טורבינת רוח אווירית

מתוך אקו-ויקי, מקום מפגש בנושאי אקולוגיה, חברה וכלכלה.
קפיצה אל: ניווט, חיפוש
גנרטור חשמל אווירי

טורבינת רוח אווירית (באנגלית: Airborne wind turbine) הוא קונספט תכנוני עבור טורבינות רוח שנמצאת באוויר ללא מגדל תומך. טורבינות רוח יכולות לפעול בגובה גבוה או בגובה נמוך והן חלק ממחלקה רחבה יותר של "מערכות אנרגיה אוויריות" (AWE).

טורבינות רוח שנמצאות בגובה גבוה יכולות להנות מרוחות סדירות ומהירות ולהפיק כמות גבוהה בהרבה של אנרגיית רוח יחסית לטורבינות רוח בעלות מגדל שנמצאות בים או ביבשה. עם זאת, הדבר מציב קשיים הנדסיים וכלכליים ניכרים. כאשר טורבינה כזו היא גבוהה מספיק היא מחייבת סגירת איזור אווירי לכלי טיס. נכון לשנת 2008, לא קיימת טורבינה אווירית מסחרית בשוק.

יתרונות וחסרונות

טורבינת הרוח האווירית אמורה להיות קשורה לאדמה בכבל ודרכו להעביר את החשמל לרשת החשמל או להעביר את האנרגיה לגנרטור שנמצא על הקרקע. היתרונות של טורבינות רוח אוויריות הוא שבגובה גבוה יש רוחות חזקות יותר. בגבהים גבוהים מאוד יש זרם חזק ויציב מבחינת כיוון ועוצמה של רוחות מהירות (בזרמים אלו משתמשים גם מטוסים). טורבינות רוח אוויריות לא יסבלו מרוחות קרקע שמקשות על תפקודן של טורבינות רוח רגילות.

הקשיים בפיתוח והפעלה של טורבינות רוח אוויריות הן גודלן הגדול, הגובה בו הן צריכות להיות, היציבות של המתקן והכבל והלחצים בהם הם צריך לעמוד, ושאלות של תחזוקה. בעיה נוספת היא הפרעה למרחב הטיסה של מטוסים וכן הצורך להגן על הטורבינה או לקפל אותה בזמן מזג אוויר גרוע. כתוצאה מבעיות אלא, עולה השאלה מה עלות ההקמה והתפעול של טורבינות אלה.

עיצובים

יש כמה רעיונות בסיסיים באשר לעיצוב של טורבינת רוח כזו.

עיצוב אירודינמי

ביירון רוברטס, פרופסור להנדסה מהאוניברסיטה לטכנולוגיה, בסידני, אוסטרליה, הציע עיצוב הדומה למסוק שמרחף בגובה של 15,000 רגל. ה"מסוק" נשאר בגובה זה באמצעות כנפיים שמייצרות עילוי מהרוחות, ומיוצב ביחס לקרקע באמצעות כבל הקשור לעוגן באדמה. חברת Sky WindPower מסן דייגו, קליפורניה מנסה לייצר טורבינה זו באופן מסחרי. [1]

עיצוב זה צורך אנרגיה שהייתה יכולה לשמש להפקת חשמל. כדי להעלות את המערכת למעלה אפשר להפוך את כיוון הזרם ולהשתמש באנרגיה חשמלית כדי להעלות את המסוק לגובה הרצוי או לשמור אותה שם.

עיצוב אחר הוא רעיון של "תחנת-רוח-סולם-" Laddermill שבו יש שרשרת של כנפיים המגיעה עד לגובה של 30,000 רגל וקשורה כולה ללולאה עצומה שמסתובבת. [2]

עיצוב אירוסטטי

עיצוב אחר הוא של טורבינה קלה מהאוויר - טורבינה הנעזרת בבלון הליום כדי להישאר באוויר. בטורבינה בעלת ציר אופקי אפשר לקבל עילוי נוסף גם באפקט מאגנוס (עצם כדורי או גלילי מקבל עילוי כאשר הוא נע תוך כדי סיבוב בתוך נוזל או גז).

בניגוד לעיצוב האירודינמי אין צורך להגיע לגובה גבוה מאוד כדי להנות מעילוי. לדבר זה יתרון עסקי היות וניתן לפתח את הטכנולוגיה בשלבים.

ככל שהבלון גדול יותר יש עילוי חזק יותר ואפשר להגיע לגבהים גדולים יותר בהן יש רוחות חזקות יותר. דבר זה נותן יותר אנרגיה, אך גם מציב אתגר הנדסי גבוה יותר. לעומת זאת גז דולף מספינות האוויר ויש למלא אותן מחדש באופן תקופתי, וכן יש חשש לדליפה מסיבית יותר עקב נקב.

החברה הקנדית Magenn Power מתכננת לייצר טורבינות רוח אוויריות קלות מהאוויר החל משנת 2008. בשלב הראשון החברה מתכננת טורבינות רוח הסובבות על ציר אופקי בגובה של 600-1,000 רגל שיעבדו במהירויות של 6-90 קמ"ש.[3]

עיצובים נוספים

טורבינת רוח נוספת שנמצאת בפיתוח היא טורבינה המבוססת על עפיפון.

תעשיות ועסקים בעולם

בשנת 2007 הכריזה גוגל, על יוזמה בשם RE<C, לקידום טכנולוגיות של אנרגיות מתחדשות שיהיו זולות יותר מפחם. במסגרת היוזמה משקיעה גוגל בחברת Makani Power Inc לטורבינת רוח אווירית כמו גם בחברת eSolar Inc שמתמחה בפתרונות של אנרגיה תרמו סולארית.[4][5]

קישורים חיצוניים

חברות:

  • Altaeros Energies חברה עם פתרון של בלון הליום שבתוכו טורבינה
  • kitegen חברה להפקת חשמל באמצעות עפיפון
  • Sky WindPower - חברה עם פתרון בצורה של רחפן