לעשות חשמל מרוח

מרק סגל

ביום כדור הארץ שצוין לאחרונה ברחבי העולם, בלט נושא אחד שנמצא עדיין בחיתוליו בישראל - אנרגיית רוח בכלל וטורבינות רוח קטנות בפרט. המודעות העולמית לחשמל המיוצר על ידי טורבינות רוח גוברת במהירות רבה והיא תופסת מקום מכובד בתחום אספקת החשמל, בזכות היותה מקור ירוק וזול יחסית לייצור חשמל. ב 2009 שוק אנרגית הרוח בעולם גדל ב-31% והגיע ל- 63 מיליארד דולר. באירופה, אשר הינה מובילה עולמית בתחום, למעלה מ-40 מיליון צרכנים מנצלים את אנרגית הרוח .

על פי ההערכות, תוך עשור מספר הצרכנים צפוי להגיע למאות מיליוני צרכנים. גם ארצות הברית וסין מגלות את הפוטנציאל הרב הטמון בתחום זה ומשקיעות משאבים רבים בייצור חוות רוח. בישראל, בקרב רובנו, האסוציאציה הראשונה שעולה עם שמיעת המושג "אנרגיה מתחדשת" היא אנרגיה סולארית וזאת לאחר מאבק קשה וקמפיין יחסי ציבור משמעותי שהובל על ידי יצרני ומשווקי הפאנלים הסולאריים במטרה להגביר את המודעות והביקושים . אך בארצנו שטופת שמש, צמד המילים "אנרגיית רוח" טרם הושרש בתודעת הציבור, על אף חשיבותו ויעילותו הרבה והפופולאריות לה זוכה בעולם.

מרבית הישראלים סבורים כי אנרגית רוח לא יכולה להיות יעילה בארץ מכיוון שהם אינם רואים קשר בין ישראל לרוח (לעומת הקשר המובהק עם שמש) ובהתאם לכך הדעה הרווחת היא שבתחום האנרגיה המתחדשת האלטרנטיבה המועדפת היא הסולארית, ברם בראייה מעמיקה ניתן להבין שלא כך הדבר וכי שימוש באנרגיית רוח בישראל יכול להיות יעיל מאוד ולעיתים אף הרבה יותר אפקטיבי מאנרגיה סולארית, כאשר הכדאיות תלויה באזור ובעצימות הרוח.

אנרגיית רוח - מהי ולמי היא מתאימה?

המקור לאנרגית רוח הוא השמש - כשהאוויר מתחמם, אוויר אחר תופס את מקומו ונוצרת רוח - אנרגיה המופקת מרוח היא אנרגיה שמנצלת את התנועה של הרוח בקו ישר (אנרגיה קינטית) וממירה אותה לאנרגיה זמינה (עבודה). אחת הדרכים לניצול האנרגיה הזמינה היא אנרגיה מכנית סיבובית - סיבוב הרוטור של טורבינת רוח, יכול להפוך גם לאנרגיה חשמלית באמצעות גנרטור המונע על ידי הרוטור.

אלו סוגים של טורבינות קיימים?

קיימים שני סוגים של טורבינות: טורבינות אופקיות בעלות ציר אופקי ביחס לקרקע (בדומה למאוורר) וטורבינות וורטיקליות בעלות ציר אנכי. רוב הטורבינות המותקנות בעולם הן טורבינות אופקיות. הטורבינות הוורטיקליות עדיין לא זכו לתפוצה משמעותית בעיקר עקב העובדה שהנצילות שלהן נמוכה משל טורבינות אופקיות (10-20 אחוז לעומת 30-45 אחוז נצילות של האופקיות).

מה ההבדל בין טורבינות גדולות לקטנות?

טורבינות גדולות מגיעות להספק של 7 מגהוואט וקוטר כנפיים של 126 מטר אך הגודל המקובל לטורבינות אלו הוא הספק של 2-3 מגהוואט לטורבינה. טורבינות אלו מותקנות בחוות רוח מסחריות ומזרימות את החשמל לרשת.

הטורבינות הקטנות מגיעות להספק של עד 100 קילוואט וקוטר של עד 16 מטר. טורבינות בגודל זה כדאיות כלכלית ברוחות חלשות ובינוניות לעומת הטורבינות הגדולות אשר כדאיות רק ברוחות חזקות. כמו כן, לטורבינות הקטנות מגוון אפליקציות רחב יותר הכולל התקנות של טורבינה בודדת או מספר טורבינות בחיבור לרשת או במקומות ללא רשת חשמל. טורבינות קטנות משמשות לצריכה ביתית ומסחרית, לאתרי תקשורת, מערכות בקרה ואבטחה, ועוד. ניתן להתקין טורבינות רוח קטנות על הגג או על תורן נפרד. שוק הטורבינות הקטנות בעולם צומח בקצב גבוה בשנים האחרונות (53% צמיחה ב 2008 עם 20,000 אלף התקנות) בעיקר עקב כך שמספר מדינות מעודדות את התחום ע"י רגולציה.

עד לפני מספר חודשים, מספר הטורבינות הקטנות שהותקנו בישראל היה קטן והשימוש היה לצרכנים אשר לא מחוברים לרשת החשמל. בספטמבר 2009 פירסמה רשות החשמל את הרגולציה להסדרת ייצור חשמל באמצעות טורבינות רוח קטנות בהספק מותקן מרבי של 50 קילוואט המשמשים לצריכה עצמית והזרמת עודפי האנרגיה לרשת. רגולציה זו מהווה פריצת דרך המאפשרת את הצמיחה של התחום בארץ. ישראל היא אחת המדינות הראשונות בעולם אשר פירסמו תעריפים לטורבינות רוח קטנות. התעריף לצרכנים בעלי מערכת טורבינת רוח הוא עד 168 אג` לקילוואט שעה. התעריף מובטח למשךתקופה של 20 שנה מיום חיבור המתקן. ההסדר התקפה עד להשגת 30 מגוואט במצטבר בפריסה ארצית.

פוטנציאל הפקת החשמל מאנרגיית רוח בישראל כולל מטורבינות רוח גדולות נאמד בין 600 ל-1,000 מגהוואט. יש בארץ אזורים רבים עם רוחות טובות כולל לאורך הים, באזורים גבוהים, במקומות שונים בדרום, וגם בנקודות ספציפיות בהן יש משבי רוח חזקים כתוצאה מתנאי שטח מיוחדים.

כיצד מתקינים את הטורבינות ומהן דרכי הפעלתן?

יש שתי תצורות חשמליות לחיבור טורבינות הרוח: חיבור לרשת וללא חיבור לרשת. בחיבור לרשת, מערכת טורבינת רוח כוללת את הטורבינה עצמה (להבים, גנרטור, גוף טורבינה), תורן, ממיר רשת, ושעון ייצור המודד את תפוקת הטורבינה/ות. בחיבור ללא רשת המערכת כוללת את הטורבינה, תורן ומערכת אגירת אנרגיה – לרוב מצברים. את הטורבינות ניתן להתקין יחד עם מקורות אנרגיה אחרים כמו פאנלים סולאריים או דיזל גנרטור. את ההתקנה מבצעים מפיצים/מתקינים בעלי נסיון בהתקנת מערכות מסוג זה. יש כבר מספר פתרונות מימון לפרויקטים של טורבינות רוח קטנות.

מהם היתרונות והחסרונות בשימוש בטורבינות רוח ומהם השיקולים הנלווים להפעלתן?

לטורבינות רוח מספר חסרונות. יש הטוענים שיש הפרעה נופית – אך חסרון זה רלוונטי בעיקר לטורבינות גדולות. יש טורבינות רוח רועשות ולפיכך במקרה של התקנות בסביבת מגורים יש להתקין טורבינות שקטות. מהירות הרוח לא קלה למדידה וחיזוי ולצורך כך ניתן להיעזר בנתונים של תחנות מטאורולוגיות קרובות או במפות רוח.

יתרונות טורבינות הרוח הקטנות הן רבים. יעילות הטורבינות הקטנות נעה בין 15-45 אחוז (יעילות טורבינות אופקיות 30-45%) לעומת יעילות של 10-15 אחוז לתאים פוטווולטאים. תפוקת האנרגיה היא פונקציה של מהירות בחזקה שלישית ולכן במקומות עם רוחות בעצימות גבוהה, תקופת החזר ההשקעה נמוכה ויכולה להגיע לשנתיים- שלוש. יתרון חשוב נוסף הוא השימוש הדואלי: מכיוון שהתקנת הטורבינות מאפשרת המשך שימוש בקרקע, אין שינוי בשימוש הקרקע על פי ייעודה. למשל בשטח חקלאי ניתן להמשיך ולעבד את השדה. בנוסף ניתן לשלב את הטורבינות עם פאנלים סולאריים לניצול מקסימאלי של השטח.

הרגולציה והחסמים בישראל:

על אף התעוררותו של שוק של אנרגיית הרוח בישראל, עוד ארוכה הדרך ביחס לעולם, בה התחום מוסדר מבחינה רגולטורית וכל מי שחפץ בכך יכול בקלות רבה להתקין טורבינה על גג ביתו או בחצרו. בארץ התמונה שונה לחלוטין ומי שמבקש להפיק חשמל מהרוח, נאלץ לעבור "מסלול מכשולים" והכוונה היא לשורה ארוכה של חסמים לא פשוטים.

החסם העיקרי כיום הוא בעיית היתרי הבנייה. בספטמבר 2009, לאחר מאבק ממושך, קבעה רשות החשמל תעריפים לטורבינות רוח קטנות, אך ההתניה הייתה שדרוש אישור של ועדה מקומית (כלומר היתר בניה). מצד שני משרד הפנים טרם קבע מדיניות להוצאת אישורי הבניה ולכן הועדות אינן מוכנות לספק אישורים. התוצאה היא שלא ניתן לקדם את הפרויקט. למעשה, נוצר מצב אבסורדי - במקום לעודד הפקת חשמל "ירוק" על ידי הצרכנים - שיתקינו כמה שיותר ובמהירות, על מנת להקל על עבודת חברת החשמל שנמצאת בשיא יכולת הייצור שלה, מטילים יותר ויותר מגבלות בירוקרטיות. הרי מה יכול להיות פשוט מזה - בעלויות נמוכות יחסית, אפשר במקומות מתאימים להקים כמה עשרות אלפי טורבינות רוח קטנות אשר יקלו ולא במקצת, את מצוקת החשמל. בין האזורים המתאימים הללו ניתן למצוא את גגות הבניינים (במיוחד באזורי תעשייה ומלאכה בהם ישנם שטחים רבים שלא מנוצלים) והן שטחים פתוחים באזורים כפריים המתאימים להקמת מיני-חוות.

מרק סגל

סמנכ"ל שיווק ומכירות בחברת IsraWind מקבוצת TechnoSpin (שנוסדה בשנת 2004) העוסקת בפיתוח וייצור ישראלי (כחול-לבן) של טורבינות רוח קטנות, יוזמת מהפיכה בתחום אנרגיית הרוח. מהפיכה זו הינה תוצאה של פיתוח טכנולוגי חדשני בייצור להבים, שמאפשר לראשונה ניצול מקסימאלי של הרוחות החלשות וזאת בפעילות שקטה וללא וויברציה (רעידות במבנה).