مجتمع فولاد روهینا جنوب – همزمان با تلاش‌های جهانی برای کاهش ردپای کربن و مبارزه با تغییرات اقلیمی، زیرساخت‌های پشتیبان از انرژی پاک نقش حیاتی ایفا می‌کنند. در قلب این زیرساخت‌ها، قهرمانی گمنام بنام فولاد نهفته است. وجود این ماده‌ی همه‌کاره در ساخت و بهره‌برداری از سیستم‌های مختلف انرژی‌های تجدیدپذیر (از مزارع توربین‌های بادی گرفته تا آرایه‌های خورشیدی و نیروگاه‌های برق آبی) ضروری است. بیایید نگاه دقیق‌تری به اهمیت نقش فولاد در زیرساخت‌های انرژی تجدیدپذیر بیندازیم.
فولاد در ساخت توربین‌های بادی
انرژی باد که به عنوان انرژی پیشرو در بخش انرژی‌های تجدیدپذیر ظهور کرده است، با توربین‌های بلند خود مناظر زیبایی را در سراسر جهان پدیدار کرده است. فولاد ستون فقرات این سازه‌های چشمگیر را تشکیل می‌دهد و استحکام و پایداری لازم برای مهار مؤثر نیروی باد را فراهم می‌کند.
برج‌هایی که توربین‌های بادی را نگه می‌دارند، عمدتاً از فولاد ساخته شده‌اند. این سازه‌های استوانه‌ای که اغلب به ارتفاع بیش از ۱۰۰ متر می‌رسند، باید در برابر نیروهای عظیم باد و وزن پره‌های ناسل (Nacele) و روتور (rotor) مقاومت کنند. نسبت استحکام به وزن استثنایی فولاد، آن را به ماده‌ای ایده‌آل برای این کاربرد تبدیل می‌کند. این ماده، یکپارچگی ساختاری لازم را ارائه می‌دهد و در عین حال وزن کلی برج را قابل کنترل نگه می‌دارد.
ناسل (Nacele) که اجزای مولد توربین (شامل گیربکس، ژنراتور و سایر قطعات مکانیکی حیاتی) را در خود جای داده است نیز به شدت به فولاد متکی است. دوام و مقاومت فولاد در برابر کشش تضمین می‌کند که این اجزا می‌توانند برای دهه‌ها، حتی در محیط‌های دریایی پرتلاطم که بسیاری از مزارع بادی فراساحلی در آن قرار دارند، به طور قابل اعتمادی کار کنند.
در حالی که تیغه‌های روتور معمولاً از مواد کامپوزیتی ساخته می‌شوند، فولاد نقش حیاتی در ساخت و اتصال آنها ایفا می‌کند. توپی که تیغه‌ها را به ناسل متصل می‌کند و سیستم پیچشی که زوایای تیغه را تنظیم می‌کند، از آلیاژهای فولادی درجه یک ساخته شده‌اند که قادر به تحمل فشار بسیار زیادی هستند.
سیستم‌های قاب‌بندی و نصب پنل خورشیدی
قاب‌هایی که پنل‌های خورشیدی منفرد را در خود جای می‌دهند، اغلب از فولاد گالوانیزه ساخته می‌شوند. این ماده مقاوم در برابر خوردگی، تضمین می‌کند که پنل‌ها برای دهه‌ها به طور ایمن در جای خود باقی بمانند و از سلول‌های ظریف فتوولتائیک (Photovoltaic) در برابر آسیب‌های محیطی محافظت کنند. فرآیند گالوانیزه کردن، که فولاد را با لایه‌ای از روی می‌پوشاند، محافظت فوق‌العاده‌ای در برابر زنگ‌زدگی و تخریب ارائه می‌دهد، حتی در مناطق ساحلی که وجود نمک می‌تواند به طور خاص خورنده باشد. (پیشنهاد می‌شود مطلب پایان کابوس خوردگی فولاد با پوشش‌های خود ترمیم شونده را مطالعه کنید.)
مزارع خورشیدی در مقیاس بزرگ برای به حداکثر رساندن جذب انرژی، به سازه‌های نگهدارنده فولادی گسترده متکی هستند. این سازه‌ها که به عنوان ردیاب‌های خورشیدی شناخته می‌شوند، به پنل‌ها اجازه می‌دهند تا حرکت خورشید را در طول روز دنبال کنند و بازده انرژی را به میزان قابل توجهی افزایش دهند. استحکام و انعطاف‌پذیری فولاد، ایجاد سیستم‌های پیچیده‌ای را که می‌توانند در برابر شرایط آب و هوایی مختلف مقاومت کنند و در عین حال موقعیت دقیق خود را حفظ کنند، ممکن می‌سازد.
سهم فولاد در نیروگاه‌های برق آبی
انرژی برق‌آبی به عنوان یکی از قدیمی‌ترین اشکال انرژی تجدیدپذیر، نقش بزرگی در سبد انرژی بسیاری از کشورها ایفا می‌کند. استفاده از فولاد برای این تأسیسات عظیم، از سدهایی که مخازن آب را ایجاد می‌کنند تا توربین‌هایی که برق تولید می‌کنند، ضروری است.
اجزای سازه‌ای سدها اغلب شامل مقادیر قابل توجهی از آرماتورهای فولادی هستند. این آرماتورها مقاومت کششی لازم برای نگهداری حجم عظیمی از آب و تحمل فشارهای عظیم وارده بر دیواره‌های سد را فراهم می‌کنند. توانایی فولاد در خم شدن جزئی تحت تنش بدون به خطر انداختن یکپارچگی سازه، آن را در ساخت سد (به ویژه در مناطق زلزله‌خیز) بسیار ارزشمند می‌کند.
توربین‌هایی که در قلب تولید برق آبی قرار دارند، شگفتی‌های مهندسی هستند و فولاد در طراحی آنها نقش حیاتی دارد. پره‌ها و شفت‌های عظیم این توربین‌ها باید فوق‌العاده قوی باشند تا در عین حفظ تلرانس‌های دقیق، در برابر نیروی آب خروشان نیز مقاومت کنند. آلیاژهای فولاد ضد زنگ درجه یک اغلب در این اجزا استفاده می‌شوند که مقاومت بسیار خوبی در برابر خوردگی و آسیب‌های کاویتاسیون (cavitation) یا حفره‌زایی ارائه می‌دهند.
شبکه گسترده خطوط لوله که آب را از طریق سیستم‌های برق آبی هدایت می‌کنند نیز به شدت به فولاد متکی هستند. این لوله‌ها که می‌توانند چندین متر قطر داشته باشند، باید در برابر فشارهای داخلی عظیم و وزن خاک در بخش‌های مدفون مقاومت کنند. استحکام و دوام فولاد، آن را به ماده انتخابی برای این اجزای حیاتی تبدیل کرده است.
اهمیت فولاد در راهکارهای ذخیره انرژی
با افزایش اهمیت منابع انرژی تجدیدپذیر، نیاز به راهکارهای مؤثر برای ذخیره‌سازی انرژی به صورت تصاعدی افزایش یافته است. فولاد برای ایجاد زیرساخت‌های لازم جهت ذخیره‌سازی و توزیع کارآمد این انرژی پاک مورد نیاز است.
سیستم‌های باتری در مقیاس بزرگ، مانند سیستم‌هایی که برای تثبیت شبکه‌های برق و ذخیره انرژی اضافی از تاسیسات بادی و خورشیدی استفاده می‌شوند، اغلب از محفظه‌های فولادی و سازه‌های نگهدارنده فولادی استفاده می‌کنند. این محفظه‌ها از قطعات الکترونیکی حساس در برابر عناصر محافظت می‌کنند و محفظه‌ای ایمن و مقاوم در برابر آتش برای مواد بالقوه خطرناک فراهم می‌کنند.
در سیستم‌های ذخیره‌سازی برق آبی که از برق اضافی برای پمپاژ آب به مخازن مرتفع جهت مصارف بعدی استفاده می‌کنند، استفاده از فولاد در ساخت زیرساخت‌های لازم بسیار مهم است. از لوله‌ها و شیرهایی که جریان آب را کنترل می‌کنند تا سازه‌های نگهدارنده مخازن، استحکام و دوام فولاد برای عملکرد طولانی‌مدت این تأسیسات ضروری می‌باشد. (پیشنهاد می‌شود مطلب تکامل فولاد از انقلاب صنعتی تا شگفتی‌های مدرن را مطالعه کنید.)
بازیافت و پایداری فولاد در انرژی سبز
در حالی که تولید فولاد به طور سنتی با انتشار بالای کربن همراه بوده است، قابلیت بازیافت و طول عمر این ماده آن را به انتخابی پایدار برای زیرساخت‌های انرژی تجدیدپذیر تبدیل می‌کند. فولاد را می‌توان بدون از دست دادن خواص خود به طور نامحدود بازیافت کرد، به این معنی که فولاد مورد استفاده در توربین‌های بادی و مزارع خورشیدی امروزی را می‌توان برای پروژه‌های انرژی سبز آینده دوباره استفاده کرد.
صنعت فولاد همچنین اقدامات قابل توجهی برای کاهش اثرات زیست‌محیطی خود انجام داده است. بسیاری از تولیدکنندگان فولاد از جمله مجتمع فولاد روهینا جنوب اکنون از کوره‌های قوس الکتریکی با انرژی تجدیدپذیر استفاده می‌کنند که به طور قابل توجهی ردپای کربن تولید فولاد را کاهش می‌دهد. علاوه بر این، تحقیقات مداوم در مورد فولادسازی مبتنی بر هیدروژن نویدبخش کاهش بیشتر انتشار گازهای گلخانه‌ای در دهه‌های آینده است.
همزمان با توسعه و گسترش زیرساخت‌های انرژی تجدیدپذیر، نقش فولاد همچنان حیاتی است. ترکیبی از استحکام، دوام و قابلیت بازیافت، آن را برای ساختن پایه‌های آینده‌ای سبزتر ایده‌آل می‌کند. از توربین‌های بادی سر به فلک کشیده که نیروی نسیم را مهار می‌کنند تا اجزای پیچیده سدهای برق آبی، فولاد بدون شک در گذار ما به انرژی پایدارتر بسیار مهم خواهد بود.
مطالب مشابه:
- ساختمان‌های زنده با فولاد هوشمند
- فولاد؛ قهرمان امنیت غذایی
- نورد، هنر شکل دهی به فولاد
- فولاد، قهرمان گمنام صنعت خودرو
- چگونه با تولید فولاد آلیاژی مناسب هزینه‌های تولید را کاهش دهیم؟
- تفاوت فولاد آلیازی و کربنی
- بررسی مقاومت فولاد آلیاژی در شرایط سخت محیطی
- اهمیت فولاد آلیاژی در تولید قطعات صنعتی
- فرآیند و مراحل تولید فولاد آلیاژی
- راهنمای خرید فولاد آلیاژی و میلگرد
- مزایا و معایب فولاد آلیاژی در صنایع مختلف
