מהי אנרגיה הידרואלקטרית?
אנרגיה הידרואלקטרית היא סוג של אנרגיה שנוצרת על ידי תנועת מים.
זוהי אחת הצורות הנפוצות ביותר של אנרגיה מתחדשת, הרותמת את האנרגיה המופקת על ידי מים הזורמים
מגובה גבוה לנמוך יותר.
תהליך זה כולל כמה מרכיבים מרכזיים:
סכר: רוב תחנות הכוח ההידרואלקטריות דורשות סכר כדי לאגור מי נהר במאגר.
האנרגיה הפוטנציאלית של המים עולה עם גובהם מעל פני הים.
מאגר: הסכר יוצר מאחוריו גוף מים גדול, שנאגר במאגר.
למים אלה יש אנרגיה פוטנציאלית בשל מיקומם המוגבה.
טורבינות וגנרטורים: מים המשתחררים מהמאגר זורמים דרך טורבינות, מסובבים אותן, מה שבתורו מפעיל
גנרטורים לייצור חשמל.
ניתן לשלוט בזרימת המים כדי לעמוד בדרישת החשמל.
קווי הולכה: החשמל הנוצר מועבר על גבי קווי חשמל לבתים, עסקים ותעשיות.
ניתן לסווג תחנות כוח הידרואלקטריות למספר סוגים בהתבסס על קיבולתן ושיטת ייצור החשמל:
נחל: אלו אינם אוגרים מים אלא מסתמכים על הזרימה הטבעית של הנהר.
יש להם השפעה מינימלית על הסביבה אך יכולים לייצר פחות חשמל, במיוחד בעונות יבשות.
מאגר (סכר): אלה כוללים סכרים גדולים האוגרים כמויות אדירות של מים, שניתן לשחרר לפי הצורך כדי לייצר חשמל.
הם יכולים לספק אספקת חשמל עקבית אך עשויות להיות להם השפעות סביבתיות משמעותיות, כגון השפעה על מערכות
אקולוגיות מימיות ועקירת קהילות.
אחסון שאוב: מתקנים אלו שואבים מים למאגר גבוה יותר בתקופות של ביקוש נמוך לאנרגיה (באמצעות חשמל מהרשת)
ומשחררים אותם בחזרה למאגר נמוך יותר דרך טורבינות כדי לייצר חשמל בזמן שיא הביקוש.
שיטה זו אוגרת ביעילות אנרגיה לשימוש מאוחר יותר.
טכנולוגיות אנרגיה הידרואלקטרית
טכנולוגיות אנרגיה הידרואלקטרית רותמות את האנרגיה של מים נעים לייצור חשמל.
טכנולוגיות אלו משתנות בהתאם להיקף הפעולה, סוג זרימת המים המשמשת, והשיטות הספציפיות המשמשות
להמרת אנרגיה הידראולית לאנרגיה חשמלית.
להלן כמה מטכנולוגיות ההידרואלקטריות העיקריות:
מפעלים הידרואלקטרים קונבנציונליים
תיאור: אלו הם הסוג הנפוץ ביותר של תחנות כוח הידרואלקטריות.
הם כוללים בדרך כלל סכר גדול שנבנה על נהר כדי ליצור מאגר. מים המשתחררים מהמאגר זורמים
דרך טורבינות, מסובבים אותן לייצור חשמל.
רכיבים: סכר, מאגר, טורבינות, גנרטורים ושערי בקרה.
יתרונות: יכולת לאגור מים, מתן מקור יציב ואמין של כוח; יכול לייצר כמות גדולה של חשמל.
חסרונות: פוטנציאל להשפעה סביבתית משמעותית, לרבות שיבוש מערכות אקולוגיות מקומיות ועקירת קהילות.
מפעלים הידרו-אלקטריים בנחל
תיאור: סוג זה מתמקד בייצור חשמל מבלי לשנות באופן משמעותי את הזרימה הטבעית של הנהר.
למפעלים אלה יש אחסון מינימלי ותלויים בזרימה הטבעית של הנהר כדי להניע טורבינות.
רכיבים: מבנה הסחה (אם קיים), סכר קטן או תעלת זרימת מים, טורבינות וגנרטורים.
יתרונות: השפעה סביבתית נמוכה יותר בהשוואה לפרויקטים מבוססי סכר; מתאים לנהרות קטנים עד בינוניים.
חסרונות: תלות בקצבי זרימת הנהר, שיכולה להשתנות עונתית, ומשפיעה על האמינות והתפוקה.
מפעלים הידרו-אלקטריים בשאיבה
תיאור: אלו הם סוג של אגירת אנרגיה הפועלת על ידי העברת מים בין שני מאגרים בגבהים שונים.
בתקופות של ביקוש נמוך לחשמל משתמשים בחשמל עודף לשאיבת מים למאגר העליון.
כאשר הביקוש גבוה, המים משתחררים חזרה למאגר התחתון, עוברים דרך טורבינות לייצור חשמל.
רכיבים: שני מאגרים, משאבות, טורבינות וגנרטורים.
יתרונות: מספק אמצעי לאגירת אנרגיה מתחדשת, עוזר לאזן את הרשת בתקופות של ביקוש גבוה או כאשר מקורות
מתחדשים לסירוגין כמו רוח או שמש אינם מייצרים חשמל.
חסרונות: מצריך השקעה ראשונית משמעותית ותנאים גיאוגרפיים מתאימים.
כמו כן, התהליך אינו יעיל לחלוטין, מכיוון שחלק מהאנרגיה אובדת.
מיקרו מערכות הידרואלקטריות
תיאור: מערכות חשמל הידרואלקטריות בקנה מידה קטן המייצרות בדרך כלל עד 100 קילוואט חשמל.
מערכות אלו מיועדות עבור קהילות קטנות, אזורים מרוחקים או בתים בודדים.
רכיבים: סכר קטן או מבנה הסחה, מערכת הובלת מים (כגון צינורות), טורבינה, גנרטור, ולעיתים קרובות מערכת אחסון סוללות.
יתרונות: השפעה סביבתית מינימלית, יכולה לספק חשמל אמין למקומות מרוחקים.
חסרונות: מוגבל לפי מיקום וזמינות מקור מים מתאים.
ממירי אנרגיית גאות וגלים
תיאור: למרות שאינן הידרואלקטריות למהדרין במובן המסורתי, טכנולוגיות אלו רותמות גם את כוחם של המים.
הם ממירים את האנרגיה מהגאות והגלים לחשמל.
רכיבים: משתנה מאוד בהתאם לטכנולוגיה, כולל מטחי גאות ושפל, טורבינות תת-מימיות וממירי אנרגיית גלים צפים.
יתרונות: מקור אנרגיה צפוי (בעיקר גאות ושפל), בעל צפיפות אנרגיה גבוהה.
חסרונות: כיום יקר יותר מצורות אחרות של אנרגיה מתחדשת, עם השפעות סביבתיות פוטנציאליות על מערכות אקולוגיות ימיות.
מיזמים בתחום האנרגיה ההידרואלקטרית
מגזר ההידרואלקטריות, בהיותו חלק מתעשיית האנרגיה המתחדשת הרחבה יותר, ראה זרם של סטארט-אפים חדשניים
המתמקדים בשיפור היעילות, הפחתת ההשפעה הסביבתית וניצול משאבי אנרגיה שלא היו נגישים בעבר.
להלן חמישה סטארט-אפים ראויים לציון בתחום האנרגיה ההידרואלקטרית:
Eco Wave Power
מיקום: ישראל
מיקוד: רתימת אנרגיית גלים לייצור חשמל.
Eco Wave Power פיתחה טכנולוגיה ייחודית הלוכדת את האנרגיה של גלי האוקיינוס והים וממירה אותה לחשמל נקי בעלות נמוכה.
המערכת שלהם נועדה להיות מחוברת למבנים קיימים, כגון מזחים ושוברי גלים, להפחית את ההשפעה הסביבתית ועלויות ההתקנה.
Natel Energy
מיקום: ארצות הברית
התמקדות: מערכות הידרואלקטריות בנות קיימא.
נאטל אנרג’י מתמחה בפיתוח של טורבינות הידרו בעלות ראש נמוך בטוחות לדגים ושיקום מערכות אקולוגיות.
הגישה החדשנית שלהם לתכנון טורבינות מאפשרת ייצור חשמל באופן התומך בבריאות הנהר ובמגוון הביולוגי.
Turbulent Hydro
מיקום: בלגיה
מיקוד: טורבינות הידרואלקטריות קטנות.
Turbulent Hydro מציעה סוג חדש של טורבינה הידרואלקטרית שתוכננה במיוחד להפרשי גובה נמוכים במים,
מה שהופך אותה למתאימה לנהרות ותעלות קטנות.
הטכנולוגיה שלהם ניתנת להרחבה, ידידותית לדגים, ומטרתה לספק פתרונות אנרגיה מתחדשת עבור קהילות
מרוחקות ויישומים תעשייתיים קטנים.
Aquantis
מיקום: ארצות הברית
מיקוד: המרת אנרגיה של זרם אוקיינוס.
Aquantis עובדת על פיתוח טכנולוגיה לרתום את האנרגיה הקינטית של זרמי האוקיינוס.
הגישה שלהם כוללת פריסת טורבינות מים עמוקים הממירות את הזרימה היציבה של זרמי האוקיינוס לחשמל,
ומציעות מקור פוטנציאלי של אנרגיה מתחדשת מתמשכת וניתנת לחיזוי.
Hydropower Innovations
מיקום: מגוון, עם פרויקטים ברחבי העולם
התמקדות: התקדמות טכנולוגית באנרגיה הידרומית.
Hydropower Innovations פועלת על שיפור היעילות והפחתת ההשפעה הסביבתית של מערכות הידרואלקטריות.
הפרויקטים שלהם כוללים פיתוח טכנולוגיית טורבינות מתקדמת, שיפורים במערכות מעבר דגים ושילוב של הידרואלקטריות
עם מקורות אנרגיה מתחדשים אחרים.
