شركة EEL Energy الفرنسية بالتعاون مع Exel Composites تتغلب على مشكلة انفصال الطبقات في الأغشية الهيدروديناميكية باستخدام مقاطع ألياف الكربون

أخبار ar.wedoany.com، طورت الشركة الناشئة الفرنسية في مجال التكنولوجيا العميقة EEL Energy مولدًا هيدروديناميكيًا ذا غشاء مموج مستوحى من حركة ذيل السمكة، وتعاونت مع شركة تصنيع المقاطع المسحوبة Exel Composites لحل مشكلة انفصال طبقات الغشاء في البيئات المائية تحت الماء، مما يوفر حلاً مستدامًا لتوليد الطاقة من التيارات النهرية والمد والجزر.

يعود مفهوم التصميم المستوحى من الطبيعة (المحاكاة الحيوية) في المجال الهندسي إلى عقود مضت. تركز EEL Energy على الآلات الهيدروديناميكية، حيث يلتقط غشاؤها المموج الحاصل على براءة اختراع الطاقة الحركية لتدفق المياه من خلال محاكاة حركة السباحة لدى الأسماك، دون إحداث أي إزعاج للنظم البيئية المائية. ومع ذلك، فإن الإجهادات الميكانيكية في البيئات تحت الماء تتجاوز بكثير ما هو متصور. صرح الرئيس التنفيذي لشركة EEL، السيد Xavier Peroutka، بأن توليد الطاقة الهيدروديناميكية يفرض إجهادات ميكانيكية على المعدات قد تصل إلى 30 ضعفًا من تلك الناتجة عن توليد طاقة الرياح. يجب أن يعمل المولد باستمرار في الأنهار أو تيارات المد والجزر لتوفير كهرباء يمكن التنبؤ بها للمجتمعات في جميع أنحاء العالم.

كشف التصميم الأولي الذي استخدم أغشية مقواة بألياف الزجاج عن عيوب في الانفصال الطبقي. تحت الأحمال الدورية القاسية، تسبب التشوه الكبير للغشاء في حدوث إجهادات عالية، مما أدى إلى انفصال الطبقات، وتسلل المياه، وإضعاف الوظيفة. ولهذا، لجأت EEL إلى التعاون مع Exel Composites. قامت Exel بتجميع مقاطع مسطحة متعددة الطبقات منفصلة من ألياف الكربون - كانت تستخدم أصلاً في شفرات توربينات الرياح - لتشكيل عوارض، تم دمجها بشكل استراتيجي في الغشاء. تم وضع ثلاثة عوارض عرضية عند 50% و80% و100% من طول الغشاء على التوالي، وذلك للحد من التشوه، ومنع الانتفاخ، والحفاظ على السلامة الهيكلية.

أشار مدير البحث والتطوير في Exel Composites، السيد Neil Dykes، إلى أن المفتاح كان في نقل مقاطع ألياف الكربون المسطحة من مجال طاقة الرياح إلى الأغشية الهيدروديناميكية. توفر المواد المركبة من ألياف الكربون الصلابة والقوة المطلوبتين. يبلغ معامل مرونتها حوالي 120 جيجا باسكال، أي ما يقرب من ثلاثة أضعاف صلابة المواد المركبة من ألياف الزجاج؛ وقوة الشد 2500 ميجا باسكال، وقوة الضغط 1500 ميجا باسكال، وكلاهما أفضل بشكل ملحوظ من الأخيرة. تسمح مقاومة التعب الممتازة للغشاء بتحمل ما يصل إلى 6000 دورة عكسية كاملة يوميًا، مع الحفاظ على كفاءة عالية في التقاط الطاقة. تعمل EEL حاليًا على تسويق تقنية التوليد المستوحاة من الطبيعة هذه بدعم من المواد المركبة الكربونية من Exel، بهدف توفير طاقة مستدامة للمجتمعات النائية ومزارع الطاقة الكبيرة.