آیا می‌توان انرژی طوفان را به برق تبدیل کرد؟

سال‌هاست که طوفان‌ها خرابی و رنج به بار می‌آورند. این پدیده‌ها در خود مقادیر عظیمی از انرژی را نهفته دارند که چندین برابر انرژی حاصل از نیروگاه‌‌ها برای بشر است. آیا عاقلانه نیست که از این انرژی بهره‌برداری کنیم؟

 به گزارش دویچه وله، وقتی دونالد ترامپ، رئیس‌جمهور آمریکا این سئوال را مطرح کرد که آیا می‌توان طوفان را با یک بمب اتمی متوقف کرد همه شگفت‌زده شدند.

به گزارش وب‌سایت شبکه "ان‌تی‌وی" آلمان، یک طوفان متوسط بیش از ۶۰۰ تراوات انرژی دارد که ۲۰۰ برابر انرژی لازم برای تولید برق در سراسر دنیاست. سازمان ناسا می‌‌گوید، یک طوفان در هنگام ظهور خود می‌تواند انرژی ۱۰هزار بمب اتمی را آزاد سازد. حالا این سئوال پیش می‌آید که آیا بشر نمی‌تواند از این انرژی برای اهداف خود بهره بگیرد؟

قدرت یک طوفان را می‌‌‌توانیم هر ساله در ویرانی‌های حاصل از آن در سواحل کارائیب و آمریکا مشاهده کنیم. تنها قسمتی کوچک از این انرژی (حدود یک‌چهارم درصد) به باد مربوط است. در حالی که بخش اعظم آن به شکل گرما ظاهر می‌شود؛ گرمایی که طوفان آن را از دریا می‌گیرد و در لایه‌های بالایی هوا آزاد می‌سازد.

با این حال نباید قدرت انرژی بادی یک طوفان متوسط را دست کم گرفت. قدرت این انرژی به یک و نیم تراوات می‌رسد که با نیمی از حداکثر بازدهی نیروگاه‌های برق دنیا برابری می‌کند. امروزه از انرژی بادی چه در خشکی و چه در دریا برای تولید برق استفاده می‌شود. پس چرا از طوفان در این جهت استفاده نکنیم؟

نقش نیروگاه عظیم بادی در توقف طوفان

به طور معمول تأسیسات بادی را حین طوفان‌های عادی با بادهایی با سرعت ۲۵ متر در ثانیه تعطیل می‌کنند تا آسیب نبیند. در حالی که سرعت طوفان‌های استوایی چند برابر این مقدار است. حتی بزرگ‌ترین تأسیسات بادی کنونی در دریا با بیش از ۱۰۰ توربین نیز تاب مقاومت در برابر چنین طوفانی را ندارد.

پژوهش‌گران دانشگاه استنفورد می‌‌گویند، اما اگر در یک تأسیسات بادی به جای صدها، ده‌ها هزار توربین نصب کنیم، نتیجه متفاوت خواهد بود. یک شبیه‌سازی در سواحل آمریکا با ۸۰هزار توربین بادی این ادعا را تأیید کرده است: وقتی که در سال ۲۰۰۵ طوفان "کاترینا" جنوب شرقی آمریکا را در‌می‌نوردید این تأسیسات توانست حدود ۵۰۰ گیگاوات (معادل انرژی حاصل از ۵۰۰ نیروگاه هسته‌ای) از شدت طوفان بکاهد.

به دلیل بالا بودن تعداد توربین‌های بادی مقاومت توربین‌ها در برابر طوفان بهتر می‌شود و همزمان شدت طوفان نیز کاهشی قابل توجه پیدا کرده و از قدرت تخریبی آن کاسته می‌شود.

پروژه‌ای مقرون‌ به‌صرفه؟

نویسندگان این بررسی تحقیقاتی می‌گویند، ساختن چنین تأسیساتی در هر صورت مقرون به‌صرفه است. به گفته آن‌ها، نگاهی به کاهش هزینه‌های ناشی از آسیب‌های اجتماعی، کاهش ویرانی‌ها و بیماری‌های ناشی از آلودگی هوا و همچنین تأثیر بازدارنده این پروژه در تغییرات آب و هوایی نشان می‌دهد که این پروژه ارزش هزینه کردن را داشته است.

دومین راه حل

دومین راه حل برای استفاده از انرژی طوفان ساختن تأسیساتی با توربین‌های بادی مقاوم‌ترست؛ توربین‌هایی که تاب مقاومت در برابر طوفان‌های شدید را داشته باشند و به طور مرتب انرژی تولید کنند.

آتسوشی شیمیزو، محقق ژاپنی و مبتکر اولین "توربین طوفانی" در جهان توربین‌هایی ابداع کرده که برای فعالیت حین طوفان‌های گرمسیری در شرق آسیا طراحی‌ شده‌اند.

این توربین‌ها که مختص شرایط طوفانی‌اند دارای سه صفحه عمودی مرتبط با هم‌اند که حول یک محور مرکزی می‌چرخند. اگرچه میزان بازدهی این توربین در شرایط عادی از توربین‌های بادی معمولی کم‌تر است، اما به دلیل ساختار مقاوم خود می‌تواند در برابر طوفان‌های مهیب مقاومت کند. این‌که ساخت تأسیساتی با چنین توربین‌هایی صرف دارد یا نه در حال حاضر در دست تحقیق قرار دارد.

در سواحل جزیره اوکیناوای ژاپن یک تأسیسات کوچک آزمایشی شامل این توربین‌ها نصب شده که قرار است در سال آینده با ظرفیت ۱۰ ‌کیلووات راه‌اندازی شود. این ظرفیت در قیاس با تأسیسات بادی معمولی اندک است اما شیمیزو می‌گوید، این تأسیسات می‌تواند در شرایط طوفانی نیاز ژاپن به انرژی را برای ۵۰ سال برطرف کند. تنها مشکل باقیمانده، ذخیر‌ه‌سازی این مقدار از انرژی در باتری‌هایی مناسب است که محققان در حال حاضر در حال حل این مشکل هستند.

بر روی بام منازل برق تولید کنیم!

آیا راه‌های دیگری برای استفاده از انرژی طوفان وجود دارد. پژوهشگران میامی توربین‌های مارپیچ‌گونه‌ای طراحی کرده‌اند که می‌توان آ‌ن‌ها را بر بام خانه‌ها تعبیه کرد. این توربین‌ها طوری طراحی شده‌اند که به هنگام وزش طوفان با جذب نیروی باد برق تولید می‌کنند و همزمان جلوی تخریب ساختمان را نیز می‌گیرند.

راه دیگر استفاده از انرژی امواج دریایی برآمده بر اثر طوفان است. در طوفان "ایرنه" در سال ۲۰۱۱ شرکتی به نام "اوشن پاور تکنولوژی" با انجام این کار در سواحل نیوجرسی توانست تولید برق را به صورت جهشی بالا ببرد.

پژوهش‌گران طرحی دیگر نیز برای استفاده از انرژی گردبادها مطرح کرده‌اند که در حال حاضر تنها روی کاغذ مطرح است. آن‌ها تلاش دارند با ایجاد گردبادهای مصنوعی از هوای گرم حاصل‌شده برای چرخش توربین‌ها و تولید برق استفاده کنند.

با این همه باید گفت که با امکانات فنی فعلی تنها می‌توان از بخش بسیار ناچیزی از انرژی طوفان استفاده کرد. بسیار بعید است که دولت آمریکا در صدد تأمین هزینه‌های هنگفت برپایی ده‌ها هزار توربین بادی در سواحل باشد. به نظر می‌رسد که پروژه تأسیس نیروگاه عظیم بادی گرمسیری در حال حاضر تنها امکانی بالقوه است که همچنان باید در انتظار تجلی بنشیند.