مبدأ طاقة الرياح البحرية وتوليد طاقة الرياح العادية هو نفسه، وهو استخدام الرياح في البحر لدفع دوران شفرة طاحونة الهواء، والطاقة الحركية لرياح البحر إلى طاقة حركية ميكانيكية، ثم من خلال معزز السرعة سوف تدور السرعة، والطاقة الميكانيكية إلى طاقة حركية كهربائية، مما يدفع المولد لتوليد الكهرباء.
في السنوات الأخيرة، شهدت الصين تطورًا سريعًا في مجال طاقة الرياح البحرية، حيث حافظت قدرتها المُركّبة على مكانتها الرائدة عالميًا. ومع التخطيط المُتسارع لمشاريع طاقة الرياح البحرية والاستكشاف المُستمر للبيئة البحرية، تطورت صناعة طاقة الرياح البحرية تدريجيًا نحو طاقة عالية في أعماق البحار، مُشكّلةً سلسلة متكاملة من معدات طاقة الرياح وسلسلة توريد رائدة وتنافسية عالميًا. حاليًا، تُصنّع الصين 60% من معدات طاقة الرياح في السوق العالمية.
حول طاقة الرياح البحرية
1. تطوير أساسات توربينات الرياح البحرية
تتعرض أساسات توربينات الرياح البحرية لرياح قوية وأمواج وتيارات وأحمال متناوبة أخرى، بالإضافة إلى بيئة تآكلية قوية، وحجم أساس كبير، ومتطلبات عالية لمعدات البناء، وعمليات معقدة. عند تصميم أساسات توربينات الرياح، تشمل العوامل المؤثرة في اختيارها: الظروف الجيولوجية لقاع البحر، والمسافة البحرية، وعمق المياه، ودور الأحمال الخارجية مثل الرياح والأمواج والتيارات الجليدية، وتأثير البيئة البيئية، وغيرها. وتُعدّ الظروف الجيولوجية لقاع البحر وعمق المياه من أهم العوامل المؤثرة.
2. حالة موارد معدات بناء طاقة الرياح البحرية الصينية
بعد الاستكشاف والممارسة الهندسية التدريجية، شكّل مجال بناء مزارع الرياح البحرية المحلية مجموعة من برامج البناء الاقتصادية والفعالة ومعدات دعم السفن. في الوقت الحاضر، يتجه تطوير بناء طاقة الرياح البحرية المحلية نحو التخصص في السفن، أي استخدام سفن مختلفة في عمليات البناء المختلفة، بينما تتعامل أنواع مختلفة من السفن مع مجموعة متنوعة من عمليات البناء، وتتميز أيضًا بالمرونة والقدرة على التكيف والسلامة والكفاءة.
3. سفينة البناء الرئيسية
تتطلب معدات بناء أساسات توربينات الرياح ذات الركائز الأحادية أعلى متطلبات، وهي سفينة البناء الرئيسية لسفينة الرافعة العائمة. حاليًا، تُعدّ عملية بناء أساسات الركائز الأحادية الغرق الأكثر نضجًا، حيث تم إنشاء أول منصة ركائز ثابتة خاصة قابلة لإعادة الاستخدام، باستخدام سفينة رافعة عائمة لبناء الركائز الغاطسة؛ أما تركيب توربينات الرياح البحرية فيُستخدم فيه رافعات الرفع للتركيب المنفصل، وبالتالي فإن بناء طاقة الرياح البحرية المحلية الحالية لسفينة البناء الرئيسية لسفينة الرافعة العائمة وسفن منصة الرفع هما نوعان رئيسيان من سفن الهندسة.
4. شكل هيكل أساس توربينات الرياح البحرية
(1) مونوبيل: الأكثر استخدامًا، حصة المياه الأوروبية تصل إلى 81%، لعمق مياه يتراوح بين 0-30 مترًا في البحر.
المزايا: تكنولوجيا ناضجة، اقتصاد جيد، القدرة على التكيف؛ العيوب: صلابة هيكلية صغيرة، سهلة التشوه، تأثير تآكل قاع البحر.
(2) منصة تحمل متعددة الأكوام: آلية الخرسانة المسلحة المستخدمة بشكل شائع، هي هيكل شائع لرصيف الساحل وأساس رصيف الجسر، ومناسبة للبحر القريب من الشاطئ على عمق 0-30 متر.
المزايا: تكنولوجيا البناء الناضجة، ومقاومة جيدة للتصادم، والقدرة على التكيف مع الأرض اللينة؛ العيوب: وقت بناء طويل في البحر، وإجراءات معقدة، وغير مناسبة للمياه العميقة في البحر.
(3) نوع الجاذبية: هو أحد الأشكال الرئيسية لهيكل أساس توربينات الرياح البحرية، الظروف المطبقة: عمق المياه من 0 إلى 30 مترًا في البحر.
المزايا: هيكل بسيط، استقرار جيد، حمل عمل صغير للتركيب في الموقع؛ العيوب: متطلبات عالية لظروف جيولوجية لقاع البحر، والحاجة إلى ظروف أعمق وأفضل إخفاءًا للأرصفة الجاهزة وظروف المياه.
4) نوع متعدد الأرجل: مقسم إلى أساس ثلاثي الأرجل ومتعدد الأرجل، مع أخذ حامل ثلاثي كمثال، باستخدام هيكل الدعم القياسي ثلاثي الأرجل، الظروف المطبقة: عمق المياه 0-30 متر منطقة البحر.
المزايا: لا توجد متطلبات عالية للمعدات، والتكلفة بين الأساس أحادي الوتر وأساس إطار القناة، وسهولة الاصطدام بالسفن.
نبذة عن طاقة الرياح البحرية التابعة لشركة CRRC
يحقق توربين الرياح البحري، الذي طورته CRRC، تغطية كاملة لفئة طاقة تتراوح بين 8 و12 ميجاوات، ويبلغ قطر المروحة 225 مترًا، وتبلغ مساحة تجتاحها للرياح حوالي 40,000 متر مربع، أي ما يعادل حوالي 5.6 ملعب كرة قدم قياسي. يمكن تصميم منصة المنتج إقليميًا وفقًا للظروف الخاصة لمختلف المناطق البحرية، لتحقيق أفضل عائد للعملاء وأقل تكلفة دورة حياة للكهرباء.
تتميز الوحدة بكفاءة عالية في توليد الطاقة، حيث تُنتج 22 كيلوواط/ساعة من الكهرباء لكل دورة عند سرعة الرياح المُصنّفة، ويمكن لوحدة واحدة إنتاج حوالي 50 مليون كيلوواط/ساعة من الكهرباء النظيفة سنويًا. كما تتميز بمزايا كبيرة في توفير الطاقة وخفض الانبعاثات. تعتمد الوحدة على مجموعة من التقنيات المتقدمة ومفاهيم التصميم المُثلى من حيث التكلفة، مثل تصميم الشفرات عالية الكفاءة لتوليد الطاقة، وهيكل خفيف الوزن شبه مباشر، ونظام كهربائي عالي التحمل للأعطال، ومحول صندوقي علوي، ورافعة مُدمجة، وروبوت فحص مداري داخل المقصورة.
الخصائص التقنية لأنظمة نقل طاقة الرياح
1.نظام متكامل للغاية
يعتمد نظام النقل على هيكل مدمج للغاية ومتكامل مع تصميم متكامل لعلبة التروس والمولد، مما يقلل من وزن المولد ويقصر بشكل كبير البعد المحوري للمولد وعلبة التروس، مما يجعل نظام النقل أكثر إحكاما وتكامل النظام أعلى.
2. مطابقة النظام العالية
تتميز معلمات المحول والمولد وعلبة التروس بتوافق عالٍ، ويُراعى التوافق المتبادل بين الأجزاء الداخلية للنظام بشكل كامل في بداية التصميم. ومن خلال تحليل ديناميكيات الأجسام المتعددة، وتحليل محاكاة اقتران المجال الفيزيائي المتعدد، وتكرارات التحسين المتعددة، يتمتع نظام النقل بأكمله بتوافق عالٍ واهتزاز منخفض، ما يجعله أكثر ملاءمة لشبكة الكهرباء.
3. موثوقية عالية
يعتمد نظام عزل موثوق به للتكيف مع معدل تغيير الجهد العالي وجهد الذروة للمحول ؛ يعتمد هيكل القطب المغناطيسي على هيكل محكم الغلق بالكامل ، وقد اجتاز اختبارات الحرارة الرطبة ، ورذاذ الملح ، والعفن ، ودرجات الحرارة العالية والمنخفضة لتحسين موثوقية التشغيل في الظروف البحرية ؛ يعتمد نظام خاص مضاد للتآكل لتلبية المتطلبات "القاسية" لبيئة التشغيل البحرية.
4.ارتفاع درجة الحرارة المنخفضة
تكنولوجيا التبريد عالية الكفاءة الحاصلة على براءة اختراع، والتصميم المبتكر لهيكل دليل الهواء منخفض المقاومة للرياح، وتقليل فقدان ضغط الرياح، وتحسين تدرج توزيع درجة الحرارة لنظام تبريد المياه، وتحسين معدل استخدام نظام التبريد، والتغلب على مشكلة ارتفاع درجة حرارة نظام النقل المنزلي من فئة 10 ميجاوات.
5.اهتزاز منخفض
من خلال تحليل محاكاة ديناميكيات نظام النقل، والمولد الكهرومغناطيسي والهيكل، وهيكل علبة التروس وغيرها من التحسينات، واستخدام تصميم فتحة خاصة، من خلال تحسين حجم هيكل عمود الدوار، والحد من محتوى التوافقيات، وتحسين جودة الطاقة، والحد من نبض عزم الدوران، والاهتزاز والضوضاء لتحقيق أدنى قدر من التكيف الجيد مع البيئة البحرية.
قوة CRRC
باعتبارها من أوائل الشركات الصينية التي دخلت قطاع طاقة الرياح، طوّرت شركة CRRC التقنيات المتقدمة المتراكمة في صناعة النقل بالسكك الحديدية لتشمل صناعة الطاقة الجديدة، وطبّقت بنجاح التقنيات الأساسية الرئيسية للنقل بالسكك الحديدية، مثل تكامل الأنظمة والمحولات والتحكم، على طاقة الرياح والطاقة الكهروضوئية وأعمال الطاقة الشاملة. في عام 2021، احتلت مبيعات مولدات طاقة الرياح المرتبة الأولى في الصين، والمرتبة الثانية في مبيعات الشفرات، والمرتبة الثالثة في مبيعات الأبراج، والمرتبة الرابعة في الصين لآلات طاقة الرياح البرية المُركّبة حديثًا.
تغطي توربينات الرياح البرية CRRC سعات 1.5 ميجاوات، 2 ميجاوات، 2.5 ميجاوات، 3 ميجاوات، 4 ميجاوات، 5 ميجاوات، 6 ميجاوات، 7 ميجاوات، 8 ميجاوات، ومستويات طاقة أخرى، مما يُحقق طيفًا واسعًا من منتجات طاقة الرياح. وقد طورت الشركة شفرات بطول 40-100 متر، وتعمل على تطوير شفرات بطول يزيد عن 100 متر. وتشمل منتجاتها الرئيسية شفرات من سلسلة 146، وسلسلة 155، وسلسلة 16X، وسلسلة 17X، وسلسلة 18X، وسلسلة 19X العمودية.
كما أدخلت شركة CRRC أحدث التقنيات العالمية لمحركات الجرّ بالسكك الحديدية، والتي تراكمت خبرتها لأكثر من 60 عامًا، في عملية تطوير توربينات الرياح، وأصبحت رائدة في هذا المجال. تشمل منتجاتها المطورة ذاتيًا توربينات رياح مغناطيسية دائمة ذات دفع مباشر بقدرة تتراوح بين 1.2 ميجاوات و14 ميجاوات، وتوربينات رياح مغناطيسية دائمة شبه مباشرة بقدرة تتراوح بين 2 ميجاوات و16 ميجاوات، وتوربينات رياح غير متزامنة مزدوجة التغذية بقدرة تتراوح بين 750 كيلووات و6 ميجاوات، بالإضافة إلى محولات طاقة الرياح، مثل المحولات الرئيسية عالية السعة، ومحولات الزيت متوسطة الحجم، ومحولات الزيت الصغيرة، ومحولات التوزيع. أما في مجال تصنيع أبراج طاقة الرياح، فتستطيع CRRC تلبية إنتاج أبراج توربينات رياح عالية الطاقة بقدرة تتراوح بين 5 ميجاوات و16 ميجاوات، وتبلغ طاقتها الإنتاجية السنوية 600 مجموعة من معدات أبراج طاقة الرياح.
مزايا طاقة الرياح البحرية
١. سرعة رياح عالية، وقص رياح منخفض: لأن سطح مياه البحر أملس جدًا، وخشونته منخفضة، واحتكاكه منخفض. وبالتالي، تكون سرعة الرياح أكبر، وتغيرات سرعتها واتجاهها أقل، وقص الرياح (أي تغيرات سرعة الرياح مع الارتفاع) أقل، مما يُغني عن برج مرتفع جدًا، مما يُقلل من تكلفة مكونات توربينات الرياح.
2. اضطراب منخفض: شدة اضطراب الرياح البحرية منخفضة، مع اتجاه رياح مهيمن مستقر، وتخضع الوحدة لحمل تعب منخفض، وعمر التوربين أطول.
٣. إنتاجية عالية: تتيح مزارع الرياح البحرية استخدام توربين واحد بسعة أكبر، تتراوح بين ٥ و١٠ ميجاوات. وبفضل انخفاض متطلبات الضوضاء، وسرعة الدوران والجهد العاليين، يمكن الحصول على إنتاجية طاقة أعلى. حاليًا، تتجاوز موارد طاقة الرياح البحرية التي يمكن تطويرها في الصين ثلاثة أضعاف موارد طاقة الرياح البرية.
٤. توفير مساحة الأرض وتقليل التأثير على السكان والبيئة. تُسبب توربينات الرياح العملاقة المُركّبة بالقرب من المناطق السكنية تلوثًا بصريًا وسمعيًا، كما أن الظلال والضوضاء الناتجة عن الدوران المستمر لها تأثير كبير على السكان. كما تُسبب توربينات الرياح البرية أضرارًا طفيفة للبيئة الطبيعية أثناء عملية البناء والنقل، وقد أظهرت بعض المؤسسات البحثية أن محطات طاقة الرياح قد تؤثر أيضًا على الحياة الطبيعية. تُجنّب طاقة الرياح البحرية إلى حد كبير هذه المشاكل القديمة التي تُعاني منها طاقة الرياح البرية.
5. إن التطور السريع لصناعة طاقة الرياح البحرية سوف يدفع بشكل كبير صناعة السفن المهنية لطاقة الرياح البحرية العالمية.
تتمتع طاقة الرياح البحرية بمزايا الكفاءة العالية في توليد الطاقة والاستفادة منها، ولا تشغل موارد الأرض، ومناسبة للتطوير على نطاق واسع، والنقل المريح لتوربينات الرياح عبر الممرات المائية؛ وبالتالي، فإن الرياح التي تهب من البحر ستصبح أيضًا الاتجاه الجديد للطاقة النظيفة المستقبلية في الصين.
شركة بولاند للطاقة المتجددة المحدودة، شركة متكاملة للطاقة الجديدة، تُقدم لكم حلولاً متكاملة عالية الجودة لطاقة الرياح والطاقة الشمسية وأنظمة تخزين الطاقة. بولاند الآن شركة تابعة لشركة CRRC، وهي مسؤولة عن التوسع الخارجي لأعمال CRRC في مجال طاقة الرياح والطاقة الشمسية. نمتلك سلسلة توريد داخلية متكاملة نسبيًا، وشبكة خدمات، وجودة منتجات وتقنيات ممتازة.
بولاند توفر محطة توليد الكهرباء EPC والاستثمار والاستحواذ في محطة توليد الكهرباء.
لا تتردد في الاتصال بنا إذا كنت بحاجة إلى أي دعم فني.
بريدي الإلكتروني: marketing@boland-hydroturbine.com
واشنطن: +8613923745989
