האם אפשר לייצר חשמל פשוט מהמפגש בין מי נהר למי ים? הרעיון הזה מעסיק חוקרים ברחבי העולם כבר עשרות שנים. אלא שלמרות הפוטנציאל הגדול, מערכות שפותחו כדי להפיק אנרגיה מהפרשי מליחות סיפקו לא פעם הרבה פחות חשמל מכפי שחזו המודלים התיאורטיים.
כעת, צוות חוקרים מהמחלקה להנדסת מכונות באוניברסיטת בן־גוריון בנגב מציג הסבר מדעי לפער, במחקר שעשוי לסייע בתכנון הדור הבא של מערכות להפקת חשמל ממי ים.
הטכנולוגיה, המכונה גם "אנרגיה כחולה", מבוססת על תופעה טבעית: כאשר מים ברמות מליחות שונות נמצאים משני צדיה של ממברנה מיוחדת, יונים יכולים לנוע דרכה באופן שמאפשר הפקת אנרגיה חשמלית. בניגוד לאנרגיה סולארית או לאנרגיית רוח, התהליך אינו תלוי ישירות בשעות השמש או בעוצמת הרוח.
אלא שבמשך שנים התקשו החוקרים לחזות במדויק כמה חשמל אפשר להפיק באמצעות הטכנולוגיה. חלק מהמודלים התמקדו בממברנות הזעירות שדרכן עוברים היונים, מבלי להביא בחשבון באופן מספק את השפעת מאגרי המים הגדולים שמשני צדיהן.
המחקר החדש, שהובילו פרופ' יואב גרין, אורן לביא וד"ר רמדאן אבו רג'אל מאוניברסיטת בן־גוריון, מצא כי להתנגדות החשמלית שמייצרים מאגרי המים יש השפעה מכרעת על ביצועי המערכת. התעלמות מההשפעה הזו עלולה להוביל לתחזיות תפוקה הגבוהות בכמה סדרי גודל ממה שניתן להפיק בפועל.
החוקרים גילו גם כי תנאי המליחות שבהם מתקבל הזרם החשמלי המרבי אינם בהכרח התנאים שבהם מתקבל ההספק החשמלי הגבוה ביותר. המשמעות היא שתכנון מערכת לפי עוצמת הזרם בלבד עלול להחמיץ את נקודת הפעולה שבה ניתן להפיק את מרב האנרגיה.
במסגרת המחקר פותח מודל פיזיקלי חדש המתאר את התנהגות המערכת כולה, לרבות המסנן ומאגרי המים שסביבו. המודל נבחן ואומת באמצעות סימולציות ממוחשבות, וממצאיו פורסמו בכתב העת המדעי PRX Energy.
"עד היום, היעדרו של מודל פיזיקלי עצמי־עקבי חייב ניסיינים לכוונן חומרים וצורות של ערוצים בניסוי וטעייה אמפירי", הסביר פרופ' גרין. לדבריו, במקום למקד את מאמצי הפיתוח רק בחיפוש אחר חומרים חדשים, יש חשיבות גם להפחתת ההתנגדות החשמלית שנוצרת במאגרי המים, בין היתר באמצעות קירוב האלקטרודות לממברנה.
לממצאים עשויה להיות משמעות גם בתחומים נוספים המבוססים על מעבר יונים דרך ממברנות, ובהם טכנולוגיות התפלת מים וחיישנים זעירים המשמשים במחקר ביולוגי.
עם זאת, חשוב להבחין בין ההתקדמות המדעית לבין יישום מעשי. המחקר אינו מציג תחנת כוח חדשה או מערכת מסחרית שכבר מפיקה חשמל זול ממי ים. תרומתו המרכזית היא בהבנה טובה יותר של המנגנונים המגבילים את התפוקה, וביצירת בסיס תיאורטי שעשוי לסייע למהנדסים לשפר מערכות בעתיד.
המחקר שנערך בבאר שבע אינו מבטיח שמי הים יהפכו בקרוב למקור חשמל זמין לכל בית, אבל הוא עשוי לסייע לפתור אחת הבעיות שמקשות כיום על מימוש הפוטנציאל של האנרגיה הכחולה.
קבוצת ערים
- אופקים
- אור יהודה
- אילת והערבה
- אשדוד
- אשקלון
- באר יעקב
- באר שבע והנגב
- בת ים
- גבעת שמואל
- גבעתיים
- גדרה
- גן יבנה
- גני תקווה
- דימונה
- הרצליה
- חולון
- יבנה
- יהוד מונוסון
- יהודה ושומרון
- ירוחם
- ירושלים
- כל הארץ
- כפר סבא
- לוד
- מודיעין מכבים רעות
- מועצות - עוטף עזה
- מזכרת בתיה
- מצפה רמון
- נס ציונה
- נתיבות
- נתניה
- סביון
- ערד
- פתח תקווה
- קריית אונו
- קריית גת
- קריית עקרון
- קרית מלאכי ו-מ.א באר טוביה
- ראש העין
- ראשון לציון
- רחובות
- רמלה
- רמת גן
- רמת השרון
- שדרות
קטגוריות
זכויות יוצרים: המערכת משקיעה מאמצים רבים באיתור בעלי זכויות היוצרים בתכנים המופצים ברבים. במידה ופורסמה מדיה שבעליה אינו ידוע, השימוש נעשה לפי סעיף 27א לחוק זכויות יוצרים. אם הנכם בעלי הזכויות, ניתן לפנות אלינו לצורך הוספת קרדיט או הסרת התוכן.
