אנרגיית רוח

אנרגיית רוח היא האנרגיה הקינטית האצורה ברוח. מאנרגיה זו אפשר להפיק עבודה ולרתום את כוחה לביצוע מטלות שונות, כגון השטת סירות מפרש, הפעלת טחנות רוח והפעלת טורבינות חשמל.

שכלולים והמצאות לעתיד

יש תכנונים שונים לגבי היבט של הפחתת בעיות והורדת מחיר הפקת החשמל: טורבינות שקטות יותר, בעלות להבים קלים יותר, מערכות בקרה להפחתת בעיות תחזוקה, מערכות תחזוקה מרחוק באמצעות שילוב מחשוב ותקשורת וכדומה.
יש גם תכנונים שמנסים להגיע לטכנולוגיות יעילות בהרבה. הללו כוללות, טורבינות ענק בעלות ציר אנכי, טורבינות רוח אווירי ועוד.
חגורת רוח, Windbelt, היא תכנון חדשני משנת 2007 להפקת אנרגיה מהרוח ללא סיבוב. שיטה זו אמורה להיות יעילה בהרבה בהשוואה לטורבינות רוח, והיא אמורה לפעול גם במהירויות רוח נמוכות יחסית.

יתרונות

עלות הפקת חשמל נמוכה, עקב הניצול של אנרגיה זמינה חינמית. רוח איננה עולה כסף, ולא נדרש דבר כדי ליצור אותה. המקור לה הוא האנרגיה הסולארית (כשהאוויר מתחמם אוויר אחר תופס את מקומו ונוצרת רוח). העלויות העיקריות הכרוכות בהפקת החשמל מטורבינות רוח הן עלויות התכנון וההקמה של התחנות המבוססות עליהן. השקעה ראשונית זו יכולה להיות כדאית, כי התהליך ייצור החשמל והתפעול השוטף זולים יחסית לתחנות כמו תחנות כוח פחמיות או אטומיות. עקב פשטות המערכת כמות התקלות בה נמוכה יחסית למערכות אנרגיה אחרות, ואיננה תורמת משמעותית לעלות התחזוקה השוטפת.
כשם שיש אזורים בהם עדיף להתקין אנרגיה סולארית כך ישנם אזורים בהם עדיף להתקין טורבינות רוח.
טורבינות הרוח אינן צורכות שטח רב, ובהשוואה לאנרגיית PV היחס יכול להגיע עד כדי 1 ל 100 לטובת אנרגיית הרוח. יש אלמנט נוסף והוא כמות הניצול המקסימלית והאנרגיה הזמינה. אנרגיה שמש יש לכל היותר כ 2600–2800 שעות שמש זמינות במקומות הטובים ביותר. לעומת זאת לגבי אנרגיית רוח זמינות האנרגיה האפקטיבית יכולה להגיע ל-6000 שעות ואף ליותר. המשמעות היא בעיקר כלכלית - החזר השקעה מהיר בהרבה. שילוב אנרגיית רוח יחד עם אנרגיה סולארית מהווה נוסחה מנצחת לדוגמה למערכות תאורת הרחוב בסין בהן למעשה אין תשתית כבילה ואין צורך בהולכה וכל הכרוך בכך אלא האנרגיה זמינה על עמוד התאורה. טכנולוגיה זו נמצאת בפיתוח רב כיוון שיש תנופה בייצור מערכות אלה בסין המהוות תחליף לחוסר התשתית והריחוק הגאוגרפי אל מערכות ייצור מרוכזות.
אחת הסיבות להתפתחות מערכות ייצור אנרגיית רוח מתקדמות בסין היא החלופה באמצעות חוות רוח למתקני ייצור באנרגיה ממקור פוסילי [נפט, דיזל, פחם] או גז המצריכים מי קירור שלא זמינים בכל מקום והמחייבים השקעות עתק במערכות הולכה. את זה ניתן לחסוך בייצור מבוזר באמצעות אנרגיה מתחדשת. חשבו לציין שלא רק תשתית ההולכה נחסכת אלא גם מערכות הבקרה, התחזוקה השוטפת, תחנות המשנה וכמובן ההספק היורד ביחס ריבוע למרחק עד כדי חוסר כדאיות.
יתרון נוסף הוא שאנרגיה חלופית זו אינה מזהמת את הסביבה ואינה מכלה מחצבים כמו תחנות כוח מבוססות דלק דוגמת פחם, נפט וגז טבעי. ההשפעות החיצוניות של ייצור חשמל בתחנות כוח הכוללות זיהום אוויר, נזק לבריאות, ניקוי כתמי נפט ודליפות אינן נכללות בדרך כלל בתחשיב מחירי החשמל (אולם החברה משלמת אותן בכל מקרה). הכללת הוצאות אלו בתחשיב מטה את הכף הכלכלית לטובת אנרגיית רוח.
ייצור חשמל מאנרגיית הרוח ברחבי העולם מקטין את ההשפעות השליליות של שימוש בדלק פחמימני לייצור חשמל. באירופה, המובילה בפיתוח אנרגיה מרוח, מקובלת הטכנולוגיה כחלופה מועדפת לשימוש באנרגיה גרעינית ובדלק פחמימני לייצור חשמל. בסין מותקנים מרבית מתקני הייצור באמצעות רוח (כ 90% מכלל המתקנים בעולם] ומספרם רק עולה.
כיום במקומות רבים בעולם אנרגיית הרוח היא האמצעי הזול ביותר לייצר אנרגיה מתחדשת, בעולם מפותחים פתרונות רבים לחסרונות העיקריים של הפקת חשמל מאנרגיית הרוח. עלות הפקת האנרגיה הולכת וקטנה עם השנים בשל שימש בעיצוב טוב יותר של הטורבינות ובשאר המרכיבים. כמו כן מוקמות טורבינות שיכולות לנצל רוחות חלשות יותר באופן טוב יותר ועם פחות בעיות מכניות. כל הדברים הללו, יחד עם עליית מחירי האנרגיה גורמים לעלייה ניכרת בכמות האנרגיה המופקת מרוח בכל שנה.

תפוקה עולמית

נכון לסוף שנת 2016 התפוקה העולמית של אנרגיית רוח עמדה על 468,800 מגה ואט, או כ-4 אחוז מייצור החשמל העולמי. יש מדינות בהן אנרגיית הרוח אחראית לחלק משמעותי מהפקת החשמל שלהן, כמו דנמרק (39%), ספרד (16%) או גרמניה (9%). בין השנים 2000 ו-,2016 תפוקת החשמל העולמית גדלה פי 20.
ייצור החשמל באנרגיית רוח הוא כלכלי בעיקר באזורים מסוימים בעולם.
בספטמבר 2006 הודיעה חברת איווה וינדס (Iowa Winds) האמריקאית על הקמת פרויקט טורבינות רוח בעלות 200 מיליון דולר במדינת איווה, עם תפוקה של עד 300 מגה ואט חשמל.
בדצמבר 2006 אישרה הממשלה הבריטית את הקמתו של פרויקט טורבינות רוח ימיות בהשקעה של בהשקעה של 2 מיליארד ליש"ט (3.9 מיליארד דולר), שהוא הפרויקט הגדול בעולם לתקופתו. תפוקת החשמל של הפרויקט צפויה להגיע ל-1.3 ג'יגה ואט, שיסופקו על ידי 341 טורבינות מול חופיה הדרומיים של אנגליה, וכ-100 טורבינות יבשתיות. בשנת 2007 החליטה הממשלה הבריטית להגיע ליעד של 100% אנרגיה מטורבינות רוח, שיופקו מכ-7000 טורבינות.
אירופה היא היבשת המובילה בעולם בתחום ניצול אנרגיית הרוח, המספק חשמל לכ-40 מיליון צרכנים ברחבי היבשת. לפי הערכת איגוד אנרגיית הרוח האירופי (EWEA), עד שנת 2020 נתון זה אמור לגדול ליותר מ-195 מיליון בני אדם - כמחצית מאוכלוסיית מערב אירופה.
בשנים האחרונות ארצות הברית וסין פורצות קדימה וכנראה יתחרו על הבכורה העולמית גם בתחום זה.
שלוש המעצמות הנוספות בניצול אנרגיית הרוח: גרמניה ספרד והודו
חמש הגדולות מפיקות 87,610 מגוואט שהם 72.29% מתפוקת אנרגיית הרוח בעולם נכון לסוף 2008.

הפקת אנרגיית רוח בישראל

פוטנציאל הפקת חשמל מאנרגיית רוח בישראל נאמד בין 600 מגה ואט ל-1,000 מגה ואט.
בסוף 1980 נוסדה תוכנית ניצול אנרגיית הרוח בישראל על ידי משרד האנרגיה והתשתית. התוכנית הובלה על ידי הרפרנט ד"ר משה דן הירש בשת"פ של וועדת ההיגוי לניצול אנרגיית הרוח בישראל בה היו חברים ממשרד האנרגיה והתשתית, השירות המטאורולוגי, האוניברסיטה העברית, קמ"ג, חברת החשמל, הטכניון, המכון הביולוגי. במסגרת התוכנית בוצעו פעולות של איתור אתרים לטורבינות רוח וחוות רוח בהן הקמת טורבינות רוח כמתקני הדגמה בשת"פ עם גורמים שונים (מפעל ישקר במעלות, קיבוץ מעלה גלבוע, חברת חשמל בגוש שגב בגליל, ישוב בית יתיר, החברה לפיתוח יו"ש עם חברת פז ליד היישוב אלון מורה) ופעולות הכנה לרישוי שונות (בוועדות תכנון ובניה, מינהל מקרקעי ישראל, צה"ל, רשות שמורות הטבע, משרד הפנים, חברת החשמל) כשלב מקדים להקמת חוות רוח, מחקר ופיתוח והתחברות לרשת החשמל. ב-1982 יוזם לראשונה במסגרת התוכנית, על ידי הרפרנט ד"ר משה דן הירש, צעד מהפכני של אפשרות לייצר חשמל באופן פרטי ולמכור אותו לרשת חברת החשמל. כתוצאה מכך נוצר תחום "יצרני חשמל פרטיים" בישראל אשר זכה להכרה במהלך 1985 עבור אנרגיות מתחדשות וחלופיות יעילות. פרויקט טורבינת רוח הדגמה בהר בני צפת שליד אלוני הבשן ברמת הגולן היה הראשון שהוכר כ"יצרן חשמל פרטי". הפרויקט הוקם בשת"פ של אגודת המים "מי גולן" של יישובי רמת הגולן עם סיוע של משרד האנרגיה והתשתית. במסגרת הפרויקט הוקמה באתר טורבינת רוח של חברת Vestas בהספק של 55 קוו"ט, שפעלה היטב במשך 10 שנים והוכיחה כי ניתן לנצל את אנרגיית הרוח בארץ באופן כלכלי. האגודה שולבה על ידי משרד האנרגיה והתשתית בתוכנית ניצול אנרגיית הרוח ב-1984 ופעלה מאז בסיוע צמוד של המשרד (כספי, טכני, הדרכה, הנחיה) לקידום הניצול של אנרגיית הרוח ברמת הגולן. כעבור מס' שנות פעילות מכרה אגודת המים "מי גולן" את זכויותיה (בגין השקעתה בפעילות) ואת חובתה כלפי משרד האנרגיה והתשתית לקידום הפעילות בפיקוח והנחיית המשרד (בגין הסיוע שקיבלה מהמשרד) לחברת "מסד בע"מ" אשר לאחר זמן מה שינתה את שמה לחברת "מי גולן אנרגיית רוח בע"מ"
החל מסוף 1986 ועד 1993 קיימה חברת "מי גולן אנרגיית רוח" יחד עם משרד האנרגיה מחקר בנושא ניצול תנאי הרוח. החל משנת 1993 מפעילה החברה חוות הרוח "בשנית 1" שממוקמת בתל עסניה (בשנית בערבית) ברמת הגולן. החווה היא בעלת כושר ייצור של 6 מגה ואט. החווה כוללת 10 טורבינות רוח בעלות ציר אופקי, בקוטר להבים של 36 מטרים מתוצרת אוסטרית, ויש לה, לטענת החברה, ניצולת גבוה מבחינת שמישות - (כלומר משך הזמן שבו התחנה פועלת ואינה בטיפולי תחזוקה) - מעל 95% שהוא נתון גבוה יחסית לטורבינות בארצות הברית ולמתקני חשמל קונבנציונלים של חברת החשמל.
בשל התנגדות רשות שמורות הטבע, הוגבל מספר הטורבינות באתר לעשר בלבד, למרות שניתן להציב בו מספר כפול. גם חברת החשמל הטילה מצידה הגבלות על ההספק הכולל של תחנת הכוח. בעקבות הכנסת "פרמיה עבור אנרגיה נקיה" של משרד התשתיות ועליית מחירי הדלק בכוונת החברה להגדיל את תפוקת החווה ל-12 מגה ואט על ידי הגבהת תרנים ומעבר לטורבינות מדגם מתקדם יותר.
בעבר נשקל להקים פרויקט של 400 מגה ואט ברמת הגולן על ידי חברת הטורבינות AES האמריקאית וחברת מי גולן, בהשקעה של 600 מיליון דולר.
בישראל פועלות כיום בנוסף לחוות הרוח ברכס בשנית (על הר בני רסן) שברמת הגולן גם חוות רוח בגלבוע (ליד היישוב מעלה גלבוע, 14 טורבינות) וברמת סירין (11 טורבינות).
בנוסף, ישנן תוכניות להקמת שלוש חוות רוח נוספות ברמת הגולן: חוות "רוח בראשית" בקרבת הר פרס ושתי חוות נוספות באזור עמק הבכא.