توربينات الرياح لا تستهلك النفط كوقود.. تفاصيل استخدام الزيوت خلال عمرها التشغيلي

كتبت/شهد ابراهيم

تستخدم توربينات الرياح الزيوت وسوائل التشغيل الهيدروليكية في عدد من الأنظمة الميكانيكية، إلا أن ذلك لا يعني أنها تستهلك النفط لتوليد الكهرباء، إذ يقتصر دور هذه السوائل على تزييت المكونات وحمايتها وضمان كفاءة التشغيل. وتختلف كمية الزيوت المستخدمة من توربين إلى آخر وفقًا للحجم والقدرة والتصميم ونظام نقل الحركة وظروف التشغيل وبرامج الصيانة المعتمدة.

أين تستخدم الزيوت داخل توربينات الرياح؟

تتركز الزيوت والسوائل الهيدروليكية داخل عدد من المكونات الموجودة في الجزء العلوي من التوربين المعروف باسم Nacelle، ومن أبرزها علبة التروس وعموديات التحميل وأنظمة تغيير زاوية الشفرات ونظام توجيه التوربين والفرامل.

وتعد علبة التروس في توربينات الرياح التقليدية المزودة بنظام نقل حركة من أكبر المكونات التي تحتاج إلى زيت تشحيم، إذ يمكن أن تتراوح سعتها تقريبًا بين 53 و370 جالونًا، وفقًا لحجم التوربين وتصميمه.

ولا تعني هذه السعة أن التوربين يستهلك هذه الكمية بصورة سنوية، فالزيت يظل داخل نظام مغلق، ولا يتم استهلاكه أثناء عملية توليد الكهرباء، وإنما يتم تغييره وفقًا لجدول الصيانة أو حالته الفنية.

اختلاف كمية الزيت بين توربينات الرياح

تختلف احتياجات توربينات الرياح من الزيوت بصورة كبيرة بحسب التكنولوجيا المستخدمة. فالتوربينات التقليدية التي تعتمد على علبة تروس تحتاج إلى كميات أكبر من زيت التروس، بينما تقل الحاجة إلى هذا النوع من الزيوت في التوربينات التي تعمل بنظام Direct Drive، والتي لا تستخدم علبة التروس الرئيسية بالطريقة ذاتها.

كما تتأثر كمية السوائل المستخدمة بعدد من العوامل، من بينها قدرة التوربين وتصميم مكوناته وطبيعة موقع المشروع والظروف البيئية ومعدلات التشغيل ونظام الصيانة المستخدم.

وبالتالي، فإن تحديد رقم ثابت باعتباره كمية الزيت التي تستهلكها جميع توربينات الرياح سنويًا لا يعكس الاختلافات الفنية الكبيرة بين النماذج والتقنيات المختلفة.

هل تحتاج توربينات الرياح إلى تغيير الزيت سنويًا؟

لا تحتاج توربينات الرياح بالضرورة إلى تغيير الزيت كل عام، إذ تعتمد الفترة الفاصلة بين عمليات الاستبدال على نوع الزيت وحالة النظام وتوصيات الشركة المصنعة ونتائج التحاليل الدورية.

وقد كانت بعض الزيوت المعدنية التقليدية تحتاج إلى الاستبدال بعد فترة أقصر، في حين تستطيع بعض الزيوت الاصطناعية الحديثة العمل لفترات أطول قد تصل إلى نحو 5 سنوات، بينما توجد أنواع أخرى مصممة للعمل لمدة 10 سنوات أو أكثر عند إخضاعها للمراقبة والصيانة المناسبة.

ويعني ذلك أن كمية الزيت الموجودة داخل التوربين عند بدء تشغيله لا تعادل بالضرورة كمية الزيت الجديدة التي سيحتاج إليها خلال كل عام من سنوات التشغيل.

كمية الزيت المستخدمة خلال 20 عامًا؟

يمكن توضيح حجم الاستخدام من خلال مثال افتراضي لتوربين يحتوي على علبة تروس بسعة 100 جالون من الزيت.

فإذا تم تغيير الزيت بالكامل كل 10 سنوات، فإن التوربين سيحتاج، على مدار فترة تشغيل تبلغ 20 عامًا، إلى نحو 300 جالون من زيت علبة التروس، تشمل التعبئة الأولية وتغييرين كاملين للزيت.

أما في حال اعتماد برنامج صيانة يتطلب تغيير الزيت كل 5 سنوات، فقد ترتفع الكمية إلى نحو 500 جالون خلال الفترة نفسها.

وتظل هذه الأرقام مثالًا توضيحيًا وليست معيارًا عامًا، لأنها لا تشمل الزيوت والسوائل المستخدمة في الأنظمة الهيدروليكية ومكونات التزييت الأخرى، كما أنها لا تتضمن الكميات الإضافية التي قد تكون مطلوبة لتعويض أي فقد أو تسرب.

توربينات الرياح تتجه إلى زيوت أطول عمرًا

يتجه قطاع توربينات الرياح إلى تطوير تقنيات الصيانة واستخدام زيوت ذات أعمار تشغيلية أطول، إلى جانب الاعتماد على أنظمة ترشيح أكثر كفاءة وتقنيات متقدمة لمراقبة حالة الزيوت والمكونات.

وتساعد هذه التطورات في تقليل عمليات تغيير السوائل غير الضرورية، وخفض تكاليف الصيانة، إلى جانب تقليل كميات الزيوت التي يتم استبدالها على مدار العمر التشغيلي للتوربين.

وتكتسب هذه الإجراءات أهمية أكبر في توربينات الرياح البحرية (Offshore)، نظرًا إلى ارتفاع تعقيدات وتكاليف عمليات الصيانة في المواقع البحرية مقارنة بالتوربينات المقامة على اليابسة.

هل توربينات الرياح تستهلك النفط لتوليد الكهرباء؟

التعبير الأدق هو أن توربينات الرياح تستخدم الزيوت والسوائل الهيدروليكية خلال فترة التشغيل، لكنها لا تعتمد على النفط كمصدر للطاقة لتوليد الكهرباء.

فالزيت الموجود داخل التوربين يؤدي وظائف تشغيلية وفنية، أبرزها تزييت الأجزاء المتحركة وتقليل الاحتكاك وحماية المكونات من التآكل والمساعدة في تشغيل بعض الأنظمة، بينما تأتي الطاقة اللازمة لتوليد الكهرباء من حركة الرياح.

وبذلك، فإن وجود كميات من الزيوت داخل توربينات الرياح لا يعني أن الكهرباء المنتجة من طاقة الرياح تعتمد على حرق الوقود الأحفوري، وإنما يمثل الزيت أحد مستلزمات التشغيل والصيانة للحفاظ على كفاءة المعدات وإطالة عمرها التشغيلي.