לבני אדם יש יכולת יוצאת דופן להסתגל לסביבתם ולהפיק את המרב ממשאבי הטבע, גם בתנאים קיצוניים. במשך מאות שנים, למדנו לא רק לשרוד בנופים עוינים, אלא גם לבנות ערים בצוקים, מערות וג'ונגלים, ולהפיק תועלת מתופעות הטבע ההרסניות ביותר. אחת התופעות הללו, סופות טייפון, שממיטות הרס מדי שנה באוקיינוס השקט, במיוחד ביפן, מהווה היום מקור השראה לחידושים טכנולוגיים המבקשים להמיר את כוחם הבלתי ניתן לעצירה למשאב יקר ערך.
במובן זה, יפן עשתה צעד קדימה עם העיצוב של א טורבינת רוח מיוחדת אשר יכול לרתום את האנרגיה של טייפון. בעוד שאי אפשר להימנע מאירועי מזג אוויר אלו וגורמים לנזק משמעותי, המטרה כעת היא לנצל אותם באמצעות אנרגיה מתחדשת.
נצלו את עוצמת הטייפון
המהנדס היפני אטשי סושימיזו, מייסד אתגר, פיתחה את הראשון טורבינת רוח מיוחדת לטייפון, הצעה שונה בתכלית מטורבינות רוח קונבנציונליות. הטורבינות החדשות הללו נועדו לעמוד ברוחות בכוח הוריקן ובשינוי כיוונים, חיוניים בטייפון. פרויקט זה נוצר כפתרון ליפן, מדינה שנפגעת תדיר מהזעם של התופעות הללו ושחיפשה אוטונומיה אנרגטית מאז האסון הגרעיני בפוקושימה ב-2011.
שימיזו וצוותו מתמודדים עם מורכבות העיצוב בגלל חוסר היציבות של טייפון. טייפון בודד מכיל מספיק אנרגיה להפעיל את יפן עם חשמל במשך 50 שנה. עם זאת, ניצול כל הפוטנציאל הזה הוא אתגר שדורש טכנולוגיות מתקדמות.
רכיבים ותפעול של טורבינת רוח טייפון
העיצוב המוצע על ידי Challenergy מבוסס על א טורבינת ציר אנכי, באמצעות מה שנקרא אפקט מגנוס, תופעה פיזיקלית המאפשרת לצילינדרים מסתובבים המורכבים על ציר להפוך את האנרגיה הקינטית של הרוח לחשמל. סוג זה של טורבינת רוח יעיל ועמיד יותר מטורבינות להבים מסורתיות, הנוטות להישבר בקלות בתנאים קיצוניים, כמו אלו שחווים סופות טייפון.
מלבד החוסן שלו, דגם הטורבינה הזה מציג יתרונות בולטים נוספים: הוא שותק בהשוואה לטורבינות רוח קונבנציונליות ואינו מהווה סכנה לציפורים, שאוכלוסייתן הושפעה מטורבינות מסורתיות. העיצוב הקומפקטי והאנכי שלו מקל על ההסתגלות לגיאוגרפיה ההררית של יפן ומפחית את הצורך בחללים גדולים להתקנתו.
בשנת 2016, אב טיפוס של טורבינת רוח זו נבדק בהצלחה על האי אוקינאווה, עומד ברוחות של עד 36 קמ"ש ומייצר 1 קילוואט חשמל. למרות שזה היה צעד ראשוני, שימיזו מקווה שגרסאות עתידיות של הטורבינה יוכלו לפעול ביציבות גם ב רוחות של 270 קמ"ש, הנפוצים במהלך סופות הטייפון החזקות ביותר.
היתרונות של טורבינת רוח בציר אנכי
- פחות השפעה על הסביבה: הטורבינות אינן מייצרות את הרעש הקשור לטורבינות רוח קונבנציונליות, והיעדר להבים שלהן מסייע בהגנה על חיות העופות.
- יציבות ויכולת הסתגלות: הטורבינות הללו, הודות לעיצוב האנכי שלהן, עמידות הרבה יותר בפני הרוחות המשתנות הנגרמות על ידי סופות טייפון.
- יכולת התאמה לרוחות מכל כיוון: הצילינדרים המסתובבים של עיצוב זה מאפשרים לנצל ביעילות את הרוחות המגיעות מכל זווית, ולמקסם את ייצור האנרגיה.
בנוסף להתנגדות שלהן, הרבגוניות שלהן אידיאלית למצבי חירום, שכן טורבינות רוח אלו יכולות להמשיך לפעול גם בזמן הפסקת חשמל הנגרמת על ידי אסונות טבע.
מצב האנרגיה ביפן
מאז התאונה הגרעינית בפוקושימה, עמדה יפן בפני משבר אנרגיה שהוביל לסגירת מפעלים גרעיניים רבים. במסגרת זו הגבירה המדינה את מאמציה להגביר את ההשתתפות של אנרגיות מתחדשות בתמהיל האנרגיה שלך.
מחקר של משרד הסביבה היפני מציין כי יכולת ייצור כוח הרוח מטייפונים עשויה להיות עצומה ומגיעה 1.900 מיליארד ג'יגה וואט בשנה. עם זאת, משאב פוטנציאלי זה עומד בפני מחסומים בשל הגיאוגרפיה המחוספסת של המדינה וקשיים בפריסת רשתות חשמל באזורים עם תנאי מזג אוויר קיצוניים.
ממשלת יפן הראתה תמיכה ביוזמות כגון Challenergy, המציעה סובסידיות והלוואות למימון פיתוח הטכנולוגיה הזו. לדברי שימיזו, "הפיכת סופות טייפון למקור אנרגיה יכולה לא רק למתן את ההשפעות ההרסניות שלהן, אלא גם להפוך את יפן למדינה שמספקת את עצמה באנרגיה.".
עתיד אנרגיית הרוח ביפן ובעולם
העניין בטורבינות רוח בציר אנכי אינו מוגבל רק ליפן. מדינות כמו הפיליפינים, טייוואן וארצות הברית הם כבר גילו עניין בהתאמת הטכנולוגיה הזו באזורים שחווים גם תנאי מזג אוויר קיצוניים. צ'לנרגיה מתכננת לשווק את טורבינת הרוח שלה עד שנת 2020 בהספק של כ-10 קילוואט ופתחה בקמפיין מימון המונים שמטרתו לערב את האזרחים בתהליך.
למרות שמומחים עדיין מתלבטים ביעילות ארוכת הטווח של גנרטור מסוג זה, התועלת שלו כפתרון להסתפקות עצמית באנרגיה במצבי חירום נראית בלתי ניתנת לערעור, ועם גרסאות עתידיות חזקות יותר, אנו עשויים לראות מהפכה בדרך שבה אנו ללכוד את האנרגיה של הטבע.
חידושים כמו זה מראים לנו כיצד, בעזרת חדשנות והתמדה, ניתן להפוך תופעות טבע שבעבר ראינו להרס להזדמנויות אנרגיה ייחודיות.