Skip to main content
Global

18.2: אנרגיית רוח

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    209317

    • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)\(\newcommand{\AA}{\unicode[.8,0]{x212B}}\)

    אנרגיית הרוח נובעת מתנועת האוויר. הוא מונע על ידי אנרגיה סולארית (הבדלים בטמפרטורת האוויר גורמים לזרמי אוויר). הרוח הופכת טורבינה, שמניעה גנרטור (איור\(\PageIndex{a}\)). להבי הרוטור של טורבינת רוח עובדים כמו כנף מטוס או להב רוטור מסוק. כאשר הרוח זורמת על פני הלהב, לחץ האוויר בצד אחד של הלהב פוחת, וזה גורם לרוטור להסתובב. הרוטור מתחבר לגנרטור, ישירות או באמצעות סדרת הילוכים המזרזים את הסיבוב ומאפשרים גנרטור קטן יותר פיזית. בדומה לייצור החשמל מפחם, גז טבעי או אנרגיה גרעינית, התנועה המסתובבת גורמת למגנטים להסתובב בתוך סלילי תיל לייצור חשמל. על פי נתוני האיגוד האמריקני לאנרגיית הרוח, 39% מכל כושר הייצור החשמלי החדש בארצות הברית בשנת 2019 נבע מרוח.

    תרשים החלק הפנימי של טורבינת רוח, המציג להבי רוטור מסובבים רוח, המניע גנרטור
    איור\(\PageIndex{a}\): (1) כשהרוח נושבת מעל להבי טורבינת רוח, היא גורמת ללהבים להתרומם ולהסתובב. (2) הלהבים המסתובבים מסובבים פיר המחובר לגנרטור. (3) הגנרטור יוצר חשמל כשהוא מסתובב. תמונה וכיתוב (שונה) מ - EPA (נחלת הכלל).

    אלמנט אינטראקטיבי

    לחץ כאן לאנימציה אינטראקטיבית הממחישה כיצד פועלות טורבינות רוח.

    היתרונות של אנרגיית הרוח

    רוח היא בין המקורות בעלות הנמוכה ביותר לאנרגיה מתחדשת, והתרחבותה יוצרת מקומות עבודה (איור). \(\PageIndex{b}\) כמו מקורות אנרגיה מתחדשים רבים, טורבינות רוח אינן משחררות מזהמי אוויר או תורמות לשינויי אקלים, והן אינן דורשות מים לקירור. מכיוון שלטורבינת רוח יש טביעת רגל פיזית קטנה ביחס לכמות החשמל שהיא מייצרת, חוות רוח רבות ממוקמות על אדמות יבול ומרעה. הם תורמים לקיימות כלכלית על ידי מתן הכנסה נוספת לחקלאים ולחוואים, ומאפשרים להם להישאר בעסקים ולמנוע את פיתוח רכושם לשימושים אחרים. לדוגמה, ניתן לייצר אנרגיה על ידי התקנת טורבינות רוח בהרי האפלצ'ים של ארצות הברית במקום לעסוק בהסרת פסגת הרים לכריית פחם. לטורבינות רוח ימיות באגמים או באוקיינוס עשויות להיות השפעות סביבתיות קטנות יותר מטורבינות ביבשה, והרוחות חזקות ויציבות יותר מהחוף מאשר ביבשה (איור). \(\PageIndex{c}\)

    פרטים על האופן שבו Samsø משתמש 100% אנרגיה מתחדשת
    איור\(\PageIndex{b}\): האי הדני סמסו היה האזור הראשון במדינה לעבור ל -100% אנרגיה מתחדשת, תוך הסתמכות על רוח ימית, רוח יבשתית, קש (דלק ביולוגי) ושמש. הטקסט בתמונה הוא, "סמסו: האי המספק את האנרגיה העצמית. האי הראשון שהפך עצמאי לאנרגיה מלאה מזה 10 שנים. סמסו: עובדות האי - שטח: 114 ק"מ 2, אוכלוסייה: 4,000, השקעה: 368 מיליון DKK. 11 טורבינות רוח יבשתיות - טורבינה אחת מייצרת מספיק חשמל להפעלת 630 בתים. הטורבינות מעבירות חשמל ליבשת כאשר נוצר יותר חשמל ממה שהאי יכול לצרוך. טורבינות רוח ימיות - טורבינות רוח ימיות בגובה 10 103 מ 'שנבנו בשנת 2003 מייצרות יותר אנרגיה ממה שהאי משתמש בתחבורה. 11 טורבינות רוח יבשתיות של 1 מגה-וואט מייצרות 28,000 מגה וואט. זה יותר חשמל מהצריכה הכוללת של האי ושווה ערך ל -690,000 ליטרים של נפט. 3X מפעלים המופעלים על ידי קש - טרנברג - מחמם 263 משקי בית, באלן/ברונדי- מחמם 232 משקי בית, אונסביירג- מחמם 76 משקי בית. מפעל סולארי- אחד ממפעלי החימום מקבל חום מ 2500 מ"ר של פאנלים סולאריים. זה משולב עם דוד שבב עץ 900 קילוואט. עודף אנרגיה- עודף חשמל המופק מחוות רוח ימיות מושקע בפרויקטים חדשים של אנרגיה. תמונות מאת GDS Infographics (CC-BY) והסוכנות הלאומית למודיעין גיאו-מרחבי (נחלת הכלל).
    טורבינות רוח גבוהות ולבנות, כל אחת עם שלושה להבים בנוף מדברישורה של טורבינת רוח לבנה גבוהה, כל אחת עם שלושה להבים, צפה בים. סירות מפרש זעירות בהשוואה.
    איור\(\PageIndex{b}\): טורבינות רוח עשויות להיות ביבשה (ביבשה, משמאל) או באוקיינוס (מהחוף, מימין). תמונה שמאלית מאת ג'ושוע ווינצ'ל/USFWS (נחלת הכלל). תמונה ימנית על ידי CGP גריי (CC-BY).

    חסרונות של אנרגיית רוח

    לאנרגיית הרוח יש כמה אתגרים. טורבינות רוח יעילות רק באזורים עם רוחות חזקות מספיק כדי לייצר מספיק חשמל. אפילו באזורים עם רוחות חזקות, זמינות הרוח היא לסירוגין. ניתן להקל על כך על ידי שימוש בסוללות לאחסון אנרגיה, אך קיבולת הסוללה, למרות ההתקדמות הטכנולוגית המתמשכת, עדיין מוגבלת. יש חששות אסתטיים לאנשים מסוימים כשהם רואים אותם על הנוף, ויש אנשים שלא אוהבים את הצליל שמשמיעים להבי טורבינת רוח. כמה טורבינות רוח עלו באש, וחלקן הדליפו נוזלי סיכה, אם כי זה נדיר יחסית. נמצא כי טורבינות גורמות למוות של ציפורים ועטלפים במיוחד אם הן ממוקמות לאורך נתיב הנדידה שלהן, אם כי מגדלי תקשורת וחתולי בית הם איומים גדולים יותר. ישנן כמה השפעות קטנות מהקמת פרויקטים או חוות רוח, כמו הקמת דרכי שירות, ייצור הטורבינות עצמן והבטון ליסודות.

    ייחוס

    שונה על ידי מליסה הא מהמקורות הבאים: