הפקת אנרגיה מגלי ים ברחבי העולם

הפקת אנרגיה מגלי ים ברחבי העולם
שם הקורס: "ניהול משאבי הים של ישראל"

תוכן עניינים

סיכום מנהלים 2
פרק א' – רקע מדעי 4
אנרגיה מגלי ים (Wave Energy) - רקע 4
משאב אנרגיית גלי ים 6
טכנולוגיות קיימות להמרת אנרגיה מגלי ים 8
מיקום המתקן 8
סוגי מתקנים 9
פרק ב' – ממצאים 12
פרק ג' – מסקנות 14
ביבליוגרפיה 16

סיכום מנהלים
פיתוח של מקורות אנרגיה חלופיים חדשניים, יחד עם מקורות אנרגיה מתחדשות נוספות, קריטיים על מנת שניתן יהיה להוריד באופן ניכר את אחוז גזי החממה כפי שנקבע בהסכמי קיוטו (Kyoto protocol). חלק מאותן מקורות אנרגיה מתחדשות, נמצאת גם טכנולוגיית המרת אנרגיה מגלי ים (Falnes and Lovseth, 1991; Clement, McCullen and Falcao, 2002; In: Iglesias, Lopez, Carballo, Castro, Fraguela and Frigaard, 2009).

אנרגיה המופקת ממי ים, מוגדרת על ידי מדינות רבות, כאחד ממקורות האנרגיה המבטיחות ביותר מבין האנרגיות המתחדשות (Liberti, Carillo and Sannino, 2013). גלי ים ובעיקר גלי אוקיינוס נחשבים לעצומים, הם מקור אנרגיה בלתי מנוצל והפוטנציאל הגלום בהפקת אנרגיה מגלים הוא ניכר (Drew, Plummer and Sahinkaya, 2009).

על מנת שניתן יהיה למקסם את ההחזר הכלכלי מהפרויקטים הללו, כל מתקני המרת אנרגיה מגלי הים, אמורים לספוג כמה שיותר מאנרגית הגלים, להמיר את אותה אנרגיה נקלטת לאנרגיה חשמלית ולמכור את החשמל המופק בצורה של MWh (Holmberg, Andersson, Bolund and Strandanger, 2011).

הפקת אנרגיה מגלי ים, מגלמת בתוכה יתרונות רבים, הרבה מעבר ליתרונות הגלומים בהפקת אנרגיה מתחדשת אחרת כמו אנרגיית רוח ואנרגיה סולארית שאינן מזהמות (Henfridsson, Neimane, Strand, Kapper, Bernhoff and Danielsson, 1997; In: Iglesias et al., 2009). היתרונות העיקריים הם: יכולת ניבוי גבוהה יותר של המשאב, צפיפות מתח גבוה, ניצולת גבוהה של אנרגיית הגל, השפעה סביבתית וויזואלית נמוכה, וגלים יכולים לנוע על פני שטח נרחב.

על מנת להבין את היתרונות שבהמרת אנרגית גלי ים לאנרגיה מתחדשת, ראשית יש להתמודד עם מספר אתגרים טכנולוגיים, בעיקר על מנת שניתן יהיה להגיע למיצוי מיטבי של הפוטנציאל הטמון בגלי האוקיינוסים ושיכול להוביל לייצור מסחרי וכלכלי של חשמל (Drew et al., 2009). האתגר הטכנולוגי הראשון, הוא המרת כוח איטי (∼0.1 Hz), רנדומלי, ובעל תנועה מחזורית, לתנועה שימושית המסוגלת להניע ממיר חשמלי שמספק אנרגיה לרשת החשמל. גלים משתנים הן בגובהם והן בתכיפות שלהם, ולכן האנרגיה המצופה מהם משתנה בהתאם לכך. כאשר אנרגיה אחרת ניתן לצפות ולהעריך, הרי שאת המשתנים הללו קשה להעריך בצורה מדויקת ולכן קיים קושי בהמרה קבועה של אנרגיה. אתגר נוסף הוא, העובדה כי באתרים המרוחקים באופן ניכר מהחוף, כיוון הגלים משתנה באופן גבוה, לכן מתקני ההמרה צריכים להתאים את עצמם לכיוון של הגלים וזאת במגבלות העיגון של אותם מתקנים. כאשר המתקנים ממוקמים קרוב יותר לחוף, ניתן לצפות באופן מדויק יותר את כיוון הגלים ולנצל באופן מיטבי את הטכנולוגיה (Drew et al., 2009). בנוסף, על המתקן לעמוד בתנאי ים קשים במיוחד וגלים חזקים וגבוהים. אחד האתגרים החשובים ביותר שמתכנני המתקנים והמהנדסים נאלצים להתמודד איתו, הוא האתגר הכלכלי. היכולת לייצר מספיק אנרגיה ולהעבירה לרשת החשמל הארצית בעלות נמוכה (Leijon, Danielsson, Eriksson, Thorburn, Bernhoff, Isberg, Sundberg, Ivanova, Sjostedt, Agren, Karlsson and Wolfbrandt, 2006; In: Drew et al., 2009).

עבודה זו עוסקת בטכנולוגית המרת גלי ים (Wave Energy Converters - WEC) לחשמל. בחלקה הראשון, סוקרת העבודה את ההיסטוריה והרקע של מתקני ההמרה והטכנולוגיה שפותחה כבר בתחילת המאה ה-20. בהמשך סוקרת העבודה את היתרונות והחסרונות של שיטת המרה זו והאתגרים הרבים העומדים בפני מתכנני המתקנים והמהנדסים. בנוסף, סוקרת העבודה את סוגי המתקנים השונים והטכנולוגיות הקיימות כיום בשוק. בחלקה השני מציגה העבודה את עיקרי הממצאים מהסקירה.