חדשות

הרוח היא אחד ממקורות האנרגיה הנקיים ביותר שנותן לנו הטבע, ומדענים ברחבי העולם מחפשים דרכים יעילות לרתום אותה לשימוש האדם. הקושי העיקרי הוא שהרוח, עוצמתה וכיווניה הם אקראיים ואינם ניתנים לחיזוי מדויק או לשליטה. במעבדתו של פרופ' אבי זייפרט בבית הספר להנדסה מכנית שבפקולטה להנדסה מפתחים טכנולוגיות חדשניות, שיאפשרו ניצול יעיל של אנרגיית הרוח גם במהירויות רוח נמוכות, בתנאים ובמקומות שונים.

לרתום את הרוח

"לרוח כמקור אנרגיה יש פוטנציאל גדול גם בישראל, בעיקר במקומות הגבוהים", אומר פרופ' זייפרט. אך לפני שנוכל להציב ברחבי הארץ טורבינות רוח להפקת חשמל, עלינו לפתור כמה בעיות טכנולוגיות: ראשית, הטורבינות הקיימות היום יעילות רק בטווח מסוים של מהירות רוח. במקומות ובזמנים בהם הרוח חלשה יותר, לא ניתן להסתמך עליהן. שנית, הן רועשות, דבר המהווה מגבלה להצבתן באזורי מגורים או בקרבתם, ושלישית, הן גדולות ודורשות שטח רב".

"במחקר שלי, בשיתוף עם פרופ' טוביה מילוא ופרופ' אבי קריבוס מבית הספר להנדסה מכנית, אנו שואפים לפתח טורבינות רוח קטנות ושקטות, שיפעלו ביעילות במהירויות רוח נמוכות בהרבה מהמקובל היום. טכנולוגיה כזאת תגביר באופן ניכר את היכולת לרתום את אנרגיית הרוח לצורכי האדם," מוסיף פרופ' זייפרט.

"זה הרוח השובב"

צוות המחקר של פרופ' זייפרט במעבדת מדואו לאווירודינמיקה (Meadow Aerodynamics Laboratory) באוניברסיטת תל-אביב הוא מהמובילים בעולם בתחום הקרוי "בקרת זרימה פעילה", ועוסק בפיתוחו כבר למעלה מ־20 שנה. מדובר במערכת המשלבת חיישנים שמזהים את מצב זרימת הרוח סביב להבי הטורבינה, עם מפעילי זרימה - מתקנים זעירים אשר יוצרים, בתגובה למידע מהחיישנים, ערבולי אוויר מבוקרים בקרבת הלהב, ובכך מגדילים את רמת הנצילות האנרגטית. כך, באמצעות השקעה קטנה של אנרגיה במקום הנכון ובזמן הנכון, אפשר להפחית משמעותית את גורם האקראיות של הרוח, ולשפר את הביצועים והתפוקה הכוללים של טורבינת הרוח.

בעתיד תאפשר השיטה החדשנית להציב טורבינות רוח יעילות באתרים שבהם אנרגיית הרוח נחשבת היום בלתי כלכלית: במקומות שמהירות הרוח נמוכה או משתנה, באזורים שכיוונה ו/או עוצמתה אינם יציבים, ואף בערים ובקרבת יישובים. לכשיתגשם החזון הזה, יתרחבו באופן ניכר גם האפשרויות לניצול אנרגיית הרוח: נוכל לרתום אותה ישירות לייצור חשמל ולאגירת אנרגיה, לטעינת מצברים ולשאיבת מים, לשימושים מגוונים בבנייני מגורים ועוד.

אין ספק ששימוש באנרגיית הרוח הנקייה כחלופה ישימה ויעילה לדלקים המזהמים שמשמשים אותנו היום, יתרום תרומה חשובה לבריאות האדם והסביבה. עם זאת, לדברי פרופ' זייפרט, הפעלת הטכנולוגיה כרוכה בינתיים בעלויות גבוהות, ולכן דרושה לשם כך תמיכה של ממשלה בעלת מודעות ואחריות סביבתית - כפי שנעשה כבר היום בתחום אנרגיית השמש.

משאיות אווירודינמיות

לצד מחקריו על טורבינות הרוח, שואף פרופ' זייפרט לפתח יישומים נוספים לטכנולוגיה החדשנית של בקרת זרימה פעילה. בין היתר עוסקת קבוצתו במחקר ייחודי, שמטרתו להפחית את ההתנגדות האווירודינמית של משאיות גדולות הנעות בכבישים מהירים. חלקן האחורי של משאיות אלה אינו מעוצב בצורה אווירודינמית, אלא קטום בצורתו בשל דרישות מעשיות של טעינה ופריקה של סחורה. לכן הוא אינו מאפשר זרימת אוויר חלקה, ויוצר התנגדות גבוהה. כדי להקטין את ההתנגדות, שותלים המדענים מערכת בקרת זרימה פעילה בנגרר של המשאית, והשיטה החכמה מצליחה להגדיל את היעילות האנרגטית ולצמצם משמעותית את צריכת הדלק ואת זיהום האוויר הנובע ממנה. עבודת הפיתוח דורשת שילוב של מחקר בסיסי המתבצע במעבדה, עם מחקר יישומי-ניסויי דרך נקבות רוח (מבנה המשמש לעריכת ניסויים בזרימת אוויר) עם מודלים של משאית. התקווה היא שבתוך שנים אחדות יושלם המחקר בהצלחה, ויוביל למוצר שהשפעתו הסביבתית אדירה.

מתוך החוברת "מחליפים כוח" בעריכת דוברת האוניברסיטה >>