چین نخستین سکوی خورشیدی شناور از جنس بامبو را توسعه داد
غزال زیاری- اخیراً مبدعان چینی در تلاشی نوین، آزمایشی را آغاز کردهاند تا بررسی کنند آیا بامبوی مهندسیشده میتواند بهعنوان جانشینی برای فولاد و پلاستیک در سیستمهای انرژی خورشیدی شناور در دریا استفاده شود یا خیر.
هدف آنها این است که از بامبو بهعنوان یکی از مواد ساختمانی برای به کارگیری انرژی خورشیدی در سیستمهای دریایی با یک платформه فتوولتائیک شناور ۱۰۰ کیلوواتی بهرهبرداری کنند و نمونهی آزمایشی خود را در آبهای یانتای واقع در استان شاندونگ مستقر کردهاند.
بامبو، نور خورشید و برق
این پلتفرم که با نام «جیلین-۲» شناخته میشود، برخلاف ساختارهای سنتی فولادی یا پلیاتیلن با چگالی بالا (HDPE) که در ساخت تاسیسات خورشیدی شناور معمولاً استفاده میشود، به وسیله لولهها و مجراهای کامپوزیتی بامبو طراحی شده است و وظیفه تأمین انرژی برای یک پروژه آزمایشی تولید هیدروژن، آمونیاک و متانول را بر عهده خواهد داشت.
این پروژه بهطور مشترک توسط موسسه تحقیقات مهندسی فراساحلی CIMC، شرکت گروه جنگلداری چین و دانشگاه جنگلداری پکن در حال توسعه است و آنها قبلاً نمونه اولیه خورشیدی شناور بامبویی به نام «جیلین-۱» را با ظرفیت ۱۰ کیلووات در سال ۲۰۲۳ راهاندازی کرده بودند.
محققان در این پروژه به دنبال سنجش قابلیت بامبوی مهندسیشده در تحمل شرایط دشوار تولید برق فراساحلی هستند و معتقدند در صورت موفقیت این طرح، بامبو میتواند به کاهش تأثیرات زیستمحیطی ناشی از سازههای خورشیدی شناور معمولی کمک کند و در عین حال بهعنوان یک گزینه سبکتر به جای مواد موجود به کار گرفته شود.
ورود بامبو به انرژی فراساحلی
این سیستم سازهای شامل لولههای پیچخورده بامبو است که توسعهدهندگان به آن «لوله بامبوی دریایی» میگویند؛ این لوله در واقع یک کامپوزیت چوبی-بامبویی است که با الیاف تقویت شده تا بتواند توان شناوری و پشتیبانی بار را فراهم کند.
دانشگاه جنگلداری پکن این ماده کامپوزیتی را برای استفاده دریایی توسعه داده و پروفسور چی چوشنگ بیان کرده که الیاف بامبو و چوب بهگونهای اصلاح شدهاند که از خود در برابر شرایطی همچون رطوبت شدید، خوردگی، نمک و تشعشعات ماوراءبنفش مقاوم باشند.
یک مسئله کلیدی که محققان به ارزیابی آن مشغول هستند، ماندگاری و استحکام این پلتفرم است. آنها در طول زمان این سیستم را زیر نظر خواهند داشت تا واکنش کامپوزیت بامبو را در برابر خستگی، شرایط محیطی و فشارهای دیگر دریایی مورد بررسی دقیق قرار دهند. هدف محققان فراتر از جایگزینی فولاد با بامبو است و همچنین بر آن هستند تا ببینند آیا میتوان مواد تجدید پذیر را بهنحوی مهندسی کرد که الزامات ساختاری و دوام موردنیاز سیستمهای انرژی دریایی بزرگ را برآورده سازد یا نه.
توسعهدهندگان همچنین در حال بررسی این موضوع هستند که آیا میتوان از این فناوری برای کاربردهای فراتر از انرژی خورشیدی شناور استفاده کرد یا خیر. اگر این کامپوزیت بتواند کارایی خود را در شرایط آب شور حفظ کند، ممکن است در آیندهای نزدیک یا دور در نیروگاههای فراساحلی، جزایر انرژی دریایی و مزارع دریایی به کار گرفته شود.
از نمونه اولیه تا مقیاس مگاواتی
ظرفیت جیلین-۲ نسبت به نمونه قبلی یعنی جیلین-۱ که ۱۰ کیلووات بود، به ده برابر افزایش یافته است و اکنون توسعهدهندگان برای به کارگیری گستردهتر از مواد دریایی مبتنی بر بامبو در حال برنامهریزی برای انجام یک پایلوت در مقیاس مگاواتی هستند.
انرژی خورشیدی فراساحلی بهسرعت در چین توسعه پیدا کرده و توسعهدهندگان به دنبال بهرهبرداری از آبهای ساحلی برای تولید انرژی تجدید پذیر هستند. اما پلتفرمهای شناور باید تعادلی بین تولید برق، استحکام ساختاری، شناوری، مقاومت در برابر خوردگی و قابلیت اطمینان در بلندمدت برقرار کنند.
در سیستمهای سنتی برای برآورده کردن این نیازها، معمولاً از قطعاتی با پایه فولادی یا پلاستیکی استفاده میشد. اما با بهرهگیری از پلتفرم بامبو و استفاده از کامپوزیتهای چوبی-بامبویی مهندسیشده بهطور خاص برای شرایط دریایی، رویکردی جدید اتخاذ خواهد شد.
بنابراین، سیستم ۱۰۰ کیلوواتی بهعنوان یک آزمایش واقعی عمل خواهد کرد تا مشخص شود آیا بامبو قادر است از نمونههای اولیه کوچکتر فراتر رفته و به زیرساختهایی در مقیاس صنعتی راه یابد یا خیر.
در عین حال، در سالهای اخیر در چین تلاشهای گستردهای برای جایگزینی برخی از محصولات سنتی با بامبو و ایجاد کاربردهای با ارزشتر برای این ماده سریعالرشد صورت گرفته و اگر جیلین-۲ به انتظارها پاسخ دهد، سیستم برنامهریزیشده در مقیاس مگاواتی میتواند امتحان بعدی باشد که مشخص میکند آیا سازههای مبتنی بر بامبو میتوانند بخشی کارآمد از زیرساختهای انرژی تجدیدپذیر فراساحلی شوند یا خیر.
منبع: interestingengineering
۵۸۳۲۱