الرياح البحرية - تاريخ موجز

توم يوينج • 13 شوال 1440

الائتمان: تستخدم بإذن من Worldsfairchicago1893.com

عيد ميلاد سعيد 80th مراسل البحرية والأخبار الهندسية ! ثمانون عامًا يعد إنجازًا مهمًا للنشر والأعمال!
أعياد الميلاد تسبب دائما نظرة إلى الوراء. تبدأ مراجعة استمرت 80 عامًا في عام 1939 ، وهو نهاية عقد صعب للغاية ، ولا تزال بداية الأحداث تتردد صداها اليوم. تاريخ التاريخ الأهم موجود في الثمانين سنة الماضية.

هيمنت الطاقة كل واحد من تلك العقود. فكر في استخدام الطاقة ، على سبيل المثال ، بدءًا من الحرب العالمية الثانية ، من عام 1950 إلى عام 1975. كانت هناك قوة لكل شيء ، من مصادر لا نهاية لها على ما يبدو للنفط والغاز والفحم ، وكانت الطاقة النووية في وضع الاستعداد.
بعد ذلك ، تذكر الطاقة من عام 1975 إلى عام 2000. لست سعيدًا جدًا. الأكثر صدمة - النقص الفعلي في الطاقة ، وتكاليف الارتفاع الشديد. بنفس القدر من الصدمة: الكوارث الاجتماعية والبيئية التي لم يعد بالإمكان دفعها جانباً ، من إكسون فالديز إلى مناجم الشريط المدمرة إلى جزيرة ثري مايل إلى الضباب الدخاني الحضري.
الآن ، فكر في آخر 19 عامًا. حقل Bakken. حوض البرمي. استخراج المحيطات في المياه العميقة. وصناعة متطورة جاهزة لأي لعبة في أي مكان ، وتعمل في براعة علمية وتقنية.

ولكن كانت هناك تغييرات كبيرة في السنوات ال 19 الماضية. النفط والغاز والفحم لم تعد القصة كلها. لقد اقتربت مصادر الطاقة المتجددة - الطاقة الشمسية وطاقة الرياح - من مركز الصدارة حيث ستبقى وتتزايد. لماذا ا؟ لأن الناس يحبون الطاقة المتجددة. انهم لا يريدون أن يشعر بالذنب الطاقة. أو بشكل أكثر وضوحا ، مذنب حول آثار الطاقة ، من حمأة الفحم إلى ديب ووتر هورايزون إلى المناخ إلى مراقبة الوقود النووي المستهلك لمدة ألف سنة.

لا تخطئ أحد ، خلال الثمانين عامًا القادمة ، من حسن حظ العالم أنه سيحصل على كميات وفيرة من النفط والغاز - يتم استخراجه وإنتاجه على نحو مسؤول ، لكن في المستقبل يتم رشه ، وليس استهلاكه ، في محركات عالية الكفاءة.

في الثمانين عامًا التالية ، أصبح العالم محظوظًا على نحو مضاعف لأنه يتمتع بفرصة تعميم توليد الكهرباء من مصادر الطاقة المتجددة ، ومرة أخرى الرياح والطاقة الشمسية بشكل أساسي. هذه ليست عشوائية ، فرص منفصلة. مثل كل التقدم ، هذه الاختيارات تطورية ، وتم تمكينها من خلال القرارات المتخذة ، وبدأ العمل ، منذ سنوات.

بروح النظر إلى الوراء ، إليك مراجعة موجزة للرياح البحرية وكيف تتبع تطورها متزامنة مع نجاح Maritime Report الذي استمر 80 عامًا. وبالمقارنة ، فإن الرياح البحرية هي مبتدئ (حسنًا ، لا يتم احتساب طاقة الرياح للسفن والقوارب). تم بناء أول مزرعة رياح بحرية تجارية في عام 1991 ، في الدنمارك. أول مشروع أمريكي في بلوك آيلاند ، ري ، في عام 2016!

لوضع جدول زمني ضمن سياق حديث ، تعتمد هذه المراجعة على تاريخ طاقة الرياح الرائع الذي طورته وزارة الطاقة الأمريكية. على الجانب الأرضي ، يبدأ تاريخ وزارة الطاقة في عام 1850 عندما تم تأسيس شركة Wind Wind الأمريكية بواسطة دانيال هالاداي وجون بورنهام.
في عام 1890 ، تم اختراع ريش طاحونة الفولاذ ، مما أدى إلى تطوير رمز غربي مبدع.
درس مهم: التطورات التكنولوجية ، كما هو الحال الآن ، حاسمة في جميع التطورات في مجال الطاقة.

في عام 1893 ، عرضت 15 شركة لطواحين الهواء طاقة الرياح في معرض شيكاغو العالمي. كانت النماذج المختلفة ، الخشب والصلب والحديد ، قابلة للتكيف مع مواقع وظروف محددة.

بعد عام 1893 ، يقفز الخط الزمني لوزارة الطاقة إلى 48 عامًا حتى عام 1941 ، مسجلاً أن أكبر توربينات الرياح في ذلك الوقت سلمت 1.25 ميجاوات إلى أداة فيرمونت. ولكن هناك درس في تلك الفجوة التي استمرت نصف قرن تقريبًا. لقد تطورت المرافق الكهربائية الأمريكية بسرعة ، ولكن بدون ريح. الأنظمة الكهربائية ، والطلبات الجديدة الموضوعة على الأنظمة ، تحتاج إلى طاقة ثابتة وثابتة - فكِّر في الفحم والطاقة المائية. كانت الرياح المتقطعة جيدة للأماكن النائية والمفردة ، ولكنها غير كافية للسكك الحديدية الحضرية المكهربة الجديدة ، على سبيل المثال.

ثم ينتقل الجدول الزمني إلى 29 سنة أخرى حتى عام 1970. وهو يسجل: "سعر صخور النفط وكذلك الاهتمام والبحث في توربينات الرياح والطاقة التي تولدها".

ثم ، تسارع الأحداث:

- 1978 - وقع الرئيس كارتر على قانون تنظيم المرافق العامة ، الذي يلزم الشركات بشراء كمية معينة من الكهرباء من مصادر الطاقة المتجددة ، بما في ذلك الرياح.

- 1980 - تم تثبيت أول مزارع الرياح على نطاق المرافق في ولاية كاليفورنيا.

- 1981 - قام عالما ناسا ، لاري فيترنا وبوب كوريجان ، بتطوير "طريقة فيترنا" ، التي أصبحت الطريقة الأكثر استخدامًا للتنبؤ بأداء توربينات الرياح ، وزيادة كفاءة إنتاج التوربينات حتى يومنا هذا.

- 1991 - الدنمارك - قامت شركة Dong Energy (الآن Orsted) بتكليف Windby ، أول مزرعة رياح بحرية ، شيدت في المياه بين عمق يتراوح بين مترين وخمسة أمتار. قدمت توربينات Windby الـ 11 الطاقة لما يقرب من 2200 أسرة. استمرت لمدة 25 عامًا ، أطول من المتوقع ، تم تفكيكها في عام 2017. كان Windby لا يقدر بثمن كمختبر عامل ، مما ساعد الشركات الدنماركية على اكتساب الخبرة ، تقنيًا وتعلم كيفية تصدير هذه الأعمال الخارجية الجديدة. ربما كان الدرس الأكثر أهمية: كان Windby بمثابة محطة توليد كهرباء ، مما يضيف إلى النظام الكهربائي الشامل ويكمله.

- 1992 - وقع الرئيس بوش على قانون سياسة الطاقة ، الذي يجيز اعتماد ضريبة الإنتاج بقيمة 1.5 سنت لكل كيلووات في الساعة من الكهرباء المولدة من طاقة الرياح وإعادة التركيز على استخدام الطاقة المتجددة.

- 1993 - تم إنشاء المركز الوطني لتكنولوجيا الرياح.

- 2011 - وثيقة مهمة: الإستراتيجية الوطنية لرياح الرياح البحرية التابعة لوزارة الطاقة وهي مشروع شراكة مع وزارة الداخلية. الهدف: تقليل تكلفة الطاقة من خلال تطوير التكنولوجيا وتقليل الجداول الزمنية للنشر.

غاري نورتون كبير مستشاري تقنيات الطاقة المتجددة في مكتب تكنولوجيات طاقة الرياح في وزارة الطاقة. كان نورتون مؤلفًا مساهمًا في استراتيجية 2011 وتحديث استراتيجية 2016. سئل: كيف تعمل الرياح البحرية - تتحرك ببطء شديد أو أين يجب أن نكون؟
أجاب نورتون قائلاً: "أعتقد أننا في حالة جيدة حقًا". وأشار إلى أن التعاون بين الوكالات مهم ومثمر بشكل خاص ، حيث ركزت وزارة الطاقة على التطورات التقنية التي من شأنها أن تقلل من تكلفة طاقة الرياح البحرية بينما يعمل مكتب إدارة طاقة المحيطات (BOEM) على أفضل الطرق لتسريع العملية التنظيمية المعقدة للمحيطات المشاريع.

CutGary نورتون
غاري نورتون ، مستشار تكنولوجيات الطاقة المتجددة الأب ، وزارة الطاقة الأمريكية ، مكتب كفاءة الطاقة والطاقة المتجددة ، مكتب تقنيات طاقة الرياح / مكتب تقنيات طاقة المياه

قال نورتون إن التوقعات الأصلية في إستراتيجية 2011 كانت "طموحة للغاية". ومع ذلك ، الآن "بدأت الأمور تنطلق فعليًا في العديد من الولايات مع العديد من مطوري المشاريع والدعم المالي الملتزم." عندما بدأ هذا العمل ، لاحظ أن الغموض يسيطر. وقال "الآن يحدث ،" في إشارة ، على سبيل المثال ، الزيادات الهائلة في تقييمات الموقع. "في ماساتشوستس" ، يشير نورتون إلى أن "عقود تأجير طاقة الرياح في BOEM الأخيرة قفزت إلى 135 مليون دولار ، مرتفعة من 42 مليون دولار قبل بضع سنوات و 1.5 مليون دولار فقط في جولة سابقة من المزايدة".

ومن النتائج المهمة الأخرى للاستراتيجية: الاتحاد الوطني للبحث والتطوير ، الذي يتألف حاليًا من معظم مطوري الرياح البحرية الكبرى وأربع وكالات حكومية على ساحل المحيط الأطلسي من ماساتشوستس إلى فرجينيا. في عام 2018 ، اختارت وزارة الطاقة هيئة أبحاث وتطوير الطاقة في ولاية نيويورك (NYERDA) كمسؤول عن الاتحاد. ساهمت وزارة الطاقة بمبلغ 20.5 مليون دولار لمشاريع البحث والتطوير التي تم التماسها بشكل تنافسي ، وقابلت NYSERDA هذا المبلغ.

أخيرًا ، شدد Norton على أهمية التحليلات الاقتصادية لوزارة الطاقة فيما يتعلق بالرياح البحرية وكيف يمكن أن تنسجم بشكل أفضل مع سوق الطاقة الكلي ، مما يزيد من قيمتها. من الأمور الحاسمة أيضًا: إعادة تقييم العديد من موانئ الساحل الشرقي الناشئة والمتنامية في الوقت الذي تستعد فيه وتهيئ نفسها لأداء أدوار قيادية في الخدمات اللوجستية البحرية اللازمة لبناء صناعة طاقة جديدة تمامًا.

2013 - مشروع حاسم: بناء أول توربينات الرياح البحرية العائمة المتصلة بالشبكة. كانت هذه شراكة لوزارة الطاقة مع جامعة مين ، حيث نشرت التوربينات الريحية ذات المنصات العائمة المركبة بقياس 1: 8 ، 20 كيلووات ، وهي الأولى في العالم. سيقوم هذا المشروع بإبلاغ تصميم وإنشاء توربينات رياح بحرية عائمة واسعة النطاق ، قيد العمل الآن ، ومن المقرر الانتهاء منها في عام 2021. يستخدم المشروع تقنية منصة VolturnUS الحاصلة على براءة اختراع ، وهي بدن خرساني عائم يمكنه دعم توربينات الرياح في أعماق المياه البالغة 45 مترًا. أو أكثر (تذكر عمق Windby البالغ طوله 2-5 أمتار).

حبيب داغر ، دكتوراه ، PE هو المدير التنفيذي في مركز الهياكل والمركبات المتقدمة بجامعة مين.
أوضح داغر أن ولاية ماين قد عانت من ارتفاع تكاليف الطاقة. بدأ اهتمام ماين الأولي بالرياح البحرية بسؤال كبير: ما مقدار الطاقة التي نحتاجها لكل شيء من المضخات الحرارية إلى السيارات الكهربائية؟ في ولاية مين ، تمتلك الرياح البحرية إمكانات تقدر بـ 160 جيجاوات. وقال داغر إن الولاية بأكملها تستخدم حوالي 2.4 جيجاواط. فقط 3 ٪ من طاقة الرياح المحتملة في المحيطات سوف تلبي جميع احتياجات الشرق الأوسط!

المياه العميقة ، رغم ذلك ، تمنع التوربينات ذات القاع الثابت. ومن هنا جاء البحث في التكنولوجيا العائمة. ركزت UofM على المشاكل الرئيسية: الاستقرار ، العواصف ، التصميم. وقال داغر إن النموذج المصغّر اجتاز جميع الاختبارات ، بدءًا من التوصيل الشبكي وحتى تحمل عاصفة استمرت 500 عام.
لكن أكبر مكافأة؟ النمذجة. وقال داغر إن نماذج طاقة UofM ستسمح بإجراء تقييمات وتقييمات أسهل وأسرع وأكثر دقة لمطابقة موقع المشروع مع المعدات والمواد وتحديد المواقع. كل هذا يعني طاقة أرخص من الرياح البحرية.

- 2016 - بلوك آيلاند ريح فارم في رود آيلاند ، يبدأ أول مشروع ريح بحري تجاري في الولايات المتحدة. إنه صغير نسبيًا - 30 ميجاوات ، وهو مشروع طورته شركة Deepwater Wind.

- 2018 - أبلغت وزارة الطاقة (بيانات عام 2017) أن الولايات المتحدة تمتلك ما مجموعه 25،434 ميجاوات من طاقة الرياح البحرية في طور الإعداد ، مع مشاريع قيد التطوير في نيويورك ونيوجيرسي وماساتشوستس وفرجينيا.

على الصعيد العالمي ، (بيانات 2017) تم تشغيل 3،387 ميجاوات من طاقة الرياح البحرية ، مما أدى إلى تثبيت قدرة تراكمية عالمية تبلغ 16.3 جيجا وات. تعد المملكة المتحدة أكبر سوق للرياح البحرية حيث تبلغ مساحتها 5824 ميجاوات من القدرة المركبة التراكمية ، تليها ألمانيا (467 ميجاوات) ، والصين (1823 ميجاوات) ، والدنمارك (1399 ميجاوات) ، وهولندا (1112 ميجاوات).

تذكر وزارة الطاقة أنه على مستوى العالم ، تواصل أسعار المزاد في الانخفاض. في عام 2017 ، قدم المطورون أربعة عطاءات وصفت بأنها "دعم صفري".

البحرية, الطاقة المتجددة الاقسام