ייצור חשמל בעזרת ארובות שרב

בתחום האנרגיה הירוקה וניצול מקורות מתחדשים לייצור חשמל כתחליף לשימוש בדלקים פוסיליים נהוג לדבר על השיטות המוכרות יותר כגון אנרגיה הידרו-אלקטרית, אנרגיה סולארית וניצול אנרגיית הרוח באמצעות חוות של טורבינות רוח (שבשבות ענק). אך בפועל ישנן שיטות נוספות ומרתקות לא פחות להפקת חשמל בצורה נקייה ומתקדמת, שיטה אחת כזו היא ארובות שרב (Downdraft Tower). בחודש מאי 2012 גורמים המעורים בתחומי האנרגיה הירוקה בעולם ובפרט במזרח התיכון דיווחו על שיתוף פעולה ישראלי-אמריקאי בהקמת ארובת שרב בקרבת גבול ארה"ב – מקסיקו.

חברה אמריקאית נעזרת במומחים מהטכניון

על פי הדיווחים, חברה אמריקאית בשם Clean Wind Energy (אנרגית רוח נקייה) שבסיסה באנאפוליס, מרילנד מתכננת לבנות שני מגדלי רוח – ארובות שרב – שכאלו, כאשר גובה כל מגדל אמור להיות 914 מטר – יותר גבוה מהמבנה הגבוה בעולם שהוא כיום ה-בורג' חליפה שנפתח לאחרונה בנסיכות המפרץ הפרסי דובאי. החברה ביקשה להיעזר לצורך הקמת הפרויקט בשני מומחים בתחום, ישראלים מהטכניון – פרופסור דן זסלבסקי וד"ר רמי גואטה.

המגדלים, שמטרתם ייצור חשמל נקי וממקור מתחדש, מתוכננים לקום על גבול ארצות הברית – מקסיקו, בעיירה סאן לואיס שבמדינת אריזונה (מדינה מדברית בעיקרה).

מהות השיטה של ארובות שרב

הבסיס לרעיון להפיק חשמל באמצעות מגדלי רוח ענקיים אלו הוא רעיון שעלה רק בשנת 1975, על ידי מדען בשם פיליפ קרלסון. הרעיון של ארובת השרב, שפותח (וממשיך להיות מפותח) מאז על ידי גורמים שונים ובכללם המומחים האקדמיים מהטכניון בישראל, כולל פיזור מרוסס של מים על גבי אוויר חם שנמצא בתוך מגדל חלול וגבוה. המים מקררים את האוויר החם, הופכים אותו דחוס וכבד יותר וגורמים לנפילתו לתחתית המגדל החלול – במהירות של עד ואף מעבר ל-50 קמ"ש! מהירות הנפילה של אוויר דחוס וכבד זה יוצרת רוח רבה וכוח המניע טורבינה הנמצאת בתחתית ארובת השרב.

הטורבינה בתורה מסתובבת ומייצרת חשמל המועבר לרשת העברה או נאגר במצברים מתאימים. במקרה של המגדלים המתוכננים לקום על ידי החברה האמריקאית באריזונה מבנה המגדל הוא בצורת צילינדר חלול וגבוה מאוד, מה שמאפשר ניצול כמויות גדולות מאוד של אוויר. אך בנוסף המבנה כולל בחלקו החיצוני מבנה מיוחד היוצר מעין "ורידי רוח" אנכיים, שמאפשרים לנצל את הרוח הפוגעת במגדל ולנתב אותה לתחתית המגדל – שם יותקנו טורבינות נוספות שיוסיפו לתפוקת החשמל של כל ארובת שרב שכזו – בעיקר על מנת לפצות על הצורך להשקיע חשמל בהובלת המים לראש המגדל ולהפוך את הייצור לכלכלי.

באופן כללי, ארובות שרב מייצרות יותר חשמל מאשר האנרגיה המושקעת בהם לצורך ייצור זה וכמובן שמדובר על ייצור חשמל ממקור מתחדש.

מאפיינים של ייצור חשמל בעזרת ארובת שרב

הרעיון הבסיסי של ארובות שרב הוא פשוט בעיקרו – גם למול הפקת אנרגיה מדלקים פוסיליים המצריכים קידוחים של קילומטרים לעומק האדמה או הקמת כור גרעיני למשל. אך בפועל אין זה פשוט כלל לבנות מגדל טכנולוגי שכזה ובגבהים כאלו, בתוך המגדל בפועל ייווצרו ענני גשם ויש כמובן צורך להוביל לאזור מים ולהעלות אותם לראש המגדל. ייצור חשמל באמצעות ארובות שרב במודל המוצע בפרויקט זה מחייב אקלים יבש ולכן נבחר המיקום באריזונה המדברית, מה שאומר שיש צורך לשנע למקום כמויות גדולות של מים- כך שיש צורך להשתמש במים מותפלים כדי לשמור על תהליך סביבתי כמה שיותר, מה שמעלה קשיים נוספים של קורוזיה ואיכול רכיבי המערכת ע"י המים המלוחים וכיוצא באלו.

הפרויקט הנוכחי המיועד למדבריות אריזונה אמור לקדם משמעותית את התחום הפחות מוכר של ארובות שרב ואת נושא האנרגיה הירוקה בכלל. הוא נמצא בשלבי חיפוש קרקע מתאימה לכך וכמובן שיידרש מימון משמעותי לביצוע ההשקעה המסיבית בבנייה של פרויקט שאפתני שכזה.