שינויים

'''טורבינת רוח אווירית''' (באנגלית: '''Airborne wind turbine''') הוא קונספט תכנוני עבור [[טורבינת רוח|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).  

'''טורבינת רוח אווירית''' (באנגלית: '''Airborne wind turbine''') הוא קונספט תכנוני עבור [[טורבינת רוח|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 ל[[טורבינות רוח]] בעלות מגדל שנמצאות [[טורבינות ימיות|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 2019, קיימת טורבינת רוח מסחרית אחת, אם כי מדובר בטורבינה קלת משקל לצרכי טיולים והיא שטה בגובה נמוך.  

טורבינות רוח שנמצאות בגובה גבוה יכולות להנות מרוחות סדירות ומהירות ולהפיק כמות גבוהה בהרבה של [[אנרגיית רוח]] יחסית ל[[טורבינות רוח]] בעלות מגדל שנמצאות [[טורבינות ימיות|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 2019, קיימת טורבינת רוח מסחרית אחת, אם כי מדובר בטורבינה קלת משקל לצורכי טיולים והיא שטה בגובה נמוך.  

==יתרונות וחסרונות==

==יתרונות וחסרונות==

טורבינת הרוח האווירית קשורה לאדמה בכבל ודרכו מעבירה את החשמל לצרכן או לרשת החשמל, או שהיא מעבירה לקרקע אנרגיה קינטית שמניעה גנרטור שנמצא על הקרקע. היתרונות של טורבינות רוח אוויריות הוא שבגובה גבוה יש רוחות חזקות יותר. ככל שעולם בגובה מהירות הרוח מתחזקת בצורה משמעותית. 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.  

טורבינת הרוח האווירית קשורה לאדמה בכבל ודרכו מעבירה את החשמל לצרכן או לרשת החשמל, או שהיא מעבירה לקרקע אנרגיה קינטית שמניעה גנרטור שנמצא על הקרקע. היתרונות של טורבינות רוח אוויריות הוא שבגובה גבוה יש רוחות חזקות יותר. ככל שעולם בגובה מהירות הרוח מתחזקת בצורה משמעותית. 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 (של חלק מהמערכות), 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. נכון לשנת 2019 יש מעט פעילות בתחום זה אם כי לאחר שנים רבות של מחקר יש מוצר מסחרי ראשון.  

הקשיים בפיתוח והפעלה של טורבינות רוח אוויריות הן גודלן הגדול (של חלק מהמערכות), 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. נכון לשנת 2019 יש מעט פעילות בתחום זה אם כי לאחר שנים רבות של מחקר יש מוצר מסחרי ראשון.  

עיצוב אירודינמי משתמש בעפיפונים, להבי מסוק או כנפיים כדי לשמור על עילוי של טורבינת הרוח.  

עיצוב אירודינמי משתמש בעפיפונים, להבי מסוק או כנפיים כדי לשמור על עילוי של טורבינת הרוח.  

מאז שנת 2014, חברה צרפתית בשם Kitewinder, הממוקמת בסמוך לבורדו, עובדת ומשווקת את טורבינת הרוח המסחרית הראשונה בשם Kiwee one. זו טורבינת רוח מוטסת קלה, קטנה וניידת שניתן לקחת לטיולים. לפי טענת החברה היא בעלת הספק נומינלי של 100 וואט ברוח של 28 קמ"ש, הטורבינה נמצאת בגובה של 30-60 מטר בהתאם למהירות הרוח. היא מעבירה אנרגיה לקרקע באמצעות כבל שמסתובב. הליך שיגור אחד של Kiwee הוא ידני אך המוצר מצויד במנגנון החזרה אוטומטי לתנאי רוח נמוכה / רוח גבוהה. מחיר הטורבינה נכון לשנת 2019 הוא 650 יורו. {{הערה|אתר חברת [https://kitewinder.fr/produit/kiwee-one/ Kitewinder]}}

מאז שנת 2014, חברה צרפתית בשם Kitewinder, הממוקמת בסמוך לבורדו, עובדת ומשווקת את טורבינת הרוח המסחרית הראשונה בשם Kiwee one. זו טורבינת רוח מוטסת קלה, קטנה וניידת שניתן לקחת לטיולים. לפי טענת החברה היא בעלת הספק נומינלי של 100 וואט ברוח של 28 קמ"ש, הטורבינה נמצאת בגובה של 30-60 מטר בהתאם למהירות הרוח. היא מעבירה אנרגיה לקרקע באמצעות כבל שמסתובב. הליך שיגור אחד של Kiwee הוא ידני אך המוצר מצויד במנגנון החזרה אוטומטי לתנאי רוח נמוכה/רוח גבוהה. מחיר הטורבינה נכון לשנת 2019 הוא 650 יורו. {{הערה|אתר חברת [https://kitewinder.fr/produit/kiwee-one/ Kitewinder]}}

חברת KiteGen מפתחת טורבינה אווירית באמצעות מפרש-עפיפון דמוי מצנח רחיפה, שמקושר לגנרטור קרקעי שיכול לספק עד 3 מגה-וואט. מבנה העפיפון קל דבר שמקל על עלות הייצור. החברה קיימת מתחילת שנות ה-2000 ויש לה כ-40 פטנטים בתחום ב-70 מדינות. למערכת יש מערכת לשחרור ולהחזרה של המפרש, כבלים להעברת האנרגיה ומערכת בקרה אוטומטית. במרץ 2019 החברה חתמה על הסכם להמשך פיתוח ופרישת המוצר עם חברת הגז והנפט האיטלקית Saipem. {{הערה|[http://www.kitegen.com/en/ אתר חברת KiteGen]}}[https://www.saipem.com/en/media/news/2019-03-13/saipem-agreement-kitegen-technology-generate-power-high-altitude-wind] [https://www.rechargenews.com/wind/1728011/saipem-backs-kitegen-as-energy-kite-wind-power-takes-off]

חברת KiteGen מפתחת טורבינה אווירית באמצעות מפרש-עפיפון דמוי מצנח רחיפה, שמקושר לגנרטור קרקעי שיכול לספק עד 3 מגה-וואט. מבנה העפיפון קל דבר שמקל על עלות הייצור. החברה קיימת מתחילת שנות ה-2000 ויש לה כ-40 פטנטים בתחום ב-70 מדינות. למערכת יש מערכת לשחרור ולהחזרה של המפרש, כבלים להעברת האנרגיה ומערכת בקרה אוטומטית. במרץ 2019 החברה חתמה על הסכם להמשך פיתוח ופרישת המוצר עם חברת הגז והנפט האיטלקית Saipem. {{הערה|[http://www.kitegen.com/en/ אתר חברת KiteGen]}}[https://www.saipem.com/en/media/news/2019-03-13/saipem-agreement-kitegen-technology-generate-power-high-altitude-wind] [https://www.rechargenews.com/wind/1728011/saipem-backs-kitegen-as-energy-kite-wind-power-takes-off]

ב- 15 בדצמבר 2015 הדגימה חברת Windswept and Interesting Ltd טורבינת רוח מוטסת עם טבעת עפיפוני "דייזי" (Daisy). מדובר בקבוצות של עפיפונים מסודרים בטבעות, כאשר הטבעות נמצאות זו מעל זו במבנה דמוי סיגר, ומניעות יחד ציר מרכזי אלכסוני. תנועת הסיבוב זו מעבירה אנרגיה ומניעה גנרטור קרקעי. מערכת זו היא מערכת אנרגיית הרוח האווירית היחידה שזכתה באתגר someawe.org של 100 * 3 AWE. אתגר זה הוא להפיק בממוצע מאה וואט , למשך מאה שעות, בגובה של לפחות 100 רגל (כ-30 מטר). [https://web.archive.org/web/20160525183955/http://www.someawe.org/topic/3/awe-challenge] נכון לשנת 2019 החברה עדיין פעילה {{הערה|[https://windswept-and-interesting.co.uk/designs/ אתר חברת Windswept and Interesting Ltd]}}

ב-15 בדצמבר 2015 הדגימה חברת Windswept and Interesting Ltd טורבינת רוח מוטסת עם טבעת עפיפוני "דייזי" (Daisy). מדובר בקבוצות של עפיפונים מסודרים בטבעות, כאשר הטבעות נמצאות זו מעל זו במבנה דמוי סיגר, ומניעות יחד ציר מרכזי אלכסוני. תנועת הסיבוב זו מעבירה אנרגיה ומניעה גנרטור קרקעי. מערכת זו היא מערכת אנרגיית הרוח האווירית היחידה שזכתה באתגר someawe.org של 100 * 3 AWE. אתגר זה הוא להפיק בממוצע 100 וואט, למשך מאה שעות, בגובה של לפחות 100 רגל (כ-30 מטר). [https://web.archive.org/web/20160525183955/http://www.someawe.org/topic/3/awe-challenge] נכון לשנת 2019 החברה עדיין פעילה. {{הערה|[https://windswept-and-interesting.co.uk/designs/ אתר חברת Windswept and Interesting Ltd]}}

ביוני 2012 ניסתה חברת NTS GmbH הגרמנית בהצלחה את טכנולוגיית X-Wind (מילולית: קרוס- ווינד) במערכת מסילות הרכבות בפריידלנד (Freidland), גרמניה. החברה הוקמה בשנת 2006 על ידי Uwe Ahrens. טכנולוגיית X-Wind משלבת שתי טכנולוגיות ידועות - עפיפונים בניהוג אוטומטי וגנרטורים במערכת מסילה בלולאה סגורה. אב-טיפוס לולאה סגורה נמצא בבנייה ב- Mecklenburg-Vorpommern גרמניה. טכנולוגיה זו מאפשרת לרתום זרמי רוח יציבים ומתמידים יותר ויותר בגבהים שבין 200 ל 500 מטרים. מקריאות ומדידות של דוחות טכניים עולה כי NTS X-Wind מערכות מכפיל פי שלוש את היעילות של מערכות אנרגיית רוח קונבנציונאליות  במדד ייצור אנרגיה.  

ביוני 2012 ניסתה חברת NTS GmbH הגרמנית בהצלחה את טכנולוגיית X-Wind (מילולית: קרוס- ווינד) במערכת מסילות הרכבות בפריידלנד (Freidland), גרמניה. החברה הוקמה בשנת 2006 על ידי Uwe Ahrens. טכנולוגיית X-Wind משלבת שתי טכנולוגיות ידועות - עפיפונים בניהוג אוטומטי וגנרטורים במערכת מסילה בלולאה סגורה. אב-טיפוס לולאה סגורה נמצא בבנייה ב-Mecklenburg-Vorpommern גרמניה. טכנולוגיה זו מאפשרת לרתום זרמי רוח יציבים ומתמידים יותר ויותר בגבהים שבין 200 ל-500 מטרים. מקריאות ומדידות של דוחות טכניים עולה כי NTS X-Wind מערכות מכפיל פי שלוש את היעילות של מערכות אנרגיית רוח קונבנציונליות במדד ייצור אנרגיה.  

במאי 2013 נרכשה חברת Makani Power מקליפורניה, מפתחת כמה מערכות קרוס- ווינד על ידי גוגל. [https://www.calcalist.co.il/internet/articles/0,7340,L-3603187,00.html]

במאי 2013 נרכשה חברת Makani Power מקליפורניה, מפתחת כמה מערכות קרוס- ווינד על ידי גוגל. [https://www.calcalist.co.il/internet/articles/0,7340,L-3603187,00.html]

בשנת 2015 הממציא הטייוונאי Johnson Hsu המציא מפרשי רוח על חבל באוקיינוס.  

בשנת 2015 הממציא הטייוונאי Johnson Hsu המציא מפרשי רוח על חבל באוקיינוס.  

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. [http://www.skywindpower.com] 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.

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. [http://www.skywindpower.com] 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. [http://www.ockels.nl]

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. [http://www.ockels.nl]

===עיצוב אירוסטטי===

===עיצוב אירוסטטי===

[[תמונה:Airborne wind generator-en.svg.png|left|thumb|280px|קונספט של גנרטור חשמל אווירי באמצעות בלון הליום]]

[[תמונה:Airborne wind generator-en.svg.png|left|thumb|280px|קונספט של גנרטור חשמל אווירי באמצעות בלון הליום.]]

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).  

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).  

==תעשיות ועסקים בעולם==

==תעשיות ועסקים בעולם==

בשנת 2007 הכריזה [[גוגל]], על יוזמה בשם RE<C, לקידום טכנולוגיות של [[אנרגיה מתחדשת|אנרגיות מתחדשות]] שיהיו זולות יותר מ[[פחם]]. במסגרת היוזמה משקיעה גוגל בחברת Makani Power Inc לטורבינת רוח אווירית כמו גם בחברת eSolar Inc שמתמחה בפתרונות של [[אנרגיה תרמו סולארית]].[http://www.ynet.co.il/articles/0,7340,L-3476445,00.html][http://www.google.com/corporate/green/energy/index.html]

בשנת 2007 הכריזה [[גוגל]], על יוזמה בשם RE<C, לקידום טכנולוגיות של [[אנרגיה מתחדשת|אנרגיות מתחדשות]] שיהיו זולות יותר מ[[פחם]]. במסגרת היוזמה משקיעה גוגל בחברת Makani Power Inc לטורבינת רוח אווירית כמו גם בחברת eSolar Inc שמתמחה בפתרונות של [[אנרגיה תרמו סולארית]]. [http://www.ynet.co.il/articles/0,7340,L-3476445,00.html][http://www.google.com/corporate/green/energy/index.html]

 

==קישורים חיצוניים==

==קישורים חיצוניים==

* [http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1364032115007005 Airborne Wind Energy Systems: A review of the technologies] נובמבר 2015

* [http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1364032115007005 Airborne Wind Energy Systems: A review of the technologies] נובמבר 2015

* [http://www.inhabitat.com/2007/07/17/flying-wind-turbines/ סקירה של הנושא באתר Inhabitat.com] (אתר לעיצובים חדשים ומקיימים יותר), 2007

* [http://www.inhabitat.com/2007/07/17/flying-wind-turbines/ סקירה של הנושא באתר Inhabitat.com] (אתר לעיצובים חדשים ומקיימים יותר), 2007

* [http://www.ted.com/index.php/talks/lang/heb/saul_griffith_on_kites_as_the_future_of_renewable_energy.html שאול גריפית על הפקת חשמל באמצעות עפיפון עם בקרת רובוט] הרצאת TED עם תרגום לעברית.  

* [http://www.ted.com/index.php/talks/lang/heb/saul_griffith_on_kites_as_the_future_of_renewable_energy.html שאול גריפית על הפקת חשמל באמצעות עפיפון עם בקרת רובוט] הרצאת TED עם תרגום לעברית.  

* [https://www.calcalist.co.il/internet/articles/0,7340,L-3603187,00.html גוגל עולה לאוויר: קנתה חברת טורבינות רוח מעופפות], קונה את Makani Power , כלכליסט, 23.05.13

* [https://www.calcalist.co.il/internet/articles/0,7340,L-3603187,00.html גוגל עולה לאוויר: קנתה חברת טורבינות רוח מעופפות], קונה את Makani Power, כלכליסט, 23.05.13

* [http://inhabitat.com/worlds-first-airborne-wind-turbine-to-bring-renewable-energy-and-wifi-to-alaska/ ידיעה על כוונה להתקין טורבינה אווירית באלסקה] 25 במרץ 2014

* [http://inhabitat.com/worlds-first-airborne-wind-turbine-to-bring-renewable-energy-and-wifi-to-alaska/ ידיעה על כוונה להתקין טורבינה אווירית באלסקה] 25 במרץ 2014

חברות:

חברות:

* [https://kitewinder.fr/produit/kiwee-one/ חברת kitewinder] שמייצרת ומוכרת טורבינה אווירית זעירה וניידת, Kiwee One

* [https://kitewinder.fr/produit/kiwee-one/ חברת kitewinder] שמייצרת ומוכרת טורבינה אווירית זעירה וניידת, Kiwee One

* [http://www.kitegen.com/en/ kitegen] חברה להפקת חשמל באמצעות עפיפון גדול (פעילה נכון לשנת 2019)

* [http://www.kitegen.com/en/ kitegen] חברה להפקת חשמל באמצעות עפיפון גדול (פעילה נכון לשנת 2019)

* [http://www.skywindpower.com Sky WindPower] - חברה עם פתרון בצורה של רחפן (פעילה נכון לשנת 2018)

* [http://www.skywindpower.com Sky WindPower] - חברה עם פתרון בצורה של רחפן (פעילה נכון לשנת 2018)

* [http://www.altaerosenergies.com/ Altaeros Energies] חברה עם פתרון של בלון הליום שבתוכו טורבינה  

* [http://www.altaerosenergies.com/ Altaeros Energies] חברה עם פתרון של בלון הליום שבתוכו טורבינה  

 

[[קטגוריה:אנרגיה מתחדשת]]

[[קטגוריה:אנרגיה מתחדשת]]

[[קטגוריה:טכנולוגיה]]

[[קטגוריה:טכנולוגיה]]