري، ثم يتم تشكيلها بدقة لتحسين التصميم.

وقال هيدلوند: “في صناعة الأخشاب، عادة ما ترى تفاوتات تبلغ سنتيمترًا واحدًا، بينما نرى نحن في نطاق أقل من ملليمتر”.

نظرًا لأن بناء LVL عبارة عن وحدات، فإنه يحل مشكلة أخرى لاحظتها Modvion مع الفولاذ: عدم القدرة على حمل الأبراج الفولاذية إلى موقع البناء حيث تصبح التوربينات أكبر وأقوى في محاولة لإنتاج المزيد من الطاقة.

يتم بناء أكبر الأبراج على شكل أسطوانات ضخمة ويتم تسليمها بالشاحنات. ومع ذلك، فإن بعض الجسور والطرق لا يمكنها دعم القطر الأساسي المطلوب للأبراج.

وقال هيدلوند: “لقد وصلنا الآن إلى نقطة لن يتمكنوا من خلالها من تجاوز الأمر بعد الآن”. لذلك، سيصبح البناء المعياري هو القاعدة في مجال طاقة الرياح لأن هذه هي الطريقة الوحيدة للوصول إلى هناك.

علاوة على ذلك، فإن حقيقة أن المواد التي نستخدمها في البناء هي وحدات بشكل طبيعي هي إحدى فوائدها الرئيسية.”

على الرغم من أنه من المحتمل أن يتم تصنيع الفولاذ بطريقة معيارية، إلا أن هيدلوند يدعي أن هذا سيكون له عيب في الحاجة إلى مسامير بدلاً من الغراء لتجميع القطع في الموقع.

وقالت: “إن البراغي ليست لطيفة جدًا عندما يكون لديك الكثير من التحميل الديناميكي، لأنها سوف تتفكك بمرور الوقت”. “لذلك، أولاً وقبل كل شيء، عليك أن تضعها في مكانها الصحيح، وهو ما يتطلب الكثير من العمل، ومن ثم عليك أيضًا أن تقوم بخدمتها طوال العمر.”

تعد سعة توربين سكارا التي تبلغ 2 ميجاوات أكبر إنتاج للطاقة يمكن للتوربين إنتاجه في ظل الظروف المثالية.

وهذا أقل بقليل من القدرة النموذجية للتوربينات الأوروبية المشيدة حديثًا.

الجزء الخارجي للبرج مغطى بطبقة سميكة من الطلاء الأبيض مما يمنحه مظهرًا يشبه الفولاذ. يتم استخدام المواد التقليدية مثل الألياف الزجاجية لإنشاء محور المولد وشفرات الدوار، والتي لا توفرها شركة Modvion. ولكن، نظرًا لأن شركة أخرى، Voodin Blades، تقوم بتطوير تكنولوجيا للشفرات الخشبية، فقد يتغير هذا في المستقبل.

أطلق صديقان من الجامعة، ديفيد أوليفغرين وأوتو لوندمان، شركة Modvion في عام 2016. وهي مخصصة للتكنولوجيا الخشبية بشكل عام، على الرغم من أن تركيزها الحالي هو توربينات الرياح. وقال هيدلوند لديزين إن الفريق يعتقد أن لديه “أقوى مفصل في العالم لبناء الأخشاب”، والذي يمكن استخدامه أيضًا لأغراض أخرى.

 

للمزيد على ArchUp: