ثورة في طريقة نقل أجزاء توربينات الرياح.. أكبر طائرة شحن في العالم لنقل توربينات الرياح من الجيل القادم
شركة طاقة أن تتحول إلى الطيران
من المقرر أن يحدث WindRunner ثورة في طريقة نقل أجزاء توربينات الرياح، حيث تم تصميمه خصيصًا لحمل شفرات توربينات الرياح التي يصل طولها إلى 104 أمتار (341 قدمًا).
وتصف الشركة التي تقف وراء طائرة الشحن نفسها بأنها “محفز للطاقة المتجددة”، وتأمل أن تعمل على نشر الكهرباء منخفضة الطاقة إلى مواقع بعيدة، “لتوسيع نطاق وحجم صناعة طاقة الرياح البرية بشكل جذري”. كما ستسمح بتصنيع توربينات الرياح في مواقع نائية “حيث توجد الموارد الأكثر واعدة”.
وفي حين تم بالفعل إجراء اختبارات ومحاكاة مكثفة في أنفاق الرياح، فمن المتوقع أن تبدأ العمليات التجارية بحلول أواخر عام 2027.
هل هناك حاجة لنقل توربينات الرياح عن طريق الجو؟
قد يبدو من غير المعتاد لشركة طاقة أن تتحول إلى الطيران ، لكن شركة الطاقة الأمريكية Radia ابتكرت WindRunner عندما واجهت مشكلة في تطوير توربينات GigaWind البرية.
يتم نقل معظم مكونات توربينات الرياح عن طريق البر على شاحنات متخصصة أو عن طريق السكك الحديدية لمسافات أطول. لكن راديا وجدت أن هذا لن يكون ممكنًا لخطط توربيناتها الضخمة، لذا قامت ببناء طائرة شحن لنقلها جواً بدلاً من ذلك.
ويواجه المصنعون بالفعل صعوبة في نقل الشفرات التي يبلغ طولها 70 مترًا (230 قدمًا) – ويمكن أن تتسبب في ازدحام حركة المرور أثناء تحريكها.
ويجب إغلاق الطرق، ويجب في بعض الأحيان المرور عبر الأراضي الزراعية لتجنب الطرق الريفية الضيقة، وتكون هناك حاجة إلى مرافقة الشرطة بسبب المركبات العريضة التي تحمل حمولات ثقيلة.
ستكون طائرة WindRunner الرائدة هي الأولى التي تحل هذه المشكلة اللوجستية وتضمن مستقبل توربينات الرياح العملاقة ذات الشفرات التي تمتد لمسافة 104 أمتار (341 قدمًا)، وهذا من شأنه أن يسمح لمزارع الرياح بأن تصبح أكثر فعالية من حيث التكلفة .
قبل اتخاذ القرار بشأن طائرة ذات أجنحة ثابتة مصممة خصيصًا، نظرت الشركة في العديد من حلول النقل الجوي التاريخية والموجودة.
وبعد أن أدرك بسرعة أنه من غير العملي تعديل طائرات الشحن الحالية لتصبح أكبر حجماً، فكر راديا في الطائرات الطافية مثل المناطيد، والتي تم استبعادها لأنها تكافح لرفع الأشياء الثقيلة للغاية، وهي بطيئة السرعة، وتتطلب مساحة واسعة خالية تبلغ حوالي 150 فدانًا للهبوط والإقلاع.
وقد تم أخذ المروحيات في الاعتبار أيضًا ولكن تم تحديد عدم امتلاكها لقدرة حمولة كافية لرفع أو تثبيت شفرة ثقيلة أو سرعة كبيرة بما يكفي، كما تم اعتبارها أيضًا حاملات خطرة بسبب هبات الرياح المحتملة.
لماذا لا يمكن تصميم توربينات الرياح بشفرات مجزأة؟
في الوقت الحالي، تتكون توربينات الرياح من مكونات معقدة يتم تجميعها في الموقع – ومع ذلك، تأتي الشفرات دائمًا في قطعة واحدة، ومن هنا تأتي مشكلة النقل.
على مدى عشرين عامًا، حاول المصنعون تصميم توربينات الرياح التي تستخدم شفرات مجزأة، ولكن وفقًا لراديا، “كان معدل فشل هذه الشفرات غير المتجانسة أعلى نسبيًا”.
إن تقسيم الشفرات محدود ليس فقط بسبب تكاليف التصنيع لاستخدام المزيد من المواد الخام ولكن أيضًا بسبب التصميم. فالشفرة الضيقة والنحيلة لها مساحة إجمالية أقل من 14 إلى 16 في المائة، مما يؤدي إلى خسارة صافية في الأداء تتراوح بين 3 إلى 8 في المائة.
كانت شركة راديا تفكر في تصنيع شفراتها الضخمة في الموقع، لكنها سرعان ما رفضت هذه الفكرة لأن التوربينات تتطلب بيئات مصنعية خاضعة للرقابة وعالية التقنية وعمال ذوي مهارات عالية لتسهيل تصنيعها بدقة.
تعتبر الطائرة التوربينية عملاقة مقارنة بطائرة بوينج 747 النموذجية
تتمتع طائرة WindRunner بحجم ضخم، حيث يبلغ طولها 108 أمتار (356 قدمًا) وعرضها 80 مترًا (261 قدمًا)، وبالتالي فإن حاوية الشحن الواسعة – التي يبلغ طولها 105 أمتار وعرضها 7.3 مترًا وارتفاعها – يمكنها استيعاب شفرات توربينات عملاقة بسهولة.
وهذا يعني أن طائرة WindRunner ستكون أطول بنسبة 239% من طائرة Boeing 747-400F. كما أن تصميم الطائرة أكبر بـ 80 مرة من تصميم أكبر ناقلة عسكرية في العالم – وأطول من طول استاد ويمبلي في إنجلترا.
ومع ذلك، لم يتم تصميم الطائرة لإمكاناتها الاستيعابية فحسب – بل إنها تدعم أيضًا سهولة الوصول إلى مواقع مزارع الرياح . تحتوي الطائرة على نظام تحميل وتفريغ متخصص في مقدمة الطائرة حتى يمكن مناورة الشفرات بكفاءة من باب الشحن، مما يقلل من الوقت الذي يقضيه في مزارع الرياح.
وتقول راديا إن طائرة الشحن ستسمح بتطوير المزيد من مشاريع الرياح البرية في المواقع النائية “حيث تكمن الموارد الأكثر واعدة”، حيث يمكنها العمل من مهابط طائرات شبه معدة يصل طولها إلى 1800 متر (6000 قدم) بسبب “معدات الهبوط القوية وأنظمة الملاحة المتقدمة” للطائرة.
من حيث كفاءة الوقود ، تحتوي الطائرة على محركين متقدمين يسمحان لها بالوصول إلى سرعات طيران تصل إلى 0.6 ماخ (حوالي 740 كم / ساعة) أثناء حمل حمولات تصل إلى 72،575 كجم (160،000 رطل).
ولم يتم الكشف بعد عن التأثير البيئي وتداعيات انبعاثات الكربون للطائرات وكيفية مقارنتها بخدمات النقل اللوجستية الحالية.
ولجعل هذا التصميم المتخصص معيارًا جديدًا في طائرات الشحن، تعمل الشركة الآن مع مصنعي وموردي الطائرات الفضائية، بما في ذلك ليوناردو، وهي شركة تصنيع إيطالية ستعمل على تطوير جسم الطائرة، والشركة الإسبانية إيرنوفا، التي ستوفر الأجنحة وأعمدة المحرك.
وتخطط شركة راديا لإنشاء قواعد تشغيلية لـ WindRunner في مختلف أنحاء العالم لخدمة مناطق مختلفة، وقد حصلت على أول عقد لها لتوريد توربينات إلى مزرعة رياح بقدرة جيجاواط . وبدأت الشركة العمل على إنتاج WindRunner، الذي قد يبدأ العمل في وقت مبكر من نهاية عام 2027.
