טורבינת רוח

מתוך אקו-ויקי, מקום מפגש בנושאי אקולוגיה, חברה וכלכלה.
קפיצה אל: ניווט, חיפוש
טורבינת רוח בנוף

טורבינת רוח היא מכונה המשמשת להמרת האנרגיה הקינטית של הרוח (אנרגיית רוח) לאנרגיה מכנית. אם האנרגיה המכנית מנוצלת באופן ישיר על ידי מכונות כמו משאבה או מטחנה, המכונה נקראת בדרך כלל טחנת רוח. אם האנרגיה המכנית מומרת לאנרגיה חשמלית, המכונה נקראת גנרטור רוח.

סוגי טורבינות רוח

ניתן לסווג את טורבינות הרוח לשני סוגים כלליים בהתבסס על הציר שעליו סובבת הטורבינה. טורבינות הסובבות סביב ציר אופקי הינן הנפוצות ביותר, בעוד שטורבינות בעלות ציר אנכי, הינן נדירות יותר. הניסיון מראה כי נצילותן של טורבינות ציר אנכי גבוהה מזו של טורבינות ציר אופקי, אך השימוש בהן רווח פחות, מסיבות של עלויות תכנון והקמה.

ניתן לסווג את הטורבינות גם על פי המיקום בו משתמשים בהן. טורבינות רוח על על החוף, בים ואפילו באוויר, הינן בעלות מאפייני עיצוב ייחודיים שמוסברים בהרחבה רבה יותר בחלק עיצוב ובניה של טורבינות רוח.

במגדל סולארי עם רוח עולה משתמשים בטורבינות רוח יחד עם אנרגיית שמש. אוגרי חום אוספים את אור השמש, גורמים לחימום אויר בדיסקת איסוף רחבה, וגורמים לזרימה מהירה של האוויר במעלה ארובה מרכזית גבוהה שמסובבת טורבינה.

טורבינות ציר אופקי

טורבינת רוח בעלת ציר אנכי באלבורג, דנמרק. ניתן להבחין בדלת כניסה רגילה שמספקת קנה מידה לתמונה.

בטורבינות ציר-אופקי (HAWT) ציר הרוטור הראשי והגנרטור נמצאים בראש מגדל, וחייבים להיות מכוונים אל תוך הרוח באמצעות אמצעי כלשהו. טורבינות קטנות מכוונות על ידי שבשבת רוח פשוטה, בעוד שטורבינות גדולות משתמשות בדרך כלל בחיישן רוח הפועל יחד עם מנוע-שירות. לרוב הטורבינות יש גם תיבת הילוכים, שהופכת את הסיבוב האיטי של הלהבים לסיבוב מהיר יותר, שמתאים יותר להפקת חשמל.

היות ונוצרות מערבולות רוח מאחורי מגדלים, הטורבינה בדרך כלל מכוונת עם כיוון הרוח לפני המגדל. להבי הטורבינה מיוצרים כך שהם קשיחים כדי למנוע את דחיפת הלהבים אל תוך המגדל ברוחות מהירות. בנוסף לכך, הלהבים מוצבים במרחק ניכר לפני המגדל ולפעמים מוטים מעט למעלה.

נבנו גם טורבינות המוצבות מאחורי המגדל ביחס לכיוון הרוח, למרות בעיית המערבולות. דבר זה מייתר את השימוש בציוד נוסף כדי לשמור את הטורבינה בכיוון הרוח, וברוחות גבוהות, ניתן לאפשר ללהבים להתכופף דבר שמקטין את אזור הסחף שלהם ולכן גם את התנגדות-הרוח שלהם. היות ומערבולות מובילות לכשלי עייפות חומר והיות ואמינות היא דבר חשוב, רוב טורבינות הציר האנכי פונות אל תוך הרוח.

עומס מחזורי ורעידות

עומס מחזורי (Cyclic Stresses) גורם לעייפות חומר בלהבים, בציר ובמגדל הנושא. עומס זה הוא הסיבה המובילה לכשלים טכניים בטורבינות במשך שנים רבות, וכתוצאה מכך לעלות תחזוקה גבוהה יותר. מהירות הרוח הממוצעת עולה בדרך כלל עם הגובה. כתוצאה מכך כוח הכפיפה לאחור והפיתול בטורבינות בעלות ציר אופקי הינם בשיאם כאשר הלהב נמצא בנקודה הגבוהה ביותר במעגל. המגדל מפריע לזרימת האוויר בחלק הנמוך ביותר של המעגל, דבר שיוצר שפל בכוח ובפיתול. השפעות אלו יוצרות עיוות מחזורי בצירים הראשיים של טורבינות ציר אנכי. העיוות גרוע יותר בטורבינות בעלות מספר זוגי של להבים, שבהם להב אחד נמצא למעלה כאשר להב נגדי נמצא למטה. כדי לשפר את אמינות הטורבינות הותקנו צירי טלטול שמאפשרים לציר הראשי להתנדנד בטווח של כמה מעלות, כך שמיסבים הכדוריים הראשיים לא צריכים להתנגד לשיאי הפיתול.

כאשר הטורבינה מסתובבת כדי לעמוד בניצב לרוח, הלהבים הסובבים מתנהגים בדומה לג'ירוסקופ. כאשר היא מסתובבת, לחץ ג'ירוסקופי מנסה לסובב את הטורבינה כך שזו תבצע "סלטה" קדימה או אחורה. הפיתול המעגלי הזה יכול להוביל לעייפות החומר ולסדקים במיסבים, בצירים ובשורשי הלהב של הטורבינה.

טורבינות ציר אנכי

טחנת רוח עם מפרשים סובבים בקרואטיה

בטורבינות ציר אנכי, ציר הרוטור הראשי עומד מאונך לקרקע. יתרון אחד של עיצוב זה הוא שהגנרטור ו/או תיבת ההילוכים יכולים להיות מוצבים בתחתית, ליד האדמה, כך שהמגדל לא נדרש לשאת אותם. יתרון שני הוא שאין צורך להפנות את הטורבינה אל תוך הרוח. החסרונות הם פעימות של מומנט פיתול שנוצרות במהלך כל סיבוב, והקושי של הצבת טורבינות ציר אנכי על מגדלים, דבר שמשמעותו הוא שהן חייבות לפעול בזרמי אוויר איטיים יותר ומערבולתיים יותר שזורמים ליד הקרקע, עם יעילות הפקת אנרגיה נמוכה יותר.

טחנת רוח עם מפרשים סובבים

טחנת רוח עם מפרשים סובבים היא בעלת 3 מפרשים בעלי שטח משתנה. מהירות הסיבוב נשלטת על ידי מונה סיבובים מגנטי יחד עם יחידת בקרה בעלת מעבד שפורשת או מצמצמת את המפרשים בהתאם למהירות הרצויה ולמהירות הרוח. תחנות רוח אלו מתחילות לייצר חשמל במהירויות מעל 2 מטר בשנייה. במקרה של כשל ביחידת הבקרה, רוחות מהירות יקרעו את המפרשים, אבל המסגרת תישאר ללא פגע. עיצוב זה הוא חדש יחסית, נכון לשנת 2007.

טורבינות רוח דריוס בגובה 30 מטר באיי מגדלה, קנדה.

טורבינות רוח דריוס

טורבינות רוח דריוס (Darrieus), אלו הן טורבינות רוח הדומות למטרף ביצים. יש להן יעילות טובה, אבל הן מייצרות גל חזק של מומנט פיתול ומתח מעגלי חזק על המגדל, דבר התורם לאמינות נמוכה. כמו כן הן זקוקות בדרך כלל למקור אנרגיה חיצוני כלשהו, או למנוע שרות כדי להתחיל להסתובב, היות ומומנט הפיתול ההתחלתי הוא נמוך מאוד. גל מומנט הפיתול נחלש כאשר משתמשים ב-3 להבים או יותר.

תחנת-ג'ירו (Giromill) היא סוג של טורבינת דריוס: מתקנים דמויי מעלית אלו הינם בעלי להבים אנכיים. סוג הטורבינה הציקלית הינו בעל שיפוע משתנה, דבר שנועד להקטין את מומנט הפיתול ולאפשר אתחול עצמי [1] היתרונות של שיפוע משתנה הם מומנט פיתול התחלתי גבוה, עקומת מומנט פיתול רחבה ושטוחה יחסית, מתאם גבוה יותר של ביצועים, תפעול יעיל יותר ברוחות עם מערבולות, ויחס נמוך יותר של מהירות להב דבר שמוריד את מתח הכיפוף. ניתן להשתמש בלהבים ישרים, בצורת V או מעוקלים.

טורבינות רוח סאבוניוס

טורבינות רוח סאבוניוס (Savonius)- אלו הם שניים או יותר "ידיות מצקת" הפועלות על עקרון של סחב (drag). המוכרות ממדי רוח או ממאווררים על גגות של אוטובוסים, ומכמה טורבינות בעלות יעילות נמוכה ואמינות גבוהה. הם תמיד יכולים לאתחל את עצמם (אם יש לפחות 3 ידיות), לפעמים הם בעלי מצקות ארוכות ולולייניות, כדי לתת מומנט פיתול חלק. רורטור בנש (Banesh) ובעיקר רוטור רהי (Rahai) משפרים את היעילות על ידי עיצוב הלהבים כך שהם ייצרו גם כוח עילוי, ולא רק סחב.

טורבינת ענק עם ריחוף מגנטי

טורבינת ענק עם ריחוף מגנטי, MagLev, הוא מיזם לייצור טורבינות אנכית ענקיות שירחפו מעט מעל הקרקע ללא מיסב, באמצעות מגנטים חזקים. היזמים טוענים שהם יצליחו באופן זה ליצור כמויות גדולות של חשמל, תוך חסכון בקרקע, עלות תחזוקה נמוכה יחסית, ויכולת להתמודד עם מהירויות רוח איטיות ומהירות. הם גם טוענים שעלות הייצור תגיע ל-1 סנט לקוט"ש. [2]

אחרים

חברת TMA) Terra Moya Aqua), פיתחה עיצוב טורבינת ציר אנכי המשתמש בשילוב של להבי מדחף קבועים וסובבים. הם מדווחים על יעילות דומה לזו עיצובי טורבינות רוח אחרות, אבל תוך שימוש בגובה פחות גבוה, ועם פחות השפעה נופית. עיצוב זה מקטין גם את הפציעות לציפורים היות והן נמנעות מהלהבים הקבועים. עיצוב זה טרם נכנס לשלבי ייצור מסחרי.

טורבינות רוח בים

Postscript-viewer-shaded.png ערך מורחב - טורבינות רוח ימיות
טורבינות רוח בים ליד החוף בקופנהגן

טורבינות רוח המרוחקות מהחוף נחשבות לפחות פולשניות יחסית לטורבינות על האדמה, היות וגודלן העצום, השפעה אלקטרומגנטית והרעש לא מהווים מטרד בגלל המרחק מהחוף. היות ולמים יש התנגדות משטח נמוכה יותר מאשר אדמה, מהירות הרוח הממוצעת בים הפתוח הינה בדרך כלל גבוהה יותר. דבר זה מאפשר לטורבינות רוח ימיות להשתמש בתרנים נמוכים יותר, ובולטים פחות. באזורים סוערים בעלי מדף יבשתי רדוד ומתמשך (כמו בדנמרק) התקנת טורבינות ים הינה מעשית, ומספקת שרות טוב - טורבינות הרוח של דנמרק מספקות 25%-30% מצריכת החשמל הכוללת של המדינה, כאשר הרבה מהן הן טורבינות רוח בים. דנמרק מתכננת להגדיל את התרומה מאנרגיית הרוח לסך של כחצי מהספקת אנרגיית החשמל שלה.

עם זאת, הסביבה הימית הינה יקרה יותר. מגדלים ימיים הינם גבוהים יותר מאשר המגדלים היבשתיים כאשר כוללים את גובה המגדל מתחת לפני המים, וקשה יותר ויקר יותר לבנות יסודות בים. העברת הכוח החשמלי מתבצעת בדרך כלל על ידי כבל תת מימי, שהינו יקר יותר יחסית לכבל שמותקן על עמודים הניצבים ביבשה, ועשוי להצטרך העברה בוולטג' גבוה כדי לעבור מרחק גדול - דבר שדורש עוד ציוד וכרוך בבזבוז אנרגיה. הסביבה הימית הינה גם קורסיבית (גורמת לחלודה), ושוחקת, ותחזוקה ותיקונים הינם יקרים בהרבה. טורבינות רוח המוצבות בים מוגנות על ידי אמצעים נגד חלודה כמו ציפוי נגד חלודה או הגנה קתודית.

טורבינות רוח אוויריות

Postscript-viewer-shaded.png ערך מורחב - טורבינת רוח אווירית

קיים רעיון לפיו טורבינות רוח יוטסו ברוחות הקיימות בגבהים הגבוהים, שהינן סדירות ומהירות. מערכות כאלה לא קיימות בשוק כרגע. הרעיון חוזר ומופיע בתעשייה מידי כמה שנים ולעיתים רחוקות (אם בכלל) יוצא משולחנות השרטוט.

טורבינות רוח ביתיות

בשנים האחרונות יש עיצובים רבים של טורבינות רוח לשימוש ביתי או עירוני. טורבינות אלו מתאפיינות בגודל קטן, ותפוקה נמוכה יותר מאשר טורבינות הענק. עם זאת הן פעולות גם במהירויות רוח נמוכות למדי, בעלות עיצוב שמותאמים לעיר -מהירות סיבוב נמוכה כדי לאפשר עוצמת רעש נמוכה ואי הפרעה לבעלי כנף, הפרעה קטנה לנוף או עיצוב קישוטי וכו'. הדגמים הם לרוב בעלי מישור סיבוב אנכי כדי לאפשר תפיסת רוחות משתנות האופייניות לעיר, להתמודד בקלות עם רוחות קרקע ומהירויות רוח נמוכות, להנות מאמינות טכנית גבוהה יותר, לאפשר בטיחות גבוהה יותר והעדר צורך בתורן גבוה.

העיצובים שונים:

  • טורבינת להבים בצורת מעוקלת להפחתת רעש ולמראה דקורטיבי [3]
  • טורבינה ספירלית של גריפה [4]
  • שילוב של הרבה טורבינות קטנות במערך אופקי [5]
  • טורבינה אופקית בקוטר מטר בעלת יעילות גבוהה ותפקוד ברוח חלשה, יכולת לעמוד בפני רוחות מהירות ותחזוקה נמוכה [6]
  • טורבינות רוח על גגות בניינים - יוזמה ישראלית [7]

עיצוב ובניה של טורבינות רוח

נצילות הטורבינה הוא היחס המבוטא באחוזים בין כמות האנרגיה הקינטית של הרוח שהייתה עוברת ביחידת זמן דרך שטח חתך הפעולה של המדחף ("שטח הדיסק") בהעדר המדחף, לבין כמות האנרגיה החשמלית הרגעית המופקת ביחידת זמן בפועל באמצעות המדחף. נצילותה המקסימלית התאורטית של טורבינת רוח הוא כ-59.3% ("גבול בץ" או Betz-Limit), אולם נצילות זו איננה בת השגה. הנצילות המעשית לה טוענים יצרני ומפעילי טורבינות רוח הוא בין כ-15% לכ-35%.

הפקת חשמל מאנרגיית רוח היא הדרך הזולה ביותר, בהשוואה למחירי השוק של הפקת החשמל מאנרגיות אחרות. פוטנציאל ייצור החשמל באנרגיית הרוח, יחסי למהירות הרוח בחזקה שלישית. למשל: תפוקת החשמל מיחידת שטח הניצבת לכיוון הרוח ברמת הגולן, היא בממוצע פי 8 מאשר במישור החוף, מאחר שמהירות הרוח ברמת הגולן היא בקירוב כפולה מזו שבמישור החוף.

התפתחות טכנולוגית

ב-30 השנים האחרונות התפתחו טורבינות הרוח בצורה משמעותית הן בהיבטים של גובה ורוחב והן בהיבטים טכנולוגיים אחרים כמו חומרים וטכנולוגיות של המיסבים ושל הבקרה, דבר שהשפיע על היעילות האנרגטית של טורבינות וכן על עלויות ההקמה והתפעול שלהן.

בתחילת שנות ה-80 היו טורבינות בעלות תורן בגובה של 15 מטר שיכלו לספק לכל היותר הספק אנרגטי של 30 קילו-ואט. זה הספק אנרגטי קטן למדי דבר שעודד את עסקי החשמל לזלזל בתעשיית אנרגיה הרוח ולראות בה דבר בלתי חשוב שלא יכול לאיים כלכלית על עסקי החשמל הגדולים. דבר זה הקל על העברת חוקים במדינות כמו גרמניה למען אנרגיית רוח כמו חוק תעריף להכנסת אנרגיה לרשת החשמל.

בשנת 2008 התעשייה יכלה לייצר טורבינות רוח בעלות תורן של 126 מטר, בעלות הספק מקסימלי של 6,000 קילו-ואט (או 6 מגה-וואט) - כלומר שיפור של פי 300 בתוך 30 שנה. שיפור דומה לזה שנצפה בתעשיית המחשבים. הטורבינה Enrcon e-26 היא טורבינת ענק בעלת הספק מותקן של 7.5 מגה-וואט. בתלות במיקום, דבר שקובע את כמות ואיכות הרוח, טורבינה זו יכולה לספק אנרגיה בסך 25 מיליון קילו-ואט שעה בשנה.

הספק של 7.5 מגהוואט דומה לתחנת כוח קטנה - להשוואה, אורות רבין, תחנת הכוח הפחמית הגדולה בישראל מספקת שמספקת 35% מכושר ייצור החשמל בישראל היא בעלת הספק של 2,590 מגה-וואט. כלומר נדרשות 345 טורבינות ענק כאלה כדי להביא להספק דומה - וגם זה רק לתקופות שבהן יש רוח. הספק החשמל בישראל עומד על כ-10,000 מגה-וואט כלומר אם טורבינות הרוח היו יכולות לעבוד כל הזמן היינו נדרשים ל-1,000 טורבינות כאלה כדי לתת הספק דומה, בהנחה שאין גידול אוכלוסין ואין גידול בצריכת החשמל לנפש.

החידושים הטכנולוגים באים לידי ביטוי גם בטורבינות משוכללות יותר שעשויות מחומרים מתקדמים, ובעלי טווחי פעולה גבוהים יותר מבחינת מהירות הרוחות שהן מסוגלות לקצור. טורבינות ישנות מתקשות לפעול במהירויות רוח גבוהות שגורמות למערבולות, לכוחות חזקים על הטורבינה ויכולות תפעול גבוהות יותר. בדומה לגלישת רוח או שיט מפרשים שקל לעשות אותו ברוח קלה וקשה לבצע אותו בצורה בטוחה ברוח חזקה. טורבינות Enrcon e-26 מסוגלת על ידי הטיית זווית הלהבים לתפקד במהירויות רוח גבוהות עד 120 קמ"ש.

הפקת חשמל בעולם אמצעות טורבינות רוח

Postscript-viewer-shaded.png ערך מורחב - אנרגיית רוח

בעבר, בשנת 1997 ייצור החשמל באנרגיית רוח היה כלכלי, באזורים בהם מהירות הרוח עלתה על 8 מטרים לשניה, בממוצע. עם השיפור בטכנולוגיות של טורבינות רוח, ועם העליה של מחירי האנרגיה בעולם, נתון זה נמוך היום בהרבה.

מהירויות של 8 מטרים בשנייה נרשמו באזורים שונים בעולם, כגון בקליפורניה (בין האוקיינוס למדבר), באיים שונים (האיים הקנריים, הים האגאי, הוואי) ועוד. עם זאת, עשרות אלפי טורבינות רוח הותקנו בארצות הברית ואלפי טורבינות באירופה, בהודו ובמדינות נוספות רבות, גם באזורים בהם עוצמת הרוח קטנה יחסית.

בעולם כולו עמד הייצור העולמי של חשמל באמצעות טורבינות רוח על כ-1% מהתפוקה העולמית, ועם זאת האחוז גבוה יותר במדינות שונות, בהתאם לשיקולים פיזיים, כלכליים ופוליטיים. בדנמרק, לדוגמה, הותקנו טורבינות רוח על בסיס כלכלי, באזורים בהם נושבות רוחות במהירות ממוצעת של 5.6 מטרים לשנייה, בתנאים בהם תפוקת החשמל נמוכה בכ- 40% מזו שבמהירויות הגבוהות דלעיל, וכך גם בגרמניה ובמקומות אחרים. במדינות סקנדינביה השימוש בטורבינות רוח נפוץ ביותר. דנמרק היא אחת החלוצות בהקמת טורבינות רוח, ובשנת 2004 כ-20 אחוז מהחשמל במדינה זו יוצר באמצעות טורבינות רוח.

היעילות של טורבינות רוח עולה עם השנים - הטורבינות המודרניות הראשונות, הוקמו בתחילת שנות ה-80 בקליפורניה והפיקו חשמל בעלות של 38 סנט לקילו-ואט שעה (קוט"ש). כיום (2007) נתון זה עומד על ל-4-3 סנט לקוט"ש.

טורבינות רוח בישראל

Postscript-viewer-shaded.png ערך מורחב - אנרגיית רוח בישראל

בסוף שנת 2015 ,לאחר הסכם האקלים שנחתם בוועידת פריז, התקבלה החלטת ממשלה כי עד שנת 2025 ייוצרו 13% מהחשמל במדינה מאנרגיות מתחדשות, ועד שנת 2030 יעמוד שיעור זה על 17% .המכסות שהגדירה המדינה נחלקו ל-29% מאנרגיית רוח, 63% מאנרגיה סולארית והיתר מאנרגית ביו-דלק. אך בפועל מימוש המכסות לאנרגיית הרוח היה קטן מ-2%.

סקרי רוח

משרד האנרגיה והמים ביצע במהלך השנים סקרים ומחקרים בתחום אנרגיית הרוח, אם כי חלקם בוצע בגבהים שאינם מאפיינים את טורבינות הרוח המודרניות. הנתונים המוצגים כיום באתר משרד האנרגיה והמים:

  • סקר איתור אתרים לחוות רוח ברמת הגולן שנערך בשנים 1989-1984 ב-20 אתרים (על בסיסו הוקמה חוות הרוח בהר בני רסן בגולן). הסקר בוצע בשיתוף אגודת מי גולן וחברת מי גולן אנרגיית רוח בפיקוח השירות המטאורולוגי.
  • סקר איתור אתרים לחוות רוח בנגב שנערך בין 1989-1988 ב-6 אתרים, בגבהים של 10 ו-20 מטרים. הסקר בוצע ע"י חברת מגל ובתמיכה מקצועית של משרד האנרגיה.
  • אטלס אנרגיית הרוח בישראל- מיזם מיפוי פוטנציאל הרוח בישראל לצורך הקמת טורבינות רוח לייצור חשמל בשיתוף השירות המטאורולוגי הישראלי. האטלס טרם פורסם, אך ניתן לצפות במפות ראשוניות מתוכו.

מתקנים להפקת אנרגיית רוח הפועלים בישראל כיום

  • חוות הרוח בהר בני רסן (תל עסניה)-

היוזמה להקמת החווה החלה בשנת 1984 בשיתוף פעולה של אגודת המים האזורית "מי גולן", משרד האנרגיה והשירות המטאורולוגי הישראלי, ולאחר מיפוי משטר הרוחות ברמת הגולן וטורבינה ניסיונית שהוקמה ב-1985 על הר בני צפת הוקמה בשנת 1992 חוות הרוח על הר בני רסן, שבו מהירות הרוח מגיעה בממוצע ל-8 מטרים לשנייה. החווה כוללת 10 טורבינות בגובה 30 מטרים ועלות הקמתה עמדה על 6 מיליון דולר. החווה פועלת בהיקף ייצור של 6 מגוואט והכנסתה השנתית עומדת על מיליון דולר. בדצמבר 2010 רכשה חברת מולטימטריקס 50% מהזכויות לפעילות הפקת אנרגיה חשמלית באמצעות טורבינות רוח מחברת מי גולן, והיא הכריזה על שדרוג החווה להספק של 14 מגוואט בנוסף להקמת שתי חוות רוח נוספות בגולן, בעלות הספק של 200 מגוואט כל אחת. עם זאת, לא נמצאו כל עדכונים בנושא בדבר התקדמות פרויקטים עתידיים אלו.

  • חוות הרוח ברמת סירין ומעלה גלבוע-

שתי חוות הרוח הוקמו ע"י חברת אפקון מערכות חשמל וחוברו לרשת החשמל המסחרית באפריל 2016 .ברמת סירקין הוקמו 11 טורבינות לאורך 8.1 על קו הרכס ובמעלה גלבוע הוקמו 14 טורבינות לאורך 2.2 ק"מ. הטורבינות בחוות מתנשאות לגובה של 44 מטרים, ובשעות השיא מסוגלות לספק כל אחת כ- 850 קוט"ש, ובסה"כ מייצרות כ- 22 מגוואט. הקמת שתי החוות וחיבורן לרשת המסחרית נמשכה כשנה וחצי מרגע תחילת הבנייה. חלקי הטורבינות בחוות הוזמנו מספרד, אך לצרכי שמירה על הסביבה, חומרי הבנייה הופקו מהקרקע והסלעים המקומיים באתרים עצמם.

חברות ופרויקטים עתידיים בתחום אנרגיית הרוח בישראל

  • חברת אנלייט אנרגיה:

חברה הפועלת בתחום האנרגיה הסולארית ואנרגיית הרוח בישראל ובאירופה. לחברה ארבעה פרויקטים של חוות רוח פועלות או בשלבי הקמה סופיים באירופה (פולין ורובלב- בהספק של 38 מגוואט, קרואטיה Blacksmith- בהספק של 105 מגוואט, סרביה Lukovac- בהספק של 49 מגוואט, אירלנד TWF- בהספק של 13.6 מגוואט). בישראל עתידה החברה לפתוח מספר פרוייקטים:

1. עמק הבכא- פרויקט של 30 טורבינות רוח, בהספק כולל של 96 מגוואט ברמת הגולן

החווה מתוכננת לקום בשטחים החקלאיים של 5 קיבוצים, באופן שיאפשר את המשך הפעילות החקלאית במקביל לפעולת הטורבינות. זהו מיזם משותף לחברת אנלייט, חברת אוירם (שתיהן מחזיקות ביחד בחברת אנרגיות קינטיות, המחזיקה 60% מהפרויקט) וד"ר אלי בן דב (מחזיק ב-40%). הפרויקט הוגש למוסדות התכנון בינואר 2013 (תחת חברת אנרגיות קינטיות) וסבל מעיכובים רבים מצד מערכת הביטחון שחששה מחתימת המכ"ם של מתקני הייצור, משורת ארגונים ירוקים שחששו מפגיעה נופית ופגיעה בציפורים וכן מחברת החשמל שנדרשה להקים קו מתח חדש כדי לחבר את המתקן למערכת החשמל הארצית. בספטמבר 2013 קיבל הפרויקט אישור מותנה מחברת החשמל, ובינואר 2015 קיבלה חברה אנלייט רישיון מותנה ממשרד התשתיות, יחד עם רישיונות לשני פרויקטי טורבינות רוח נוספים של החברה- פרויקט "עמק הרוחות" בצפון רמת הגולן ופרויקט "רוח בראשית" באזור תל פארס. משרד הביטחון הסיר את התנגדותו לפרויקט ביוני 2016, וכשנתיים לאחר מכן, ביוני 2018 קיבלה החברה אישור תעריפי מחברת החשמל לפיו תעריף המכירה לרשת החשמל יעמוד על 81.35 אגורות לקוט"ש (לתקופה של 20 שנה), מחיר הנמוך ביותר משליש מהתעריף הביתי המשולם ע"י הצרכנים הפרטיים לחברת החשמל במסגרת דו-חודשית. אישור תעריפי זה היה היחידי שהתקבל מחברת החשמל מאז חוות סירין בגלבוע בשנת 2014. ביולי 2018 נחתם הסכם מימון הפרויקט עם קונסרציום מלווים בראשות בנק הפועלים ובשיתוף עם קבוצות הראל והפיניקס. הקמת הפרויקט צפויה להימשך כשנתיים, בעלות כוללת המוערכת בכ-600 מיליון שקל. הכנסות הפרויקט צפויות לעמוד על 110-100 מיליון שקל לשנה (למשך תקופת הרישיון, כ-20 שנים).

2. יער יתיר- פרויקט של 10 טורבינות, בהספק כולל של 42 מגוואט ביער יתיר

החווה מתוכננת לקום בשטחים החקלאיים של הישובים כרמל ובית יתיר, באזור יער יתיר. אנלייט מחזיקה ב-70% מהזכויות באמצעות שותפות ייעודית, כשיתרת הזכויות מוחזקות ע"י קבוצת אוירם ולישובים החקלאיים אופציה להצטרף כשותפים באחזקות מיעוט. במאי 2016 נתנה חברת החשמל אישור מותנה לפרויקט, יחד עם פרויקט טורבינות הרוח "מעלה גלבוע". התוכנית הוגשה לוועדה המחוזית בשנת 2015 ובינואר 2018 החליטה הועדה המחוזית להפקיד את התוכנית להתנגדויות בתנאים. בשל ההשלכות הסביבתיות של התוכנית היא הובאה לאישור מיוחד של המעוצה הארצית ובפברואר 2018 התקיים דיון בוועדה לנושאים תכנוניים עקרוניים (וולנת"ע), שהחליטה להעניק אישור לתוכנית. הועדה התייחסה בהחלטה לתמ"א 35 (התוכנית הארצית לשמירה על שטחים פתוחים) וציינה כי הטורבינות יפוזרו בשולי החלקות החקלאיות, ולתמ"א 22 (התוכנית הארצית לשימור יערות), וציינה כי על הטורבינות לכלול אמצעים טכנולוגיים להגנה על בעלי כנף וכי נציג של רשות הטבע והגנים יצטרף לדיונים. באפריל 2018 הגישו תושבי היישוב הר עמשא עתירה מנהלית לבית המשפט המחוזי בבאר שבע נגד הועדה הארצית לתכנון ולבנייה, הועדה המחוזית לתכנון ולבניה דרום, המושבים כרמל ובית יתיר, רשות מקרקעי ישראל וחברת כרמי הרוח. הפרויקט נמצא כרגע בהמשך תהליך התכנון וקבלת האישורים. עלות הקמתו מוערכת בכ-274 מיליון דולר והוא צפוי להניב הכנסות של 38 מיליון שקל לשנה לתקופה של 20 שנה.

3. מעלה גלבוע- הספק כולל של 33 מגוואט בגלבוע

פרויקט חוות רוח שקיבל אישור מותנה מחברת החשמל במאי 2016 ,יחד עם פרויקט "יער יתיר", וכרגע נמצא בהמשך תהליך קבלת האישורים הדרושים. חברת אנלייט מחזיקה ב-44% מהשותפות, ויתר האחזקות בידי קבוצת אוירם וקיבוץ מעלה גלבוע. עלות ההקמה צפויה להגיע ל-215 מיליון שקל וההכנסות שינבעו ממנו צפויות להיות כ-30 מיליון שקל לשנה לתקופה של 20 שנה.

4. רוח בראשית- פרויקט של 42 טורבינות רוח בהספק כולל של 130 מגוואט בדרום הרמת הגולן

פרויקט בשיתוף עם שמונה יישובים: יונתן, אלוני הבשן, רמת מגשימים, מבוא חמה, נטור, כנף, אבני איתן ומעלה גמלא. ביולי 2014 קיבל הפרויקט אישור מותנה מחברת החשמל, ובהמשך נקבע תעריף של 37 אגורות לקוט"ש. בינואר 2015 קיבל אישור מותנה מחברת התשתיות (יחד עם פרויקטי "עמק הבכא" ו"עמק הרוחות") וביוני 2017 הועדה לתשתיות לאומיות (ות"ל) אישרה להפקדה את התוכנית.

  • אנרג'יקס אנרגיות מתחדשות:

חברה הפועלת בתחום האנרגיה הסולארית ואנרגיית הרוח בישראל, פולין וארה"ב. לחברה שתי חוות טורבינות רוח בפולין (Banie -הספק של 106 מגוואט ו- Ilawa -הספק של 2.13 מגוואט). בישראל החברה מקדמת את פרויקט אר"ן (אנרגיית רוח נקייה) ברמת הגולן- חוות טורבינות רוח הכוללת 31 טורבינות וצפויה להספק כולל של 150-130 מגוואט. בפברואר 2019 אישרה הוועדה לתשתיות לאומיות את העברת תוכנית הפרויקט להערות והשגות לפני הפקדתה. עלות הקמת החווה מוערכת ב- 700-557 מיליון שקל וההכנסות הצפויות עומדות על 155-135 מיליון שקל לשנה.

חסמים בתחום אנרגיית הרוח בישראל

הסיבה העיקרית למספר הנמוך של טורבינות הרוח בישראל היא שהן מעוררות התנגדויות עזות ומייצרות קונפליקטים בין בעלי אינטרסים שונים. כך למשל תושבי ישובים שנכנסו כשותפים לפרויקטי טורבינות רוח מנסים לקדם את היוזמות בנושא, ומולם מתנגדים תושבים החוששים מפגיעה באיכות החיים בשל מטרדי רעש וריצוד. בצורה דומה, למרות יתרונות טורבינות הרוח מבחינת יעילות אנרגטית, ארגונים ירוקים רבים יוצאים כנגדן. ברבים מהאזורים המתאימים להקמת חוות טורבינות רוח ישנו חשש לפגיעה בבעלי כנף, הכוללים מינים מקומיים והן עופות נודדים.

קשיים בהקמת טורבינות רוח בישראל:

  • על האתר להיות בעל פוטנציאל לרוח ולאיכות רוח מתאימים. בישראל לא מצויים אתרים רבים כאלה.
  • ישראל הינה מדינה צפופה ולכן עולה קושי לאתר שטחים מרוחקים משימושים רגישים לטורבינות רוח, כמו ישובים ואתרים רגישים אקולוגית.
  • טורבינות רוח עלולות ליצור הפרעה לכלי טיס ומכשירי מכ"ם ולכן ישנה התנגדות של משרד הביטחון למיקומים שונים ודרישה להתקנת מערכות בעלויות גבוהות.
  • מדינת ישראל הינה גשר בין היבשות אפריקה, אסיה ואירופה ונתברכה במגוון של בעלי כנף ובנתיב נדידה ראשי של מאות מיליוני ציפורים. טורבינות רוח באזורים רבים בישראל יובילו לפגיעות קשות בציפורים נודדות או בעלי כנף בסכנת הכחדה.
  • הקמת טורבינות הרוח כרוכה בהליכי תכנון ארוכים וצורך בתיאומים עם גופים רבים.
  • אתרי טורבינות הרוח מצויים באזורים מרוחקים מחוזות צפון ודרום ומצריכים הרחבה ופריצת דרכים והקמת קווי מתח אורכים לאזורי הצריכה. היקף איבוד החשמל במערכת ההולכה הוערכה ב-%6 מהיקף האנרגיה המיוצרת.

מגמות במכירות ובהתקנות של טורבינות

  • בשנת 1990 פעלו בעולם כ-20,000 טורבינות אנרגיית רוח, וסיפקו הספק אנרגטי של 2,000 מגוואט.
  • בשנת 1998 נוספו 2,100 מגוואט חשמל שיוצר באמצעות אנרגיית רוח. זוהי עלייה של 35% בתוספת התפוקה החשמלית לעומת שנת 1997. סך הכול ייצור החשמל בשנת 1998 באמצעות טורבינות רוח הסתכם ב-9,100 מגוואט. תעשיית המתקנים לניצול אנרגיית הרוח מכרה בשנת 1998 בסכום של כמעט 2 מיליארד דולר.
  • בשנת 1999 ייצרו טורבינות רוח 21,000 מגוואט-שעה חשמל (גידול של פי 10 תוך עשור). מספיק כדי לספק צריכה של 3.5 מיליון בתים עירוניים (באיזו מדינה?).

על פי דיווח של ההתאחדות האמריקאית לאנרגיית רוח (American Wind Energy Association):

  • בשנת 2002 הותקנו בעולם תחנות כוח חדשות המפיקות הספק אנרגטי של 6,848 מגוואט, והביאו את הייצור העולמי לרמה של 31,000 מגוואט. יחסית לשנת 1990, מדובר בעליה של יותר מפי 10 בתוך עשור.
  • הייצור של חשמל מאנרגיית הרוח בארצות הברית הגיע בשנת 2002 לכמות של 4,700 מגוואט (כמות אנרגיה המספיקה לכ-3 מיליון דירות מגורים). מתוך זה נוספו במשך שנת 2002 כ-400 מגוואט.

קישורים חיצוניים

בעיות והתנגדות


אנרגיה

מושגים: אקסרגיהאנטרופיההחוק השני של התרמודינמיקההחזר אנרגיה על השקעת אנרגיהאנרגיה גלומהיחידות מידה לאנרגיה

אנרגיה

אנרגיה כלכלה וסביבה: משק האנרגיה העולמימשאבים מתכליםדלק מחצביפחםנפטגז טבעיאנרגיה גרעיניתבסיס אנרגטי לכלכלהייצור ראשונישיא תפוקת הנפטשיא תפוקת הפחםהתחממות עולמיתזיהום אווירעקרון העוצמה המקסימליתחקלאות ואנרגיה

אנרגיה מתחדשת: אנרגיה סולאריתאנרגיית רוחאנרגיה גאותרמיתייצור ראשוניאנרגיית יםביו דיזלאנרגיית גלי יםדלק אצותמשאבת חוםתנור שמשכבשן סולאריתאורת אור יוםכלי תחבורה מונעי רוחאנרגיה בת קיימא - ללא האוויר החם

שימור אנרגיה: פרדוקס ג'בונסBedZEDתחבורת אופנייםעירוניות מתחדשתבנייה ירוקהתאורת אור יוםצמחונותהתייעלות אנרגטית

אנרגיה בישראל: משק האנרגיה בישראלגז טבעי בישראלאנרגיה מתחדשת בישראלאנרגיה סולארית בישראלמוסד שמואל נאמןבתי זיקוק לנפטהחברה לאנרגיה מתחדשת אילת-אילות