تتميز التوربينات الجديده بانها اكثر قدره علي تحمل الرياح مقارنه بالتوربينات التقليديه وتقول انغرينز: "سمعت امي قبل السادسه صباحا تصرخ وتصيح، ورايت الماء يغمر منزلنا، وكانت الامواج شديده الارتفاع". وكان الاعصار مصحوبا بموجات مد ورياح بلغت سرعتها 314 كيلومترا في الساعه، واقتلعت النخل وازالت اسطح المنازل، واسفرت عن مقتل اكثر من 6,300 شخص، وتشريد الالاف. ووجد الناجون صعوبه بالغه في اعاده بناء مجتمعاتهم بسبب انقطاع الكهرباء. وتقول انغرينز، ان الكهرباء في منطقتها انقطعت لمده شهرين في اعقاب الاعصار، "واستمر انقطاع الكهرباء في بعض المناطق لمده ثلاثه اشهر. لكن الكهرباء في منطقتنا عاده غير مستقره حتي قبل اعصار هايان". ويمثل نقص امدادات الطاقه الكهربائيه احدي المشاكل التي يعاني منها الكثير من الجزر في ارخبيل الفلبين، ويزداد الامر سوءا كلما اجتاحت اعاصير البلاد. ففي اعقاب الكارثه الطبيعيه، حين يكون الناس في امس الحاجه للكهرباء، يكون الحصول عليها شبه مستحيل. لكن بعض المهندسين في منطقه اخري معرضه للكوارث اقترحوا حلا لهذه المشكله. ففي طوكيو، اقامت شركه "تشالينرجي" الناشئه، توربين رياح مصمم خصيصا لتوليد الكهرباء في المناطق المعرضه للاعاصير. وراي اتسوشي شيميزو، مؤسس الشركه ومديرها التنفيذي، ان المكان الامثل لوضع هذه التوربينات القويه هو شرقي سمار حيث الطاقه الكهربائيه الشحيحه. لكن شيميزو استلهم الفكره من كارثه طبيعيه اخري كان لها تداعيات جسيمه علي الشعب الياباني. ففي عام 2011، وقع زلزال توهوكو المدمر قباله الساحل الشرقي لليابان وترافق مع موجات مد عاتيه اجتاحت محطه فوكوشيما دايتشي النوويه وادت الي انصهار قلب ثلاثه مفاعلات نوويه. ودفعت خسائر كارثه فوكوشيما الجسيمه الحكومه اليابانيه الي البحث عن مصادر بديله للطاقه النوويه. اذ كانت اليابان تمتلك 54 مفاعلا نوويا توفر ثلث احتياجاتها من الكهرباء. واليوم، تمتلك اليابان 33 مفاعلا، لا يزال 24 منها مغلقا. وعندما وقع الزلزال، كان شيميزو يعمل في شركه لتصنيع اجهزه الاستشعار. وراي ان بلاده تحتاج لمصادر بديله لتوليد الكهرباء عوضا عن الطاقه النوويه. وتعد اليابان واحده من الدول الاعلي استهلاكا للطاقه في العالم، لكنها تولد 7.6 في المئه فقط من احتياجاتها من الكهرباء من مصادر متجدده، اما النسبه الباقيه، 87.4 في المئه، فتاتي من الوقود الاحفوري. وبعد بحث طويل اكتشف شيميزو ان اليابان لديها فرصه سانحه لاستغلال طاقه الرياح، رغم ان لديها عدد قليل للغايه من توربينات الرياح. اذ تولد طاقه الرياح 1.5 في المئه فقط من اجمالي الطاقه الكهربائيه المنتجه في اليابان. تاثير ماغنوس وتقول يوكو كوباياشي، مديره المشروعات بشركه "ويند ديفلوبمنت"، احدي اكبر مطوري مزارع الرياح باليابان، ان ثمه عوائق عديده عرقلت استغلال طاقه الرياح في اليابان، اهمها الاعاصير. فقد تسبب اعصار هاغيبيس عام 2019، الذي كان واحدا من اقوي الاعاصير التي تضرب البر الرئيسي الياباني منذ عقود، في قطع الكهرباء عن 270 الف منزل، وخلف خسائر تتجاوز 15 مليار دولار. وتقول كوباياشي، ان شركتها حاولت اقامه مزارع الرياح في جزيره كويوشو، التي تعد من اكثر المناطق تعرضا للاعاصير في اليابان، لكنها وجدت ان سرعه الرياح في بعض المناطق من كويوشو يستحيل معهما اقامه مزارع رياح. لكن في هذه الظروف المناخيه يامل شيميزو الا يتحمل تصميمه سرعات الرياح الشديده فحسب، بل يسخر قوتها لتوليد الكهرباء ايضا. ولتحقيق ذلك، يخطط شيميزو لاستخدام توربينات ذات تصميمات مختلفه تماما عن التوربينات التقليديه. فمعظم التوربينات التجاريه، مثل المنتشره في شمالي اوروبا، افقيه المحور وتتضمن شفرات تشبه المروحه. في حين ان التوربين الذي صممه شيميزو يتضمن اسطوانات بدلا من الشفرات تدور حول محور عمودي علي اتجاه الارض. ويستفيد هذا التصميم من ظاهره فيزيائيه تسمي "تاثير ماغنوس". ووصف هذه الظاهره العالم الفيزيائي الالماني هينريك ماغنوس في عام 1852، وخير مثال علي تاثير ماغنوس قد تلاحظه في الرياضه. فقد يتعمد لاعب كره القدم او البيسبول او التنس او الكريكت كثيرا لف الكره او ادارتها بشكل طفيف. وقد يضيف لاعب التنس علي سبيل المثال لمسه اخيره بالمضرب لاعلي او لاسفل لتدور الكره اثناء طيرانها في الهواء. وعندما تدور الكره حول نفسها تحيد تدريجيا عن مسارها الذي كانت ستسلكه لو لم تلف حول نفسها، وهذا الانحراف عن المسار المعتاد هو محصله تاثير ماغنوس. ويتضمن توربين رياح "تشالينرجي" محركات تدير اسطواناته الثلاثه في البدايه، وعندما تلف الاسطوانات تولد تاثير ماغنوس تزامنا مع تدفق الهواء باتجاهها من جمع النواحي، وتصبح كالكره التي تلف في الهواء، وهذا يؤدي الي دوران التوربين. وصمم التوربين بحيث يدور بعد هبوب الرياح ودوران الاسطوانات فقط. وتمثل الطاقه الكهربائيه التي يحتاجها التوربين ليعمل في البدايه نحو 10 في المئه من الطاقه التي يولدها. ويتميز هذا التصميم ذو المحور العمودي الذي يستفيد من تاثير ماغنوس، بانه قد يعدل نفسه بحسب اتجاه الرياح. ويمكن التحكم في توليد الطاقه وفقا لسرعه الرياح، وذلك باستخدام اجنحه صغيره بمحاذاه الاسطوانات الدواره يمكن تعديلها للتحكم في حجم تاثير ماغنوس علي الاسطوانات. ولان هذا التوربين يعتمد علي تاثير ماغنوس، فان سرعه دورانه اقل بنحو 10 مرات من سرعه دوران شفرات التوربينات التقليديه، ومن ثم فهو اقل ضجيجا منها. لكن توربين شيميزو لا يمكنه ان يحل محل التوربينات التقليديه افقيه المحور بعد. وقد يصل طول شفرات التوربينات التقليديه في اليابان الي 40 مترا، كما يصل طول البرج الي نحو 80 مترا. وقد تصل القدره الانتاجيه للتوربينات التقليديه في هوكايدو علي سبيل المثال، الي ثلاثه ميغاواط، في حين ان توربين "تشالينرجي" في الوقت الحالي يولد 10 كليوواط من الكهرباء، ويعتزم شيميزو تطوير التصميم لتوليد 100 كيلوواط من الكهرباء. لكن توربين "تشالينرجي" قد يتفوق علي التوربينات التقليديه افقيه المحور من حيث المتانه وقوه التحمل. فقد استطاع التوربين الجديد الذي اقامته الشركه في اوكيناوا، توليد الكهرباء اثناء احد الاعاصير، وتعتبر الشركه هذا انجازا غير مسبوق. وتقول الشركه ان وحداتها يمكنها تحمل الرياح التي تصل سرعتها الي 70 مترا في الثانيه، لكنها لا تتوقف عن العمل عندما تتجاوز سرعه الرياح 40 مترا في الثانيه. ولتوضيح الصوره، فان سرعه الرياح اثناء اعصار هاغيبيس بلغت 54 مترا في الثانيه لمده 10 دقائق، و72 مترا في الثانيه لمده دقيقه. بمعني ان هذه التوربينات قد تتعطل فقط عندما تبلغ الاعاصير ذروتها. في حين ان معظم التوربينات التقليديه قد تتوقف عن توليد الكهرباءعندما تتجاوز سرعات الرياح 20 او 30 مترا في الثانيه. وتري اليكس بيرن، كبيره المهندسين بشركه "دي ان في جي ال" النرويجيه لاستشارات الطاقه الدوليه، ان هذا الامر يعود الي المصمم في النهايه، وتقول: "من الممكن تصميم التوربينات التقليديه لتوليد الكهرباء عندما تصل سرعه الرياح الي 40 مترا في الثانيه، لكن تصميم توربينات تتوقف عند سرعات الرياح الاقل نسبيا سيكون افضل من الناحيه الاقتصاديه لمعظم المواقع التي يرغبون في تسويق التوربينات فيها". توفير تيار كهربائي مستقر توجد توربينات في مناطق لا تصل فيها سرعه الرياح الي 25 مترا او اكثر في الثانيه الا لبضع ساعات طوال السنه. وبالتالي، قد لا يكون مجديا من الناحيه الاقتصاديه اقامه توربينات قويه في هذه المواقع. ويبلغ سعر توربين "تشالينرجي" 250 الف دولار، في حين ان سعر توربينات الرياح التقليديه ذات نفس القدره الانتاجيه قد يبلغ عشرات الالاف من الدولارات. اما توربينات الرياح الضخمه التجاريه فقد يتجاوز سعرها مليوني دولار، لكنها تولد طاقه كهربائيه تقاس بالميغاواط، ومن ثم فانها مجديه اقتصاديا علي المدي البعيد. وتقول كوباياشي ان اختيار التوربين المناسب يتوقف علي متوسط سرعه الرياح في الموقع، فان توربينات "تشالينرجي" قد تكون باهظه وغير ضروريه في المواقع التي نادرا ما تتعرض للرياح، ولكنها قد تصبح الخيار الامثل في مواقع اخري، طالما كان بامكانها توليد الكهرباء لمده اطول في وقت قد تتعطل فيه التوربينات الاخري بسبب سرعه الرياح الشديده. وقد تحتاج الفلبين، التي تعد اكثر البلاد تعرضا للاعاصير في اسيا، لهذه التوربينات لاسباب اخري ايضا. اذ تنتشر في الفلبين مولدات صغيره تعمل بالديزل، لكن شحن الديزل من جزيره لاخري يرفع تكاليف الكهرباء، ولا سيما في الجزر النائيه. وتعاقدت حكومه الفلبين مع شركه "تشالينرجي" لشراء سبعه توربينات لتصبح جزءا من شبكات الكهرباء المصغره. وتعتمد هذه الشبكات المصغره علي محطات لتوليد الطاقه الشمسيه وتوربينات رياح "تشالينرجي"، وستختزن الطاقه الكهربائيه المتولده من هذه المحطات في بطاريات تخزين تستخدم الي جانب مولدات الديزل. وتقول بيرن ان الهدف الرئيسي من هذه الشبكات توفير كهرباء موثوق بها ومنخفضه التكلفه. ومن المتوقع ان يتسبب الاحتباس الحراري في تداعيات جسيمه علي المحيطات والظواهر الجويه. واعلنت الهيئه الحكوميه الدوليه المعنيه بتغير المناخ عن زياده تواتر ظاهره "النينو" وظاهره "لا نينا". وقد تؤدي هذه التغيرات الي زياده شده الاعاصير التي تضرب الفلبين. واشارت دراسه الي ان العواصف التي تضرب شرق اسيا وجنوبها الشرقي قد زادت شدتها علي مدي السنوات الـ37 الماضيه بنسبه تتراوح بين 12 و15 في المئه. واشار معد الدراسه الي ان ارتفاع مستويات سطح البحر وزياده شده الاعاصير قد يهددان بقاء المجتمعات الساحليه. وتقول يو كوساكا، الاستاذه المساعده للعوامل المؤثره علي الطقس العالمي بجامعه طوكيو، ان الاعاصير التي تضرب اليابان لم يتغير عددها بقدر ما تغيرت مساراتها حتي بات من المستحيل التنبؤ بها. وتقول ان الاعاصير تضرب عاده غرب اليابان، ولهذا فان هذه المناطق مستعده للاعاصير. لكن في السنوات الاخيره زاد عدد الاعاصير التي تضرب شرقي اليابان وشمالها". وزادت ايضا الاعاصير الشديده التي تسمي احيانا الاعاصير المتفجره التي تمر بالقرب من اليابان. ربما يبدو بناء توربينات تتحمل اثار تغير المناخ في ضوء هذه التحديات، هدفا بعيد المنال. لكن التوربينات التي يمكنها تحمل الرياح العاتيه قد تصبح طوق نجاه لسكان المناطق الاكثر عرضه للاعاصير. وقد تحمل توربين شيميتزو العواصف حتي الان ونجح في توليد الكهرباء. لكن السؤال الان، هو مدي قدره تكنولوجيا التوربينات علي مواكبه التغيرات المتسارعه في سرعه العواصف وشدتها. يمكنك قراءه الموضوع الاصلي علي BBC Future
كانت مارييل روبيديزو انغرينز تبلغ من العمر 15 عاما عندما ضرب اعصار هايان مسقط راسها دولورز، شرقي اقليم سمار شرقي الفلبين. ورغم ان الفلبين تتعرض باستمرار للاعاصير، فان اعصار هايان الذي ضرب البلاد في الثامن من نوفمبر/تشرين الثاني 2013، كان منقطع النظير، فقد كان واحدا من اعنف الاعاصير المداريه التي سجلت علي الاطلاق.