מאת: מאיה גבעון
עם תחזיות קטסטרופליות לשינויי אקלים קיצוניים ולהתחממות של למעלה מ-2 מעלות בטמפ' הממוצעת הגלובלית עד תום המאה, נעשה ברור מאוד שההתמכרות האנושית לאנרגיה המזהמת, שמקורה בדלקים פוסיליים מתכלים (נפט, פחם וגז טבעי), חייבת להיפסק. ברחבי העולם מושקעים תקציבים לא מבוטלים בפיתוח מקורות נקיים ומתחדשים, כדוגמת אנרגיה סולארית, הידראולית וגיאו-תרמית. אין ספק, שאם יש תחום שבו עלינו ללמוד – ומהר - מעולם הטבע, הרי שזה תחום האנרגיה. הן בפיתוח מקורות נקיים ומתחדשים, והן בהתייעלות בשימוש בהם.
להלן מספר דוגמאות לאורגניזמים שמהווים מקורות השראה לפיתוח טכנולוגיות בתחום:
אצת השור – קצירת אנרגיה מגלי הים
האצה BULL KELP (Nereocystis luetkeana) מגיעה לאורך של כשלושים מטר מהמשטח בקרקעית הים ועד קרוב לפני המים, ומייצרת לעצמה את האנרגיה בתהליך פוטוסינתזה, ככל הצמחים. בזכות מבנה, הכולל גבעול חזק וגמיש, "עלים" המותאמים לזרמים בעוצמה משתנה ומבנים מיוחדים מלאי גז, המשמשים כמצופים ושומרים על האצה זקופה וקרובה לפני המים, היא משגשגת באזורים נרחבים.
תנועת האצה עם גלי הים שימשה מקור השראה לחברת BioWave, המתמחה בקצירת אנרגיה מתנועת הגלים. החברה הקנדית פיתחה מערכת גמישה ומאורכת, המתאזנת על ידי יחידות מצופים שמחוברים לאורך "גבעול", דומה לאצה. כל יחידה של המערכת מייצרת 250 קילוואט לשעה של חשמל, מתנועת הגלים. בניגוד לאצה, בזמן שהים סוער במיוחד, יתמלאו המצופים המאזנים את ה"גבעול" המאורך במים, על מנת לגרום למערכת לשקוע לקרקעית ולשמר אותה בשלמותה, עד שהים יירגע שוב והיא תתפרש חזרה למלוא אורכה.
אצת השור. תמונה מאת EncycloPetey תחת CC
חוכמת הים לטורבינות רוח יעילות יותר (לוויתן – ייעול טורבינות, להקות דגים – לסידור מערך טורבינות מיטבי)
חברת Whale Power הוקמה לטובת ייצור טורבינות רוח יעילות – כאלה המסוגלות להפיק אנרגיה גם בעוצמות רוח נמוכות יחסית. הפתרון ההנדסי נמצא בסנפירי לווייתנים גדלי סנפיר (humpback whales, Megaptera novaeangliae). נמצא כי בניגוד לתכנון הרווח, השפה המשוננת של סנפירי הצד של הלוויתן מפחיתה גרר (drag) באופן משמעותי, ומגבירה את יעילות התנועה. ומה שעובד בתוך המים – עובד גם באוויר. החברה מתמחה כיום בלהבים לטורבינות רוח ובמאווררי תקרה תעשייתיים, שמצליחים לייצר 25% יותר תנועת אוויר ממאווררים רגילים, תוך שימוש ב20% פחות אנרגיה.
טרמיטים – מופת לבקרה אקלימית פאסיבית
תילי הטרמיטים ((Macrotermes michaelsei המשמשים להם כקן, המתנוססים בנופים מדבריים למרחוק, מאכסנים מאות אלפי טרמיטים בכל אחד מהם – במבנה שהוא למעשה עיר זעירה. בזכות המבנה שלהם והאופן בו נמצאים הטרמיטים באינטראקציה עם סביבתם, הם מצליחים לשמור על טמפ' קבועה בתוך הקן ללא שימוש באנרגיה חיצונית או חומרים חיצוניים, פרט לאדמה שבה הם חפורים. בעוד שטמפ' הסביבה יכולה לנוע בין 40-1 מעלות צלסיוס, הקן ישמור על הטמפ' האופטימלית לגידול הפטרייה שמשמשת למאכל המושבה – 30.5 מעלות צלסיוס.
המעטפת העבה העשויה בוץ מוקשה, היא בעלת מסה תרמית מספקת לבודד ולמנוע שינויי טמפ' מהירים. בנוסף, תעלות אוויר צרות מתוך הקן במעלה התילים שמעליו יוצרות תנועת אוויר חם כלפי מעלה, בעוד שפתחים בבסיס המבנים מאפשרים לאוויר קריר יותר לחדור. כך נוצרת זרימה טבעית ומתמדת של אוויר רענן בתוך המחילות, גזים לא רצויים מאווררים, ונשמרת סביבה יציבה ואופטימלית.
עקרונות אלה יושמו גם במבנה מסחרי גדול בבירת זימבבואה, הררה, מבנה בשם איסט-גייט. המבנה נחנך כבר ב-1996, והוא הראשון המיישם עקרונות של קירור פאסיבי באופן מקיף, עד כדי כך שמערכות האקלים שבו עלתה עשירית בלבד מעלות מערכות קירור לבניינים רגילים, וצורכת 35% פחות מהאנרגיה הנצרכת בבניין רגיל בגודל זהה. וכבר עכשיו טוענים חוקרים – בשנים שעברו מאז נחנך הבניין, ההבנה של עקרונות הבנייה של הטרמיטים התרחבה, ויש תובנות חדשות שניתן ליישם ולהגיע למבנים חכמים וחסכוניים אף יותר.
למידע נוסף
אצת השור
טרמיטים
עם תחזיות קטסטרופליות לשינויי אקלים קיצוניים ולהתחממות של למעלה מ-2 מעלות בטמפ' הממוצעת הגלובלית עד תום המאה, נעשה ברור מאוד שההתמכרות האנושית לאנרגיה המזהמת, שמקורה בדלקים פוסיליים מתכלים (נפט, פחם וגז טבעי), חייבת להיפסק. ברחבי העולם מושקעים תקציבים לא מבוטלים בפיתוח מקורות נקיים ומתחדשים, כדוגמת אנרגיה סולארית, הידראולית וגיאו-תרמית. אין ספק, שאם יש תחום שבו עלינו ללמוד – ומהר - מעולם הטבע, הרי שזה תחום האנרגיה. הן בפיתוח מקורות נקיים ומתחדשים, והן בהתייעלות בשימוש בהם.
להלן מספר דוגמאות לאורגניזמים שמהווים מקורות השראה לפיתוח טכנולוגיות בתחום:
אצת השור – קצירת אנרגיה מגלי הים
האצה BULL KELP (Nereocystis luetkeana) מגיעה לאורך של כשלושים מטר מהמשטח בקרקעית הים ועד קרוב לפני המים, ומייצרת לעצמה את האנרגיה בתהליך פוטוסינתזה, ככל הצמחים. בזכות מבנה, הכולל גבעול חזק וגמיש, "עלים" המותאמים לזרמים בעוצמה משתנה ומבנים מיוחדים מלאי גז, המשמשים כמצופים ושומרים על האצה זקופה וקרובה לפני המים, היא משגשגת באזורים נרחבים.
תנועת האצה עם גלי הים שימשה מקור השראה לחברת BioWave, המתמחה בקצירת אנרגיה מתנועת הגלים. החברה הקנדית פיתחה מערכת גמישה ומאורכת, המתאזנת על ידי יחידות מצופים שמחוברים לאורך "גבעול", דומה לאצה. כל יחידה של המערכת מייצרת 250 קילוואט לשעה של חשמל, מתנועת הגלים. בניגוד לאצה, בזמן שהים סוער במיוחד, יתמלאו המצופים המאזנים את ה"גבעול" המאורך במים, על מנת לגרום למערכת לשקוע לקרקעית ולשמר אותה בשלמותה, עד שהים יירגע שוב והיא תתפרש חזרה למלוא אורכה.
חוכמת הים לטורבינות רוח יעילות יותר (לוויתן – ייעול טורבינות, להקות דגים – לסידור מערך טורבינות מיטבי)
חברת Whale Power הוקמה לטובת ייצור טורבינות רוח יעילות – כאלה המסוגלות להפיק אנרגיה גם בעוצמות רוח נמוכות יחסית. הפתרון ההנדסי נמצא בסנפירי לווייתנים גדלי סנפיר (humpback whales, Megaptera novaeangliae). נמצא כי בניגוד לתכנון הרווח, השפה המשוננת של סנפירי הצד של הלוויתן מפחיתה גרר (drag) באופן משמעותי, ומגבירה את יעילות התנועה. ומה שעובד בתוך המים – עובד גם באוויר. החברה מתמחה כיום בלהבים לטורבינות רוח ובמאווררי תקרה תעשייתיים, שמצליחים לייצר 25% יותר תנועת אוויר ממאווררים רגילים, תוך שימוש ב20% פחות אנרגיה.
טרמיטים – מופת לבקרה אקלימית פאסיבית
תילי הטרמיטים ((Macrotermes michaelsei המשמשים להם כקן, המתנוססים בנופים מדבריים למרחוק, מאכסנים מאות אלפי טרמיטים בכל אחד מהם – במבנה שהוא למעשה עיר זעירה. בזכות המבנה שלהם והאופן בו נמצאים הטרמיטים באינטראקציה עם סביבתם, הם מצליחים לשמור על טמפ' קבועה בתוך הקן ללא שימוש באנרגיה חיצונית או חומרים חיצוניים, פרט לאדמה שבה הם חפורים. בעוד שטמפ' הסביבה יכולה לנוע בין 40-1 מעלות צלסיוס, הקן ישמור על הטמפ' האופטימלית לגידול הפטרייה שמשמשת למאכל המושבה – 30.5 מעלות צלסיוס.
המעטפת העבה העשויה בוץ מוקשה, היא בעלת מסה תרמית מספקת לבודד ולמנוע שינויי טמפ' מהירים. בנוסף, תעלות אוויר צרות מתוך הקן במעלה התילים שמעליו יוצרות תנועת אוויר חם כלפי מעלה, בעוד שפתחים בבסיס המבנים מאפשרים לאוויר קריר יותר לחדור. כך נוצרת זרימה טבעית ומתמדת של אוויר רענן בתוך המחילות, גזים לא רצויים מאווררים, ונשמרת סביבה יציבה ואופטימלית.
עקרונות אלה יושמו גם במבנה מסחרי גדול בבירת זימבבואה, הררה, מבנה בשם איסט-גייט. המבנה נחנך כבר ב-1996, והוא הראשון המיישם עקרונות של קירור פאסיבי באופן מקיף, עד כדי כך שמערכות האקלים שבו עלתה עשירית בלבד מעלות מערכות קירור לבניינים רגילים, וצורכת 35% פחות מהאנרגיה הנצרכת בבניין רגיל בגודל זהה. וכבר עכשיו טוענים חוקרים – בשנים שעברו מאז נחנך הבניין, ההבנה של עקרונות הבנייה של הטרמיטים התרחבה, ויש תובנות חדשות שניתן ליישם ולהגיע למבנים חכמים וחסכוניים אף יותר.
למידע נוסף
אצת השור
טרמיטים
