الفراعنة استخدموها في تسيير قوارب النيل.. تطور رهيب في طاقة الرياح من طحن الحبوب إلى الصناعات المتقدمة

منذ قديم الآزل، وتستخدم طاقة الرياح، في العديد من احتياجات الإنسان اليومية، فكانت قديمًا تستخدم في تسيير القوارب وطحن الحبوب وضخ المياه.

استخدمات طاقة الرياح

تحقيق الأهداف التنموية

وتستخدم طاقة الرياح حاليا في في تحقيقي الأهداف التنموية والاقتصادية والصناعية، فشهدت تقنية توربينات الرياح قفزات كبيرة على مدى العقود القليلة الماضية، بدءً من تطوير أول توربينات هوائية لتوليد أكثر قليلًا من 1 ميغاواط من الكهرباء في عام 1941، قبل أن يقترب الباحثون من استحداث توربينات تلامس سعتها 20ميغاواط.

استخدام الفراعنة طاقة الرياح

استخدم الفراعنة طاقة الرياح في تسيير القوارب بنهر النيل منذ 5 ألاف عام قبل الميلاد، وذلك وفق ما أورده موقع 'بي بي في إيه أوبن مايند' (BBVA OpenMind).

الصين لم تكن بيعدة عن استخدام طاقة الرياح، ففي عام 200 قبل الميلاد، استعملت طواحين هواء بسيطة لضخ المياه في الصين، بينما كانت بلاد فارس (إيران حاليًا) والشرق الأوسط، تستعمل آنذاك طواحين هواء بمحور عمودي وأشرعة مصنوعة من عيدان القصب مُصممة خصيصًا لطحن الحبوب.

استخدمات طاقة الرياح

طحن الحبوب

واستخدم سكان الشرق الأوسط طاقة الرياح في طحن الحبوب من أجل انتاج الغذاء قبل أن تنتقل الفكرة ذاتها إلى أوروبا عبر التجار والغزاة العائدين إليها من تلك المناطق.

وقامت هولندا بتطوير طواحين هواء، وتعديلها لتجفيف البحيرات والمستنقعات في دلتا نهر الراينوظلّت طواحين الهواء تُستَعمل على نطاق واسع لضخ المياه وتجفيف المستنقعات حتى القرن التاسع عشر .

ومع اشتعال شرارة الثورة الصناعية، شهد استعمال طواحين الهواء تلك تراجعًا كبيرًا، في ظل تنامي استعمال المحركات البخارية التي تعمل بالفحم والكهرباء؛ كونها مصادر رئيسة للطاقة.

ضخ المياه

ووصلت تلك التقنية إلى حدود أميركا الشمالية في أواخر القرن الثامن عشر وبداية القرن العشرين، بفضل الهجرة من أوروبا، بدأ استعمال طواحين الهواء في ضخ المياه بالمزارع لتوليد الكهرباء واستعمالها لإنارة البيوت وتشغيل المصانع.

وشهد النصف الثاني من القرن التاسع عشر أحد أهم التطورات في تقنية طاقة الرياح، مع ظهور طاحونة الهواء الأميركية متعددة الشفرات، التي تعمل -منذ ذلك الحين- على ضخ المياه في كل مكان في العالم.

استخدمات طاقة الرياح

خصائص طواحين الهواء

وقد استُلهمت خصائص طواحين الهواء الأميركية تلك في السنوات اللاحقة لتصميم توربينات الرياح بأشكالها الحالية.

وفي عام 1887، بنى العالم الأميركي تشارليز إف. براش ما بات يُعرف -حاليًا- بأول توربين رياح لتوليد الكهرباء في العالم.

وقد صُنع هذا التوربين العملاق الأكبر في العالم من خشب الأرز، بقطر دوار طوله 70 مترًا، ويتكون من 144 شفرة دوارة.

وظل هذا التوربين يعمل لمدة 20 عامًا في شحن البطاريات المركبة في قبو براش.

ورغم حجمه الضخم؛ فقد أنتج هذا التوربين كهرباء سعة 12 كيلوواط، ومن ثم لم تتسم نوعية تلك التوربينات بالكفاءة المطلوبة.

توليد الكهرباء

واستخدم العالم الدنماركي بول لا كور، توربينات الرياح المُصممة بعدد أقل من الشفرات لتوليد الكهرباء، والتي تتسم بكفاءة أعلى مقارنة بنظيرتها متعددة الشفرات؛ حيث تكتسب الأولى سرعة دوران أكبر بكثير من تلك التي طوّرها براش.

وفي عام 1899، صمم لا كور ما يمكن أن يُطلق عليه أول توربين رياح حديث، يشبه في تصميمه كثيرًا تصميم طواحين الرياح الشهيرة التي نسجها المؤلف المسرحي الإسباني ميغيل دي ثيربانتس سابيدرا في روايته الشهيرة دون كيخوت قبل 4 قرون.

تطور فارق في الدنمارك

لعل التطور الذي مثّل علامة فارقة في تاريخ طاقة الرياح في أوروبا، قد حدث في الدنمارك؛ حيث اكتسبت تلك الطاقة النظيفة جذبًا كبيرًا في الربع الأول من القرن العشرين، وأسهمت في بناء نموذج مركزي لتوليد الكهرباء في البلاد.

وفي عام 1908، بلغ عدد مولدات الرياح المصنعة عالميًا 72، بسعة مجمعة تتراوح بين 5 كيلوواط و25 كيلوواط.

وفي مناطق أخرى على الجانب الآخر من المحيط الأطلسي، استُعملت طواحين الهواء على نطاق واسع في ثلاثينيات القرن الماضي لتوليد الكهرباء في مناطق زراعية مختلفة من الولايات المتحدة الأميركية، التي لم تكُن قد شهدت آنذاك تطوير أنظمة التوزيع بعد.

يُشار إلى أن مثل تلك التوربينات التي ولدت هذه الكمية الهائلة من الكهرباء لم تظهر مُجددًا لأكثر من 40 عامًا.

استخدمات طاقة الرياح

مرحلة الابتكار الأولى (1930-1960)

قادت الحاجة لتوصيل الكهرباء إلى المناطق الريفية، وشُح الكهرباء إبان الحرب العالمية الثانية، إلى تطورات جديدة في طاقة الرياح.

وأصبحت الأدوات الديناميكية الهوائية أكثر تقدمًا، وانتهت هذه المدة نتيجة ظهور النفط والغاز رخيص التكلفة.

مرحلة الابتكار الثانية (منذ عام 1973)

قادت أزمة الطاقة والمشكلات البيئية والتقدم التكنولوجي إلى طفرة تجارية، وإنتاج الكهرباء بكميات كبيرة، إلى جانب إنتاج الهيدروجين كي تخلف الغاز الطبيعي ومصادر الوقود الأحفوري الأخرى، بوصفها مصدرًا نظيفًا للطاقة.

تراجع النفط وتحول الطاقة

مع تعرض العالم لأزمة طاقة طاحنة في سبعينيات القرن الماضي، اكتسبت طاقة الرياح اهتمامًا جديدًا، مع تطلع دول عديدة حول العالم إلى استغلال مصادر الطاقة البديلة، وفق ما ذكره موقع سبيرنجر لينك.

استخدمات طاقة الرياح

التطورات التقنية

وجاء الكثير من التطورات التقنية في مجال طاقة الرياح إبان تلك المدة مدعومًا بالجهود التي تبذلها الولايات المتحدة الأميركية ووكالة ناسا، اللتين استحدثتا برناجمًا بحثيًا صُمم خصيصًا لإيجاد مصدر طاقة على نطاق المرافق.

فعلى سبيل المثال، تبنّت ولاية كاليفورنيا حزمة من الإجراءات الرامية لتعزيز تطوير طاقة الرياح، وتركيب آلاف التوربينات.

توجهات طاقة الرياح الحالية

شهد قطاع الطاقة المتجددة نموًا متسارعًا خلال السنوات والعقود القليلة الماضية.

ووفقًا لما ذكرته الوكالة الدولية للطاقة المتجددة في عام 2010، فقد بلغت سعة الكهرباء المتجددة العالمية 1.22 تيراواط، قبل أن تصل إلى 2.8 تيراواط في عام 2020.

وأثبتت الكهرباء المتجددة دورها الحاسم نحو مستقبل مستدام؛ ما يفسر تحول الشركات والحكومات حول العالم إلى هذا المصدر النظيف منخفض التكلفة؛ للاستعاضة به عن الكهرباء المولّدة باستعمال الوقود الأحفوري المثير للجدل.