إذا كنت تعتقد أن توربينات الرياح كلها متشابهة فأنت مخطئ بالتأكيد، إذ يحاول المهندسون والمصممون كل يوم أن يبتكروا في تصميمات توربينات الرياح للوصول إلى الكفاءة الأفضل وتقليل التكاليف، مفاجئين إيانا بتصميمات مختلفة جذرياً ومدهشة لتوربينات جديدة، وتطويرات مضافة للتوربينات التقليدية، وقد امتد الابتكار لكل النواحي، من تصميم المواد، إلى الديناميكا الهوائية وحجم وشكل الدوار والمتانة، بالإضافة إلى الشكل والعمر، إليك التصاميم الستة الأكثر إثارة للاهتمام حتى الآن:
1-توربينات رياح بدون ريش
لا تستطيع الطيور الاقتراب من ريش توربينات الرياح الذي يدور بسرعة، وإذا فعلت، فإنها ستتطاير إلى أشلاء، هذا غير صوت الضجيج المستمر الذي يسبب الإزعاج، من هذا المنطلق جاءت فكرت شركة “فورتكس”، التي قامت بتطوير توربينة رياح بدون شفرات، ذات فعالية عالية، وأقل إزعاجاً للسمع والبصر، وأكثر أماناً على الحياة البرية، وقد رحبت حملة حماية الحياة البرية في بريطانيا بهذه التوربينات الجديدة بعد أن كانت تواجه توربينات الرياح التقليدية بالانتقادات دائماً.
طريقة توليد الطاقة في هذه التوربينات الجديدة تعتمد على تقنية مختلفة، فهي لا تعتمد على الأجزاء الدوارة، وإنما تجمع طاقة الرياح عن طريق تحرك المغناطيس المثبت في قاعدة الوحدة المولدة للطاقة الكهربية، وعدم وجود الأجزاء الدوارة يخفض كلفة الصيانة من تعرض الريش للتلف بفعل الريح بنسبة 80 بالمئة، كما إن كلفة إنتاجها والمساحة التي تشغلها أقل، لكنها في نفس الوقت لا تستطيع توليد نفس كمية الطاقة التقليدية التي تنتجها التوربينات التقليدية ذات الريش.
2-Liam F1: توربينة الرياح ذات الشكل الحلزوني الغريب
قامت الشركة الهولندية “أرخميدس” بتطوير توربينة رياح للاستخدام المنزلي سمتها “ليام إف 1″، وتستطيع هذه التوربينة توليد ما يصل إلى 80 بالمئة من الطاقة من الرياح، كما إنها هادئة بالمقارنة بتوربينات الرياح التقليدية، وذات حجم صغير أيضاً وسعر مناسب.
هذه التوربينة تستطيع بفضل تصميمها أن تلتقط طاقة الرياح من اتجاهات عديدة، فهي تتميز بوجود الدوار الخاص بها في المقدمة، لكنه مصمم على غرار المضخة اللولبية التي كانت تستخدم في عصر اليونان القديمة لضخ المياه، أما الشفرات فهي مصممة على شكل دوامات أو حلزون، مما يسمح لها بجمع طاقة الرياح على زوايا تصل إلى 60 درجة من المحور المركزي، وتستطيع التوربينة أن تولد الطاقة من سرعات رياح تصل إلى 5 متر في الثانية، لتوصل إلى المنزل 1500 كيلوواط ساعي، أي ما يمثل نصف استهلاك الطاقة المنزلي المعتاد، وقد قالت الشركة أنها اختبرت هذه التوربينة أكثر من 50 مرة كي تتأكد من النتائج، وأعلنت في 2014 أنها قد باعت بالفعل 7 آلاف توربينة في 14 دولة.
3-Invelox: جامعة الرياح للتوربينات
“إنفيلوكس” ليست توربينة رياح بحد ذاتها، وإنما هي جامعة رياح للتوربينة، وقد ابتكرها الدكتور داريوش آلاي، وطورتها شركة “شير وايند” الموجودة في ولاية مينيسوتا في الولايات المتحدة، فهي تقوم بجمع الرياح عن طريق تسريعها، وإدخالها باستخدام فتحة واسعة عبر أنابيب مدببة تؤدي إلى المكثف الذي ينتهي ببخاخ، ثم مخرج للرياح، وتوضع التوربينة داخل قسم البخاخ، حيث يكون الضغط الديناميكي أعلى بكثير بينما يكون الضغط الاستاتيكي قليلاً، بعد ذلك تقوم التوربينة بتحويل الضغط الديناميكي أو الطاقة الحركية إلى طاقة لف ميكانيكية، والتي تحول بدورها إلى طاقة كهربية باستخدام مولد، وبالتالي فإن “إنفيلوكس” توفر أفضل استفادة بتوربينة الرياح والدوارات، وتخفض تكاليف إصلاحها وتشغيلها.
4- توربينات مستوحاة من زعانف الحيتان
مع أن البشر وصلوا بنماذجهم إلى درجة كبيرة من التفوق، لكنهم ما يزالون يتطلعون إلى الطبيعة من حين لآخر للحصول على الإلهام، وهو ما حدث في هذا النوع من التوربينات، الذي لا يختلف عن التوربينات التقليدية إلا في شفرات الدوار الخاص بها، فقد استلهم مبتكروها التصميم من النتوءات المرتبة بشكل عشوائي على زعانف الحيتان الحدباء، والذي نتج فيما بعد في تصميم مثل طفرة في التصميمات الهوائية الديناميكية، ناتجاً عن تحسن عظيم ليس في توربينات الرياح فقط، بل في المراوح أيضاً، والزعانف، والأجنحة، واعتبرها الباحثون آنذاك ثورة في علم ديناميكيات السوائل.
الشركة المطورة سمت نفسها “Whalepower”، أي، قوة الحيتان، وقد قامت بصناعة العديد من النسخ المختلفة في النتوءات على الريش الخاص بها، واستطاعت بذلك التغلب على محدودية ديناميكا السوائل، لينتج ذلك عن زيادة كفاءة الأداء وخفض الضجيج.
5-GE 2.5-120: توربينة لمناطق الرياح الخفيفة
توربينة “جي 2.5-120″، هي توربينة ذات أداء عالٍ، وموثوقية، فهي تتميز بدوّار 120 متراً، وتتضمن آخر التحسينات في التحكم بإدارة الأحمال، مع أقل انبعاثات صوتية، وأداء قوي، وكفاءة في تحويل الطاقة الكهربية.
وقد صممت هذه التوربينة بشكل خاص لمناطق الغابات، والأماكن ذات الرياح الخفيفة والمتوسطة، لتقدم لمستخدمها زيادة في قدرة التوربينة بنسبة 25 بالمئة، وكذلك زيادة 15 بالمئة في الإنتاج السنوي للطاقة، وهذا بدوره يحسن اقتصاديات المشاريع لمطوري مزارع الرياح.
6-EWT DW61: التوربينة المنتظرة في 2016
تم تطوير النموذج DW61 بواسطة شركة EWT بناء على نموجها السابق DW54، وقد تم تصميم هذه التوربينة كي تزيد الطاقة الناتجة بشكل ملحوظ عن طريق استخدام دوّار أكبر قطراً، وهو التصميم الذي يعد ناتج آخر تصميمات الشفرات الهوائية الديناميكية وتكنولوجيا التحكم المتطورة، وقد ركزت الشركة في تطويرها لها على المتطلبات العالمية للتوليد المحلي، سواء على مستوى شبكة الكهرباء أو خارج الشبكة، وكذلك بالنسبة لتنافسية الأسعار مع شبكة الكهرباء المحلية، وقد تم تركيب النموذج الأولي من هذه التوربينة في ليليستاد في هولندا، وتتوقع الشركة أن يبدأ نشر هذا النموذج على مستوى موسع في الربع الثالث من عام 2016.