چین نخستین توربین بادی هوابرد در جهان را آزمایش کرد

چین با انجام نخستین پرواز موفق بزرگ‌ترین توربین بادی معلق در جهان، گامی تاریخی در بهره‌برداری از انرژی بادی هوابرد برداشت.

به گزارش تک‌ناک، این سامانه با نام S1500 در شهر هامی استان سین‌کیانگ به پرواز درآمد. ابعاد این توربین شامل ۶۰ متر طول، ۴۰ متر عرض و ۴۰ متر ارتفاع می‌شود و توان تولیدی آن در مقیاس یک مگاوات طراحی شده است، همچنین به شکل یک زپلین عظیم در آسمان شناور می‌شود.

ویژگی متمایز این پروژه در مقایسه با توربین‌های بادی سنتی، عدم نیاز به برج یا فونداسیون عمیق است. همین عامل باعث می‌شود که مصرف مواد تا ۴۰ درصد کاهش یابد و هزینه تولید برق نزدیک به ۳۰ درصد کمتر شود. علاوه بر این، سامانه S1500 تنها ظرف چند ساعت قابلیت جابه‌جایی دارد، امکانی که آن را برای استقرار در محیط‌های صحرایی، جزیره‌ای یا معادن بسیار مناسب می‌کند. این قابلیت انعطاف‌پذیر، کاربرد آن را نه‌تنها در بخش انرژی پایدار بلکه در شرایط اضطراری نیز برجسته می‌کند.

ساختار اصلی توربین بادی هوابرد متشکل از یک بال بزرگ و یک بال حلقوی است، که با هم یک داکت عظیم را شکل می‌دهند. درون این داکت ۱۲ توربین‌ـژنراتور قرار گرفته است که هرکدام توان ۱۰۰ کیلوواتی دارند. این مجموعه به‌ طور هماهنگ جریان‌های بادی ارتفاع بالا را به برق تبدیل می‌کند و سپس انرژی تولیدی از طریق کابل‌های مهار به سطح زمین منتقل می‌شود. به‌ این‌ ترتیب، سامانه قادر است از جریان‌های بادی پایدار و قوی که در ارتفاعات وجود دارد، بیشترین بهره‌وری را داشته باشد.

پروژه S1500 حاصل همکاری شرکت SAWES Energy با دانشگاه Tsinghua و مؤسسه تحقیقات اطلاعات هوافضا (AIR) وابسته به آکادمی علوم چین است. این تیم تحقیقاتی توانسته است بر چالش‌های فنی بزرگی مانند: پایداری آیرواستات‌ها، طراحی ژنراتورهای فوق‌سبک و کابل‌های انتقال ولتاژ در مقیاس کیلومتری غلبه کند. موفقیت این پروژه نشان می‌دهد که فناوری توربین‌های بادی هوابرد اکنون از مرحله آزمایشی وارد مرحله تجاری شده است.

البته این دستاورد نتیجه چندین آزمایش پیشین است. در سال ۲۰۲۴، سامانه S500 که با هلیوم پر شده بود، توانست در ارتفاع ۵۰۰ متری بیش از ۵۰ کیلووات برق تولید کند. تنها چند ماه بعد، مدل S1000 در ارتفاع هزار متری پرواز کرد و تولید انرژی را به ۱۰۰ کیلووات رساند. این آزمایش‌ها به‌ عنوان مراحل میانی، صحت ایده استخراج انرژی از بادهای ارتفاع بالا را تأیید و راه را برای ساخت S1500 هموار کردند.

بادهای ارتفاع بالا در محدوده ۵۰۰ تا ۱۰ هزار متری از سطح زمین، نسبت به بادهای سطحی، بسیار قدرتمندتر و پایدارتر هستند. این ویژگی آنها را به منبعی ارزشمند و دست‌نخورده از انرژی تجدیدپذیر تبدیل کرده است. طبق توضیحات گونگ زچی، پژوهشگر مؤسسه AIR، انرژی باد به‌ طور نمایی با سرعت آن افزایش می‌یابد؛ به‌گونه‌ای که اگر سرعت باد دو برابر شود، انرژی آن هشت برابر خواهد شد و با سه برابر شدن سرعت، ۲۷ برابر انرژی بیشتری تولید می‌شود. همین اصل فیزیکی، دلیل اصلی اهمیت توربین‌های بادی هوابرد است، که می‌توانند بهره‌وری چندین برابری نسبت به توربین‌های زمینی داشته باشند.

کاربردهای بالقوه این فناوری تنها به تولید برق پایدار در مناطق دورافتاده محدود نمی‌شود. توربین بادی هوابرد قابلیت استقرار سریع در مواقع بحران مانند زلزله یا سیل را دارد. در چنین شرایطی، این سامانه می‌تواند برق مورد نیاز برای تجهیزات حیاتی از جمله چراغ‌ها، رادیوها و ابزارهای نجات را تأمین کند. به گفته ونگ هانکه، مدیر ارشد فناوری شرکت SAWES، سامانه S1500 در چند ساعت قابل پرتاب و بهره‌برداری است و می‌تواند نقش مهمی در مدیریت بحران ایفا کند.

دولت چین نیز از مدت‌ها پیش به ظرفیت‌های این فناوری توجه کرده است. کمیسیون توسعه و اصلاحات ملی چین در برنامه‌ای جامع که بازه ۲۰۱۶ تا ۲۰۳۰ را پوشش می‌دهد، تحقیق و توسعه سامانه‌های بزرگ بادی هوابرد را به‌ عنوان یکی از اولویت‌های ملی تعیین کرده است. پرواز موفق S1500 اکنون نشان می‌دهد که این برنامه در مسیر تحقق اهداف خود قرار گرفته است.

اهمیت این دستاورد در سطح جهانی نیز قابل توجه است. با توجه به اینکه انرژی‌های تجدیدپذیر در گذار جهانی به سمت کاهش وابستگی به سوخت‌های فسیلی نقش محوری دارند، توربین‌های بادی هوابرد می‌توانند به‌ عنوان یکی از آخرین منابع بزرگ انرژی پاک وارد چرخه تولید شوند. توانایی دسترسی به بادهای قدرتمند آسمان، ظرفیت تولید انرژی چند برابر بیشتر نسبت به سامانه‌های موجود را فراهم می‌آورد و همین موضوع، آنها را به بخشی کلیدی از آینده انرژی جهان تبدیل می‌کند.

به‌ این‌ ترتیب، سامانه S1500 نه‌تنها دستاوردی فناورانه برای چین محسوب می‌شود، بلکه می‌تواند آغازگر تحولی بزرگ در صنعت انرژی بادی جهانی باشد. پرواز موفق توربین بادی هوابرد چین ثابت کرد که بهره‌برداری از بادهای آسمان دیگر یک ایده آزمایشگاهی نیست، بلکه راهکاری عملی و تجاری برای آینده‌ای پایدار به حساب می‌آید.