טורבינת רוח הנה מדחף שממיר אנרגיית רוח לאנרגיית חשמל. בעבר היו טחנות רוח שתפקידן היה לטחון את החיטה לקמח, וכיום טורבינות רוח הן הגרסה המודרנית שלהן. הטורבינה ממירה את אנרגיית הרוח (אנרגיה קינטית) לאנרגיה מכנית. ברחבי העולם קיימות כיום טורבינות ציר אופקי שנראות כמעין מאוורר, וטורבינות ציר אנכי שממירות את האנרגיה לציר אנכי שבבסיסו יש גנרטור. בניגוד להפקת חשמל מהאוויר, שעושה שימוש בו דרך חימומו וניצולו, טורבינות הרוח מנצלות את האוויר דרך תנועתו.
סוגי טורבינות רוח
- טורבינת ציר אופקי- דמוית מאוורר בעל כנפי מדחף, אולם תפקידה הפוך מתפקיד המאוורר. האנרגיה החשמלית במאווררים גורמת לסיבוב הכנפיים בעזרת מנוע, והיא שיוצרת רוח מלאכותית. לעומת המאוורר, אנרגיית הרוח בטורבינות הרוח גורמת לסיבוב הלהבים שמניעים גנרטור בכדי שתהיה הפקת אנרגיה חשמלית.
- טורבינת ציר אנכי- דמוית "להבת נר" שנוצרת בעזרת שניים- שלושה להבים בצורת קשתות, שמחוברים בשני צדדיהם, קדקוד ובסיס, לציר אנכי שמניע גנרטור.
"נצילות טורבינה" מדבר על היחס בין כמות האנרגיה הקינטית של הרוח שעוברת דרך שטח חתך הפעולה של המדחף, לבין כמות אנרגיית החשמל המופקת בעזרת המדחף. מחקרים הראו כי נצילות טורבינת ציר אנכי גבוהה מנצילות טורבינת ציר אופקי, אולם השימוש בסוג זה פחות מקובל עקב העלויות הגבוהות הדרושות בתכנונן ובהקמתן.
הפקת חשמל בעזרת טורבינות רוח
הפקת חשמל מאנרגיית רוח זוהי אחת הדרכים הזולות למטרה זו, בדומה להפקת חשמל סולארי או חשמל בהפקת אנרגיה הידראולית. באזורים בהם מהירות הרוח גבוהה, ייצור החשמל נעשה במהירות. למרות זאת הוקמו טורבינות רוח גם באזורים בהם מהירויות ועוצמות הרוח נמוכות. טורבינות הרוח המופעלות ביעילות נמוכה כדאיות מאוד, מכיוון שהמחירים נוחים וניתנות הטבות לשם הפקת חשמל מאנרגיית הרוח.
הגורמים שקובעים את מחירי החשמל מודעים לערך הסביבתי הרב של ייצור אנרגיה נקייה ולכן המחירים של הפקת החשמל זולים ומסובסדים מטעם המדינות.
יתרונות הפקת חשמל בטורבינות רוח
מכיוון שאנרגיית הרוח זמינה ולא עולה כסף, עלות ייצור החשמל נמוכה משום שלא נדרש דבר כדי לייצר אותו. העלויות העיקריות שנדרשים לשלם לצורך הפקת החשמל הן עלויות התכנון וההקמה.
יתרון נוסף הוא שמערכת ההפעלה פשוטה ולכן כמות התקלות בה נמוכה. ישנו עוד יתרון והוא בכך שאנרגיית הרוח שומרת על איכות הסביבה ולא מכלה מחצבים שונים, הכוללים טחנות רוח הפועלות על בסיס דלק.
חסרונות הפקת חשמל בטורבינות רוח
- רעש- רעשי כנפי טורבינות הרוח דומים לרעש אווירודינמי או לרעש מכני שמפריע ליישוב בו הן הוקמו. במידה וחוות הרוח ממוקמות במרחק של קילומטר- שניים מהיישוב, הרעשים אינם מורגשים.
- פגיעה בציפורים- הכנפיים והלהבים של טורבינות הרוח עלולות לפגוע בציפורים שעפות בקרבתן. הציפורים עלולות להתנגש בטורבינות ולהיפגע. הפתרון הוא להגדיל את הלהבים ולהקטין מהירות, בכדי שהציפורים יוכלו לראותם מרחוק ולא להתקרב, והמהירות המוקטנת של הלהבים מונעת סכנת פגיעה.
- פגיעה בנוף- כשחוות רוח ממוקמות באזורים גבוהים בהרים, טורבינות הרוח בולטות לעין. עניין הפגיעה בנוף הוא סובייקטיבי. בדיקה של חוות רוח מבחינה אובייקטיבית תוכל להפחית את השפעתן של טורבינות הרוח על הנוף.
- כמות התפוקה- בכדי שהפקת החשמל תהיה גדולה ותשתווה להספק של תחנות כוח גדולות הפועלות בעזרת שריפת דלק, צריך להקים טורבינות רוח רבות.
- אקלים- בכוחן של חוות רוח לשנות את מאפייני זרימת האוויר ועוצמתו, ובכך להשפיע על הסביבה מבחינת רמות קור וחום, שינוי מיקום ירידת גשמים ועוצמתם ומשקעים.
- תלות ברוח- הפקת חשמל מטורבינות רוח תלויה בנשיבת הרוח. אם אין רוח, לא מופק חשמל וזו בעיה, כי הרוח לא נושבת כל הזמן.
- אמצעי אחסון חשמל- כשהרוח נושבת בחוזקה, כמות החשמל שהופק גדולה ביחס למקום האחסון בטורבינה.
