مع تحول العالم نحو الطاقة المتجددة، أصبحت مزارع الرياح جزءًا أساسيًا من بنيتنا التحتية للطاقة. يُعد ضمان موثوقية وكفاءة هذه المنشآت أمرًا بالغ الأهمية، وتلعب تقنية استشعار الألياف الضوئية دورًا محوريًا في تحقيق هذا الهدف.
تستخدم تقنية استشعار الألياف الضوئية الخصائص الفريدة للألياف الضوئية لاكتشاف تغيرات درجة الحرارة والإجهاد والاهتزازات الصوتية على طولها. ومن خلال دمج كابلات الألياف الضوئية في البنية التحتية لمزارع الرياح، يمكن للمشغلين مراقبة الحالة الهيكلية وظروف التشغيل لهذه الأصول الحيوية باستمرار.
إذن، ما هو استخدامه بالضبط؟
مراقبة الصحة الهيكلية
غالبًا ما تتعرض توربينات الرياح لبيئات قاسية، بما في ذلك الحرارة والبرودة والأمطار والبرد والرياح القوية، وفي حالة مزارع الرياح البحرية، للأمواج والمياه المالحة المسببة للتآكل. توفر تقنية استشعار الألياف الضوئية بيانات قيّمة حول سلامة التوربينات الهيكلية والتشغيلية من خلال الكشف عن تغيرات الإجهاد والاهتزازات من خلال استشعار الإجهاد الموزع (DSS) والاستشعار الصوتي الموزع (DAS). تُمكّن هذه المعلومات المُشغّلين من تحديد نقاط الضعف المحتملة واتخاذ تدابير استباقية لتقوية التوربينات أو إصلاحها قبل حدوث أي عطل.
مراقبة سلامة الكابلات
تُعدّ الكابلات التي تربط توربينات الرياح بالشبكة الكهربائية أساسية لنقل الكهرباء المُنتَجة. تُمكّن تقنية استشعار الألياف الضوئية من مراقبة سلامة هذه الكابلات، واكتشاف التغيرات في عمق الكابلات تحت الأرض، والإجهاد والانفعال على الكابلات الهوائية، والأضرار الميكانيكية، والاختلالات الحرارية. تُساعد المراقبة المستمرة على منع أعطال الكابلات، وضمان نقل طاقة موثوق. كما تُمكّن مُشغّلي أنظمة النقل من تحسين نقل الطاقة عبر هذه الكابلات أو تعظيمه.
تحديد المخاطر الناجمة عن سفن الصيد والمراسي
في حالة مزارع الرياح البحرية، غالبًا ما تُمد كابلات الطاقة هذه في مياه نشطة تعمل فيها سفن الصيد والقوارب بشكل متكرر. تُشكل هذه الأنشطة خطرًا كبيرًا على الكابلات. تستطيع تقنية استشعار الألياف الضوئية، والتي يُرجح أن تكون الاستشعار الصوتي الموزع (DAS) في هذه الحالة، اكتشاف التداخل الناتج عن معدات الصيد أو المراسي، مما يُصدر تحذيرات من الاصطدام الوشيك والإنذارات المبكرة بالأضرار المحتملة. من خلال تحديد هذه المخاطر آنيًا، يُمكن للمشغلين اتخاذ إجراءات فورية للتخفيف من حدة التأثير، مثل إعادة توجيه السفن أو تدعيم الأجزاء المعرضة للخطر من الكابل.
الصيانة التنبؤية والاستباقية
تُجري تقنية استشعار الألياف الضوئية صيانةً تنبؤيةً من خلال توفير بياناتٍ مُستمرةٍ عن حالة مُكونات مزارع الرياح. تُمكّن هذه البيانات المُشغّلين من التنبؤ بموعد ومكان الصيانة اللازمة، مما يُجنّب الأعطال غير المُتوقعة ويُقلّل من فترات التوقف. ومن خلال مُعالجة المشاكل قبل تفاقمها، يُمكن للمُشغّلين توفير تكاليفٍ كبيرةٍ مُرتبطةٍ بالإصلاحات الطارئة وهدر إنتاج الطاقة.
السلامة والحماية
يشهد مجال تقنية استشعار الألياف الضوئية تطورًا مستمرًا، ويرتقي به إلى آفاق جديدة بفضل الابتكارات الجديدة. وتشمل أحدث التطورات أنظمة الاستشعار الصوتي الموزع المُحسّنة (DAS)، التي تتميز بحساسية ودقة أكبر في رصد التغيرات في البنية التحتية لمزارع الرياح ومحيطها. تتميز هذه الأنظمة بقدرتها على التمييز بين أنواع مختلفة من الاضطرابات، مثل الحفر الميكانيكي أو اليدوي بالقرب من الكابلات. كما يمكن استخدامها لإنشاء أسوار افتراضية، وتوفير تحذيرات اقتراب للمشاة أو المركبات التي تقترب من الكابلات، مما يوفر حلاً شاملاً لتجنب الأضرار العرضية أو التدخل المتعمد من قِبل أطراف ثالثة.
تُحدث تقنية استشعار الألياف الضوئية تغييرًا جذريًا في طريقة مراقبة وصيانة محطات طاقة الرياح. فهي تُوفر بيانات آنية ومتواصلة عن حالة مكونات محطات طاقة الرياح، مع مزايا كبيرة في السلامة والكفاءة والفعالية من حيث التكلفة. ومن خلال اعتماد تقنية استشعار الألياف الضوئية، يُمكن للمشغلين ضمان سلامة مزارع الرياح ومشاريعهم الاستثمارية واستمراريتها.
وقت النشر: 03-04-2025