هل يمكن أن تكون توربينات الرياح سلاحًا سريًا ضد الأعاصير؟ قد يكون خيال اليوم حقيقة الغد

آنا برويل شارك في تأليف هذا المقال من معهد قيادة الطاقة النظيفة وجامعة جونز هوبكنز.

مع إعصار نيكول جعل اليابسة في فلوريدا في وقت سابق من هذا الأسبوع ، إنه تذكير آخر بأن الولايات المتحدة بحاجة إلى بذل المزيد من الجهد لحماية نفسها من التهديد السنوي المستمر للأعاصير. يؤدي تغير المناخ إلى المزيد من الظواهر الجوية المتطرفة ، وكما يبدو غريبًا ، قد يكون السلاح السري في معركتنا ضدها هو توربينات الرياح. إنه شيء يجب مراعاته حيث تعمل إدارة بايدن نحو أ هدف بنشر 30 جيجاواط من طاقة الرياح البحرية بحلول عام 2030.

يمكن أن تؤثر تركيبات توربينات الرياح البحرية على نطاق واسع على قوة الرياح وعرام العواصف وحتى على الأرجح ترسب مستويات الأعاصير. يتم إيقاف تشغيل توربينات الرياح مع اقتراب الإعصار ، لكن الهياكل المادية نفسها عندما تتجمع بأعداد كبيرة يمكن أن تبطئ العاصفة ، وتستخرج بعض الطاقة الحركية أثناء مرورها.

يبدو الأمر وكأنه شيء من رواية خيال علمي - وهو حاليًا أقرب إلى الخيال منه إلى الواقع - ولكن الفكرة مبنية على الفيزياء والعلوم العلمية التي تمت مراجعتها من قبل الزملاء.

واحد دراسة، على سبيل المثال ، من باحثين في ستانفورد وتم نشره في عام 2014 ، بحث في التأثيرات الافتراضية لمنشأة تتكون من 78,000 توربينة رياح قبالة ساحل لويزيانا. قدر المؤلفون أن مثل هذا التطور موجود - مع وجود آلاف التوربينات على بعد 100 كيلومتر من الساحل وتمتد لأميال عديدة - سرعات الرياح من إعصار كاترينا كان يمكن أن يكون أبطأ بسرعة تصل إلى 98 ميلاً في الساعة مع هبوب العواصف بنسبة 79٪.

دراسة أخرى، هذا من 2018 ، وجد أن انخفاض هطول الأمطار يمكن أن يكون تأثيرًا غير مباشر لتوربينات الرياح البحرية. نظرت تلك الدراسة في الضرر الذي فرضه إعصار هارفي على تكساس ووجدت أن مزرعة رياح افتراضية تتكون من حوالي 33,000 إلى 75,000 توربين يمكن أن تقلل من هطول الأمطار على الأرض بنحو 15٪. يحصل هطول الأمطار تقلص تشير الدراسة إلى أنه مع مرور العاصفة فوق التوربينات.

حتى أنه من المتصور أن تطورات الرياح مثل هذه يمكن أن توفر يومًا ما ما يكفي من المال من خلال منع الأضرار البرية لتغطية تكاليف بنائها. هذا يعني أنه من الفوائد الخارجية وحدها ، حتى بدون النظر في فوائد الطاقة المولدة ، يمكن أن ينتهي الأمر بمزارع الرياح البحرية يدفعون لأنفسهم. بالطبع ، تتسبب الأعاصير أيضًا في إتلاف التوربينات ، ولهذا السبب يبحث الباحثون عن طرق لتحسين متانة التوربينات وتصميمها ، على سبيل المثال باستخدام شفرات مرنة وتوربينات الرياح العائمة غير المتصلة بقاع المحيط

لكي نكون واضحين ، تستند هذه النتائج إلى نماذج ، وليس توربينات الرياح الواقعية. في الواقع ، هناك أقل من عشرة توربينات رياح بحرية تعمل في الولايات المتحدة. هناك خمسة في رود ايلاند قبالة سواحل بلوك ايلاند واثنان كجزء من برنامج تجريبي في فيرجينيا التي بناها دومينيون للطاقةD
. في النهاية ، مزرعة الرياح يجري بناؤها في ولاية فرجينيا سيكون لديها 176 توربينًا. ومع ذلك ، فإن هذا بعيد كل البعد عن عشرات الآلاف المتصورة في هذه الدراسات.

أحدث التوربينات أكبر بكثير (ضعفين إلى ثلاثة أضعاف ارتفاع تمثال الحرية) ، وتنتج طاقة أكبر من تلك التي تم بناؤها قبل بضع سنوات فقط. وبالتالي ، فإن بعض الافتراضات الواردة في هذه الدراسات ، حول كمية وحجم منشآت التوربينات ، يمكن أن تكون قديمة بالفعل ، مما يؤثر على التأثيرات المقدرة على الأعاصير.

إمالة في طواحين الهواء؟

هل هذه المحاكاة مجرد تمرين في التنظير الأكاديمي غير المجدي ، ومنفصل تمامًا عن الواقع؟ من السهل الاستهزاء بنماذج الكمبيوتر وشطبها على أنها مجرد إمالة في طواحين الهواء - معذرًا عن التلاعب بالألفاظ. لكن الدراسات هي محاولات جادة لفهم العواقب غير المقصودة للانتشار الواسع النطاق لطاقة الرياح ، حتى لو كانت عمليات النشر نفسها على بعد سنوات من التنفيذ.

مع البحث الأكاديمي ، كما هو الحال مع الكثير من الأشياء ، هناك توازن يجب القيام به بين الصور الخيالية لأحلامنا والحقيقة الباردة القاسية للواقع. قد يكون البحث عن تطورات الرياح على نطاق واسع وتأثيراتها على الأعاصير نظرية فقط اليوم. لكن بدون أفكار الأمس الطويلة ، لن تتحقق نهايات الغد الخيالية السعيدة أبدًا.

مثل بعض الأكاديميين ، عاش دون كيشوت الفارس الضال أيضًا في عالم خيالي. تخيل نفسه حامي Dulcinea del Toboso. تتطابق تصوره المرأة المثالية: شعر ذهبي ، جلد مرمر ، جميل كلاسيكي مثل تمثال يوناني قديم. في الواقع ، بالطبع ، هي فتاة فلاحية فقيرة من إل توبوسو ، لم يتحدث معها دون كيشوت أبدًا. إنه لا يعرف حتى اسمها الحقيقي ، وهو Aldonza Lorenzo ، وليس Dulcinea.

لذا نعم ، ابتكر دون كيشوت محاكاة زائفة في ذهنه ، لكنها لم تكن مجرد هروب من الواقع. كما ألهمت الجمال شعر الحب. بطريقة مماثلة ، ربما تعني الطبيعة المجنونة على ما يبدو لنماذج الكمبيوتر الموجودة في البحث الأكاديمي أن هذه الدراسات أقرب إلى الخيال منها إلى الحقيقة في الوقت الحالي. لكن ليس كل الذهب الأحمق الذي ينتجهون ، إذا ازدهرت الأفكار الموجودة فيهم في النهاية إلى شيء رائع وفوائد مباشرة لجميع الأمريكيين.