تقييم جدوى قوة الرياح في المناطق الجبلية والمناطق المتشعبة

Unique Characteristics of Wind in Mountainous Terrain

وتظهر التضاريس الجبلية والمعقدة سلوكاً ريحاً يختلف اختلافاً كبيراً عن البيئات المسطحة أو البحرية، علماً بأن هذه السمات الجوية هي الخطوة الأولى في تقييم الجدوى.

سرعة تدفق وتوربولنس

وتعاني السلاسل والقمم والمرور في كثير من الأحيان من سرعة الرياح المشبع ] بسبب تأثير فينتوري حيث يُجبر الهواء من خلال فجوات ضيقة أو على مؤتمرات قمة، مما قد يؤدي إلى ارتفاع سرعة الرياح بنسبة تتراوح بين 20 و40 في المائة عن المناطق المحيطة بالأراضي المنخفضة، مما يجعل بعض الإبداعات الجبلية منتجة بشكل استثنائي، غير أن التضاريس نفسه يولدات الشديدة.

الدوريات الموسمية والسينالية

وتتأثر نظم الرياح الجبلية تأثراً شديداً بالتدرجات الحرارية المحلية، وخلال اليوم، تتطور الرياح العاتية المتخلفة مع الحرارة الشمسية للمنحدرات؛ وفي الليل، توجه الرياح الكاتائية المتخلفة الهواء المبرد إلى الوديان، ويمكن أن تخلق هذه الدورات نوافذ يمكن التنبؤ بها من توليد الرياح العالية، وإن كانت قد تنتج أيضاً فترات من الرياح المنخفضة أو الركودية، مع وجود تفاوتات أقوى في عوامل الريح الموسمية.

العوامل الرئيسية للجدل

ويتطلب تحديد ما إذا كان يمكن لموقع جبلي أن يدعم مزرعة رياح قادرة على البقاء تحليل مصفوفة من البارامترات التقنية والبيئية والاقتصادية.

تقييم الموارد الفائز

ويعد التقييم الدقيق لموارد الرياح أمرا بالغ الأهمية، وكثيرا ما تفشل أساليب قياسية للتربة المسطحة في التضاريس المعقدة، ويجب على المطورين أن يستخدموا مزيجا من:

The International Energy Agency’s Wind Task 36 provides best-practice guidelines for wind resource assessment in complex terrain (]IEA Wind Task 36).

التعقيد الطبوغرافية واختيار الموقع

ليس كل الجبال مناسبة مواقع الشفاء

ويمكن أن تقطع الطوابق، وتمزقها عديد من الذروات والسجاد، موارد الرياح، وتزيد من كثافة الاضطرابات إلى ما يتجاوز الحدود المقبولة، كما يجب أن يشكل اختيار الموقع مسارات واقية، ومناطق صخور، ومحركات لا يمكن تحملها على الأرض، تؤثر على السلامة وعلى طول طول الطوابق.

الاعتبارات البيئية والاجتماعية

وكثيرا ما تكون النظم الإيكولوجية الجبلية هشة ومستضيفة للأنواع المتوطنة، ويجب أن تشمل تقييمات الجدوى ما يلي:

ولا بد من المشاركة المبكرة والمجدية مع المجتمعات المحلية - بما في ذلك مجموعات السكان الأصليين التي قد تكون لها حقوق في الأراضي - ويمكن أن تؤدي الرخصة الاجتماعية إلى مشروع أو تكسره في مناظر نائية ذات قيمة عالية.

الهياكل الأساسية وإدماج المحاجر

وتستلزم عناصر النقل إلى المناطق الجبلية (التي تتجاوز في كثير من الأحيان 50 متراً) توفير لوجستيات متخصصة، وتتطلب مشاريع كثيرة تحسين الطرق الضيقة، وبناء جسور مؤقتة، أو استخدام طائرات الهليكوبتر للتجمع النهائي، كما أن الربط بين الأشجار هو عقبة أخرى: فقد تكون الجبال النائية بعيدة عن خطوط النقل، وبناء خطوط جديدة عبر المناطق المحمية يمكن أن تواجه تأخيرات. ] يمكن أن تؤدي إلى تحسين الحلول المزخرفة .

ألف - الرؤية الاقتصادية

أما تكاليف رأس المال في الجبال فهي عادة أعلى بنسبة تتراوح بين 20 و60 في المائة من تكاليف الأراضي المسطحة بسبب أعمال المؤسسات والطرق المؤدية إلى الإمداد، كما أن التكاليف التشغيلية مرتفعة بسبب صعوبة الوصول إلى الصيانة، غير أن ارتفاع عوامل القدرة من موارد الرياح الأفضل يمكن أن يعوض هذه التكاليف.

ووفقاً لـ [الوكالة الدولية للطاقة المتجددة ]، فإن الرياح على نطاق المرافق في التضاريس المعقدة لا تزال تحقق مستويات الاستهلاك المنخفض في نطاق يتراوح بين 40 و80 دولاراً من دولارات الولايات المتحدة/MWh، وهي قادرة على المنافسة مع مصادر أخرى متجددة عندما تكون نوعية الموارد عالية.

الحلول والابتكارات التكنولوجية

وتحسن التطورات في تكنولوجيا التربين والرصد بصورة مطردة جدوى مشاريع الريح الجبلية.

تعديلات تصميمات توربين

الاستشعار عن بعد والرصد

ويمكن أن تسمح نظم الرصد عن بعد في الوقت الحقيقي، بما في ذلك الطائرات بدون طيار التي تحمل كاميرات حرارية ومجسات تهوية، بالنفقة على أساس الظروف بدلا من الجداول الثابتة، ويمكن لنماذج التعلم في مجال الآلات أن تتنبأ بفشل العناصر استنادا إلى بيانات الاضطراب والاهتزازات، مع التقليل إلى أدنى حد من وقت العمل في المواقع التي قد يحتاج فيها طاقم الخدمات إلى يوم كامل للوصول إلى التربين.

تخزين الطاقة والنظم الهجينة

كما أن رياح الريح المطيرة بالمستودعات الجبلية المضخة التي تستخدمها المياه - تولد مصدراً قابلاً للتجديد يمكن إرساله، ويمكن للمشاريع الأصغر أن تدمج تخزين البطاريات في سلاسة الإنتاج وتحمل أقساط أسعار أثناء ارتفاع الطلب، كما تستفيد المزارع الهجينة ذات العواصف الريحية في التضاريس المعقدة من أنماط توليد تكميلية: فالريح غالباً ما ترتفع ليلاً أو في الشتاء، بينما تبلغ ذروتها الشمسية خلال أيام جبال واضحة.

دراسات الحالات الإفرادية والأمثلة العالمية

وتظهر عمليات النشر العملي أن مشاريع الرياح الجبلية يمكن تحقيقها بتخطيط دقيق.

خاتمة

إن تقييم جدوى الطاقة الريحية في المناطق الجبلية والمعقدة يشكل تحديا متعدد الأوجه يتطلب إجراء بحوث دقيقة، ووضع نماذج متقدمة، وتكنولوجيا التكيف، وفي حين أن العقبات - الاضطراب، والإمكانية الصعبة، والحساسية البيئية - حقيقية، فإنها غير قابلة للزراعة، والمشاريع التي تنجح في الجمع بين تقييم موارد الرياح الشاملة، والإدارة البيئية القوية، والتفاعل المجتمعي، وتصميمات الطاقة المتجددة على وجه التحديد من أجل تهيئة الظروف القاسية.