فوائد المحور الفلكي في المجتمعات الريفية

وتمثل المحورية الفيزيائية " تربينز " نهجاً تحوّلاً في توليد الطاقة الريحية يناسب بشكل خاص المجتمعات الريفية، وفي حين أن المحور الأفقي الأكثر شيوعاً في توربينات الرياح، فإن هذه المادة تنطوي على مزايا متميزة في البيئات التي تكون فيها الأراضي محدودة، وأنماط الرياح متغيرة، وأن أهداف تصميم الطاقة على نطاق المجتمعات المحلية هي الهدف.

Understanding Vertical Axis Wind Turbines

ويُعد المحور الرأسي ويند توربينز طبقة من توربينات الرياح حيث يمتد عمودياً عمودياً عمودياً، ويمتد منظار الأرض، وخلافاً لأجهزة الإنذار المبكر ذات الصلة، التي يجب أن توجه نحو الرياح، يمكن أن تلتقط طائرات VAWTs رياحاً من أي اتجاه دون آليات للتصميم، وينما نوعان من معدات التصميم الرئيسية هما توربين، التي تستخدم قوات الصيانة الممستية أو مباشرة وتعمل عبر

وتزيد أشعة VAWTs عموماً من سعة مكافئة الحد الأدنى من الأسلحة الكيميائية، إذ أن ارتفاعات أبراجها القصيرة وسرعات التناوب الأقل تقلل من تطفلها بصرياً - وهو اعتبار رئيسي في المناظر الريفية والزراعية، ووفقاً لـ U.S. Department of Energy]، فإن مركبات الترائب واعدة بشكل خاص لتطبيقات النقاط الريحية الموزعة، حيث تكون قريبة.

أهم المزايا للمجتمعات الريفية

انخفاض تكاليف التركيب والصيانة

ونظراً لأن القوات المسلحة لتيمور - ليشتي تضع معظم المكونات الميكانيكية على المستوى الأرضي، فإن التركيب لا يتطلب حفراً ثقيلة أو عمالة متخصصة عالية المستوى، مما يقلل بشكل كبير من التكاليف الأولية للمجتمعات الريفية، حيث تكون الميزانيات مقيدة في كثير من الأحيان، كما أن الصيانة أبسط: يمكن للفنيين الوصول إلى المولدات الكهربائية، وصناديق المعدات، ونظم المراقبة دون رفع مستوى البرج، مما يقلل من النفقات التشغيلية الطويلة الأجل ويجعل المزارعين المحليين أو أطقم القرى قادرة على إجراء عمليات التفتيش الروتين.

Omnidirectional Wind Capture

وكثيراً ما تعاني المناطق الريفية من اضطراب أو تقلب الرياح بسبب تضاريس مختلفة أو خطوط الأشجار أو بناء مجموعات، وتحتاج هذه المناطق إلى محركات متطورة لتتبع اتجاه الرياح، وإضافة نقاط التعقيد والفشل.() وتتقبل طائرات VAWTs، عن طريق التصميم، الرياح من أي زاوية دون إعادة توجيه، وهذا التوحيد المتأصل يحسن من استخلاص الطاقة في نظم الرياح المتقلبة ويقلل من الارتطام.

بصمت الاتفاق والكفاءة في الفضاء

وتشغل طائرات VAWTs مساحة أرضية أقل مقارنة بمناطقها المبتلة، ويمكن أن تُجمع بين هذه المناطق دون فقدان كبير في الطاقة بسبب الاضطراب، مما يتيح صفائف الكثافة على قطع صغيرة، وبالنسبة لمزارع ذي مساحة محدودة، يمكن أن يولد كهرباء كبيرة دون استهلاك أرض قيمة يمكن استخدامها في المحاصيل أو الرعي، وهذه الكفاءة الفضائية ميزة كبيرة على امتداد المزارع.

عملية هدوء

ويمثل الارتفاع من التربينات الريحية شاغلاً مجتمعياً مشتركاً، وتعمل طائرات VAWTs، ولا سيما نوع سافونيوس، على سرعة التناوب المنخفضة وتنتج ضوضاء أقل إرادية مقارنة بالطلقات الصارخة للطائرات الصغيرة جداً، وبالنسبة للمنازل الريفية أو المدارس أو الأعمال التجارية الصغيرة الواقعة قرب توربين، يؤدي انخفاض البصمة الضوضاء إلى تحسين القابلية للتأثر وقبول المجتمعي.

دال - القابلية للاستمرار والقابلية للاعتماد

ومع انخفاض عدد قطع الغيار المتحركة التي تتعرض لرياح عالية وثقوب الجاذبية، يمكن أن تكون المركبات ذات العجلات الأكثر قوة في البيئات الريفية القاسية، ويعني توجهها الرأسي أن الوشوم أقل عرضة للإجهاد من لحظات القفز الجاذبية - وهي مسألة معروفة بالنسبة للسيارات الكبيرة من نوع HAWT، كما أن العديد من تصميمات هذه المركبات تشمل آليات للحماية المفرطة السرعة تكون أبسط وأكثر موثوقية، مما يقلل من خطر الفشل في مواجهة الكوارث.

المنافع البيئية والاقتصادية

الطاقة النظيفة وخفض الانبعاثات

ومن خلال توليد الكهرباء من الرياح، تتخلص طائرات VAWTs من استهلاك الوقود الأحفوري، وبالنسبة للمجتمعات الريفية التي تعتمد على مولدات الديزل أو الكهرباء من محطات الفحم، يمكن حتى لجهاز صغير من طراز VAWT أن يخفض بدرجة كبيرة انبعاثات غازات الدفيئة.() وتفيد تقارير مختبر الطاقة المتجددة الوطني ] بأن نظم الرياح الموزعة مثل مركبات VAWTs يمكن أن تحقق تخفيضات في الانبعاثات لعدد من أطنان من ثاني أكسيد الكربون سنوياً.

الاستقلالية في مجال الطاقة وتحقيق وفورات في التكاليف

وكثيرا ما تواجه المناطق الريفية تكاليف كهربائية أعلى بسبب فقدان النقل وانخفاض كثافة السكان، وتسمح هذه المركبات للمجتمعات المحلية بإنتاج قوتها الخاصة، مما يقلل من الاعتماد على المرافق البعيدة، وعلى مدى فترة السنوات العشرين إلى 25 من عمر توربين، يمكن أن تتجاوز الوفورات في فواتير الكهرباء تكاليف التركيب والصيانة، لا سيما عندما تقترن بسياسات قياس صافية أو تعريفات مغذية، كما أن استقلال الطاقة يوفر القدرة على التكيف مع انقطاع الشبكات، التي هي أكثر شيوعا في المناطق الريفية.

خلق الوظائف المحلية

وعلى الرغم من أن طائرات VAWTs أبسط من حيث تركيبها، فإنها لا تزال بحاجة إلى تقييم المواقع، والتركيب، والصيانة المستمرة، وهذه الاحتياجات تؤدي إلى خلق وظائف ذات مهارات وشبه مهارة داخل المجتمع المحلي، ويمكن للفنيين المحليين والكهرباء والمهندسين تطوير الخبرة في مجال تكنولوجيا الرياح الصغيرة، وبناء قوة عاملة تدعم المشاريع المتجددة في المستقبل.

التحديات والنظر في المسألة

انخفاض الكفاءة في ارتفاع الرياح

وفي حين أن طائرات الهليكوبتر ذات التردد العالي والمتوسط السرعة الريحية المنخفضة إلى المتوسط، فإن كفاءتها القصوى - التي تقاس بمعامل الطاقة - أقل عموما من كفاءة مركبات التحلل الحراري الكبيرة في ظروف الرياح الشديدة والمطهرة، وهذا يعني أنه بالنسبة للمواقع التي تؤدي باستمرار رياح قوية وخفيفة، فإن وجود هذه المركبات في مواقع جيدة قد ينتج طاقة أكبر لكل وحدة من وحدات القدرة المركبة، ولكن بالنسبة لغالبية المواقع الريفية التي تقل سرعة تشغيلها عن ٧ ميغاواط.

تقييم الموقع وجلسته

يتطلب نجاح نشر القوات المسلحة الخفيفة تقييما دقيقا لموارد الرياح، وينبغي لأعضاء الجماعة إجراء قياسات طويلة الأجل لمسافات الأنيميتر أو الاعتماد على خرائط الرياح التي يمكن تجميلها، كما يجب أن يُشكل التخزين العقبات التي تخلق اضطرابا، مثل القضبان، أو السحال، أو خطوط الأشجار الكثيفة، ويمكن أن يؤدي الجلوس إلى نقص الأداء وخيبة الأمل الاقتصادية.

الوعي المجتمعي وقبوله

وقد يكون بعض السكان غير معتادين على استخدام الأسلحة النارية في استخدام الأراضي الزراعية، كما أن برامج التوعية، ومشاريع البيان العملي، والشراكات مع مكاتب الإرشاد الزراعي يمكن أن تساعد، ومن المهم تقديم تقديرات واقعية لإنتاج الطاقة وإشراك أفراد المجتمع المحلي في عملية التخطيط، كما أن التواصل عبر الشفاف بشأن الضوضاء المتوقعة والأثر البصري والعائدات الاقتصادية يبني الثقة ويسهل التبني.

التكامل بين الأزواج والحد من حالاتهم

ويتطلب ربط شبكة " VAWT " بالشبكة الكهربائية المحلية الامتثال لمعايير الربط بين المرافق، وفي كثير من المناطق الريفية، لا تزال الهياكل الأساسية للشبكات صالحة، مما يتطلب رفع مستوى استيعاب الجيل الموزع، ويمكن أن يكون الحد الأقصى هو وضع قوانين أكثر من الحدة، وفرض قيود على الارتفاع، ومتطلبات الانتكاس التي وضعت لمنشآت " VAWT " ، كما أن العمل مع السلطات المحلية في وقت مبكر من المشروع يساعد على إزالة العقبات.

أمثلة عالمية ودراسات حالة

المزارع الصغيرة في الغرب الأوسط

وقد قامت عدة مزارع في إيوا ومينيسوتا بتركيب 5-10 كيلوواط في الفولط الأبيض المتوسط لتعويض الكهرباء لمضخات الري ومجففات الحبوب، وتشير تقارير جامعة مينيسوتا إلى أن هذه التوربينات، مقرونة بالمتر الصافي، وأسعار منخفضة للكهرباء الزراعية تتراوح بين 30 و40 في المائة سنويا، وأشار المزارعون إلى سهولة التركيب وانخفاض الصيانة باعتبارها أسبابا رئيسية لاختيار طائرات VAWTs على أكبر حجما من هذه المركبات.

Remote Villages in Alaska

وفي المجتمعات الريفية في ألاسكان التي تشكل مولدات الديزل مصدر الطاقة الرئيسي، تم نشر طائرات VAWT كجزء من مجهري الهجينات، وقدرة التوربينات على العمل في رياح الغوث والمناخ البارد - وهي ظروف تحدي مركبات الديوت - جعلتها تكملة قيمة لتخزين الطاقة الشمسية والبطارية.

المراكز المجتمعية في المناطق النامية

وقد نشرت المنظمات غير الربحية طائرات متفجرة صغيرة من طراز VAWT إلى مدارس الطاقة والعيادات الصحية ومضخات المياه في المناطق الريفية خارج المناطق الريفية في أفريقيا وجنوب آسيا، ويعني تبسيط التكنولوجيا أن التقنيين المحليين يمكنهم معالجة الإصلاحات، وفي مشروع واحد في كينيا، احتفظت طائرة متفجرة من طراز VAWT بضوء وثلاجات لقاحات عيادة ريفية تعمل بصورة موثوقة، مما يحل محل مولدات للجوزات الملوّدة.

التوقعات المستقبلية والتقدم التكنولوجي

وتواصل البحوث في تصميم نظام رصد الأسلحة النارية تحسين الكفاءة وخفض التكاليف، كما أن الابتكارات مثل الشفرة الشافية (لخفض الطحالب الوعائية)، والمواد المركبة ذات الوزن الخفيف، وخوارزميات التحكم المتقدمة تدفع أداء VAWT إلى ما هو أقرب إلى أداء مركبات الهيدروكربون المشبع بالفلور، كما أن النظم الهجينة التي تجمع بين أجهزة VAWT وألواح شمسية على نفس البرج آخذة في الظهور، مما يجعل الفضاء الريفي الأكثر محدودا.

ومع تزايد سعي المجتمعات الريفية إلى تحقيق استقلالية الطاقة، فإن هذه الجماعات تستعد للقيام بدور مركزي، وقدرتها على توفير الطاقة النظيفة والهادئة والموثوقة في مختلف الظروف الريحية تجعلها خيارا عمليا للمزارع والقرى والمشاريع النائية، فمع وجود سياسات داعمة ومشاركة مجتمعية، يمكن أن تصبح المحور الرأسي للرياح حجر الزاوية في التنمية الريفية المستدامة في جميع أنحاء العالم.

خاتمة

وتوفر المحورية الرئيسية " ويند توربينز " حلاً مقنعاً للمجتمعات الريفية التي تسعى إلى الحصول على طاقة ميسورة ومرنة وملائمة للبيئة، كما أن انخفاض تكاليف تركيبها وقدرتها على معالجة الريح المضطربة، وارتطام بصمة ضوئية، وانخفاض الضوضاء، لا يمكن أن يجعلها مناسبة بشكل خاص للسياقات الزراعية والنائية، وفي حين أن التحديات التي من قبيل الكفاءة في الرياح العالية والمساكن لا تزال قائمة، لا تزال قائمة، فإن التخطيط الدقيق والتقدم التكنولوجي لا تزال قائمة.