آینده توربین های بادی چه خواهد شد؟

امروزه دیدن منظره تپه هایی با توربین های بزرگ بادی و پره های در حال گردش آنها در باد، در بسیاری از کشورها اتفاق عجیبی نیست. اما ظاهرا قرار است این منظره دچار تغییرات جدی شود. یک شرکت اسپانیایی به نام Vortex Bladeless طراحی جدید و رادیکالی برای تولید انرژی از نیروی باد ارائه داده است که می تواند باعث شگفتی همگان شود. ایده آنها، یک توربین بادی بدون پره به نام Vortex است که مانند یک میله بلند به طرف آسمان نصب خواهد شد. هدف Vortex همان هدف توربین های قدیمی است: تبدیل نیروی باد به انرژی جنبشی و در نتیجه به دست آوردن برق از آن. اما راهکار این شرکت کاملاً متفاوت خواهد بود. Vortex به جای به دست آوردن انرژی از طریق حرکت دایره ای یک پروانه بزرگ، از اثر گردابی استفاده خواهد کرد. اثر گردابی، اثری آیرودینامیک است که الگویی از گرداب های در حال چرخش ایجاد می کند. اثر گردابی همواره یکی از بزرگترین دشمنان معماران و مهندسانی بوده است که سعی می کنند در طراحی سازه ها از این اثرات نیروی باد فاصله بگیرند. دلیل چنین کاری آن است که در صورت وجود نیروی کافی باد، اثر گردابی منجر به حرکت نوسانی در سازه خواهد شد که می تواند باعث تخریب بنا شود. نمونه ای از این اتفاق در سال 1940 برای پل تاکوما رخ داد و در نتیجه باعث فروپاشی آن شد. با این وجود دیوید سوریول، رائول اینگنیرو و دیوید یانیز، موسسان شرکت Vortex Bladeless، عقیده دارند می توان تهدیدهای مهندسی را تبدیل به فرصت کرد.

شرکت Vortex Bladeless در سال 2010 کار خود را آغاز کرد و از آن زمان تلاش می کند انرژی لرزشی را به چیزی مفید تبدیل کند. ساختار سازه Vortex به وسیله نرم افزارهای رایانه ای طراحی شده تا از همگام بودن اثر گردابی در طول دکل اطمینان حاصل شود. در نمونه اولیه ای که در حال حاضر تولید شده، سازه مخروطی از ترکیب فایبرگلس و فیبر کربن ساخته شده است که امکان استفاده از حداکثر انرژی ارزش را می دهد (با توجه به اصول فیزیکی، کاهش وزن باعث افزایش فرکانس طبیعی می شود). در پایه مخروط، دو حلقه آهنربا در حالت دافعه قرار گرفته اند تا به عنوان نوعی موتور غیر الکتریکی عمل کنند. زمانی که مخروط در یک جهت نوسان می کند، آهنرباها قسمت زیرین آن را در جهت عکس می کشند تا اثر گردشی را بدون در نظر گرفتن سرعت باد به حداکثر برسانند. سپس این انرژی جنبشی به وسیله یک مولد به الکتریسیته تبدیل می شود. همچنین در این طرح از چرخ دنده، پیچ یا مهره و هیچ گونه اجزای متحرک استفاده نشده است تا هزینه تولید و نگهداری Vortex تا حد امکان کاهش یابد. این شرکت ادعا می کند مدل Vortex mini با ارتفاع تقریبی 41 فوت، می تواند در شرایط ایده آل تا 40 درصد نیروی باد را جذب کند (بنا به تعریف این شرکت، شرایط ایده آل زمانی است که سرعت باد در حدود 26 مایل بر ساعت باشد). با انجام آزمایشات میدانی مشخص شده است که mini نسبت به توربین های متداول امروزی 30 درصد نیروی کمتری جذب می کند، اما نکته مثبت آن است که در فضای اشغال شده توسط یک توربین عادی، می تواند از 2 Vortex استفاده کرد. تیم Vortex مزایایی برای دستگاه خود عنوان می کنند: هزینه تولید کمتر، کاملا بی صدا و همچنین امن تر برای پرندگان زیرا با استفاده از Vortex پره ای وجود ندارد که پرندگان در حال پرواز با آن برخورد کنند. این شرکت ادعا می کند هزینه تولید توربین های Vortex51 درصد کمتر از توربین های قدیمی است که عمده هزینه آنها مربوط به پره ها و سیستم پشتیبانی از آنان می شود. همچنین سوریول عقیده دارد این توربین ها از لحاظ بصری نیز بسیار جذاب تر از مدل های قدیمی هستند. این کمپانی تا به حال توانسته است 1 میلیون دلار کمک از بخش خصوصی و دولتی در اسپانیا دریافت کند و قصد دارد به زودی برنامه خود را در ایالات متحده نیز اجرا کند. به گفته سوریول، روزانه بیش از 200 ایمیل از طرف مردم به کمپانی ارسال می شود که خواهان اطلاعات بیشتر و راه اندازی توربین های Vortex هستند. با این حال هنوز راه زیادی پیش روی این شرکت است. آنها امیدوارند اولین محصول خود را که یک توربین 9 فوتی و 100 واتی است تا پایان سال در یک کشور در حال توسعه راه اندازی نمایند. همچنین مدل mini نیز تا پایان سال آینده آماده بهره برداری خواهد بود.