22 בינו׳ 2008

הפקת אנרגיה באמצעות השמש – מגדל שמש


רקע

הפקת אנרגיה באמצעות מגדל שמש מעלה בי אסוסיאציה של פולחן דתי ומאיים לאיזה אל שמש אכזר. מאות ואלפי מראות (מספרן תלוי בגודל המתקן והספקו), המצויות על גבי הקרקע, מרכזות את קרני השמש הפוגעות בהן לעבר איזור בעל שטח מצומצם, הגבוה מהן במרחב. איזור זה ממוקם בחלקו העליון של מגדל, המתנשא מעל המראות כמורה הדורש את תשומת לב תלמידיו בכל רגע ורגע. ואכן, באמצעות מנגנון עקיבה ממונע הנשלט בידי מחשב, דואגות המראות להמשך ההגמוניה של המגדל. תזוזת השמש היומית והעונתית נענית על ידי כל אחת מהן באופן שונה. המטרה המשותפת היא המשך ריכוז קרינת השמש לאותו שטח מצומצם במגדל, שם יכולות להתפתח טמפרטורות גבוהות ביותר.

שימושים

טמפרטורות גבוהות זה טוב. אפשר לייצר קיטור ע"י חימום מים בלחץ גבוה לכמה מאות מעלות, או לחלופין לחמם אוויר דחוס אל מעל אלף מעלות. הזרמה של אלה בטורבינה תאפשר סיבוב גנראטור וייצור חשמל. אפשר לפרק חומרים אורגניים, כמו פסולת חקלאית או שפכים של מפעלים, למטרת הפקת דלק מימני. כל פעולה טכנולוגית הדורשת חום או ריכוז קרינה גבוהים יכולה לבוא על יישומה בעזרת מגדל שמש. הכל כמובן שאלה של עלות מול תועלת.

(בניגוד לכדורגל) ישראל שולטת

במכון וייצמן ברחובות חוקרים את הנושא כבר עשרות שנים. מגדל השמש, היחיד בארץ אז וגם היום, כולל 64 מראות גדולות ומרהיבות. כל מראה היא בעלת שטח של 56 מטר רבוע. בהנחה אידיאלית [המראות עוקבות אחרי השמש כך שתמיד נמצאות מולה, כל הקרינה המגיעה אל המראות מרוכזת אל האזור הרצוי במגדל] ניתן לקבל הספק חום מקסימאלי של כ- 3500 KW. זה עדיין לא מספיק, אבל המגדל הזה שימש בסיס איתן להמון מחקרים בנושא אנרגיית השמש.

חברת לוז הירושלמית, מחלוצות האנרגיה הסולארית, הרימה ראשה לאחר שנים עם השם ההוליוודי לוז II. עפ"י אתר החברה, החלה כבר בניית מגדל שמש ניסיוני בפארק התעשייה רותם בדרום הארץ. הפרויקט יכלול 1641 מראות בשטח כולל של 12 דונם וייצר מספיק קיטור להפקה של 100 MW חשמל. זה הרבה.

וריאציות

ישנן שיטות נוספות ויצירתיות להפקת אנרגיה באמצעות מגדל ושמש. האוסטרלים הולכים על מגדל חממה, המנצל את אור השמש ליצירת אוויר חם בבסיסו. התפשטות האוויר החם כלפי מעלה יכולה להניע טורבינה. עיקרון הפעולה מוצג פה. ארובת שרב הינה מתקן גרנדיוזי שמקורו בטכניון בחיפה. על פי התכנון הוא יתנשא לגובה של כקילומטר וקוטרו יהיה מאות מטרים. התזת מי ים בחלקו העליון תיצור נפילת אוויר מסיבית [עקב ההתקררות] והנעת טורבינות. על הדרך אפשר להתפיל מים. זה רעיון מדהים אבל עלותו הגבוהה וחדשנותו יטרפדו את יישומו בעתיד הקרוב.


10 תגובות:

Amitai אמר/ה...

עניין ארובת השרב, באחת מתוכניות תעלת הימים, זאת מהתיכון לים המלח אני חושב, דובר על מספר ארובות כאלה לאורך הדרך, שינצלו את הפרשי הגובה לאורך הדרך, נשמעו הצהרות כמו יפתרו בעיות המים והאנרגיה של ישראל לנצח. אני אישית חושש מהצהרות כאלה, ובכל מקרה ההשקה כנראה גדולה מידי.

שרון אמר/ה...

אמיתי,
אמרת את צירוף מילות הקסם, תעלת הימים, ומיד הלכתי לבדוק איזה דברים עומדים מאחורי גו' ומאחורי הקישור שאלון טרח ומצא עבור ארובת השרב.
בקישור ראיתי דבר מעניין ואף קצת מוזר. אכן יש תוכנית שארובות השרב יהיו חלק מפרויקט העברת מים מים סוף לים המלח. אך מי שעומד בראש קבוצת החוקרים, פרופ' זסלבסקי, הוא מראשי המתנגדים לתוכנית במתכונתה הנוכחית.
מעניין ביותר.

אלון אמר/ה...

לא שמעתי על העניין עם ארובות השרב ותעלת הימים. בכל מקרה כאשר מנתקים את הרעיונות זה מזה, ארובת השרב יכולה להוות פיתרון יפה מאוד בארץ מזרח תיכונית השוכנת לחוף ים.

שרון אמר/ה...

אלון,
בקישור על ארובות השרב שאתה מביא, כתוב: "המתקן ייבנה כ 40 קילומטרים מצפון לאילת בערבה. מים מים סוף יובלו למתקן.."
עכשיו, ניתן לומר שמדובר בלא יותר מספקולציה בגרוש, אולם, בהנחה כי מובל ים סוף ים המלח יצא לפועל, נשמע לי לא הגיוני שפרויקט כזה לא יקושר אליו. יחד עם זאת, מן הידעות הוא שלעיתים דברים שלא עושים אצלי שכל, עושים היגיון מצוין עבור אחרים..

אלון אמר/ה...

בשיחה עם חבריי לצוות המחקר יצא לי להבין שאותו פרופ' זסלבסקי, מפתח ארובת השרב, הוא בעצם איש נורא בעייתי, מריר וקצת על סף השיגעון. ללמדכם שלא משנה כמה מבריק או לא מבריק יהיה הרעיון, אין לו שום סיכוי ממשי להתבצע אם אינך קודם כל בן אדם.

asi אמר/ה...

אפשר בבקשה רק להבין משהו

נגיד שארמון המראות מייצר 100W לשעה.

אפשר לתרגם את ליישום מעשי ?

למשל, כמה זה בהפעלת נורת ליבון, מחשב סטנדרטי, קומקום ... ?

אלון אמר/ה...

הי אסי
כאשר מדובר על כושר ייצור של תחנות כח, מקובל לדבר ב MW. נורה סטנדרטית צורכת 100W או 0.1KW או 0.0001MW. גבול הצריכה העליון במדינה הוא בערך כ-10,000MW - מגרדים אותו בימי החורף הקשים ובימי הקיץ, כאשר כל תל אביב נחנקת מחום ולחות. ז"א שאם מגדל שמש אי שם בדרום מייצר 100MW, הוא ייתן לנו אחוז אחד מצריכת האנרגיה שלנו בשיא. בימי השנה האחרים הוא יכסה כ- 2%. זו כמות יפה אך אינה גדולה מידי. לכן עלינו לחשוב רחוק - היום הפיתרון מוגבל אבל בעוד כחמישים שנה יש מצב לכסות צריכה של 25-50%. עוד שבעים שנה? מאה? הטכנולוגיה תשתפר אם נמשיך בכיוון זה חזק. פיתוחים ישראלים של היום יכניסו לנו הרבה כסף בעתיד. הנפט לא ייגמר אבל הוא יתייקר. לגבי צריכה של מוצרי חשמל אני מפנה אותך לאתר של חברת חשמל - יש שם הרבה מידע בנושא.

אנונימי אמר/ה...

האתר בדרום הינו ניסיוני ולא לצורך הפקת חשמל.

לוח חינם אמר/ה...

רעיונות אכותיים לעתיד העולם אוהבת מאד פוסט מעניין (-:

טכנאי מקררים אמר/ה...

מלאיה אנחנו צריכים חשמל וכאן בארצנו אפשר לקבל את זה חינם אין כסף בכמויות מכובדות ביותר. אז למה לא לנצל את זה לטובתנו. אני חושב שכן צריך להמשיך להשקיע במחקר סביב הנושא הזה על אף שכרגע זה לא ממש משתלם כלכלית אבל סביר להניח שהדבר ישתנה מהר מאוד עם השינויים במחיר הנפט בין היתר