العالم أولاً: بركان تحت الماء قبالة ساحل الولايات المتحدة يولد كهرباء صافية إيجابية

قام فريق هندسي بإنزال مولد كهربائي إلى قاع المحيط وتشغيله باستخدام الحرارة المنبعثة من بركان تحت الماء. لقد أرادوا معرفة ما إذا كان بإمكانها إنتاج كهرباء أكثر مما تحتاجه للتشغيل.

ولمدة 8.7 ثانية، فعل النظام ذلك بالضبط.

أعلنت شركة Endurance Energy ومقرها سياتل عن نتائج تجربة Adélie في 19 أكتوبر بيان صحفي للشركة.

تم إجراء الاختبار في Axial Seamount ، وهو بركان تحت الماء يقع على بعد حوالي 480 كيلومترًا (300 ميل) قبالة ولاية أوريغون. وهنا، تنبثق الينابيع الساخنة من قاع البحر على عمق 1500 متر (5000 قدم) تقريبًا تحت سطح المحيط.

ويحصل الماء على حرارته من الصخور المنصهرة الموجودة تحت البركان. تتسرب مياه البحر إلى شقوق في قاع البحر، وتسخن تحت الأرض، ثم تتدفق عائدة إلى المحيط من خلال فتحات تسمى الفتحات الحرارية المائية.

وقد شرع مهندسو شركة Endurance في التقاط بعض هذه الحرارة. على الأرض، محطات الطاقة الحرارية الأرضية استخدم بالفعل الماء الساخن أو البخار من تحت الأرض لتوليد الكهرباء. تعمل الحرارة على تشغيل آلة غزل تسمى التوربينة، والتي تقوم بتشغيل المولد. مصدر الطاقة هذا لا يعتمد على أشعة الشمس أو الرياح.

ولتشغيله في قاع البحر، احتاج الفريق أولاً إلى تدفق كمية كافية من الماء الساخن عبر معداته. وقام المهندسون بحفر بئر يمتد لمسافة 16 مترًا (52 قدمًا) تحت قاع المحيط، وقاموا بتركيب أنبوب بداخله، وقاموا بتثبيته في مكانه.

ظهرت المياه عند حوالي 260 درجة مئوية (500 درجة فهرنهايت)، ولكن تدفقها كان محدودًا جدًا لتشغيل المولد.

قام المهندسون بربط Adélie بفتحة تهوية طبيعية قريبة. وبالتالي فإن الحرارة اللازمة للاختبار الناجح جاءت من المياه المتدفقة بالفعل من قاع البحر.

خلال تجربة 27 سبتمبر، بلغت درجة حرارة الماء حوالي 281 درجة مئوية (538 درجة فهرنهايت). يسمح الضغط العالي عند هذا العمق للماء بالبقاء سائلاً أعلى بكثير من درجة حرارة غليان سطحه البالغة 100 درجة مئوية (212 درجة فهرنهايت).

أثناء تشغيل النظام، وصلت سرعة توربينه إلى ما يقرب من 26000 دورة في الدقيقة.

سيطر الفريق على المعدات من سياتل. العلماء يراقبون بالفعل البركان النشط تحت الماء باستخدام الأدوات المتصلة بالشاطئ.

شبكة الكابلات الموجودة تحت سطح البحر تسمى صفيف الكابلات الإقليمية، التي تديرها جامعة واشنطن، وفرت الرابط لتجربة التحمل.

كما استهلكت المضخات والمكونات الأخرى الكهرباء. وبعد طرح هذا الطلب، أفاد البيان الصحفي للشركة عن فائض متوسط ​​يبلغ حوالي 2 كيلووات خلال فترة 8.7 ثانية، مع ذروة قدرها 16.5 كيلووات.

لقد قام الباحثون بتوليد الكهرباء من فتحات قاع البحر من قبل. في دراسة نشرت في الطاقة التطبيقية في عام 2016، وصف فريق صيني جهازًا يحول الفرق في درجة الحرارة بين مياه التنفيس الساخنة ومياه البحر الباردة إلى كهرباء.

أنتج الجهاز باستمرار 2.6-3.9 واط أثناء اختباره الميداني وقام بتشغيل مسجل بيانات ومصباح LED.

إن هدف Endurance على المدى الطويل هو إمداد العملاء على الأرض.

وتقول الشركة إن أول مشروع تجاري لها يجري تطويره في تونجا، وهي دولة جزرية في المحيط الهادئ تعتمد شبكتها الكهربائية إلى حد كبير على الديزل المستورد. إنها تستهدف القوة الأولى في عام 2027.

وسيتطلب الوصول إلى هذا الهدف عملية أطول بكثير. توقف تشغيل Adélie عندما تم تنشيط نظام أمان يحمي بطاريته من التيار الزائد. وبعد حوالي 10 دقائق، فشل كابل طاقة المضخة أثناء محاولة إعادة التشغيل.

قال أندرو ريد، المؤسس والرئيس التنفيذي لشركة Endurance ، لـ ScienceAlert: “Gentoo ، مولد الاختبار التالي بقدرة 100 كيلووات من Endurance ، هو Adélie مُحدث. سيتم نشره هذا الشتاء ويستهدف طاقة أعلى ومدى تشغيل أطول”.

وقال ريد إن المعدات المحدثة ستعالج مشكلات حماية البطارية وكابلات المضخة التي تمت مواجهتها أثناء الاختبار.

وقال ريد: “إن شركة Endurance لديها مناورة جديدة ستبدأ في العام المقبل والتي ستصل إلى عمق 500 متر كحد أقصى”.

وهذا يعادل حوالي 1640 قدمًا، مقارنة بالحد الأقصى للحفر الحالي البالغ 80 مترًا (260 قدمًا). وتتوقع الشركة أن توفر الآبار العميقة تدفقًا أكبر للمياه.

وقال ريد إن الفريق لا يزال بحاجة إلى تحقيق توليد مستدام من بئر محفور وتطوير المعدات التي تعمل بشكل موثوق لأشهر أو سنوات.

تصف هذه الأرقام إنتاج الكهرباء أثناء التشغيل. وهي لا تأخذ في الاعتبار الطاقة المنفقة على الشحن والحفر والتركيب. تأتي القياسات من شركة Endurance ، ولا يتضمن إعلانها أي ورقة بحثية خاضعة لمراجعة النظراء توضح النتائج.

الأسئلة البيئية تبقى أيضا. تستخدم الميكروبات الموجودة حول الفتحات المواد الكيميائية للحصول على الطاقة، و وتعتمد الديدان الأنبوبية وغيرها من الحيوانات على تلك الميكروبات.

تقول شركة Endurance إنها اختارت موقعًا للحفر بعيدًا عن مداخن فتحات التهوية والحيوانات القريبة. وذكرت الشركة أن مراقبتها لم تجد أي تغيير ملحوظ في الحياة حول الموقع.

وبحسب الإعلان، تم إرسال أكثر من 40 عينة من المياه والصخور والمعادن إلى مختبرات مستقلة لتحليلها. لا يزال يتعين تحديد التأثيرات طويلة المدى.

وقال ريد: “نحن ندرك أن الأنظمة الأكبر التي تعمل بشكل مستمر على مدى سنوات يمكن أن تؤثر على عمود الماء المحيط والمجتمعات البيولوجية وموائل قاع البحر”.

متعلق ب: نجح العلماء في اختبار الخلايا الشمسية تحت الماء على عمق 32 قدمًا تحت بحر الصين الجنوبي

وأضاف ريد أن الشركة تعمل مع باحثين مستقلين لإجراء مزيد من التحليلات والدراسات.

وأظهرت التجربة أن المولد يمكن أن ينتج لفترة وجيزة كهرباء أكثر مما يستهلكه. الاختبار التالي هو ما إذا كان بإمكانه الاستمرار في العمل. ستساعد عمليات النشر الأطول أيضًا في تحديد كيفية ذلك يؤثر على المحيط المحيط.

تم التحقق من صحة هذه المقالة بواسطة فيونا ماكدونالد وتم تحريره بواسطة فيونا ماكدونالد. وبينما نفخر بعمليتنا، فإننا بشر فقط. إذا اكتشفت خطأً، يرجى اعلامنا.