ما مدى كفاءة طاقة الرياح ؟

المقال

تسعى الدول ومنها السعودية جادة الى ايجاد بدائل للطاقة المتجددة والآمنة والصديقة للبيئة تسهم في تنمية اقتصاداتها وتحسين مستوى معيشتها. فلم يعد النفط والغاز، الفحم، النووي. الإيثانول طاقة المستقبل مع تضاؤل مخزوناتها ونضوبها على المدى الطويل وارتفاع مخاطرها البيئية وما قد يحدث منها من كوارث تهدد حياة الانسان اوغذاءه. إن البدائل المتاحة للطاقة المتجددة حول العالم تتركز في الطاقة الشمسية، الرياح، الهيدرومائية التي يحتوي كل منها على ميزات وعيوب حسب المكان والمناخ ومستوى الاستثمارات والسياسات المستخدمة.
تستخدم سرعة الرياح لإنتاج الطاقة الكهربائية بواسطة توربينات طاقة الرياح وذلك بتحويل طاقة الرياح الحركية إلى طاقة ميكانيكية (تدوير ريش التوربينات) التي يتم تحويلها مرة أخرى إلى كهرباء بمولد يجلس داخل لوحة الوصل للهيكل. فقد يتم انشاء مزرعة رياح كبيرة تتكون من مئات التوربينات الفردية ترتبط بشبكة نقل كهربائية او إنشاء مرافق الرياح البرية الصغيرة لتوفيرالكهرباء لأماكن معزولة. وتتباين طاقة الرياح بنسب كبيره على مدى فترات زمنية قصيرة، لكن استخدامها بنسبة 20% من إجمالي الطلب على الكهربائية لا يشكل مشكلة إلا عندما يتزايد الطلب وتحتاج الشبكة الكهربائية الى رفع مستواها.
ان إنتاج طاقة الرياح يزيد على 2.5% من اجمالي الطاقة العالمية منذ عام 2010، حيث نمت بأكثر من 25% سنوياً. أما تكلفتها الإجمالية مقارنة بالبدائل الاخرى فإنها تكلف (8 سنتات) لكل ك.ط/ ساعة ، بينما تكلف الطاقة الكهرومائية (3 سنت) لكل ك.ط/ساعة. والنووي والفحم (4 سنت) لكل ك.ط/ساعة لكل واحد منهما، الغاز الطبيعي (10 سنتات) لكل ك.ط/ساعة، الطاقة الشمسية تكلف (22 سنتا) لكل ك.ط/ ساعة.
ويوجد في العالم آلاف التوربينات الريحية العاملة بطاقتها اجمالية بلغت 238,351 ميغا واط في 2011. وقد تضاعف توليد طاقة الرياح الى أكثر من أربعة إضعاف بين عامي 2000 و2006، او الضعفين كل ثلاث سنوات. واشتهرت الولايات المتحدة بمزارع الرياح التي كانت رائده فيها في الثمانينات والتسعينات، لكن في 1997 تجاوزت ألمانيا الولايات المتحدة في طاقاتها المثبتة الى ان كسيت الولايات المتحدة قوتها مرة أخرى في 2008 لكنها احتلت المركز الثاني بفارق كبير في 2010، عندما توسعت الصين وبشكل سريع في طاقة الرياح المثبتة في الالفية واحتلت المركز الاول في العالم في 2011 وبلغت طاقتها الانتاجية 62733 ميغا واط بنسبة 26.3% من اجمالي العالم، بينما بلغت طاقة الولايات المتحدة 46919 ميغا واط بنسبه 19.7% من اجمالي العالم.
وفي دراسة لجامعة الملك فهد للبترول (2005) في منطقة رفحاء استخدمت آلات الرياح من ثلاثة مصانع مختلفة بطاقات 600، 1000 و 1500 ك.ط لقياس سرعة الرياح الذي بلغ متوسط سرعتها السنوية ما بين 2.5 ميلا في الثانية (يعادل 7 ميلا في الساعة) في 2002 كحد أدنى و 4.9 م/ث في 1990 كحد اقصى. كما اوضحت البيانات أن الرياح تتوقف 7% من الوقت في المتوسط خلال فترة 24 عاماً و 35% بين 0 و 3.5 م/ث، بينما تبقى سرعة الرياح فوق 3.5 م/ث (12 ميلا لساعة) بنسبة 65% من الوقت وفقط %20 فوق 6.5 م/ث، إلا ان هذه الدراسة أكدت ان أعلى سرعة للرياح كانت خلال أشهر الصيف عندما يكون تحميل الطاقة الكهربائية عند ذروته.
هذا يجعل سرعة الرياح لتشغيل التوربينات في منطقة رفحاء فوق متوسط السرعة الذي في العادة تحتاجه ما بين 7 و 9 أميال في الساعة مع انه يوجد بعض التوربينات المصممة لظروف الرياح المنخفضة للغاية من 2-4 أميال في الساعة. فإننا نحتاج الى المزيد من الدراسات لتحديد المواقع التي تكون فيها سرعة الرياح متوفرة معظم الوقت وقريبة من الشبكات الكهربائية العامله من اجل رفع الانتاجية وتخفيض التكاليف، مما يمكننا من استغلال هذه الطاقة المتجددة في انتاج الكهرباء بدلا من النفط.
*عضو جمعية اقتصاديات الطاقة الدولية
* عضو الجمعية المالية الأمريكية