Skip to main content
header

אנרגיה - טחנות רוח וטורבינות רוח

כל הכנפיים, טחנות הרוח והמדחפים עובדים על עיקרון הפעולה והתגובה: האוויר מונע בכיוון אחד, על מנת לדחוף את הכנף או את להב הטחנה בכיוון ההפוך.

בטחנות רוח וטורבינות רוח, הלהבים מאולצים לנוע במישור סביב הציר. לפיכך בנויים הלהבים כך שישנו את כיוון הרוח בצורה שתשיג כוח מרבי על הלהב, בכיוון המאונך הן ללהב והן לציר.

הכוח שנוצר תלוי במספר הלהבים, בצורתם ובשטחם.

הלהבים של טחנות הרוח הקלאסיות (כמו גם כנפיהם של המטוסים הראשונים) היו שטוחים, ופשוט כוונו בזווית המתאימה כדי ליצור הדיפה מרבית של הרוח. בצורה זו הכוח נוצר בעיקר מהפעולה והתגובה של הרוח ה"ניתזת" מהלהבים ככדורי ביליארד.

הלהבים של טורבינות מודרניות (כמו גם כנפיהם של המטוסים המודרניים) הם בעלי צורות "אווירודינמית" מתוחכמות יותר, צורות בעלות יעילות גבוהה יותר בהדיפת הרוח. יעילות הדיפה מוגברת זו מושגת בכך שהלהב מאלץ את הרוח לזרום במהירות גבוהה יותר על הפן "האחורי" של הלהב (זה הפונה הרחק מן הרוח), מאשר על הפן הקדמי, כך שנוצר תוצא-ברנולי.

למשאבות מים מונעות רוח יש להבים רבים, המכסים כמעט את כל "שטח הפנים" של המשאבה. טורבינות רוח להפקת חשמל הן בעלות מספר מועט של להבים – על פי רוב שלושה – המכסים רק חלק קטן משטח הפנים. מדוע שוני זה? כיוון שמשאבת המים צריכה להתחיל לפעול כנגד עומס, צורתה מותאמת לכך, על חשבון יעילות נמוכה יותר בזמן הפעולה הסדירה. מצד שני לטורבינה יש רק שלושה להבים (לקטנות יותר יש לעיתים שישה), בגלל שכאשר הטורבינה מסתובבת במהירות נתקל כל להב במערבולת האוויר שיוצר הלהב שלפניו, ומאבד יעילות, לכן לא כדאי שהלהבים יהיו קרובים מידי. הניסיון מלמד אותנו כי שלושה להבים (או שישה בטורבינות קטנות) הוא בדרך כלל המספר המיטבי.

קליפורניה היא המדינה המתקדמת ביותר מבחינת היקף ייצור החשמל בטורבינות רוח.  עלות הפקת חשמל נמוכה, עקב הניצול של אנרגייה זמינה חינמית. רוח איננה עולה כסף, ולא נדרש דבר כדי ליצור אותה. המקור לה הוא מהאנרגיה הסולארית.

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.

מצד שני, ייצור החשמל של טורבינות רוח הוא קטן בשלושה סדרי גודל מתחנות כוח של דלק מאובן [פחם, נפט, גז], סכרים, גרעיני. טורבינת רוח מפיקה סדר גודל עשרת-אלפים וואט/שעה בעוד תחנת כוח פחמית ממוצעת מפיקה כמה מיליוני וואט שעה.

העלויות העיקריות הכרוכות בהפקת החשמל מטורבינות רוח הן עלויות התכנון, ההקמה ותחזוקה של התחנות המבוססות עליהן. טורבינות בראש הרים מסובך יותר לתחזק. טורבינות בעלות ציר אופקי סובלות מבעיות הנדסיות רבות, וטורבינות ים סובלות מסופות רסס ומקורזיה.

הפקת חשמל מרוח מזיקה לסביבה פחות מייצור חשמל בתחנות כוח קונבנציונאליות, אולם חוות הרוח משפיעות על הסביבה בתוכה הן פועלות.

מפגעים העיקריים המיוחסים לניצול האנרגיה של הרוח הם: רעש, פגיעה בנוף, בטיחות, פגיעה בבעלי חיים, השפעה סביבתית של החומרים ואנרגיה ופגיעה בניצול קרקעות. כמו כן טורבינות צריכות אתרים מתאימים בהן יש רוחות מתאימות, ואינן פועלות כאשר אין רוח.

נוצר בתאריך: 19/03/09
עודכן בתאריך: 15/01/13