ללא ספין, הכל מנצח: קונבנציות אתגרי אנרגיית רוח ללא תנועה

תחשבו על רוח, ואתם חושבים על תנועה, נכון? אבל מה אם היינו יכולים להפיק אנרגיה מהרוח בלי הלהבים המסתובבים שאנחנו רגילים לראות? 

זה מה שקורה עם כמה מטכנולוגיות אנרגיית הרוח החדישות ביותר. הן משנות את התפיסות הישנות שלנו לגבי איך אנרגיית הרוח עובדת, לוכדות את אנרגיית הרוח בדרכים חדשות שלא תמיד דורשות תנועה.

כשאנו מאמצים את החידושים הללו, חשוב גם להבין את המגבלות של השיטות המסורתיות. בעוד ש...טורבינות ind מפיקות אנרגיה נקייה ומתחדשת, הן אינן נטולות חסרונות.  לדוגמה, ייצור כוח רוח באמצעות טורבינות אינו בחירה נבונה מבחינה כלכלית להפקת אנרגיה למקומות שאינם סוערים מספיק. 

ומכיוון שטורבינות רוח מותקנות לרוב במקומות מרוחקים, הקמת התשתית עשויה להיות בעיה, במיוחד יצירת קווי תמסורת להובלת חשמל מחוות רוח לבתים באזורים עירוניים. 

יתרה מכך, טורבינות גדולות ידועות כמפיקות רעש ומשבשות את האסתטיקה החזותית של אזור. חוץ מזה, מתקנים אלה יכולים להשפיע גם על חיות הבר המקומיות. 

כעת ניתן לפתור את כל הקשיים הללו על ידי אי התרחקות מתפיסת הליבה, שהיא שימוש ברוח לייצור חשמל נקי. התשובה טמונה בטורבינות הרוח ללא תנועה, שכן הן יכולות לרתום את האנרגיה מבלי ליצור את הסאונד או קשיים אחרים הנלווים לכך. 

לחץ כאן לרשימת מניות אנרגיית הרוח המבטיחות ביותר.

ייצור אנרגיית רוח ללא תנועה

יצירת רוח ללא תנועה עוסקת בהסרת תלות מרשת מרוכזת ועתירת משאבים והסתמכות על שילוב של משאבי אנרגיה מבוזרים (DER) שניתן להציב על גגות מגורים ומסחר.  בעוד משאבי אנרגיה אלה מעסיקים את שניהם סולרי וכוח רוח, לרוח יש יתרון שהיא זמינה 24/7, בניגוד לקרני השמש. 

בינתיים, גנרטור רוח ללא תנועה לוכד את כוח הרוח באמצעות שימוש בכנפיים או כנפיים מותקנים אנכיים ולא להבי טורבינה בגודל גדול. כשהרוח זורמת על פני הכנפיים, נוצר ביניהן אזור בלחץ נמוך. הלחץ הנמוך הזה יוצר שאיבה, ומגדל בעל צורה מיוחדת בין כנפי האוויר מזין את היניקה הזו. הזנה זו עוברת על פני טורבינה קטנה המוצבת בבסיס היחידה ומייצרת חשמל בזמן שהיא מסתובבת, מבלי לערב חלקים גדולים מסתובבים או נעים. 

יש הרבה יתרונות לתהליך זה. זה מפחית את זיהום הרעש, עוזר להגן על חיות הבר, משתמש בשטח ביעילות ודורש תחזוקה נמוכה. 

למרות שההיסטוריה של אנרגיית הרוח המסורתית, כפי שאנו מכירים אותה כיום, מתחילה שנים רבות, ייצור אנרגיית רוח ללא תנועה מוסיף ערך משמעותי למאמצי הקיימות שלנו. ולמרות שזה חדש, זה לא מוריד את ההבטחות והפוטנציאל שכבר הראה.

לפי Architecture 2030, 50% מפליטות הפחמן העולמיות נובעות ממבנים ומהסביבה הבנויה. מתוכם, 27% מגיעים מפעילות בניין, בעוד ש-20% מקורם בחומרי בניין, בנייה ושימוש אחר בענף הבנייה. לכן, חיוני שנשתמש בפתרונות כוח לבנייה בצורה יעילה יותר, וייצור רוח ללא תנועה הוא צעד לקראת זה. 

מפעלים מסחריים רבים נטלו על עצמם את המשימה להפוך רוח ללא תנועה למשהו בר ביצוע. נדון בחברות הללו ונבחן את הטכנולוגיה שהן פורסות בפתרונות שלהן. 

חברות עם פתרונות טרנספורמטיביים בייצור רוח ללא תנועה

1. Vortex Bladeless

וורטקס מאפיין את פתרון כוח הרוח שלה במספר שמות תואר. הכוח הוא ללא להבים, בטוח יותר, שקט וירוק יותר. 

בסך הכל, החזון של Vortex Bladeless הוא להציע אלטרנטיבה רוח חדשה מפארקי רוח גדולים ברמת הצרכן. ובהגשמת החזון, החברה מסתמכת על פיזיקה שונה מכוח רוח רגיל. התוצאה ברורה ומלאת הזדמנויות. 

טכנולוגיית דור ללא רוח ללא תנועה: The Vortex Bladeless Way

מכשיר המערבולת דומה למגדל גלילי. אם נתחיל מלמטה, החלק התחתון ביותר קבוע ומכונה הבסיס. החלק שמעל הבסיס הוא ה-Core, שמחזיק בתוכו מוט פחמן. מעל הליבה, יש את מערכת כוונון האלטרנטור. מעל כולם נמצא התורן הגלילי שמתנדנד בחופשיות בניצב לכיוון הרוח. 

כאשר הרוח עוברת סביב מבנים גליליים אלה, היא יוצרת מערבולת לחץ. התדירות של מערבולות אלה תלויה במהירות הרוח. כאשר למבנים יש תדר תהודה טבעי דומה, הם מתחילים להתנוד וללכוד את אנרגיית הרוח. 

לאחר לכידת האנרגיה מגיע שלב ההמרה שלה. לצורך המרה, Vortex Bladeless משתמש בטכנולוגיה של אלטרנטור מסורתי, שבו המכשיר עד לאינטראקציה בין סלילים ושדות מגנטיים. 

חשמל מופק מאינדוקציה אלקטרומגנטית. המגנטים משרתים גם את מטרתם כמערכת כוונון שבה קבוע האלסטיות של התורן משתנה, מה שמרחיב את טווח מהירות הרוח שבה מתרחשות תנודות. 

למרות שהטכנולוגיה של Vortex עדיין בפיתוח, ברגע שהיא תהפוך למציאות מלאה, יהיו לה כמה יתרונות בהשוואה לטורבינה רגילה באותו גודל. וורטקס ללא להב יהיה ללא ציוד וללא שמן, ללא צורך בלימה וקל יותר לייצור. זה תמיד יישאר מכוון על בסיס דומה. זה ידרוש פחות מקום וייהנה מתוחלת חיים ארוכה יותר.

Vortex Bladeless: פרופיל קצר

נוסדה על ידי דיוויד סוריול וראול מרטין יונטה, וורטקס Bladeless מבוססת ממדריד, ספרד. זהו סטארטאפ בשלב מוקדם. על פי נתונים זמינים לציבור, החברה גייסה ארה"ב $ 120,000 במימון טרום-סיד מ-Techstars בשנת 2021. 

עבור אלה לא מוכר Techstar, היא ממצבת את עצמה כחברת משקיעי ה-Pre-Seed הפעילה ביותר בעולם, עם שווי שוק של תיקי מאיץ של 105 מיליארד דולר של כל הזמנים. 

2. Aeromine: מערכת אנרגיית רוח ללא הלהבים

חברה נוספת שיש לה פתרונות אנרגיית רוח טרנספורמטיביים ללא להבים להציע היא Aeromine Technologies. מערכות אלה ללא להבים מותקנות על גגות נכסים מסחריים כדי לשאוב אנרגיה מתחדשת באתר. 

Aeromine ממנפת את עקרונות האווירודינמיקה. הוא משתמש בגנראטורי רוח המבוססים על ציר אוויר משולבים בבניין עם אפס חלקים נעים. כאשר הרוח עוברת דרך כנפי אוויר אלו, נוצר אזור בלחץ נמוך ביניהם. 

הגוף המרכזי החלול של המבנה מנחה את הלחץ אל הסעפת והמדחף הפנימי. בחלק התחתון ביותר של המבנה, לחץ נמוך מושך אוויר דרך היניקה כדי לזרום על פני המדחף ולייצר כוח לפני שסילון האוויר יוצא מהגוף המרכזי ומתערבב עם הרוח החופשית. 

העיקרון של Aeromine מתבסס על שימוש ללא חלקים חיצוניים והיפטרות מרעידות. במקום זאת, הוא משתמש בגלגלי האוויר כדי ללכוד ולהגביר את זרימת האוויר של בניין או מבנה מסחרי. הפתרון עומד לפני האנרגיה הסולארית בכך שהוא דורש עשירית משטח הגג המשמש את הפאנלים הסולאריים. 

הפתרון של Aeromine הוא שקט ונייח. הוא מסוגל לייצר אנרגיה בכל עת בכל תנאי מזג האוויר. המערכת היא שילוב טיפוסי של 20-40 יחידות בקצה הבניין, כאשר השילוב פונה לכיוון הרוח השולט. 

כפי שנטען על ידי החברה, המערכת שלה פרודוקטיבית יותר ב-50% מחלופות אנרגיה מתחדשת אחרות. אם משולבת עם פתרונות סולאריים על הגג, מערכת ייצור אנרגיית הרוח ללא להבים יכולה לענות באופן מלא על צרכי האנרגיה של הבניין באתר. 

Aeromine Technologies: פרופיל קצר

נוסדה בשנת 2020 על ידי מרטין מנישה, Aeromine Technologies המטה שלה באזור יוסטון רבתי, ארצות הברית. ב-31 באוקטובר 2023, החברה קיבלה מענק של 1.1 מיליון דולר מסוכנות האנרגיה הדנית. 

בינואר 2023, AEC Angels ביצעה השקעת תמיכה בטכנולוגיות Aeromine. ההשקעה הראשונה של Aeromine Technologies הגיעה מ-Mass Challenge כסיוע שאינו הון עצמי.

מדוע יצירת רוח ללא תנועה נתפסת כפתרון אמין לעתיד?

האימות הקולני ביותר של ייצור אנרגיית רוח ללא תנועה או ללא להבים כמסלול ליצירת אנרגיה נקייה ומתחדשת מגיע מהמשקיעים שלו. 

מערכת אנרגיית הרוח החדשנית על הגג של Aeromine הממירה את זרימת הרוח של בניין לאנרגיה מתחדשת קיבלה מענק של 1.1 מיליון דולר מסוכנות האנרגיה הדנית, כפי שראינו. המענק הוענק לאחר בדיקת כדאיות הפתרון על פני תשעה פרמטרים, כולל פוטנציאל המסחור שלו והיכולת לעמוד ביעדי מדיניות האקלים. 

עם זאת, יש הרבה מה לעשות כדי להפוך אותו חסין תקלות. האוניברסיטה הטכנית הדנית (DTU) תשתף פעולה עם Aeromine כדי לבצע מבחני ביצועים של הטכנולוגיה על מגוון סוגי מבנים ותנאי רוח משתנים. 

פי לפרופסור כריסטיאן בק, ראש המדור לתכנון מטוסים ורוטור באוניברסיטה הטכנית של דנמרק, האוניברסיטה תבחן מודל זרימה עבור סוגי בניינים שונים ותמדוד את ביצועי הפתרון "כדי להפיק אלגוריתמים משופרים להערכת ייצור האנרגיה המיקום האופטימלי על הגג." זה יוביל לכוונון נוסף ויישום יעיל יותר של המערכת. 

מכיוון שהפתרון ניתן לפריסה על גגות דירות, משרדים, מחסנים, מסופי נמל, בתי חולים, מרכזי מסחר וכל בניין שכזה עם גג שטוח, ידע אופטימיזציית המיקום יוביל להגברת יכולת ההסתגלות.

Aeromine מודה שכבר יש ביקוש משמעותי לפתרונות שלה בשוק. למעשה, לדברי מייסד שותף של Aeromine, מרטין מנישה, היא כבר זוכה ל"כמות עצומה של עניין בטכנולוגיה ומגבירה את ההפקות כדי לעמוד בדרישות". 

Manniche גם מאמין שהפתרון שלהם יהפוך את אנרגיית הרוח ל'התאמה מצוינת לעסקים מקומיים', מה שעדיין לא היה המקרה.  

יתרונות דומים ועוד ניתן למצוא גם עבור הפתרונות של Vortex Bladeless. לדוגמה, הפתרון של ייצור רוח ללא תנועה זול יותר בייצור ובתחזוקה. 

למי שיש ספק לגבי יעילות העיצוב של Vortex, היצרנים טוענים ש-Vortex Mini שלהם - דגם ה-13 מטר (42 רגל), 4 קילוואט - יכול לתפוס עד 40% מעוצמת הרוח בתנאים אידיאליים. 

למרות שהיא פחות יעילה ב-30% מטורבינות רוח קונבנציונליות, אפשר לפצות על החיסרון הזה על ידי הכנסת מספר כפול של טורבינות וורטקס לאותו חלל כמו טורבינת מדחף. 

עמידה ביעדי אנרגיה נקייה

השגת היעדים לאפס פליטות נטו עד 2050 תהיה תלויה במידה רבה במינוף המוצלח של אנרגיית הרוח והשמש. 

בחזית אנרגיית הרוח, בעוד שהטורבינות הפכו לגדולות יותר עם גבהים גבוהים יותר של רכזת וקוטרי רוטורים גדולים יותר, תוספות קיבולת רוח שנתיות עד 2030 צריכות להגדיל באופן משמעותי כדי לעמוד ביעדים. 

עמידה ביעד נטו אפס פליטות 2050, אשר צופה כ-7,400 TWh של ייצור חשמל רוח ב-2030, קצב הגידול השנתי הממוצע של הייצור צריך לעלות לכ-17%. כדי להשיג זאת, זה ידרוש הגדלת תוספות קיבולת שנתיות מכ-75 GW ב-2022 ל-350 GW ב-2030.

תוספות קיבולת כוח הרוח הוגבלו עד כה במידה רבה לסין, שחקן משמעותי בתחום זה. המדינה אחראית כיום למחצית מתוספות קיבולת כוח הרוח העולמיות בשנת 2022. 

השמיים הסוכנות הבינלאומית לאנרגיה ציין גם צמיחה מרתיעה בייצור ציוד כוח רוח. כדי לשפר את המצב, המליצה הסוכנות להאיץ את הקצב. היא גם הבחינה בחידושים במגזר שסובבים בעיקר סביב הגדלת פרודוקטיביות והורדת עלויות. 

בתרחיש מעורב שכזה, ייצור אנרגיית רוח ללא תנועה יכול להוסיף דלק לצמיחה. עם דרישות השטח המוגבלות שלו ויכולותיו הקלות לתחזוקה, הוא יכול להתפשט במהירות על פני גיאוגרפיות שבהן רצועות אדמה ממושכות מהוות מגבלה. 

יותר מהצד החיובי, ההשקעות באנרגיית הרוח היו עדות לעלייה ב-2022 ב-20%, והתאוששה מהאטה ב-2021. היא גם הפכה לחלק מכל תוכניות שיתוף הפעולה הגדולות של חשמל מתחדש עם גיבוי משמעותי גם מהמגזר הפרטי. 

ההשקעות שבהן זכו Aeromine ו-Vortex, במיוחד מקהילת חובבי המדע והטכנולוגיה, מראות שאנרגיית רוח ללא תנועה עומדת על יסודות מוצקים. כוונון עדין נוסף וכיולים נחוצים יהפכו אותה לבחירה מושלמת להפיץ את טווח ההגעה של אנרגיה נקייה ומתחדשת מהר יותר.

לחץ כאן לרשימת מניות האנרגיה המתחדשת המבטיחות ביותר להשקעה בהן.