آیا جهان به سمت تولید توربین‌ های بادی چوبی می‌رود؟

استارت آپ ها در حال ابداع طرح های جدید و بهتر برای نسل بعدی توربین های بادی هستند و یکی از امیدوارکننده ترین ایده ها ساخت توربین بادی چوبی است.

به گزارش تکناک، شاید اینگونه فرض کنید که انرژی بادی یک صنعت کُند است چرا که توربین های نصب شده 25 سال پیش شبیه به توربین های از رده خارج شده اند،  اما واقعیت چیز دیگری است  و این صنعت در حال نو شدن است.

مواد دردسرساز

به طور سنتی، توربین‌های بادی از ترکیبی از مواد مختلف ساخته می‌شوند. برج ها عموماً از فولاد یا بتن ساخته می شوند، در حالی که تیغه ها از اپوکسی یا با فایبرگلاس تقویت شده با پلی استر ساخته می شوند.

تولید برج های فولادی انرژی بر است، و تیغه های توربین عمدتا قابل بازیافت نیستند و اغلب در پایان عمر خود به محل دفن زباله ختم می شوند.

مشکل اندازه هم وجود دارد. توربین‌های بلندتر می‌توانند باد را با کارایی بیشتری جمع‌آوری کنند، اما هزینه‌ ساخت برج‌های فولادی با افزایش ارتفاع زیاد می شود. حمل و نقل و نصب توربین ها نیز هر چه برج ها بزرگتر شوند به دردسر گرانی تبدیل می شود.

این مشکل شرکت‌های تولید توربین های بادی را بر آن داشته تا شروع به طراحی توربین‌های متفاوتی کنند.

این صنعت ممکن است به‌طور طبیعی «ریسک‌گریز» باشد، اما اگر با کمبود مواد اولیه مواجه شود، این سیاست  به سرعت تغییر خواهد کرد واینجا است که درها برای نوآوری باز خواهد شد.

برج های چوبی

استارت آپ سوئدی Modvion سیستمی را برای ساخت برج های توربین با استفاده از بخش هایی از چوب چند لایه توسعه داده است.

برج‌های چوبی سبک‌تر از فولاد هستند و می‌توان آن‌ها را طوری ساخت که اعضای آنها در محل نصب سرهم شوند. اریک دولرود، مهندس Modvion می‌گوید که این روش باعث می‌شود توربین‌های بلندتر و قدرتمندتر ارزان‌تر و حمل و نقل آنها به محل نصب آسان‌تر شوند. او می‌گوید: کل بازار به سمت برج‌های بلند پیش می‌رود و هر چه برج‌ها بلندتر شوند، مزیت اساسی چوب برای ساخت برجهای بلند تر توربین های بادی بیشتر می‌شود. بنابراین، این قطعا یک راه حل مقرون به صرفه برای ساخت این تاسیسات است.

به‌علاوه، بر اساس گفته‌های Modvion، تولید برج‌های چوبی به‌جای برج‌های فولادی 90 درصد کمتر دی‌اکسید کربن تولید می‌کند و هنگامی که توربین به پایان عمر خود می رسد، بخش های مدولار از برج می توانند مجددا استفاده شوند.

دولرود می‌گوید الوار برج‌های از کار افتاده می‌توانند به عنوان تیرهای باربر در صنعت ساختمان استفاده شوند، سپس می‌توانند به دیوارهای جداکننده و سپس کاغذ تبدیل شوند. او می‌گوید: هدف ما اساسا استفاده مجدد شش یا هفت مرحله‌ای از مواد استفاده شده در ساخت توربین های چوبی برای صدها سال، به طوری که قبل از بازگرداندن آن مواد به جو، از هر فیبر سلولزی کاملا استفاده کنیم.

این شرکت در حال حاضر یک برج 30 متری در جزیره  Björkö سوئد دارد که در سال 2020 ساخته شده است. این پروژه آزمایشی به شرکت کمک کرد توجه سازنده توربین Vestas را جلب کند که در سال گذشته در Modvion سرمایه گذاری کرد.

اکنون کار روی یک توربین 100 متری برای Varberg Energi در حال انجام است که قرار است سال آینده تکمیل شود و باید راه را برای توسعه تجاری برج های چوبی هموار کند. در نهایت، برج ها می توانند به ارتفاع 150 متر برسند. دولرود می‌گوید: هدف نهایی این است که در دهه 2030 یک تامین‌کننده جهانی برج‌های توربین بادی باشیم.

تیغه های چوبی

در همین حال، استارت‌آپ آلمانی Voodin Blades چشم‌اندازی برای ساخت توربین‌های بادی با تیغه‌های چوبی دارد که سبک‌تر و راحت‌تر از پره‌های فایبر گلاس دفع می‌شوند.

این استارت‌آپ در حال ساخت اولین پره های 20 متری خود است که تا پایان سال بر روی یک توربین آزمایشی با ظرفیت 0.5 مگاوات در واربورگ آلمان نصب خواهد شد. همچنین کار بر روی تیغه‌ای به طول 80 متر در حال انجام است که می‌توان آن را به یک توربین با ظرفیت حداکثر 6 مگاوات، اندازه مورد استفاده در مزارع تجاری، نصب کرد.

در نوامبر، این شرکت با Stora Enso، یک شرکت فنلاندی که کاغذ، خمیر کاغذ و سایر محصولات جنگلی تولید می کند، همکاری کرد. Stora Enso برای ساخت تیغه ها، الوار روکش چند لایه (LVL) خود را عرضه می کند.

Stora Enso که الوارهای Modvion را نیز تامین می کند ادعا می کند که LVL آن به نسبت وزن دو برابر فولاد قوی تر است و می تواند به خوبی فایبرگلاس در پره های توربین عمل کند. ساکی بوکاس، که بخش چوب استورا انسو را رهبری می‌کند، می‌گوید: این یک ماده قوی و سبک وزن است که خودش را بازتولید می‌کند.

دولرود می گوید در نهایت توربین ها را می توان از برج های چوبی و پره های چوبی ساخت. او می گوید: «من فکر می کنم این ایده بسیار خوبی است. من فکر می کنم که سازه های چوبی باید برای کاربردهای بیشتری نسبت به آنچه در حال حاضر است استفاده شود. این یک ماده مهندسی پیشرفته است و باید برای کاربردهای مهندسی پیشرفته تر استفاده شود.

مانع یا مشکل سرراه

بوکاس می‌گوید شاید بزرگترین چالش متقاعد کردن مهندسان ریسک‌گریز برای استفاده از چوب باشد. از نظر فناوری، من هیچ مشکلی نمی بینم. این فناوری شناخته شده است و همه چیز کاملاً واضح است. بیشتر زمان و فناوری جدیدی است که وارد بازار می‌شود، و همه باید قبل از اینکه بتوانند آن را به طور کامل بپذیرند، آن را حس، لمس و بو کنند.

با این حال، جان هال از دانشگاه بوفالو نیویورک، فکر می‌کند که ایده توربین‌های چوبی امیدوارکننده است به ویژه به این دلیل که تقاضای زیاد برای توربین‌های بادی در دهه‌های آینده صنعت فولاد را تحت فشار شدید قرار خواهد داد.

بر اساس برخی پیش‌بینی‌ها، انتظار می‌رود ارزش بازار جهانی توربین‌های بادی تا پایان این دهه دو برابر شود و قطعا صنایع فولاد برای حفظ آن تلاش خواهند کرد.