حصل الدكتور دوك نجوين، المحاضر في ديناميكيات الطيران والتحكم بجامعة بريستول، على منحة قدرها 375,000 جنيه إسترليني من مجلس أبحاث الهندسة والعلوم الفيزيائية (EPSRC). وذلك لتعزيز البحث في أنظمة طاقة الرياح المحمولة جواً (AWES)، والتي تعمل على جعل الطائرات بدون طيار، تولد الكهرباء أثناء طيرانها.
أنظمة طاقة الرياح المحمولة جواً
تعمل أنظمة AWES على حصاد طاقة الرياح على ارتفاعات أعلى من توربينات الرياح التقليدية، وذلك من خلال ربط الطائرات بدون طيار بمحطات أرضية. تسحب الرياح القوية الطائرة بعيدًا عن المحطة الأرضية، مما يدير المولد وينتج الكهرباء. بينما توفر هذه الطريقة العديد من الفوائد لقطاع الطاقة في المملكة المتحدة، بما في ذلك تقليل الانبعاثات الكربونية، والمرونة للاستخدامات البحرية والبرية، كذلك تعزيز القدرة على التشغيل في المناطق النائية.
التحديات التشغيلية
ومع ذلك، يتطلب التشغيل الناجح لأنظمة AWES أن تطير الطائرات بدون طيار في أنماط معقدة، تحت تأثير قوى ديناميكية هوائية قوية. مما يجعل النظام حساسًا للغاية وعرضة للأخطاء. يهدف الدكتور نجوين وفريقه إلى معالجة هذه التحديات، لتحسين سلامة وكفاءة أنظمة AWES، مما يسهل طريقها نحو التسويق التجاري.
إمكانيات وتحديات أنظمة AWES
أوضح الدكتور نجوين، من كلية الهندسة المدنية والطيران والتصميم، إمكانيات طاقة الرياح المحمولة جواً، متوقعًا أن تولد هذه التقنية 70 مليار يورو سنويًا بحلول عام 2050. على الرغم من وعدها الكبير، لا تزال تقنية AWES في مراحلها الأولى، وقد فشلت العديد من النماذج الأولية بسبب عدم الفهم الكامل لديناميكيات الطيران الخاصة بها. بناء على ذلك تم إنهاء البرامج مبكرًا وإعاقة عملية التسويق. من ناحية أخرى يهدف المشروع إلى التغلب على هذه العقبات باستخدام طرق التفرع والاستمرار. وهي تقنيات عددية أثبتت فعاليتها في التنبؤ بالسلوكيات الخطيرة في ديناميكيات الطائرات.
فوائد استخدام طرق التفرع
صرح الدكتور نجوين قائلاً: “من خلال استبدال التقنيات الحالية بطرق التفرع، يمكن لأنظمة AWES تحقيق توفير كبير في التكاليف وتحسين الأداء، هكذا يمكن مقاربة هذه التقنية من التسويق التجاري.”
جهود تعاونية وآفاق مستقبلية
يستفيد المشروع من التعاون مع شركة كايت ميل النرويجية الناشئة، وجامعة كارلوس الثالث في مدريد. بينما أكد توماس هاركلو، المؤسس المشارك والرئيس التنفيذي لشركة كايت ميل، على أهمية هذا المشروع في تعزيز الطاقة المتجددة، قائلاً: “تتمتع تقنية AWES، بكفاءتها المادية الاستثنائية وعائدات الطاقة العالية، بإمكانية أن تصبح قوة مسيطرة في قطاع الطاقة. نحن متحمسون للتعاون مع دوك نجوين وجامعة بريستول في هذه المبادرة. كذلك يضمن هذا المشروع الكفاءة البريطانية في هذا القطاع الناشئ. في النهاية نهدف معًا إلى معالجة التحديات الحالية وتمهيد الطريق لتسويق أنظمة AWES.”
