تسعى خطة جريئة إلى ركوب التيار النفاث لتعزيز شبكة الكهرباء الأمريكية.
طاقة الرياح هي مصدر الطاقة الأسرع نموا في الولايات المتحدة. ويقترب الإنتاج العالمي الحالي من 50,000 ألف ميجاوات ــ وهو معدل يعادل إنتاج خمسين محطة للطاقة النووية. ومع ذلك، فمن المرجح أن تعيق بعض المشاكل الخطط الوردية لإنتاج الكهرباء دون تلوث الهواء. وإلى جانب الضجيج الكبير الذي تحدثه، فإن التوربينات المحيطة تتداخل مع استقبال البث التلفزيوني؛ ويُنظر إليها على أنها مرافق تحجب الرؤية، وتلك التي لا تكون مفيدة عندما لا تهب الرياح. لقد وجد بريان روبرتس، وهو مهندس من معهد التكنولوجيا في سيدني بأستراليا، حلاً: فبدلاً من تركيب توربينات الرياح على سطح الأرض، سيتم إطلاقها في التيار النفاث - وهو عبارة عن عاصفة سريعة للغاية من الرياح تدور حول العالم. على ارتفاع يتراوح بين 50 إلى 4.5 كم.
تعاون روبرتس مع ثلاثة مهندسين آخرين وأسسوا معًا شركة Sky WindPower - وهي شركة ناشئة تعمل من سان دييغو، كاليفورنيا، والتي تعمل على تطوير التكنولوجيا المعروفة باسم FEG. يرى روبرتس في رؤيته أساطيل ضخمة من مولدات الطاقة الطائرة تطفو على التيار النفاث مثل الطائرات الورقية المتضخمة. وستقوم الرياح التي تبلغ قوتها 300 كم/ساعة بتدوير دوارات المولدات، وستولد الكهرباء التي سيتم نقلها عبر كابلات قوية للغاية إلى المحطات الأرضية. وستقوم رافعة أوتوماتيكية سيتم تثبيتها بالمحطة الأرضية - بحجم شاحنة نصف مقطورة - بالتحكم في ارتفاع مولد الطاقة الطائرة، وستقوم بتعديله وفقًا لتوقعات التيار النفاث لخدمة الأرصاد الجوية الوطنية. وسيتم ربط مجموعات من المحطات الأرضية بمحطة كهرباء ثانوية حيث سيتم تحويل الكهرباء إلى الجهد القياسي لشبكة الكهرباء. وبحسب روبرتس، فمن الممكن تركيب 600 مولد، كل منها سينتج 20 ميجاوات، وستكون قادرة على إنتاج ما يكفي من الكهرباء لمدينتين.
وتعتزم شركة Sky WindPower خلال العامين المقبلين بناء نسخة عاملة تنتج 200 كيلووات وإطلاقها من منطقة نائية في الولايات المتحدة، بشرط موافقة إدارة الطيران المدني (FAA) على طلب الشركة للقيام بذلك. يقول روبرتس: "لقد قمنا بالفعل بالتخطيط وحسبنا الأبعاد والأوزان والتكاليف". "نحن الآن بحاجة إلى 4 ملايين دولار لبناء النموذج الأولي."
محطة توليد الكهرباء الأرضية
كيف سيتم إنتاج الكهرباء:
المزرعة الطائرة –
وسيتم وضع مجموعات من مولدات الطاقة الطائرة في مزارع الرياح الجوية بمساحة حوالي 500 كيلومتر مربع. سيتم تصنيع التوربينات من مواد نموذجية لصناعة الطيران - ألياف الكربون والألومنيوم والألياف الزجاجية - وسيزن كل منها حوالي 20 طنًا. وسيتم تجهيز المولدات بدوارات يبلغ قطرها 40 مترا. للدوارات دور مزدوج - توليد الكهرباء والتحكم في الطائرة.
وسيتم ربط المولدات الطائرة بكابل يبلغ سمكه 3 بوصات لربطها بالونش في المحطة الأرضية. سينقل الكابل جهدًا كهربائيًا يبلغ 20,000 ألف فولت من خلال اثنين من ألياف الألومنيوم المعزولة، والتي سيتم لفها حول نواة من ألياف فيكتران - وهي ألياف خفيفة الوزن وقوية للغاية تُستخدم في مجموعة متنوعة من التطبيقات، بدءًا من سلاسل مضارب التنس إلى الوسائد الهوائية في مركبة ناسا الفضائية. .
عند الإقلاع، تعمل مولدات الطاقة الطائرة مثل المروحيات. وباستخدام الطاقة الكهربائية من المحطة الأرضية، تدور الدوارات أفقيًا وتحمل الطائرة إلى الأعلى. عندما تقترب السفينة من التيار النفاث، تميل الدوارات إلى الأعلى بزاوية حوالي 40 درجة، وذلك لتقليل قوة الرفع وزيادة عزم دوران التوربين.
تم تجهيز مولدات الطاقة الطائرة بتحكم محوسب في درجة الصوت. يقوم النظام المدمج بضبط المثبتات الأفقية للمولدات وفقا للتغيرات في سرعة التيار النفاث، وتميل الدوارات لأعلى أو لأسفل للحصول على الزاوية الأكثر ملاءمة للرياح.
