אנרגיית רוח

מתוך ויקיפדיה, האנציקלופדיה החופשית
קפיצה אל: ניווט, חיפוש
טורבינות רוח. אלה הן טורבינות הממירות את אנרגיה הרוח לתנועה סיבובית המפעילה גנרטור שמפיק חשמל.
טורבינות רוח ברמת הגולן

אנרגיית רוח היא האנרגיה הקינטית האצורה ברוח. מאנרגיה זו אפשר להפיק עבודה ולרתום את כוחה לביצוע מטלות שונות, כגון השטת סירות מפרש, הפעלת טחנות רוח והפעלת טורבינות חשמל.

מהי הרוח וכיצד היא נוצרת?[עריכת קוד מקור | עריכה]

Postscript-viewer-shaded.png ערך מורחב – רוח

רוח היא תנועה של חלקיקי אוויר שנעים יחד בכיוון מסוים.

האטמוספירה המקיפה את כדור הארץ מהווה מעין משאבה גדולה המעבירה חום וחלקיקים של אוויר בין האזורים השונים שעל כדור הארץ. שינויים בלחץ האוויר, ושינויים בטמפרטורת האוויר קובעים את כיוון הרוח ומהירותה. תופעה זו מושפעת על ידי תופעות אחרות על פני הקרקע למשל יערות, מדבריות, גושי מים גדולים, וגם בניינים.

זרמי ההסעה הבסיסיים נוצרים כתוצאה מכך שאנרגיית השמש מחממת את אזור קו המשווה יותר מאשר את הקטבים, ואז נוצר הפרש טמפרטורות גדול בין הקטבים לקו המשווה. כתוצאה מכך, אוויר חם באזור קו המשווה מתרומם מעל פני הקרקע, ואוויר קר יותר הבא מהקטבים תופס את מקומו. כך נוצרת התופעה של תזוזת האוויר. לתופעה זו אנו קוראים רוח.

בקנה מידה מקומי ולא גלובלי, נוצרת הרוח מהפרשים לוקליים בלחצים או בטמפרטורות, הגורמים לזרימת האוויר. רוחות כאלה, לרוב, אינן חזקות במיוחד. את מהירות הרוח ניתן למדוד בעזרת מד מהירות רוח (אנמומטר).

אנרגיה המופקת מרוח[עריכת קוד מקור | עריכה]

טחנות רוח הממירות את אנרגיית הרוח לאנרגיה סיבובית מכנית
דגם של משאבת רוח בשרונה

אנרגיה המופקת מרוח היא אנרגיה שמנצלת את התנועה של הרוח בקו ישר (אנרגיה קינטית) וממירה אותה לאנרגיה זמינה (עבודה). קיימות דרכים שונות לנצל את האנרגיה הזמינה, בהתאם לתוצאה הנדרשת.

למעשה ישנן שתי דרכים בהן האנרגיה מנוצלת: בשיטת העילוי - כוחות העילוי הפועלים על מבנה אוירו דינמי (דוגמאות בהמשך) וגרר שהוא למעשה סוג של דחיפה הנוצרת בלכידה של הרוח למשל במפרש המושך סירה או לחלופין כנפיים שטוחות הניצבות לכיוון הרוח.

דוגמאות:

  • אנרגיה מכנית סיבובית - סיבוב הרוטור של טורבינת רוח, כוחות העילוי של הרוח פועלים על כנפי הרוטור ומסובבים אותו, ניתן לחבר את ציר הרוטור לגנרטור אשר ימיר את הכוח הסיבובי לאנרגיה חשמלית.
  • הנעת סירות מפרש - מבנה המפרש מאפשר לנצל את אנרגיית הרוח - זהו כוח גרר אפייני, כך שלמעשה אפשר להתקדם בכיוונים שונים אפילו כשהרוח נושבת בכיוון מסוים, כאשר המפרש לוכד את הרוח ובאמצעות ההיגוי מכוונים את הסירה לכיוון הרצוי.
  • מיזוג אוויר לבתים - שיטה שנוצלה החל מהזמן הקדום בתכנון מבנים בהם יכולה הרוח לזרום במסלולים מוגדרים ובהם למעשה מנצלים בין היתר עקרונות בתחום הפיזיקה של גזים כמו אילוץ התפשטות הגורמת לירידת הטמפרטורה ולקירור או דחיסה.
  • הפעלת טחנת רוח – הרוטור של הטורבינה מחובר באמצעות מיסב לציר המסובב את גלגל הטחינה שטוחן את התבואה.
  • הנעת כדורים פורחים – האנרגיה של הרוח יכולה להטיס כדורים פורחים. ידוע על אנשים שהקיפו את כדור הארץ בכדור פורח. המבנה האירו דינמי של כדור יכול לקבל מומנט עילוי או לנוע באמצעות כוחות גרר. השילוב בין שניהם יוצר את התנועה והשליטה נעשית על ידי חימום או קירור האוויר הלכוד בכדור הפורח.
  • דאייה - זרמי אוויר מאפשרים לציפורים ודאונים לדאות על פניהם ובכך לרחף בקלילות תוך חסכון באנרגיה. זו למעשה אנרגיית עילוי הפועלת על המבנה האירו דינמי של כנף הציפור או הדאון וזרמי האוויר שעוברים מעל הכנף מושכים אותה מעלה ואילו זרמי האוויר מתחת לכנף דוחפים מעלה.
  • הפעלת משאבת רוח - הרוח מסובבת מדחף הנמצא בראש המגדל וגורמת לתנועה אנכית של מוט מחבר המפעיל את המשאבה ומעלה את המים מעומק הפיר למאגר על הקרקע. בעבר היו משאבות רבות כאלה בסוף המאה ה-19 עד הכנסתם לשימוש של מנועי נפט.

ישנם שימושים נוספים לניצול אנרגיית הרוח, הואיל ומן המדחפים של הרוח נותר חשמל. למשל, אנרגיה מכנית סיבובית - סיבוב הרוטור של טורבינת רוח, יכול להפוך גם לאנרגיה חשמלית באמצעות גנרטור המונע על ידי טורבינה.

הפקת חשמל באמצעות טורבינות רוח[עריכת קוד מקור | עריכה]

Postscript-viewer-shaded.png ערך מורחב – טורבינת רוח
טורבינות רוח הממוקמות בים

רוב החשמל שמופק מאנרגיית הרוח מופק כיום באמצעות טורבינות רוח. טורבינות אלה מתחלקות לסוגים שונים:

  • טורבינות ענק וטורבינות קטנות לסביבה עירונית או לשימוש כפרי
  • טורבינות בעלות ציר אנכי וטורבינות בעלות ציר אופקי
  • טורבינות יבשה וטורבינות רוח בים.

בעבר רוב הטורבינות היו בגודל בינוני והוצבו על היבשה. כיום יש עלייה בהתקנות של טורבינות ענק (70 מטר קוטר) המוצבות בים. [דרוש מקור]

שכלולים והמצאות לעתיד[עריכת קוד מקור | עריכה]

יש תכנונים שונים לגבי היבט של הפחתת בעיות והורדת מחיר הפקת החשמל: טורבינות שקטות יותר, בעלות להבים קלים יותר, מערכות בקרה להפחתת בעיות תחזוקה, מערכות תחזוקה מרחוק באמצעות שילוב מחשוב ותקשורת וכדומה.

יש גם תכנונים שמנסים להגיע לטכנולוגיות יעילות בהרבה. הללו כוללות, טורבינות ענק בעלות ציר אנכי, טורבינות רוח אווירי ועוד.

חגורת רוח, Windbelt, היא תכנון חדשני משנת 2007 להפקת אנרגיה מהרוח ללא סיבוב. שיטה זו אמורה להיות יעילה בהרבה בהשוואה לטורבינות רוח, והיא אמורה לפעול גם במהירויות רוח נמוכות יחסית.[1][2]

יתרונות וחסרונות בהפקת חשמל מאנרגיית הרוח[עריכת קוד מקור | עריכה]

יתרונות[עריכת קוד מקור | עריכה]

עלות הפקת חשמל נמוכה, עקב הניצול של אנרגיה זמינה חינמית. רוח איננה עולה כסף, ולא נדרש דבר כדי ליצור אותה. המקור לה הוא האנרגיה הסולארית (כשהאוויר מתחמם אוויר אחר תופס את מקומו ונוצרת רוח). העלויות העיקריות הכרוכות בהפקת החשמל מטורבינות רוח הן עלויות התכנון וההקמה של התחנות המבוססות עליהן. השקעה ראשונית זו יכולה להיות כדאית, כי התהליך ייצור החשמל והתפעול השוטף זולים יחסית לתחנות כמו תחנות כוח פחמיות או אטומיות. עקב פשטות המערכת כמות התקלות בה נמוכה יחסית למערכות אנרגיה אחרות, ואיננה תורמת משמעותית לעלות התחזוקה השוטפת.

כשם שיש אזורים בהם עדיף להתקין אנרגיה סולארית כך ישנם אזורים בהם עדיף להתקין טורבינות רוח.

טורבינות הרוח אינן צורכות שטח רב, ובהשוואה לאנרגיית PV היחס יכול להגיע עד כדי 1 ל 100 לטובת אנרגיית הרוח. יש אלמנט נוסף והוא כמות הניצול המקסימלית והאנרגיה הזמינה. אנרגיה שמש יש לכל היותר כ 2600–2800 שעות שמש זמינות במקומות הטובים ביותר. לעומת זאת לגבי אנרגיית רוח זמינות האנרגיה האפקטיבית יכולה להגיע ל-6000 שעות ואף ליותר. המשמעות היא בעיקר כלכלית - החזר השקעה מהיר בהרבה. שילוב אנרגיית רוח יחד עם אנרגיה סולארית מהווה נוסחה מנצחת לדוגמה למערכות תאורת הרחוב בסין בהן למעשה אין תשתית כבילה ואין צורך בהולכה וכל הכרוך בכך אלא האנרגיה זמינה על עמוד התאורה. טכנולוגיה זו נמצאת בפיתוח רב כיוון שיש תנופה בייצור מערכות אלה בסין המהוות תחליף לחוסר התשתית והריחוק הגאוגרפי אל מערכות ייצור מרוכזות.

אחת הסיבות להתפתחות מערכות ייצור אנרגיית רוח מתקדמות בסין היא החלופה באמצעות חוות רוח למתקני ייצור באנרגיה ממקור פוסילי [נפט, דיזל, פחם] או גז המצריכים מי קירור שלא זמינים בכל מקום והמחייבים השקעות עתק במערכות הולכה. את זה ניתן לחסוך בייצור מבוזר באמצעות אנרגיה מתחדשת. חשבו לציין שלא רק תשתית ההולכה נחסכת אלא גם מערכות הבקרה, התחזוקה השוטפת, תחנות המשנה וכמובן ההספק היורד ביחס ריבוע למרחק עד כדי חוסר כדאיות.

יתרון נוסף הוא שאנרגיה חלופית זו אינה מזהמת את הסביבה ואינה מכלה מחצבים כמו תחנות כוח מבוססות דלק דוגמת פחם, נפט וגז טבעי. ההשפעות החיצוניות של ייצור חשמל בתחנות כוח הכוללות זיהום אוויר, נזק לבריאות, ניקוי כתמי נפט ודליפות אינן נכללות בדרך כלל בתחשיב מחירי החשמל (אולם החברה משלמת אותן בכל מקרה). הכללת הוצאות אלו בתחשיב מטה את הכף הכלכלית לטובת אנרגיית רוח.

ייצור חשמל מאנרגיית הרוח ברחבי העולם מקטין את ההשפעות השליליות של שימוש בדלק פחמימני לייצור חשמל. באירופה, המובילה בפיתוח אנרגיה מרוח, מקובלת הטכנולוגיה כחלופה מועדפת לשימוש באנרגיה גרעינית ובדלק פחמימני לייצור חשמל. בסין מותקנים מרבית מתקני הייצור באמצעות רוח (כ 90% מכלל המתקנים בעולם] ומספרם רק עולה.

כיום במקומות רבים בעולם אנרגיית הרוח היא האמצעי הזול ביותר לייצר אנרגיה מתחדשת, בעולם מפותחים פתרונות רבים לחסרונות העיקריים של הפקת חשמל מאנרגיית הרוח. עלות הפקת האנרגיה הולכת וקטנה עם השנים בשל שימש בעיצוב טוב יותר של הטורבינות ובשאר המרכיבים. כמו כן מוקמות טורבינות שיכולות לנצל רוחות חלשות יותר באופן טוב יותר ועם פחות בעיות מכניות. כל הדברים הללו, יחד עם עליית מחירי האנרגיה גורמים לעלייה ניכרת בכמות האנרגיה המופקת מרוח בכל שנה.

חסרונות[עריכת קוד מקור | עריכה]

הפקת חשמל מרוח מזיקה לסביבה פחות מייצור חשמל בתחנות כוח קונבנציונאליות, אולם חוות הרוח משפיעות על הסביבה בתוכה הן פועלות. המפגעים העיקריים המיוחסים לניצול האנרגיה של הרוח הם: רעש, פגיעה בנוף, בטיחות, פגיעה בבעלי חיים, קרינה אלקטרומגנטית, השפעה סביבתית של החומרים ואנרגיה ופגיעה בניצול קרקעות. החששות העיקריים הם מפני הרעש שיוצרים להבי טורבינות הרוח, הפגיעה בנוף והנזק לבעלי חיים. ישנו גם חשש לאוורור אזורי, כאשר הוצאת האנרגיה מן הרוח בכמות משמעותית, יכולה להשפיע על מיקרו-האקלים, במקומות אליהן האוויר היה זורם לפני הטורבינות. כמו כן טורבינות צריכות אתרים מתאימים בהן יש רוחות מתאימות, ואינן פועלות כאשר אין רוח.

מצד שני, גם מתקני ייצור פחמימניים יוצרים מפגעי סביבה, פולטים חום רב המשפיע על הסביבה האקלימים הרבה יותר מטורבינות רוח, מרעישים במידה רבה בהרבה עד כדי שלא ניתן להתקרב למתקנים גדולים מבלי מיגון לאוזניים, בעלי קרינה אלקטרומגנטית רבה בהרבה מטורבינות רוח, לדוגמה מערכת ייצור ריכוזית של 1000 מגה וואט מייצרת קרינה אלקטרומגנטית גבוהה מאוד הפוגעת בסביבה עד כדי שאסור לגור סביבה ונדרש מרחק ביטחון שכן אנרגיה זו קטלנית. הפגיעה בבעלי חיים באזורי מתקני ייצור פחמימניים רבה מאוד שכן כל מתקן כזה הורס את כל סביבת הטבע בו הוא מצוי באופן מוחלט וזה בניגוד לטורבינות רוח שאמנם משפיעות אך רק במידה מועטה. חסרונות משמעותיים של מתקנים פחמימניים הם הצורך ברשתות הולכה המביאות לסביבה הצרכנית קווי מתח גבוה ומתח עליון המסוכנים לבריאות והורגים ציפורים בכמויות גבוהות ו (חשמול) וכן מרבים בזיהום אלקטרומגני כתוצאה מהצורך בשנאים רבים הפולטים קרינה אלקטרומגנטית. אנו חיים למעשה היום בסביבה מאוד לא בריאה המכילה בכל רחוב מספר פולטי קרינה אלקטרו מגנטית שחלקם קרוב לבני אד וכמובן שהחיות נפגעות אולי במידה רבה יותר שכן אינן יודעות להיזהר.

להלן פירוט של החסרונות ופתרונותיהם:

  • אגירת כוח חיסרון חשוב של ייצור חשמל מאנרגיית רוח נובע מהתלות המוחלטת בנשיבת הרוח. ניתן להתגבר על מחסור ברוח באמצעות תכנון מערכי טורבינות הרוח לפעולה בזמן שיא הביקוש. ביירה-מדסן, נשיא חברת טורבינות הרוח הדנית, MICON NEG, לדוגמה, טוען ש"צריכת האנרגיה בדנמרק מגיעה לשיאה בשעות אחה"צ של ימי דצמבר הקרים, וסביר להניח שבשעות אלו נושבת הרוח בעוצמה הרבה ביותר". חסרון זה קשור לנושא של אגירת אנרגיה לחשמל, שהופקה בעת שהרוח נשבה בחוזקה. מעריכים שטכנולוגיות עתידיות כגון גלגלי תנופה, או כמצברי ענק יפתרו בבוא הזמן את בעיית אחסון החשמל.[דרוש מקור]
  • חיסרון עיקרי נוסף הוא כמות התפוקה: נדרשות הרבה טורבינות על מנת להפיק חשמל בהספק של תחנת כוח שורפת-דלק גדולה. דבר זה עלול לצרוך שטח רב. הפתרונות הן בהקמת טורבינות יעילות יותר, שימוש בטורבינות ים או טורבינות גדולות מפיק אנרגיה רבה יחסית. יש יוזמות גם להקמת טורבינות בשטחים חלקאיים שממילא מנוצלים כבר ובהן הטורבינות אינן מפריעות במיוחד.
  • רעש תנועת כנפי טורבינות הרוח מאופיינת כרעש מכני וכרעש אווירודינמי. הרעש המכני נגרם על ידי פעולת המערכת (גנרטור, מסבים) ועוצמתו מושפעת מגודל המערכת. הרעש האווירודינמי נגרם על ידי תנועת הלהבים באוויר, והוא תלוי בגודל הלהבים ובצורתם. ניתן להפחית את עוצמת הרעש האווירודינמי באמצעות התאמת צורת הלהבים. נכון ל-2007 יש מספר דגמים של טורבינות רוח עירוניות שקטות יחסית הודות לעיצוב מתקדם יותר. טורבינות מרוחקות ממקומות יישוב גורמות לפחות נזק לבני האדם, וטורבינות בים או בהרים שהם מקומות נידחים למדי גורמות מעט נזק באופן כללי.
  • השפעה על בעלי כנף - השפעת טורבינות הרוח על בעלי כנף נחקרה במדינות המנצלות אנרגיה של הרוח. הנושא החשוב ביותר היה התנגשויות של ציפורים ושל עטלפים בטורבינות, אולם נבחנו גם ההשלכות על תזונת הציפורים וקינונן. הסכנה לציפורים צומצמה במידה ניכרת באמצעות הגדלת הלהבים והקטנת מהירותם, על מנת שייראו בעיני הציפורים במעופן. כמו כן הותקנו סולמות פנימיים וחיווט תת-קרקעי כדי למנוע קינון ציפורים על המתקנים.
  • פגיעה בנוף שאלת הפגיעה בנוף היא סובייקטיבית מעיקרה, אבל את ההתנגדות הגדולה ביותר מעוררות חוות רוח הבולטות לעין באזורים גבוהים בהרים. חלק מהגורמים המשפיעים על המראה נתונים לוויכוח: המרחק מהמתבונן, מספר הטורבינות הנראות בשלמותן או בחלקן, סוג הטורבינות, גודלן וצבען, מספר הלהבים ומהירות סיבובם, תנאי האור וסידור הטורבינות באתר. בחינה אובייקטיבית של גורמים אלו יכולה לסייע להפחית את השפעות חוות הרוח על הנוף. טורבינות ים אינן משפיעות כמעט על הנוף או כלל לא (אם הן מרוחקות), ויש טורבינות עירוניות שהן בעלות עיצוב מעניין ואף אפשר להשתמש בהן לקישוט.
  • הפרעה אלקטרו מגנטית טורבינות רוח גדולות קרובות למקומות יישוב עלולות לגרום להשראה אלקטרו מגנטית שמפריעה לציוד אלקטרוני ועלולה להיות מסוכנת לבריאות אך הסכנה בהן לא קרובה לסכנה של מתקני ייצור פחמימניים.
  • חומרים רעילים להבי הטורבינה בנויים מחומרים מורכבים ולעתים קרובות מכילים דבק אפוקסי רעיל, אולם אם נשווה למתקני ייצור למשל באמצעות פחם או מזוט או אפילו גז, הרי הפליטות מסוכנות לאין שיעור וסכנתם פי אלפי מונים ופוגענית הן בבני אדם אולם הרבה יותר בבעלי החיים.
  • מיקרו אקלים המערכת שואבת אנרגיה מן הרוח, ומחלישה אותו, כך שהאוויר מפסיק לזרום במסלול הטבעי שלו. דבר זה עשוי להשפיע על מידת האוורור במיני-אקלים האזורי, בייחוד באזורים בנויים הנמצאים בקרבת מקום. אולם, פגיעה זו לא ניתנת להשוואה למתקן ייצור קונונציונאלי הפולט לאוויר גז בטמפרטורה של 650 מעלות צלזיוס ובכמויות אדירות הגורמות למיקרו אקלים סביב כל מתקן מסוג זה וזאת יחד עם הזרמת מיים חמים לים הגורמת לנזק למשק החי הימי ולדגה.

עלות כלכלית[עריכת קוד מקור | עריכה]

העלות הכלכלית של הפקת חשמל מטורבינות רוח ירדה במשך השנים. בתחילת שנות ה-80 המחיר הממוצע של הפקת חשמל עמד על כ-30 סנט לקילו-ואט-שעה. נכון לשנת 2005 המחיר הממוצע עומד על 5-3 סנט לקילו-ואט שעה. המחיר משתנה בהתאם למיקום ונתונים נוספים, ובהתאם לכך הטכנולוגיה היא בת תחרות עם טכנולוגיות לא מתחדשות כמו נפט, פחם או אנרגיה אטומית. עם זאת ישנן הערכות שונות למדי לגבי עלויות של הפקת חשמל של גורמים שונים. (ראו לדוגמה עמ' 66 כאן)

לפי התאחדות הרוח האמריקאית מחיר הפקת האנרגיה ירד בכ-80% ב-20 השנים בין 1985 ל-2005. [4]

עלות הפקת החשמל תלויה בגורמים הבאים:

  • מהירות הרוח באתר- כמות האנרגיה שתופק היא ביחס לחזקה שלישית של מהירות הרוח באתר. כך למשל, אתר שמהירות הרוח הממוצעת בו היא 16 קמ"ש, יפיק 50% יותר אנרגיה בהשוואה לאתר בעל תכונות זהות (גודל הטורבינה וכדומה) שבו מהירות רוח ממוצעת של 14 קמ"ש.
  • גובה הטורבינה מעל הקרקע - בגבהים גבוהים יותר יש רוחות מהירות יותר, ופחות מערבולות, דבר שמביא לכך שטורבינות גבוהות יותר מפיקות יותר חשמל.
  • גודל להבי הטורבינה - טורבינות גדולות הן יעילות יותר. שטח חתך הרוח שהטורבינה מכסה (בטורבינות אופקיות) הוא דיסקה שתלויה בגדול הלהבים בריבוע (שטח מעגל). בשנות ה-80 היו מקובלות טורבינות בעלות להב של 10 מטרים, שהפיקו בממוצע 25 קילוואט. בשנות ה-2000 אורך הלהבים גדל פי 5, ל-50 מטר, והפקת החשמל גדלה ל-750 קילוואט, גידול של פי 55 בתפוקת האנרגיה השנתית, חלק מזה בגלל גידול של פי 25 בשטח החתך, וחלק מזה בגלל הגבהת התרנים וכתוצאה מזה ניצול רוחות מהירות יותר בגובה. כמו כן, בטורבינות אופקיות ככל שהלהבים גדולים יותר יש יחס טוב יותר בין שטח הלהבים לבין שטח התורן הנושא וכתוצאה מזה יש פחות מערבולות והפרעות.
  • דגם הטורבינה ובטכנולוגיה בה יוצרה. ירידת מחירים בעלויות ושיפור הביצעוים של להבים, מערכות בקרה, הובילו לשיפור בביצועים. [5]

בשנת 1981 טורבינת רוח עם להבים של 10 מטר הפיקה 25 קילוואט, בשנת 2000 טורבניה בעלת להבים של 75 מטר מפיקה 1,650 קילוואט. המחיר לקילוואט ירד פי 6. [6]

  • גודל חוות הרוח - חוות רוח גדולות יותר הן משתלמות יותר בשל החסכון בעלויות הקבועות שקשורות בפרויקט, וכן בשל חסכון בעלויות תחזוקה ותפעול. במהירות רוח של 18 מייל לשעה, חווה של 3 מגה ואט מפיקה חשמל בעלות של 5.9 סנט לקווט"ש, ואילו חווה בתפוקה של 51 מגה ואט מפיקה חשמל בעלות של 3.6 סנט לקווט"ש - ירידה של כ-40%. [7]
  • מסים ותנאים מימון. מחקרים מראים כי פרויקטים שנבנו באופן פרטי או שנהנו מתנאים דומים לאלו של תשתיות גז יכלו להחזיר את עצמם במהירות רבה בהרבה.[8]

העלות והתפוקה מתחלקים לרכיבים הבאים:

  • עלות ההתקנה - עלויות התקנה של מתקני רוח נחשבת גבוה למדי יחסית לטכנולוגיות כמו פחם או נפט, היא גדלה בטורבינות גדולות אך מאידך יש פיצוי בכך שהטורבינה מפיקה חשמל רב יותר.
  • עלות התחזוקה והתפעול - תלויות בגורמים רבים, כגון האם הטורבינה בים או ביבשה, האם היא מותקנת בהרים או במישור וכו'. עלות זו נמוכה יחסית לטכנולוגיות כמו פחם או נפט ואינה יקרה מעלות התחזוקה של אנרגיה סולארית המחייבת ניקוי תקופתי ושימוש במי שתייה או השקיה. למעשה מרבית טורבינות הרוח מתוחזקות מרחוק לעומת כל שאר המתקנים המחייבים צוות תחזוקה מקומי על כל ההשלכות הכלכליות שבכך.

התעשייה משקיעה מאמצים בניסיונות מחקר ופיתוח, הקשורים גם לתעשיית החלל והתעופה כדי להתייעל ולהוריד עלויות.

במדינות רבות מקובל לסבסד את המחיר על ידי מחירי עידוד והטבות שונות לייצור חשמל מאנרגיית רוח. הצידוק לכך הוא שהמחיר המלא של אנרגיות אחרות, לא מתחדשות, הוא למעשה גבוה יותר ממחיר השוק, ומכיל השפעות חיצוניות שליליות של זיהום אוויר, פליטות של גזי חממה ועוד. כמו כן, גם דרכי ייצור אחרות של חשמל, כמו נפט או פחם מקבלות סבסוד: בצורה של הוצאות ביטחוניות, חוקים לביטוח של מחלת הראה השחורה של כורי פחם, או ביטוח ממשלתי נגד תאונות שניתן לתעשיית הגרעין.

תפוקה עולמית[עריכת קוד מקור | עריכה]

קיבולת אנרגיית רוח מותקנת (MW)
# מדינה 2005 2006 2007 2008
1 ארצות הבריתארצות הברית  ארצות הברית 9,149 11,603 16,819 25,170
2 גרמניהגרמניה  גרמניה 18,428 20,622 22,247 23,903
3 ספרדספרד  ספרד 10,028 11,630 15,145 16,740
4 סיןסין  סין 1,266 2,599 5912 12,210
5 הודוהודו  הודו 4,430 6,270 7850 9,587
6 איטליהאיטליה  איטליה 1,718 2,123 2,726 3,736
7 צרפתצרפת  צרפת 779 1,589 2,477 3,426
8 הממלכה המאוחדתהממלכה המאוחדת  הממלכה המאוחדת 1,353 1,963 2,389 3,288
9 דנמרקדנמרק  דנמרק 3,132 3,140 3,129 3,164
10 פורטוגלפורטוגל  פורטוגל 1,022 1,716 2,130 2,862
11 קנדהקנדה  קנדה 683 1,460 1,846 2,369
12 הולנדהולנד  הולנד 1,236 1,571 1,759 2,237
13 יפןיפן  יפן 1,040 1,309 1,528 1,880
14 אוסטרליהאוסטרליה  אוסטרליה 579 817 817 1,494
15 אירלנדאירלנד  אירלנד 495 746 805 1,245
16 שוודיהשוודיה  שוודיה 509 571 831 1,067
17 אוסטריהאוסטריה  אוסטריה 819 965 982 995
18 יווןיוון  יוון 573 758 873 990
19 פוליןפולין  פולין 83 153 276 472
20 טורקיהטורקיה  טורקיה 20 65 207 433
21 נורווגיהנורווגיה  נורווגיה 268 325 333 428
22 מצריםמצרים  מצרים 145 230 310 390
23 בלגיהבלגיה  בלגיה 167 194 287 384
24 טאיוואןטאיוואן  טאיוואן 104 188 280 358
25 ברזילברזיל  ברזיל 29 237 247 339
26 ניו זילנדניו זילנד  ניו זילנד 168 171 322 325
27 קוריאה הדרומיתקוריאה הדרומית  קוריאה הדרומית 119 176 192 278
28 בולגריהבולגריה  בולגריה 14 36 57 158
29 צ'כיהצ'כיה  צ'כיה 30 57 116 150
30 פינלנדפינלנד  פינלנד 82 86 110 140
31 הונגריההונגריה  הונגריה 18 61 65 127
32 מרוקומרוקו  מרוקו 64 64 125 125
33 אוקראינהאוקראינה  אוקראינה 77 86 89 90
34 מקסיקומקסיקו  מקסיקו 2 84 85 85
35 איראןאיראן  איראן 32 47 67 82
שאר אירופה 141 204 233 261
שאר אמריקה 155 159 184 210
שאר אפריקה
& המזרח התיכון
52 52 51 56
שאר אסיה
& אוקיאניה
27 27 27 36
סך הכל עולמי (MW) 59,024 74,151 93,927 121,188

נכון לסוף שנת 2006 התפוקה העולמית של אנרגיית רוח עמדה על 74,233 מגה ואט, או כאחוז אחד מייצור החשמל העולמי. יש מדינות בהן אנרגיית הרוח אחראית לחלק משמעותי מהפקת החשמל שלהן, כמו דנמרק (20%), ספרד (9%) או גרמניה (7%). בין השנים 2000 ו-,2006 תפוקת החשמל העולמית גדלה פי 4.

ייצור החשמל באנרגיית רוח הוא כלכלי בעיקר באזורים מסוימים בעולם.

בספטמבר 2006 הודיעה חברת איווה וינדס (Iowa Winds) האמריקאית על הקמת פרויקט טורבינות רוח בעלות 200 מיליון דולר במדינת איווה, עם תפוקה של עד 300 מגה ואט חשמל.

בדצמבר 2006 אישרה הממשלה הבריטית את הקמתו של פרויקט טורבינות רוח ימיות בהשקעה של בהשקעה של 2 מיליארד ליש"ט (3.9 מיליארד דולר), שהוא הפרויקט הגדול בעולם לתקופתו. תפוקת החשמל של הפרויקט צפויה להגיע ל-1.3 ג'יגה ואט, שיסופקו על ידי 341 טורבינות מול חופיה הדרומיים של אנגליה, וכ-100 טורבינות יבשתיות. בשנת 2007 החליטה הממשלה הבריטית להגיע ליעד של 100% אנרגיה מטורבינות רוח, שיופקו מכ-7000 טורבינות.[3]

אירופה היא היבשת המובילה בעולם בתחום ניצול אנרגיית הרוח, המספק חשמל לכ-40 מיליון צרכנים ברחבי היבשת. לפי הערכת איגוד אנרגיית הרוח האירופי (EWEA), עד שנת 2020 נתון זה אמור לגדול ליותר מ-195 מיליון בני אדם - כמחצית מאוכלוסיית מערב אירופה. בשנים האחרונות ארצות הברית וסין פורצות קדימה וכנראה יתחרו על הבכורה העולמית גם בתחום זה. שלוש המעצמות הנוספות בניצול אנרגיית הרוח: גרמניה ספרד והודו חמש הגדולות מפיקות 87,610 מגוואט שהם 72.29% מתפוקת אנרגיית הרוח בעולם נכון לסוף 2008.

הפקת אנרגיית רוח בישראל[עריכת קוד מקור | עריכה]

פוטנציאל הפקת חשמל מאנרגיית רוח בישראל נאמד בין 600 מגה ואט[4] ל-1,000 מגה ואט.[5]

בסוף 1980 נוסדה תוכנית ניצול אנרגיית הרוח בישראל על ידי משרד האנרגיה והתשתית. התוכנית הובלה על ידי הרפרנט ד"ר משה דן הירש בשת"פ של וועדת ההיגוי לניצול אנרגיית הרוח בישראל בה היו חברים ממשרד האנרגיה והתשתית, השירות המטאורולוגי, האוניברסיטה העברית, קמ"ג, חברת החשמל, הטכניון, המכון הביולוגי.[6] במסגרת התוכנית בוצעו פעולות של איתור אתרים לטורבינות רוח וחוות רוח בהן הקמת טורבינות רוח כמתקני הדגמה בשת"פ עם גורמים שונים (מפעל ישקר במעלות, קיבוץ מעלה גלבוע, חברת חשמל בגוש שגב בגליל, ישוב בית יתיר, החברה לפיתוח יו"ש עם חברת פז ליד היישוב אלון מורה) ופעולות הכנה לרישוי שונות (בוועדות תכנון ובניה, מינהל מקרקעי ישראל, צה"ל, רשות שמורות הטבע, משרד הפנים, חברת החשמל) כשלב מקדים להקמת חוות רוח, מחקר ופיתוח והתחברות לרשת החשמל. ב-1982 יוזם לראשונה במסגרת התוכנית, על ידי הרפרנט ד"ר משה דן הירש, צעד מהפכני של אפשרות לייצר חשמל באופן פרטי ולמכור אותו לרשת חברת החשמל. כתוצאה מכך נוצר תחום "יצרני חשמל פרטיים" בישראל אשר זכה להכרה במהלך 1985 עבור אנרגיות מתחדשות וחלופיות יעילות. פרויקט טורבינת רוח הדגמה בהר בני צפת שליד אלוני הבשן ברמת הגולן היה הראשון שהוכר כ"יצרן חשמל פרטי". הפרויקט הוקם בשת"פ של אגודת המים "מי גולן" של ישובי רמת הגולן עם סיוע של משרד האנרגיה והתשתית. במסגרת הפרויקט הוקמה באתר טורבינת רוח של חברת Vestas בהספק של 55 קוו"ט, שפעלה היטב במשך 10 שנים והוכיחה כי ניתן לנצל את אנרגיית הרוח בארץ באופן כלכלי. האגודה שולבה על ידי משרד האנרגיה והתשתית בתוכנית ניצול אנרגיית הרוח ב-1984 ופעלה מאז בסיוע צמוד של המשרד (כספי, טכני, הדרכה, הנחיה) לקידום הניצול של אנרגיית הרוח ברמת הגולן. כעבור מס' שנות פעילות מכרה אגודת המים "מי גולן" את זכויותיה (בגין השקעתה בפעילות) ואת חובתה כלפי משרד האנרגיה והתשתית לקידום הפעילות בפיקוח והנחיית המשרד (בגין הסיוע שקיבלה מהמשרד) לחברת "מסד בע"מ" אשר לאחר זמן מה שינתה את שמה לחברת "מי גולן אנרגיית רוח בע"מ"

בישראל פועלות כיום טורבינות רוח ברכס חזקה (תל עסניה) שברמת הגולן ליד היישוב אלוני הבשן, בגלבוע ליד היישוב מעלה גלבוע (14 טורבינות) וברמת סירין (11 טורבינות).

החל מסוף 1986 ועד 1993 קיימה חברת "מי גולן אנרגיית רוח" יחד עם משרד האנרגיה, מחקר בנושא ניצול תנאי החל משנת 1993 מפעילה החברה חוות הרוח "בשנית 1" שממוקמת בתל עסניה (בשנית בערבית) ברמת הגולן. החווה היא בעלת כושר ייצור של 6 מגה ואט. החווה כוללת 10 טורבינות רוח בעלות ציר אופקי, בקוטר להבים של 36 מטרים מתוצרת אוסטרית, ויש לה, לטענת החברה, ניצולת גבוה מבחינת שמישות - (כלומר משך הזמן שבו התחנה פועלת ואינה בטיפולי תחזוקה) - מעל 95% שהוא נתון גבוה יחסית לטורבינות בארצות הברית ולמתקני חשמל קונבנציונלים של חברת החשמל.

בשל התנגדות רשות שמורות הטבע, הוגבל מספר הטורבינות באתר לעשר בלבד, למרות שניתן להציב בו מספר כפול. גם חברת החשמל הטילה מצידה הגבלות על ההספק הכולל של תחנת הכוח.[7] בעקבות הכנסת "פרמיה עבור אנרגיה נקיה" של משרד התשתיות ועליית מחירי הדלק בכוונת החברה להגדיל את תפוקת החווה ל-12 מגה ואט על ידי הגבהת תרנים ומעבר לטורבינות מדגם מתקדם יותר.[8]

נשקל בעבר פרויקט של 400 מגה ואט ברמת הגולן על ידי חברת הטורבינות AES האמריקאית וחברת מי גולן, בהשקעה של 600 מיליון דולר.[9]

ראו גם[עריכת קוד מקור | עריכה]

קישורים חיצוניים[עריכת קוד מקור | עריכה]

הערות שוליים[עריכת קוד מקור | עריכה]

  1. ^ Windbelt Micro-wind, 10 Times Cheaper Wind Energy!!
  2. ^ Humdinger Wind Energy
  3. ^ הארץ, שירות "", בריטניה תגדיל פי 60 את תפוקת החשמל מרוח, באתר הארץ, 11 בדצמבר 2007
  4. ^ ניצול אנרגיית הרוח לייצור חשמל, המשרד להגנת הסביבה
  5. ^ [1], אתר אנקונסול
  6. ^ [2], אתר אנקונסול [3], אתר אנקונסול
  7. ^ יואב צור, אנרגיה ומצב הרוח, אתר מט"ח
  8. ^ מי גולן אנרגיית רוח, אתר מי גולן, יואב צור, אנרגיה ומצב הרוח, אתר מט"ח
  9. ^ אבי בר-אלי, AES האמריקאית תקים 150 טורבינות רוח להפקת חשמל ברמת הגולן ב-600 מיליון דולר, אתר דה-מרקר