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


החשיבות של המעבר לאנרגיות כאלה (מתורגם):

https://youtu.be/RnvCbquYeIM


תולדות ההתמכרות האנושית לדלקי המאובנים הבולמת את האנרגיות מתחדשות (עברית):

https://youtu.be/a415XK4FSCY


על המאמצים ליצירת אנרגיה מתחדשת בישראל (עברית):

http://youtu.be/ZGoUcHwP-co


כמה חשוב לנטוש את האנרגיה המתכלה (עברית):

https://youtu.be/lxIztw8k6do


אנרגיית המימן שמבטיחה להפוך לאנרגיה הנקייה של העתיד (עברית):

https://youtu.be/ZIPX2CeuiyY?long=yes


ודלק המימן שייתכן שישראל תהיה המובילה בו (עברית):

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

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.

הראשון שבנה סוג קדום של דוד שמש היה חוקר שוויצרי שב-1777 עשה זאת, אך לא ידע להפוך את המצאתו למוצר של ממש.

200 ומשהו שנה אחר כך, לא רבים יודעים שמי שהמציא את דוד השמש, כפי שאנו מכירים אותו, הוא חוקר ישראלי בשם פרופסור צבי תבור מהאוניברסיטה העברית בירושלים.

המדען הישראלי, שעלה לארץ מאנגליה בתחילת שנות ה-50, החליט להתרכז במחקר שילמד אותו כיצד ניתן לנצל את מקורות האנרגיה הטבעיים שקיימים בארץ.

הוא התמקד במחקר על אנרגיה סולארית וכיצד ניתן לנצלה לשימושים הכרחיים, בבית למשל.

ממצאיו של צבי תבור הובילו די מהר לפיתוחו של דוד השמש הסולארי, שבלעדיו אי אפשר כיום לדמיין כמעט שום בניין ישראלי ורבים מהבתים בעולם.


הנה סיפורו של צבי תבור מפיו:

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


וההמצאה הישראלית המופלאה שלו - דודי השמש (עברית):

https://youtu.be/Rd6P8lVgU4Y

סכרים (Dams) הם מחסומים מלאכותיים שנבנים לרוחב נתיבים של זרימת מים, למטרות שונות.

לרוב בונים סכרים לצורך חסימה של זרם המים, האטה של הזרם או בקרה על זרם המים. למרבית הסכרים יש אפשרות לשליטה על זרם המים העובר בהם ופעמים רבות הסכר גורם ליצירה של מאגר מים.


#אבל מה הסיבה לבנייתם של סכרים?
למה משקיעים כל כך הרבה עבודה וכסף בהקמת סכרי ענק בעולם?

הסיבות הנפוצות לבנייתם של סכרים הן:

יצירת חשמל בכוח המים - על ידי שימוש בטורבינות שמפיקות חשמל מהאנרגיה המכנית של זרימת המים.

אגירת המים לשם השקיה - במקומות שאין בהם מספיק מים לחקלאות או בזמנים של מחסור בגשמים.

מניעת הצפות - באזורים מישוריים הנמוכים מגובה פני הים, כמו הולנד, הסכר מונע הצפה של מי הים.


הנה סכר הובר כדוגמה לבניית סכרי ענק (מתורגם):

http://youtu.be/rzcHP2KAJ_Y


ההשפעות של בניית סכרים ענקיים על רעידות אדמה (עברית):

http://youtu.be/_Rd9eKIMLGw


סכר הובר העצום, המספק מים וחשמל:

http://youtu.be/NyklSsIhXkk


וסרטון תיעודי על הסכרים הגדולים בעולם:

https://youtu.be/ciw5h6R8atU?long=yes

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

דודי השמש, ביחד עם הקולטים, מהווים מערכת לחימום מים באמצעות אנרגיית השמש. זהו מתקן סולארי פשוט יחסית לחימום מים, לרוב לשימוש ביתי, אם כי עושים בו לא פעם גם שימוש בתעשייה. הדוד הוא המתקן הנפוץ ביותר כיום הפועל על אנרגיה סולארית בלבד.

אמנם דוד השמש נולד כבר במאה ה-18, אבל דודי השמש המודרניים הם ככל הנראה פיתוח של החוקר הישראלי ד"ר צבי תבור. תבור, מחלוצי השימוש באנרגיה סולרית בישראל ואחד מהחוקרים החדשניים בעולם בתחום זה.

תבור פיתח כבר בשנות ה-50 את דוד השמש. בעזרת קולטי שמש הצליח דוד השמש שלו לחמם את צינורות המים המתפתלים בתוך קולטי השמש ומשם עברו המים לדוד עצמו. מהדוד נמשכים המים אל ברזי המים הדירתיים, כך שכל אימת שפותחים את הברז של המים החמים יוצאים משם... ובכן, מים חמים.


הנה ההמצאה הישראלית של דודי השמש (עברית):

https://youtu.be/Rd6P8lVgU4Y


קולטי השמש ודרך פעולתם:

http://youtu.be/7S5O-R2A0hw


כך פועלים הלוחות הסולאריים שעליהם דוד השמש מתבסס (מתורגם):

https://youtu.be/xKxrkht7CpY

תא סולארי המבוסס על אנרגיה פוטו-וולטאית הוא התקן סולארי שמפיק אנרגיה חשמלית ישירה על ידי קליטת הקרינה האלקטרומגנטית של השמש, כלומר האור שלה. כיום עושים שימוש בלוחות סולאריים לייצור חשמל באופן פרטי ואף באופן מסחרי.

מיקום של לוחות סולריים על גג הבית מאפשר לייצר חשמל מאור השמש ואף למכור אותו לחברת החשמל. בעלי מבנים גדולים או שטחים להקמת חוות סולאריות משקיעים כיום כסף רב ומרכיבים מערכות סולריות על הגגות או בשטחים הפנויים ומוכרים את החשמל לחברת החשמל.


כך משמשים התאים הסולאריים לייצור חשמל באופן פרטי על גג הבית (עברית):

http://youtu.be/SHjmKPLJJ4U


דרך פעולת הפאנלים הסולאריים (מתורגם):

https://youtu.be/xKxrkht7CpY


פרסומת לפאנלים סולאריים לגג הבית (עברית):

http://youtu.be/mAvjT1QKJTI


ובעלי מבנים גדולים המנצלים את האפשרות להתקין גגות סולאריים ולהרוויח כסף מהגג שלהם (עברית):

http://youtu.be/oYjYTx6Qilg

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

הכבשן הסולארי (solar furnace) העתידני שנבנה ב-1970 באודילו שבהרי הפירנאים בצרפת, הוא הכבשן הסולארי הגדול בעולם.

המראה הפרבולית שלו בנויה בגבו של בניין בן 9 קומות ומורכבת מאלפי מראות שטוחות, שיוצרות מערך קעור וגדול מאד.

כל המראות הללו מכוונות את קרני השמש אל נקודה קטנה אחת. הנקודה הזו המכונה "נקודת מוקד", נועדה להתחמם ולאפשר ניצול של החום הגבוה שמצטבר בה ליצירת חשמל ולחסכון בייצור של אנרגיית חשמל ממקורות מזהמים.

נקודת המוקד של הכבשן הסולארי שבאודילו היא בגודל של סיר בישול. החום בחימום המים בה מגיע לטמפרטורה של 3,000 מעלות.


הנה הכבשן הסולארי באודילו שבצרפת:

http://youtu.be/k9YfyzJ7S8Q


נקודת המוקד הלוהטת ומבעירה בקלות קרש שמתקרב אליה:

http://youtu.be/H0TA_aymfFw


מבט מהאוויר:

https://youtu.be/6pnqPSEE3h0?t=19s


והסבר על המתקן בצרפתית:

https://youtu.be/ij_s_WrGAkM

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, אנרגיית מימן, היתוך גרעיני, כוח המים ועוד. למדו עליהם לעומק בתגית "אנרגיה חלופית".


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

"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


הסבר באנגלית:

https://youtu.be/0OkqJw1oTMk


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

המירוץ לייצור חשמל ואנרגיה נקיים ולא מתכלים הוא בעיצומו. חברות רבות בעולם מנסות לחשוב על רעיונות יצירתיים לייצור של אנרגיה מהשמש, הרוח והמים.

חברות שונות כבר בנו דגמים בגודל טבעי של איים סולאריים שמייצרים חשמל מהשמש בלבד. איים כאלה ירוצפו בלוחות סולריים, קולטים סולריים של קרני השמש, שימירו את החום של קרני הזמש לאנרגיה חשמלית.

הכוונה היא שאם הדגמים הללו יוכחו ככדאיים, כבר בעשור הבא יתחילו בבניית איים כאלו בלב ים. רעיונות אחרים עדיין בשלב הסקיצות ובדיקת התכנות, ביניהם גשרים לייצור חשמל ומגדלים סולאריים שייצרו אנרגיה מאוויר חם שעולה ואוויר קר שיורד.


הנה התכנית של איים סולאריים לייצור חשמל:

http://youtu.be/D1XyR3YOVZQ


אבטיפוס של האי הסולארי כבר נבנה:

http://youtu.be/TcC3WHkAnuM


גשרים שיוכלו להיות תחנות כוח של ממש:

http://youtu.be/TkaPjhYuPtQ


ואולי הפתרון הוא מגדלים סולאריים בגובה של קילומטר:

http://youtu.be/0tWlP0knKQU

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