» «
אנרגיה חלופית
מה זו אנרגיה חלופית?



אנרגיה חלופית (Alternative energy) היא אנרגיה שמיוצרת בתהליכים שאינם פוגעים בסביבה. זוהי אנרגיה ממקור חלופי, שהוא בלתי מתכלה.

הפחם והגז הם מקורות המבוססים על דלק מאובן, שאריות פריסטוריות של צמחים ובעלי חיים קדומים ששקעו ונרקבו. הם מוגבלים בכמותם בכדור הארץ. המקורות החלופיים לעומתם, הם אינסופיים.

מקור חלופי לאנרגיה הוא גם נקי יותר מאשר יצור אנרגיה ממקורות מתכלים ומזהמים. אם משתמשים בחומרים כמו פחם וגז, תהליך הזיקוק והשריפה שלהם מזהם את הסביבה מאד. התהליכים הללו הם בלתי נמנעים בשימוש במקורות אנרגיה כאלה. לכן האנרגיה החלופית עדיפה לאדם ולסביבה.

מה שמקשה על האנושות לעבור לאנרגיות חלופיות וכמובן אנרגיות ירוקות הוא חוסר היכולת נכון להיום, לאגור את האנרגיה הזו לזמנים בהם השמש לא זורחת והרוח לא נושבת. אם אינך יכול לשמור את החשמל שצברת מהשמש הקיצית עד לעונת החורף, איך תסתדר בלי פחם או גז בחורף הקר?

זו השאלה הגדולה וזה האתגר הטכנולוגי בגדול ביותר של זמננו, בהם ברור שמשבר האקלים לא יסתיים מעצמו והשעון מתקתק.

בין סוגי האנרגיה החלופית ניתן למצוא את האנרגיה הסולארית, את אנרגיית רוח, אנרגיית המים, אנרגיה זמינה מדלקים ביולוגיים, אנרגיה שנוצרת ממשאבי החום שבכדור הארץ, אנרגיית גאות ושפל שמנצלת את שינוי גובה פני הים להפעלת טורבינות ליצירת חשמל ועוד.


הנה החזון הנפלא של אנרגיה שלא הורסת את העולם (מתורגם):

https://youtu.be/_6gV8Fzszjg


דוגמאות לשתי שיטות של אנרגיה חלופית (עברית):

http://youtu.be/OOilTP0lJag


הקושי הגדול למעבר מלא לאנרגיה החלופית הוא אגירת האנרגיה (עברית):

https://youtu.be/DhCMYteuM3o


על האפשרויות שגלומות בפיתוח האנרגיה הסולארית:

https://youtu.be/NDZzAIcCQLQ


והעתיד של מקור האנרגיה החלופית עשוי להיות בחלל:

https://youtu.be/1JHY4KLz4M4
כבשן סולארי
מה זה כבשן סולארי?



כבשן סולארי (solar furnace) הוא מתקן שמרכז את קרני השמש כדי להפיק טמפרטורות גבוהות. כדי ליצור כבשן סולארי בונים מבנה הכולל מערך גדול של מראות או מראה פרבולית אחת, שמרכזים את האור על נקודת מוקד קטנה. ריכוז האור בנקודת המוקד יכול להביא את הטמפרטורה בה עד ל-3,000 מעלות צלזיוס.

החום העצום שנוצר בנקודת המוקד של הכבשן הסולארי משמש כדי לחמם מים למערכות חימום מרכזי בארצות קרות, להתיך מתכות כמו פלדה או להפעיל טורבינה להפקת חשמל.

הכבשן הסולארי הגדול בעולם הוא הכבשן הסולארי בגובה 9 קומות שנבנה ב-1970 באודילו שבהרי הפירנאים בצרפת. קראו עליו באאוריקה בתגית "הכבשן הסולארי באודילו".

כיום בונים בעולם יותר מגדלים סולאריים, שבנויים על עיקרון דומה, אבל בצורה חסכונית וקלה יותר להפקת אנרגיה.


הנה הכבשן הסולארי באודילו שבצרפת:

http://youtu.be/k9YfyzJ7S8Q
מפרש שמש
מהו מפרש השמש שיטיס חלליות בחלל?



כבר בשנת 1920 הגה מהנדס הרקטות הסובייטי פרידריך זנדר את הרעיון הנועז והחדשני שחלליות בעתיד יוכלו לטוס באמצעות הנעה חללית שמבוססת על לחץ קרינה. הרעיון היה ונשאר פשוט - מפרש שמש שיוצמד לחללית יאפשר לה לאגור קרינה מאור השמש וליצור את האנרגיה הנחוצה למסעות ארוכים בחלל.

מפרש השמש הוא משטח גדול, ממש כמו מפרש, שנהדף כשפוגעת בו קרינה של כוכב וההדף הזה הוא המטיס אותו ואת החללית שאליה הוא מוצמד. ממש כמו מפרש רוח, תוכל החללית לשייט בין כוכבים, בעזרת מפרשי השמש שלה.

במשך כמעט מאה שנים, נשאר מפרש השמש רעיון תיאורטי, אך בשנים האחרונות הטכנולוגיה הגיעה ליכולות של ממש בייצור של מפרשי שמש שמספקים מספיק אנרגיה למעוף בחלל.

הניסויים שנעשו במסלול ארץ נמוך, נחלו הצלחות מסוימות. על אף שהחללית קוסמוס 1 ששוגרה ב-2005 אבדה בחלל, בלי קשר למפרש השמש שלה, שוגרו שוב מפרשי חלל והביאו חלליות עד לכוכב נוגה.


הנה מפרשי השמש של החלליות שהוצעו כבר בשנות ה-70:

https://youtu.be/-cEXKu_Onlk


ההגיון במפרשים הללו:

https://youtu.be/8LmePYdraoU


תכניות מוקדמות של המפרשים אל מול השמש:

https://youtu.be/FPlZ0MNHerw


והחללית "הליוס" שמתוכננת לטוס עם מפרש שמש אל מחוץ למערכת השמש:

http://youtu.be/4F97NdwvmUM
אנרגיה מתחדשת
מהן אנרגיות מתחדשות?



אנרגיות מתחדשות הן אנרגיות שנוצרות מהשמש, הרוח, המים, תהליכים ביולוגים, מגאות ושפל ומהחום הפנימי של כדור הארץ.

מקור האנרגיה המתחדשת הוא בתהליכים טבעיים, שיתרונם הוא בכך שהם אינם מתכלים כתוצאה מהשימוש בהם להפקת האנרגיה.

זאת בניגוד למקורות אנרגיה מדלקים מאובנים, כלומר ממשאבי כדור הארץ שהם מוגבלים, כגון דלק, פחם, גז טבעי ופצלי שמן.

מעבר לשמירה על כדור הארץ, בעזרת האנרגיה המתחדשת ניתן לצמצם את פליטת גזי החממה שלא זו בלבד שמזיקים לכדור הארץ, אלא גם פוגעים באדם ובבעלי החיים ובשימוש בה ניתן לתרום משמעותית לאיכות הסביבה.


#מקורות האנרגיה המתחדשת
בין מקורות האנרגיה הירוקים נוכל למצוא את אנרגיית המים, אנרגיית הרוח ואנרגיית השמש (הידועה גם כאנרגיה סולרית) הידועות ביותר.

אבל לצד הפקת האנרגיה בדרכים מוכרות אלה, מפיקים היום אנרגיה גם מתהליכים ביולוגיים, שנקראת "ביומסה". יש הפקה של אנרגיה שמקורה במאגר החום הפנימי של כדור הארץ ונקראת "אנרגיה גאותרמית" ולצידה אנרגיית גאות ושפל, המייצרת אנרגיה מהתופעות הללו, המתרחשות כתוצאה מכוחות המשיכה של הירח והשמש.


הנה סרטון על האנרגיות המתחדשות (עברית):

http://youtu.be/Ljuyf2EVHyk


סוגי אנרגיות מתחדשות ואחרות:

https://youtu.be/a415XK4FSCY


על המאמצים ליצירת אנרגיה מתחדשת בישראל (עברית):

http://youtu.be/ZGoUcHwP-co


וכמה חשוב לנטוש את האנרגיה המתכלה (עברית):

https://youtu.be/lxIztw8k6do

אנרגיה ירוקה

אגירת אנרגיה
איך אגירת אנרגיה תפתור את משבר האקלים?



המצבר, אותו מתקן פשוט ויעיל, שאוגר חשמל ושומר אותו לשעת הצורך, שינה לחלוטין את חיינו בעידן המודרני. אין מכשיר המשמש אותנו כשאנו ניידים, שאינו מופעל על ידי מצברים כלשהם.

אבל מצברים כאלו הם מוגבלים. הם קטנים ומשמשים לאגירת כמויות קטנות של חשמל ולא יכולים לאגור אנרגיה בכמות שתאפשר יותר.

הצורך באגירת אנרגיה (Energy storage) בימינו הוא עצום. הוא הכרחי בעידן ההתחממות הגלובלית, עידן בו נעשים מאמצים לעבור לאנרגיות חלופיות ונקיות במקום האנרגיות המזהמות והמתכלות כמו פחם, דלק וגז.

ובעידן הזה מורגש יותר מתמיד חסרונם של מצברים או פתרונות אגירה של אנרגיה ירוקה בכמויות ענק.

למעשה, מה שמקשה יותר מכל על האנושות לעבור לאנרגיות חלופיות, ובמיוחד לאנרגיות נקיות, הוא חוסר היכולת הנוכחית לאגור את האנרגיה הירוקה והעצומה שניתן לייצר באמצעים הללו, לזמנים בהם השמש לא זורחת או שהרוח לא נושבת.

כי טורבינות רוח ענקיות, חוות ענק סולאריות המייצרות חשמל מאור השמש, סכרים עם טורבינות מים שמפיקות חשמל מכוח המים הזורמים וכדומה - כולם טובים ומייצרים חשמל בנדיבות, אבל איך נשמור ונאגור את החשמל שהם מייצרים ללא סוג מתאים של מצברים או אמצעי אגירה כלשהם?

הרי אם אינך יכול לשמור לחורף את החשמל שצברת מהשמש הקיצית, איך תסתדר בלי פחם או גז מזהמים בחורף הקר?

זו השאלה הגדולה וזה האתגר הטכנולוגי הגדול ביותר של פיזיקאים וממציאים בזמננו, כשברור שמשבר האקלים לא יסתיים מעצמו, שהשעון מתקתק וממש לא לאיטו.

חברות טכנולוגיה מנסות לפתח את האמצעים הללו, שיצילו במידה רבה את העולם. בעולם משתמשים באנרגיה הנותרת מעודף הייצור הירוק, כדי להחזיר את המים בחזרה למאגר העליון. זה יאפשר להשתמש בהם שוב כשיהיה צורך בחשמל רב, אבל מחייב מערכות עצומות ויקרות ושטחים נרחבים.

בישראל פועל מיזם פורץ דרך שכבר הוכיח את יכולתו באגירת החשמל לסלעים אבל נתקל בבירוקרטיה מרגיזה שמונעת פתרון ארצי והפיכה למעצמה המובילה בתחום. בפינלנד מפתחים טכנולוגיה שבה יאגרו את חום השמש בחול, עד לשימוש בו בעונת החורף. נקווה לטוב.


הנה כתבה מצוינת על הצורך באגירת אנרגיה בעולם המתחמם (עברית):

https://youtu.be/DhCMYteuM3o


ישראל הפכה בשנים האחרונות למעצמת אגירה (עברית):

https://youtu.be/DGJYEf30GcY


פטנט ישראלי לאגירת חום בסלעים הוא מוצלח ומבטיח (עברית):

https://youtu.be/-6Rzs5mrEqs


אגירת מים קרים בלילה כפתרון למיזוג חסכוני של בניינים בשעות היום (עברית):

https://youtu.be/GRd-2iTQJDQ


האם אלה מצברי העתיד?

https://youtu.be/ZXo66rawpHQ?long=yes


אולי ים יוכל לשמש לאיחסון של אנרגיה?

https://youtu.be/gd1fTJ-csio?long=yes


וסרטון תיעודי על הצורך הגדול בפתרונות אגירת אנרגיה למעבר לאנרגיה חלופית:

https://youtu.be/EoTVtB-cSps?long=yes
תחנות רוח מעופפות
מהן תחנות הרוח המעופפות ומה יתרמו בעתיד?



תחנות רוח מעופפות (Flying wind turbines) הן סוג של דאונים ממונעים הטסים במעגלים וזרמי האוויר. אלה מניעים בהם מדחפים המחוברים לדינמו ויוצרים חשמל.

ככל שתחנת הרוח המעופפת עולה לגובה רב יותר, הרוח חזקה יותר ומאפשרת ייצור של יותר חשמל וביעילות רבה מזו של כל שבשבת רוח קרקעית.

מומחים מעריכים שתחנות החשמל המעופפות ישמשו בעתיד לייצור של חשמל באזורים נידחים שבהם לא ניתן ליצור חיבור רציף לרשת החשמל. מבסיסי צבא ומוצבים מרוחקים ועד למתקני מחקר שונים, או התיישבויות מרוחקות תחנות החשמל הללו יוכלו לספק חשמל זול וקבוע, מבלי להתבסס על גנרטורים המחייבים אספקה קבועה של דלק.


הנה סרטון על תחנות רוח המעופפות והפתרון שהן מאפשרות ליצירת חשמל מהרוח:

http://youtu.be/BIcwd0uRn10?t=26s


שימוש אפשרי בעתיד במסוקי רחפן שהטורבינות שלהם ישמשו לייצור חשמל:

http://youtu.be/m13VJ2SYcjM


ניסויים בטורבינת הרוח המעופפת Wing 7 שמדחפיה מייצרים חשמל:

https://youtu.be/hbPXXpaW5ws
הליוסטט
מהו הליוסטט?



הליוסטטים (Heliostats) הם מראות קעורות, שמאפשרות ייצור של חשמל מקרני השמש. המראות הללו עוקבות אחרי השמש על ידי תנועה לזוויות שונות, כך שיכוונו בכל שניה את קרניה בצורה הטובה ביותר לעבר מגדל סולארי. המגדל הסולארי ממיר את הקרניים שמופנות אליו מההליוסטטים לחשמל, לרוב על ידי חימום מים ויצירת קיטור.

כל הליוסטט (Heliostat) עוקב בנפרד אחר מיקום השמש ביחס אליו, באמצעות תוכנת מחשב המחשבת את מיקומו המדויק ומסובבת אותו כך שיכוון את קרני השמש לכיוון המגדל. הנתונים שבהם משתמשת התוכנה הם מיקום המראה עצמה על פני כדור הארץ ומיקומו של המגדל הסולארי שאליו יכוונו הקרניים. אלה נבחנים באלגוריתם ממוחשב, על פי הזמן המדוייק בחלקי שניות ומערכת הבקרה הממוחשבת מסובבת את ההליוסטט ומכוונת אותו בזווית הנכונה לשיגור קרני השמש אל המגדל הסולארי. לפי הוראת המחשב מניעים מנועים חשמליים את המראה בצידוד והגבהה לזווית המדויקת והאופטימלית שאליה היא צריכה לפנות.

כמובן שזה קורה בו-זמנית באלפי הליוסטטים שסובבים את המגדל הסולארי. הקולטים הנעים הללו מנצלים את קרני השמש ומאפשרים יצירה של יותר חשמל, ביעילות גדולה יותר ובשטחים קטנים יותר מאשר אלו הנדרשים לחוות קולטים גדולות או לריצוף גגות בקולטים רגילים. חוות הליוסטטים כזו מבטיחה את הניצול המרבי של קרני השמש ליצירת חשמל, בכל שעה ביום ובשנים האחרונות גם בלילה.


הנה המגדל הסולארי הראשון בעולם שמייצר חשמל 24 שעות ביממה:

http://youtu.be/14F1sW7U7GM


מגדל השמש שבנגב שלנו, עם 50 אלף הליוסטטים, הוא הגדול ביותר בעולם:

https://youtu.be/No12saDyyoU


ההליוסטטים, כלומר המראות ששולחות את קרני השמש אל המגדל הסולארי:

http://youtu.be/LMWIgwvbrcM


כך מסתובב הליוסטט ממוחשב:

http://youtu.be/RSjefWkZAzI


והליוסטט פשוט עובד כך:

http://youtu.be/AiwAFCa5CEI
אנרגיה
איך נייצר אנרגיה בעתיד?



בעתיד העולם הולך לשלם מחיר כבד אם לא נייצר אנרגיה בשיטות חדשות ומזיקות פחות לסביבה.

זיהום האוויר, התחממות כדור הארץ ושינויי אקלים קשים - כל אלה ותופעות קשות אחרות יכריחו את האדם לייצר אנרגיה מתחדשת, מאור השמש, הרוח, המים וכדומה. האנרגיה בחיינו ובמיוחד החשמל, הם חשובים מאוד. אבל עליהם ליצור חשמל נקי ולהתבסס על אנרגיה מתחדשת.

השיטות הישנות והמיושנות הן לא רק מזיקות, אלא גם משחיתות ומייצרות פוליטיקה עולמית שבה כולם תלויים במספר מדינות שיש להן נפט והן מוכרות אותו ביוקר ומשתמשות בהכנסות העצומות ממנו למטרות שאינן תמיד טובות.

לכן, סביר שבמוקדם או במאוחר יעבור העולם לייצור חשמל ואנרגיה ממקורות חלופיים, בריאים יותר, מזיקים פחות וכאלה שיתרמו טוב יותר לרווחת האדם. מקורות כאלה הם הרוח, אור השמש, כוח המים וכדומה.


הנה דלק המימן שייתכן שישראל תהיה המובילה בו (עברית):

https://youtu.be/ZUKQmVmzsrc


האנרגיות המתחדשות של העתיד:

http://youtu.be/Gz_L6KuqvFI


אפשרות אחרת של איים סולאריים לייצור חשמל:

http://youtu.be/D1XyR3YOVZQ


וכמה ממקורות האנרגיה האפשריים בעתיד:

http://youtu.be/uStFvcz9Or4


חשמל בחלל
איך בעתיד ייצרו חשמל בחלל?



האנרגיה הסולארית בכדור הארץ הולכת והופכת שימושית. ככל שמחירי הדלק עולים והעולם פחות ופחות מעוניין להיות תלוי בדלק, גדל הרצון לנצל את השמש לייצור של חשמל זול ונקי לסביבה. בשנים האחרונות חוקרים יותר ויותר את האפשרות לייצר אנרגיה סולארית מהחלל.

היתרונות בהוצאת הלוחות הסולאריים לחלל הם גדולים ואפשר לסכם אותם בקיצור בכך שאין שום דבר שמפריע לקרני השמש וחוסם חלק מהן, בדרך אל הלוח הסולארי שימיר אותן לחשמל. לא עננים, לא אטמוספרה ולא שום דבר - הדרך פנויה להפקת כמות האנרגיה המירבית.

מערכות חשמל סולארי חללי (Space Solar Power או SSPS) יוכלו לקלוט את קרני השמש ולהמירן לאנרגיה. את האנרגיה ישדרו המערכות החלליות לתחנות קליטה על פני כדור הארץ, בצורה של קרני לייזר או מיקרוגל. שם הן יומרו לחשמל, שישמש לתאורה, חימום ושאר השימושים האנושיים בחשמל.

ביפאן עובדים על תחנה כזו במסגרת תכנית החלל שלהם הנקראת JAXA. הם מבטיחים שעד 2030 תוצב תחנת הכוח החללית הראשונה בחלל ותחל לעבוד. סין כבר הודיעה שתקדים גם היא לעשות זאת וכבר ב-2025 היא מתכוונת למקם חווה סולארית בחלל.


כך ניתן לייצר חשמל בחלל בעתיד בטכנולוגיית SSPS, מה שסין עומדת לעשות בקרוב:

https://youtu.be/zrO3OZ92Znc


הסבר של הרעיון:

https://youtu.be/y2eQfpXQeTQ


כך תועבר האנרגיה שתצטבר בתחנת החלל אל תחנת הממסר שעל כדור הארץ ומשם אל הערים הגדולות והישובים:

https://youtu.be/BoxXlF9mepU


גם כאן:

https://youtu.be/vJcev0Jq3Ig


ומודל של תחנות כוח חלליות שיעבירו חשמל כדי להאיר ערים שלמות על פני כדור הארץ:

https://youtu.be/MrVyr-ndElw
מהם מקורות האנרגיה השונים ומה החלוקה ביניהם?



מקור האנרגיה הכי נפוץ כיום הם דלקים מאובנים. אלו מקורות אנרגיה הנחצבים מקליפת כדור הארץ והבולטים מביניהם הם הנפט, הפחם והגז הטבעי.

למעשה, הדלקים המאובנים הם ספקי אנרגיה מזהמים מאוד וגם מתכלים, כלומר הם עתידים להיגמר בשלב כלשהו, אולי אפילו תוך מספר שנים, לא לפני שיזהמו את אטמוספרת כדור הארץ וכבר מעלים את הטמפרטורות לממדים בלתי נסבלים. לכן הם גם זכו בשמות כמו אנרגיה מתכלה, אנרגיה לא מתחדשת, או דלקים מחצבים. קראו על כך בתגית "גורמי משבר האקלים".

לא חסרות אפשרויות נוספות להפקת אנרגיה, אפשרויות שהן לא מדלקים מאובנים. הן מאפשרות הפקת חשמל, כלומר אנרגיה, מכוח המים, מאור השמש, מכוח הרוח ואפילו מצמחים.

יש גם אנרגיית גאות ושפל, שמנצלת את השינויים בגובה פני הים, שינויים שחלים במהלך היממה כתוצאה מכוח המשיכה של הירח ושל השמש.

קיימת אפילו טכנולוגיה להפקת אנרגיה גאותרמית, אנרגיה שמקורה במאגר החום הפנימי שבתוך גרעין כדור הארץ.

אמצעים אלה נקראים אנרגיה ירוקה, או אנרגיה מתחדשת. אמצעי האנרגיה המתחדשת, לעומת הדלקים המאובנים, מאפשרים ייצור של "חשמל נקי", כלומר חשמל שאינו מזהם את כדור הארץ. כלומר, זו אנרגיה חסכונית והיא אינה מכלה משאבים יקרים שעלולים להיגמר בעתיד, כמו הגז הטבעי, הנפט או הפחם.

יש גם אנרגיה גרעינית, אנרגיה שמייצרים בתהליך של מיזוג גרעיני או של ביקוע גרעיני. אבל באנרגיה כזו יש בעיות וסיכונים אחרים, אז לא נכלול אותה באנרגיה הירוקה.


כך גילה האדם ולמד לנצל מגוון מקורות אנרגיה במהלך ההיסטוריה (עברית):

https://youtu.be/a415XK4FSCY


במשבר האקלים הקשה שגרמנו, כדור הארץ מתחנן שנבדוק שוב את מקורות האנרגיה שלנו ואת השפעתם על כדור הארץ:

http://youtu.be/8rrgpGo1Fw8


מקורות אנרגיה מתחדשים שחשוב להשתמש בהם כמה שיותר:

http://youtu.be/BpWw7Cq2shA?t=13s


והמירוץ לפיתוח אמצעים לאגירת האנרגיה הנקייה והלא יציבה של השמש והרוח (עברית):

https://youtu.be/DhCMYteuM3o?long=yes
מהו הצבע שיהפוך משטח צבוע לסולארי?



צבע סולארי (Solar paint) הוא החלום של שוחרי הסביבה ויוכל להיות גם הפתרון שיספק לנו בעתיד אנרגיית שמש חינמית בכמויות וללא הגבלה. נסו להזכר כמה יקר להתקין דוד שמש וכמה יקרים קולטי השמש שלו..

באוניברסיטאות שונות וסטרטאפים ירוקים מפותחים בשנים האחרונות צבעים שיכולים להפוך כל משטח לתא סולארי. במילים אחרות, שיהפכו את קרני השמש לאנרגיה חשמלית. חלקם מבוססים על ננו-חלקיקים המכונים "נקודות קוונטום", שיאפשרו את התכונות הנדרשות להמרת אור לאנרגיה.

היתרון ברור. אנרגיה שמקורה בשמש היא אנרגיה מתחדשת, חינמית ודי קבועה בימים שאינם ימי החורף הקשים. נסו לחשוב כמה טפשי זה להשתמש בחשמל, שמקורו בפחם או בגז מתכלים, בארץ חמה עם כל כך הרבה ימי שמש.

החוקרים מעריכים שבעתיד יהפוך הצבע הסולארי הזה למוצר מסחרי ושווה לכל נפש ויאפשר להפוך כמעט כל משטח למקור אנרגיה בריא וירוק.


מדען מסביר את הצבע הסולארי של העתיד:

https://youtu.be/upI7QJis3bY


יש סטארטאפ ישראלי שמפתח מוצר דומה:

https://youtu.be/4R8-ylw0Hf4


וספריי סולארי שיבוא בעתיד:

https://youtu.be/vLTak-gY2jM
כיצד ירוכזו קרני השמש מהחלל וייצרו חשמל?



קרני שמש חוצות את האטמוספירה בדרכן אל כדור הארץ. קולטי שמש סולאריים שפותחו עם השנים יודעים להמיר את הקרניים הללו לחימום מים וליצירת קיטור שמפיק חשמל. אך אותה אטמוספירה בולמת לא פעם את הקרניים, בשל מזג האוויר המעונן, בגלל זיהום אוויר וכדומה.

אחד הרעיונות החדשניים ליצירת חשמל בעתיד הוא העלאת כבשן סולארי לחלל, שימוקם מחוץ לאטמוספירה. הכבשן הסולארי החללי (Space solar furnace) ירכז את קרני השמש ויכוון אותן לנקודה אחת על פני כדור הארץ, שבה תצטבר אנרגיה השווה לאנרגיה המופקת מ-5000 שמשות. כך יופק חשמל רב וירוק, השומר על הסביבה ושאין לו סוף.

העקרון של כבשן החלל דומה לזה של קרן המוות העתיקה, שהמציאו היוונים הקדמונים. הדמיון הוא בשימוש באלפי מראות שיכפילו את הכוח של קרני השמש הפוגעות, על ידי כיוון של כולן אל נקודה אחת בכדור הארץ וצבירת האנרגיה העצומה בנקודה זו, כך שתגיע לטמפרטורות עצומות, שיומרו לחום ואנרגיה.


הנה התכנית ליצירת הכבשן הסולארי בחלל:

https://youtu.be/vJcev0Jq3Ig


על השיטה יש עדיין הרבה מחשבות, אבל העיקרון של ריכוז קרני השמש והמרה שלהן לאנרגיה, מוסכם:

https://youtu.be/iIXI_pl-Akk


והדגמה של ריכוז הקרניים לעבר חומרים שונים:

http://youtu.be/TtzRAjW6KO0
איך מפיקים אנרגיה ממים?



למים שזורמים בנהרות ובנחלים יש בדרך כלל כוח רב. אם מניחים טורבינות על זרימת המים, הן מסתובבות בכוח המים ומייצרות חשמל.

כך יוצרים תחנות כוח המייצרות אנרגיה מנפילת המים והזרימה החזקה שלהם. הן נקראות תחנות הידרו-אלקטריות.

כשצריך להגדיל את כוחם של המים לייצר חשמל מייצרים סכרים ומוסיפים את כוח הכבידה. המים נופלים מגובה רב וכך מתעצם כוחם לייצר חשמל.


הנה הדרך שבה המים הופכים לאנרגיה:

http://youtu.be/FUCkaXsqRP8
מי המציא את דוד השמש?



דוד שמש הוא מוצר פופולארי בבתי ישראל. הוא חוסך כסף רב על חימום המים והוא מההמצאות הבולטות בתחום הסולארי - בתחום החשוב של ניצול קרני השמש ליצירת אנרגיה.

לא רבים יודעים שמי שהמציא את דוד השמש הוא חוקר ישראלי בשם פרופסור צבי תבור מהאוניברסיטה העברית בירושלים. המדען הישראלי, שעלה לארץ מאנגליה בתחילת שנות ה-50, החליט להתרכז במחקר שילמד כיצד ניתן לנצל את מקורות האנרגיה הטבעיים שקיימים בארץ. הוא התמקד במחקר על אנרגיה סולארית וכיצד ניתן לנצלה לשימושים הכרחיים.

ממצאיו של צבי תבור הובילו להמצאת דוד השמש הסולארי, שאי אפשר כיום לדמיין בניין ישראלי ורבים מהבתים בעולם בלעדיו.


הנה סיפורו של צבי תבור מפיו:

http://youtu.be/9j8jAMR80jE?t=18s


וההמצאה הישראלית המופלאה שלו - דודי השמש (עברית):

https://youtu.be/Rd6P8lVgU4Y
מה יהיו הדרכים הסולאריות?



דרך סולארית (Solar road) היא רעיון "פורץ דרך", לדרך, שלכל אורכה תהיה מורכבת מפאנלים סולאריים, לוחות הקולטים את אור השמש וממירים אותו לחשמל. על הלוחות הסולאריים הללו ניתן לצעוד ולנסוע עם מכוניות ומשאיות, הם אינם נשברים בקלות, שכן הם מצופים בזכוכית מחוסמת שחוזקה הוא גדול בהרבה מאספלט של כבישים, מבטיחים לשרוד מיליארדי שנים ויש להם יתרונות שונים נוספים.

למשל העובדה שהם יכולים לכלול נורות לד, שיאירו את הדרך לכל אורכה, או החימום שמותקן בהם, בכדי למנוע הצטברות של שלג וקרח על הכביש בחורף. יש בהם יכולות תקשורת, בינם לבין עצמם, בינם לבין מרכזי בקרה ועם מכוניות שנוסעות עליהם.


הנה טכנולוגיית הדרך הסולארית:

https://youtu.be/YQba3ENhlKA


הטכנולוגיה:

https://youtu.be/qlTA3rnpgzU


בצרפת היו הראשונים לסלול דרך סולארית:

https://youtu.be/I7H2qPZZwa4


החברה הזו כבר פיתחה את הקולטים הסולאריים כך שיציגו תמרורים וצבעים על הדרך:

https://youtu.be/-n7R6I5Q5uY


ויש גם שיטה מעניינת ליצירת חשמל מהנסיעה בכביש:

https://youtu.be/MraQUltjkQ8
איך נוצר החשמל בטורבינות רוח?



כולנו יודעים שטורבינת חשמל היא אחת הדרכים הטובות ביותר לייצר אנרגיה ירוקה, שלא מנצלת חומרים שכמותם מוגבלת ושהשימוש בהם מזהם והורס את כדור הארץ.

אבל כיצד מייצרת הטורבינה את החשמל?

ובכן, תודות למבנה שלה, טורבינת רוח מסתובבת בכל פעם שיש רוח. משום כך נוהגים להציב אותן באזורים שהרוחות בהם מרובות. כשהרוח הנושבת, היא מסובבת את כנפי הטורבינה ובכך מעבירה את אנרגיית הרוח למנוע.

כנפי הטורבינה מחוברות למנוע שהוא למעשה גנרטור. גנרטור שפותח כדי להמיר אנרגיה סיבובית לחשמל. המשמעות של זה היא שסיבובי המנוע שנוצרים מהכנפיים והרוח מייצרים עתה חשמל.

כל שנותר עתה למערכת הוא להעביר את החשמל שנוצר מהסיבובים הללו שגרמה הרוח, אל מערכת החשמל האזורית והארצית.

ואכן, החשמל הזה עובר מהטורבינה אל רשת החשמל. באמצעות כבלי חשמל הפרושים בכל האזור, נאסף החשמל מכל הטורבינות. הוא מועבר מכאן לשימוש בנייני המגורים, התעשייה והעסקים בכל רחבי האזור והמדינה.


כך נוצר חשמל מטורבינות רוח (מתורגם):

http://youtu.be/kSFy-0xE-1U


וכך פועלות טורבינות רוח:

https://youtu.be/cuKpaPbxlvk
מהו "זהב השוטים" ולמה הוא שווה הון?
מהו המינרל שנקרא בעבר "זהב השוטים"?


המינרל פיריט (Pyrite) יוצר גבישים מרובעים להפליא, שנראים כמו יצירת אמנות מודרנית. גבישי הפיריט כה מרשימים שהם כונו בעבר "זהב השוטים". האגדה מספרת שמחפשי זהב נהגו להתבלבל וחשבו שגילו זהב, כשהתגלתה האבן. זוהי אבן מתכתית זהובה, המתגבשת לעיתים לכדורים או קוביות או נראית פשוט כגוש ללא צורה מוגדרת.

יש הרואים בה את אבן האשליות. אחרים רואים בה אבן שמעניקה לנושאים אותה הגנה מאנרגיות שליליות סביבם.

מקור השם פיריט הוא מיוונית שבה הפירוש שלו "אש" בשל הגיצים שגורם חיכוך הפיריט בפלדה או "האבן שיוצרת אש", על שום מראה הניצוצות הזהובים שלה.

כיום משתמשים בפיריט בעיקר בתעשייה. בנוסף, במחקר שפרסמה ב-2011 אוניברסיטת אורגון בארצות הברית, התגלה ש"זהב השוטים" עשוי להיות שווה זהב בסוף. זאת בזכות העובדה שהוא בעל יכולת נהדרת לקליטת אנרגיה סולארית ובעצם לייצור של חשמל. עובדה זו עתידה להעלות משמעותית את יעילות התאים הפוטו-וולטאים, שבקולטי השמש לייצור חשמל, אם הפיריט יחליף את החומרים הנפוצים בהם.


הנה "זהב השוטים" - גבישי הפיריט:

http://youtu.be/7bMYEtOHe9M


כך מבדילים בין פיריט לזהב:

http://youtu.be/TQ2DFMmIMR0


וכך בנוי הגביש שלו:

http://youtu.be/c74LrNz9Khc


איך מפיקים אנרגיה מהרוח?



כבר בימי קדם למדו בני האדם לנצל את כוח הרוח, כדי לעשות מלאכות שדרשו הרבה אנרגיה.

המפרשים שעל הספינות, למשל, איפשרו להשתמש ברוח כדי לשוט למרחקים ארוכים.

במאות הקודמות איפשרו תחנות הרוח לטחון את החיטה בכוח הרוח.

בימינו משמשות טורבינות רוח ענקיות לייצור של חשמל מכוח הרוח.



הנה טחנות רוח בנות 1,000 שנה שעדיין טוחנות באיראן:

https://youtu.be/3qqifEdqf5g


בימינו מפיקים חשמל ואנרגיה מרוח:

http://youtu.be/kSFy-0xE-1U


והחשיבות של יצירת אנרגיה מהרוח לאמריקה:

http://youtu.be/RxZ46DTALIA
כיצד הרוח מסייעת לייצר חשמל?



כוחה של הרוח הוא גדול ולרוח אין סוף. את כוחה ליצור אנרגיה הבינו כבר לפני אלפי שנים. מסירות מפרש ועד לתחנות רוח, השתמשו בכוח הרוח כדי ליצור כוח ואנרגיה. להשיט סירות או לטחון קמח הרוח הצליחה בקלות.

אז אם בימי קדם הרוח סייעה לטחנות רוח לטחון חיטה לקמח, שממנו הכינו לחם, כיום מייצרים מהן חשמל.

כשבונים טחנת רוח מודרנית, במקום שבו יש רוחות עזות, הכנפיים של הטחנה מסתובבות בזכות הרוח. הכנפיים הללו מחוברות לטורבינות, מנועים שתוך כדי הסיבוב שלהם מייצרים חשמל נקי וזול.


הנה כוח הרוח ולמה יש לטורבינות רוח 3 להבים:

https://youtu.be/RNPIRfxUTQ4


וכך פועלות הטורבינות לייצור חשמל מהרוח (מתורגם):

http://youtu.be/kSFy-0xE-1U
למה צריך טורבינות רוח?
מה עושות טורבינות הרוח?
איך עובדות טורבינות רוח?


טורבינות הרוח מאפשרות לאדם להפיק חשמל מכוחה של הרוח ולא מפחם ומזוט, שעולים הון ומזהמים את כדור הארץ.

זוהי אחת הדרכים הטובות לייצר אנרגיה ירוקה, כלומר אנרגיה שלא מנצלת חומרים שכמותם מוגבלת ושהשימוש בהם מזהם והורס את כדור הארץ.

טורבינות הרוח מתאימות למקומות גבוהים ופתוחים ולמעשה בכל האזורים שבהם הרוח מרובה. הן נחשבות מהמכשירים הטובים ביותר ליצירת אנרגיה חלופית וזולה. לכן כל המדינות החכמות מקימות חוות טורבינות ומייצרות בכך חשמל זול ונקי.


הנה מצגת וידאו שמסבירה את היתרונות של טורבינות הרוח להפקת חשמל:

http://youtu.be/NXUPMWDbzYs


כך יוצרות טורבינות הרוח המודרניות חשמל מהרוח:

https://youtu.be/qSWm_nprfqE


האם אפשר לסמוך על חשמל מרוח ושמש (מתורגם):

https://youtu.be/ObvdSmPbdLg


קבלו את טורבינות הרוח שעל רמת הגולן:

https://youtu.be/ubLoCHKu_pA


והצד הפוליטי של טורבינות הרוח (עברית):

https://youtu.be/pymi6O16GY8?long=yes
מהו המגדל הסולארי?



"מגדל השמש", תחנת כוח תרמו-סולארית, או המגדל הסולארי (Solar tower), הוא מגדל שתפקידו לנצל את אנרגיית השמש להפקת חשמל. סביב המגדל הסולארי מוצבות אלפי מראות קעורות, העוקבות אחרי השמש (הליוסטטים) כל הזמן, קולטות את אורה ומרכזות את הקרניים לעבר המגדל.

במרכז המגדל הסולארי מומרת האנרגיה העצומה שנאגרת מקרני השמש לקיטור, שמיוצר מחימום המים ומומר לאחר מכן לחשמל.

תפוקת המגדל הסולארי משתנה בהתאם למספר ההליוסטטים, כלומר המראות ששולחות אליו את קרני השמש. יש מגדלים סולאריים שמסביבם מוצבים עשרות אלפי מראות מתכווננות כאלה.

בשנים האחרונות הוקמה בנגב תחנת הכוח התרמו-סולארית הגדולה ביותר בעולם.


הנה מגדל סולארי שהוקם בנגב בכדי לייצר חשמל באמצעות כוונון של קרני השמש (ללא מילים):

https://youtu.be/EUOfpgVDqdM


הסבר על תחנת הכוח התרמו-סולארית העצומה שבנגב (עברית):

https://youtu.be/n7e65NONaME


אולי הפתרון הוא מגדלים סולאריים בגובה של קילומטר:

http://youtu.be/0tWlP0knKQU


ההסבר המדעי של המגדלים הללו:

http://youtu.be/2japP5d0qCI


דגם שמסביר את זה יפה:

http://youtu.be/rMMlmqohOJs


דיון על הטכנולוגיה של המגדלים הסולאריים:

http://youtu.be/8sLej0oD1Ak


והחווה הסולארית הגדולה Ivanpah שבמדבר מואבי בקליפורניה:

https://youtu.be/JHNPKue1lyo
מהו העץ הסולארי?
למה משמש הסכר?
כיצד מסייעים המים לייצר חשמל?
כיצד דודי השמש מייצרים מים חמים?
מהם תאים סולאריים?


אֵאוּרִיקַה - האנציקלופדיה של הסקרנות!

העולם הוא צבעוני ומופלא, אאוריקה כאן בשביל שתגלו אותו...

אלפי נושאים, תמונות וסרטונים, מפתיעים, מסקרנים וממוקדים.

ניתן לנווט בין הפריטים במגע, בעכבר, בגלגלת, או במקשי המקלדת

בואו לגלות, לחקור, ולקבל השראה!

אֵאוּרִיקַה - האנציקלופדיה של הסקרנות!

שלום,
נראה שכבר הכרתם את אאוריקה. בטח כבר גיליתם כאן דברים מדהימים, אולי כבר שאלתם שאלות וקיבלתם תשובות טובות.
נשמח לראות משהו מכם בספר האורחים שלנו: איזו מילה טובה, חוות דעת, עצה חכמה לשיפור או כל מה שיש לכם לספר לנו על אאוריקה, כפי שאתם חווים אותה.