توربین بادی یا بادگرد به توربینی گفته میشود که برای تبدیل انرژی جنبشی باد به انرژی مکانیکی یا الکتریکی به کار می‌رود که توان بادی نام دارد و در دو نوع با محور افقی و با محور عمودی ساخته می‌شوند.
با افزایش تقاضا برای انرژی‌های تجدیدپذیر و توسعه فناوری‌های جدید برای توربین‌های شناور، توسعه توربین‌های بادی شناور در فواصل بیشتر از سواحل، امکان‌پذیر میشود.
مناطق وسیعی از فلات قاره بریتانیا در حال حاضر برای توسعه این فناوری در دسترس است. “دیوید آتنبرو” این دریاهای فصلی را به عنوان برخی از پربارترین دریاها از نظر بیولوژیکی در این سیاره توصیف کرده است. در حالی که آنها تنها هفت درصد از اقیانوس را پوشش می‌دهند، تخمین زده میشود که حاوی حدود ۱۰ تا ۳۰ درصد از حیات در انتهای شبکه غذایی هستند.
بر اساس تحقیقات جدید، یکی از محصولات جانبی مزرعه بادی شناور این است که پایه‌های این توربین‌های شناور می‌تواند به معکوس کردن اثرات مخرب تغییرات آب و هوایی در چنین دریاهایی کمک کند.
توربین بادی چگونه کار میکند؟
توربین، ماشینی است که در یک سیال (مایع یا گاز) متحرک می‌‌چرخد و بخشی از انرژی آن را میگیرد.انوع ماشین‌ها مثل (موتورجت، نیروگاه برق آبی، لوکوموتیو‌های دیزلی و آسیاب‌های بادی و…) استفاده می‌کنند.
پرههای بزرگ روتور در جلوی توربین بادی قراردارد و شکل منحنی مانند شبیه ایرفول بال هواپیما است. باد نیرویی به سمت بالا به پرههای بزرگ روتور وارد میکند که به این نیرو (برآر) یا نیرو (لیفت) گفته میشود.براساس قانون نیوتن باد بخشی از انرژی جنبشی خود را از دست میدهد و توربین آن را به دست می‌‌آورد.
هرچه طول پرههای روتور بیشتر باشد، توربین انرژی بیشتری تولید میکند. واضح است که سرعت باد نیز تأثیر زیادی بر تولید این انرژی دارد؛ به طوری که اگر سرعت باد دو برابر شود، انرژی قابل استحصال موجود برای توربین هشت برابر میشود، زیرا انرژی باد با مکعب سرعتش ارتباط مستقیم دارد.
ضرورت وجود فیتوپلانکتون‌ها برای حیات موجودات دریایی
در دریاهای طبقه‌بندی شده فصلی، آب در طول زمستان کاملاً مخلوط میشود، اما در بهار به چند لایه تقسیم میشود و آب گرم حاصل از تابش نور خورشید بالای آب سردتر در زیر قرار میگیرد. تشکیل این “طبقه‌بندی” در طول بهار باعث انفجار عظیم حیات دریایی میشود، زیرا فیتوپلانکتون‌ها(جلبک‌های میکروسکوپی) در آب‌های سطحی گرم شکوفا می‌شوند و پایه یک زنجیره غذایی را تشکیل می‌دهند که در نهایت از بقای ماهی‌ها، پرندگان دریایی و نهنگ‌ها حمایت میکند.
با این حال، مواد مغذی در لایه سطحی به سرعت اشباع می‌شوند. پس از این مرحله، رشد، به مواد مغذی بستگی دارد که از تلاطم‌های مرتبط با جزر و مد، بادها و امواج برآمده از اعماق آب تحریک می‌شوند. این تلاطم نه تنها مواد مغذی را تحریک میکند، بلکه اکسیژن را به لایه‌های تاریک و عمیق‌تر می‌رساند، جایی که گیاهان و حیوانات مرده در آن فرو می‌روند و می‌پوسند.
از آنجایی که اکسیژن برای پوسیدن مورد نیاز است، این اختلاط به پوسیدگی موجودات مرده کمک میکند و آنها را دوباره به مواد مغذی مفید تبدیل میکند.
بروز تغییرات آب و هوایی به این معنی است که لایه‌بندی و طبقه‌بندی زودتر شروع میشود و پلانکتون‌ها در بهار زودتر شکوفا می‌شوند، امری که با چرخه زندگی حیوانات بزرگتر هماهنگ نیست و در طول تابستان، این لایه‌بندی افزایش می‌یابد.
افزایش طبقه‌بندی و مدت آن، توانایی طبیعی را برای برانگیختن مواد مغذی حیاتی از اعماق به لایه سطحی آب گرم کاهش میدهد و بنابراین توانایی آنها برای حفظ اکوسیستم‌های دریایی را کاهش میدهد.
با گرم شدن اقیانوس، اقیانوس کمتر قادر به نگهداری اکسیژن است که به طور بالقوه منجر به پایین آمدن کیفیت آب میشود.
تاثیر توربین‌های بادی بر دریاهای فصلی
بنابراین مزارع بادی چه نقشی می‌توانند ایفا کنند؟ استقرار توربین‌های بادی در آب‌های عمیق‌تر، جایی که اقیانوس طبقه‌بندی شده است، یک منبع جدید و مصنوعی برای ایجاد تلاطم ایجاد میکند. آبی که از کنار پایه‌های توربین شناور می‌گذرد، موج‌هایی ایجاد میکند که باعث میشود لایه‌های گرم و سرد با هم مخلوط شوند. در واقع، محققان اخیراً تحقیقاتی را منتشر کردند که نشان میدهد توربین‌های فراساحلی، حداقل اختلاط را دو برابر می‌کنند.
این افزایش تلاطم به طور بالقوه می‌تواند اثرات تغییر آب و هوا بر لایه‌بندی و طبقه‌بندی را خنثی کند و عرضه مواد مغذی به لایه سطحی و رسیدن اکسیژن به آب‌های عمیق را افزایش دهد. به دلیل وجود همین موضوع است که ماهی‌گیری اغلب در نقاط کم عمق انجام میشود که لایه‌های مختلف اقیانوس در آنها با هم مخلوط شده‌اند.
به نظر می‌رسد توربین‌های دریایی می‌توانند به دریاهای فصلی کمک کنند تا بهره‌ورتر و غنی‌تر شوند، تنوع زیستی بیشتری داشته باشند و ماهی‌های بیشتری را حمایت کنند. بنابراین، طراحی دقیق توربین و برنامه‌ریزی مزرعه بادی می‌تواند ابزار مهمی در نبرد برای نجات این اکوسیستم‌های مهم از بدترین تأثیرات تغییرات آب و هوایی باشد.
منبع: ایسنا
