غزال زیاری– چینیها اخیراً دست به خلاقیت جدیدی زدهاند ودر حال انجام این آزمایش هستند که آیا بامبوی مهندسیشده میتواند جایگزین فولاد و پلاستیک در سیستمهای انرژی خورشیدی شناور دریایی شود یا خیر.
آنها به دنبال استفاده از بامبو بهعنوان یک ماده ساختمانی برای بهرهگیری از انرژی خورشیدی فراساحلی با یک پلتفرم فتوولتائیک شناور ۱۰۰ کیلوواتی هستند و نسخه آزمایشی ساخته شدهشان را در آبهای یانتای در استان شاندونگ مستقر کردهاند.
بامبو، نور خورشید و برق
در این پلتفرم که «جیلین-۲» نامگذاری شده، به جای سازههای فولادی یا پلیاتیلن با چگالی بالا (HDPE) که معمولاً برای ساخت تاسیسات خورشیدی شناور مورد استفاده قرار میگیرد، از لولهها و مجراهای کامپوزیتی بامبو ساخته شده است و این پلتفرم، برق یک پروژه نمایشی تولید هیدروژن، آمونیاک و متانول را تأمین خواهد کرد.
موسسه تحقیقات مهندسی فراساحلی CIMC، شرکت گروه جنگلداری چین و دانشگاه جنگلداری پکن با همکاری یکدیگر این پروژه را توسعه دادهاند و اولین نمونه خورشیدی شناور بامبوی آنها یعنی «جیلین-۱» با ظرفیت ۱۰ کیلووات، در سال ۲۰۲۳ راهاندازی شده بود.
محققان این پروژه به دنبال آن هستند که بینند که آیا بامبوی مهندسیشده میتواند شرایط سخت تولید برق فراساحلی را تحمل کند یا خیر و باور دارند که در صورت موفقیت این پروژه، استفاده از بامبو میتواند تأثیر زیستمحیطی مرتبط با سازههای خورشیدی شناور معمولی را کاهش داده و درعینحال بهعنوان یک جایگزین سبکوزنتر نسبت به گزینههای قبلی مورد استفاده قرار بگیرد.
ورود بامبو به انرژی فراساحلی
سیستم سازهای ترکیبی از لولههای پیچخورده بامبو با چیزی است که توسعهدهندگان آن را «لوله بامبوی دریایی» مینامند؛ لوله بامبوی دریایی درواقع یک کامپوزیت چوب-بامبوی تقویتشده با الیاف است که برای ارائه شناوری و پشتیبانی باربر طراحیشده است.
دانشگاه جنگلداری پکن این ماده کامپوزیتی را برای استفاده دریایی توسعه داده و به گفته پروفسور چی چوشنگ، الیاف بامبو و چوب به گونهای اصلاح شده که در برابر شرایطی از جمله رطوبت بالا، خوردگی، پاشش نمک و تشعشعات ماوراءبنفش مقاومت کند.
یکی از کلیدیترین مواردی که محققان در حال ارزیابی آن هستند، دوام این پلتفرم است. آنها در طول زمان این پلتفرم را مانیتور خواهند کرد تا با دقت بررسی کنند که کامپوزیت بامبو چگونه در برابر خستگی، قرار گرفتن در معرض محیط زیست و سایر استرسهای مواجه شده در دریا واکنش نشان میدهد. البته هدف این محققان، فقط جایگزینی فولاد با بامبو نیست و در عین حال به آزمایش این موضوع میپردازند که آیا میتوان مواد تجدید پذیر را به گونهای مهندسی کرد که الزامات ساختاری و دوام سیستمهای انرژی دریایی بزرگ را برآورده کنند یا خیر.
توسعهدهندگان درعینحال به بررسی این موضوع میپردازند که آیا میتوان این فناوری را برای کاربردهایی فراتر از انرژی خورشیدی شناور مورداستفاده قرار داد یا نه. اگر این کامپوزیت بتواند عملکردش را در آب شور حفظ کند، در نهایت ممکن است در آیندهای دور یا نزدیک در نیروگاههای فراساحلی، جزایر انرژی دریایی و مزارع دریایی مورد استفاده قرار گیرد.
از نمونه اولیه تا مقیاس مگاواتی
ظرفیت جیلین-۲ در مقایسه با نمونه قبلی یعنی جیلین-۱ که ۱۰ کیلووات بود، افزایش ده برابری داشته و حالا که توسعهدهندگان قصد دارند تا برای استفاده گستردهتر از مواد دریایی مبتنی بر بامبو تلاش کنند، به دنبال انجام یک پایلوت در مقیاس مگاواتی هستند.
انرژی خورشیدی فراساحلی، بهسرعت در چین گسترشیافته و توسعهدهندگان به دنبال استفاده از آبهای ساحلی برای تولید انرژی تجدید پذیر هستند. اما پلتفرمهای شناور باید تعادلی بین تولید برق، با استحکام ساختاری، شناوری، مقاومت در برابر خوردگی و قابلیت اطمینان بلندمدت ایجاد کنند.
در سیستمهای سنتی برای برآورده کردن این الزامات، همیشه به سراغ قطعات مبتنی بر فولاد یا پلاستیک میرفتند. اما در استفاده از پلتفرم بامبو با بهرهگیری از کامپوزیتهای چوب-بامبو مهندسیشده که بهطور خاص برای شرایط دریایی طراحی شدهاند، رویکرد متفاوتی پیش رو گرفته خواهد شد.
بنابراین سیستم ۱۰۰ کیلوواتی بهعنوان یک آزمایش واقعی عمل خواهد کرد تا مشخص شود آیا بامبو میتواند فراتر از نمونههای اولیه کوچکتر، وارد زیرساختهایی در مقیاس صنعتی شود یا خیر.
این در حالی است که در سالهای اخیر در چین فشار گستردهای برای جایگزینی برخی از محصولات سنتی مبتنی بر پلاستیک، با بامبو و توسعه کاربردهای باارزش بالاتر برای این ماده سریعالرشد ایجاد شده و اگر جیلین-۲ مطابق انتظار عمل کند، سیستم برنامهریزیشده در مقیاس مگاواتی میتواند آزمایش بعدی را ارائه دهد که آیا سازههای مبتنی بر بامبو میتوانند به یک جزء کاربردی از زیرساختهای انرژی تجدیدپذیر فراساحلی تبدیل شوند؟
منبع: interestingengineering
۵۸۳۲۱
