אנרגיה סולארית

מהי אנרגיה סולארית?

אנרגיה סולארית היא אנרגיה ירוקה המנצלת את קרני השמש ומפיקה באמצעותן חשמל וחום. הצורך במציאת אנרגיה חלופית לזו המופקת מחומרים מתכלים קונבנציונאליים - הולך והופך לצורך קיומי עבור האדם המודרני. מדענים רבים שוקדים ובודקים את האפשרויות העומדות בפנינו במציאת פיתרון לבעיה סבוכה זו, החל מניצול הגאות והשפל של הים, ועד לשליטה מוחלטת על אנרגיה גרעינית.

על מנת שנוכל להסביר מה היא המשמעות של ניצול אנרגיה, אשר אינה אנרגיה המופקת מהמקורות אותם הזכרנו, יש צורך להכיר שני מושגים בסיסיים: אנרגיה חלופית ואנרגיה מתחדשת.

אנרגיה סולארית כאנרגיה חלופית

אנרגיה חלופית מגדירה למעשה כל סוג של אנרגיה, אשר אינו מופק על ידי שימוש בדלק, פחם או גז טבעי. חומרים אלו, המצויים בסביבתנו, הם חומרים מתכלים ולכן יש למצוא להם אפשרויות חלופיות בטרם הם ייעלמו מהעולם.

המושג אנרגיה חלופית, נתבע לאחר משבר הנפט בשנת 1973, בו הבין העולם לראשונה כי מחצב טבעי זה - סופו להיגמר עם ניצול מוגזם או לא מבוקר. המושג קיבל תוקף משנה לאחר אסון צ'רנוביל, בו הוכח כי יכולותיו של המין האנושי בשליטה על אנרגיה גרעינית למטרות הפקת חשמל - עודנה בשלבים מוקדמים.

אנרגיה סולארית כאנרגיה מתחדשת

על פי האמור לעיל, המחצבים הקונבנציונאליים מהם נוהג האדם בימינו להפיק את האנרגיה עבור יצירת חשמל או חום, הם חומרים מתכלים ולמעשה מדובר על אוצרות טבע אשר אנו מנצלים ולא יחזרו. משמעותה של אנרגיה מתחדשת, היא אנרגיה אשר מקור הפקתה לא מתכלה אלא מתחדש.

האנרגיה הסולארית מובילה את תחום האנרגיה המתחדשת, אך ניתן למנות עוד מספר לא מבוטל של דרכים ליצירת אנרגיה מתחדשת, כגון אנרגית רוח, בה מנוצלת הרוח להפעלת מדחפים אשר ממירים את אנרגית הרוח לחשמל (לצורך העניין, טורבינת רוח אחת מאפשרת אספקת חשמל לכ 2000 בתי אב!), או אנרגיית מים, המנצלת את הדאות והשפל בחופים לייצור חשמל.

אנרגיה פוטו ואלטאית - שימוש באנרגיה סולארית להפקת חשמל

אם כך, הבנו כי אנרגיה סולארית היא למעשה אנרגיה חלופית ואנרגיה מתחדשת, היות והיא מהווה תחליף לשיטות ייצור האנרגיה הנוכחיות וכן מקור אנרגיה בלתי נדלה. מכאן והלאה, כל שנותר הוא רק ללמוד על הדרך בה ניתן לנצל את קרני השמש ולהפיק מהן חשמל נקי, אשר ישמש לניצול ביתי או למטרות תעשייתיות.

השיטה להמרה של אנרגיית השמש לחשמל, מתבצעת על ידי שימוש בתאים פוטו ואלטאיים. תאים אלו, העשויים מסיליקון, בטכנולוגיה דומה לטכנולוגיה המשמשת בעת ייצור שבבים אלקטרוניים, בנויים מחומר מוליך למחצה (Semi conductor) אשר נמצא בין שני אלקטרודות. כאשר חושפים את התא הפוטו ואלטאי לאור, מתבצעת פעולת ניתוק של האלקטרונים, היוצרת תנועה חשמלית.

מסובך? אכן כך. השימוש בתאים פוטו ואלטאיים הוא יקר ומורכב, ויכולת הניצול של תאים אלו היא נמוכה מאוד, וזאת בעקבות עלויות הייצור היקרות והנפולת התעשייתית הגבוהה. בימים אלו, שוקדים מדענים בכל העולם, בחיפוש אחר חלופות לתא השמש המוכר. הרעיון הוא לייצר תאים מבוססי פחמן, או קולטים המבוססים על חומרים אורגניים.

שימוש באנרגיה תרמו סולארית בדודי שמש

השימוש הקלאסי והנפוץ ביותר של האנרגיה הסולארית בפשטותה, הוא חימום מים. הדרך המוכרת לנו היא על ידי שימוש בקולטנים המורכבים על גגות הבתים, אשר הופכים את אנרגית השמש לאנרגיית חום ומחממים את המים הנמצאים בדודי השמש. השימוש בדודי שמש כל כך נפוץ, עד שלמעשה בחוק הישראלי נקבע כי כל בית חדש אשר יבנה, חובה כי יותקנו עליו מערכת קולטני שמש ודודים.

תחנות כוח תרמו סולאריות

הפקת חשמל בשיטה תרמו סולארית, מתבצעת בשלב הראשון על ידי הפיכתה של האנרגיה הנקלטת מהשמש לחום. השלב השני הוא שימוש בחום על מנת ליצור קיטור, ובסופו של דבר, שימוש בקיטור על מנת להפעיל טורבינה המייצרת חשמל.

השיטות הקיימות להפקת חשמל על ידי תחנות כוח תרמו סולאריות:

שימוש במראות קעורות או שטוחות, כאשר הנוזל מועבר בתוך צינור אליו ממקדות המראות את קרני השמש ומחממות אותו. השמן המחומם בצינור משמש לחימום מים ובסופו של דבר ליצירת קיטור, המשמש כאמור, להפעלת טורבינה ליצירת חשמל.

שימוש במגדל שמש, אשר בראשו מורכב מספר רב של מראות הממקדות את קרני השמש אל קולט המורכב בראש המגדל. תפקידו של הקולט הוא להביא לחימוש של אוויר דחוס, אשר מניע טורבינה ובסופו של דבר מפיק חשמל.

ערכנו בשבילכם השוואה בין דוד שמש לדוד חשמל. לכל אחד יתרונותיו, אך במה כדאי להשתמש?

האם אפשר לייצר חשמל סולארי בלי סוף? כמה חשמל ירוק אנו יכולים להפיק לבדנו? קיראו בהרחבה על הנושא.

המחסור בנפט הינו פרדוקסלי מטבעו. האם הוא לרעתנו או לטובתנו, ואילו פתרונות חלופיים יש בנמצא?

אחת ההתפתחויות המסעירות ביותר בתחום המחקר של אנרגיה חלופית הוא המצאת מגדל השמש. קראו כאן על מגדל השמש והיכן ישנם כאלו בארצנו הקטנה.

כבר בעבר נרתמה אנרגית השמש לצרכי האדם ועד היום היא מנוצלת על ידו על מנת להפיק חום וחשמל. מהן השיטות השונות להפקת אנרגיה מהשמש?

אנרגיה תרמו סולארית רותמת את אנרגית השמש ובאמצעות המרתה לחום מנצלת אותה לטובת שלל של שימושים מעשיים 

הפקת חשמל על ידי שימוש בטורבינות רוח היא הדרך הזולה ביותר לייצור חשמל, מכיוון שעלויות ההקמה הן נמוכות במיוחד והרוח משמשת כמקור אנרגיה חלופי ובלתי נדלה

קרני השמש הם משאב טבעי שמצוי בשפע במדינת ישראל. כיצד יכולה המדינה להשתמש באנרגיה סולארית ולנצל אותה לטובת צמיחה כלכלית?

אנרגיה סולארית מנצלת את קרינת השמש והופכת אותה לחשמל או לחום. מהם החסרונות והיתרונות הקיימים בשימוש באנרגיה זו?

אנרגיה סולארית יכולה להחליף את ייצור החשמל הקונבנציונלי באופן אשר אינו גורם לזיהום אוויר, ואשר מוגדר כמקור אנרגיה "ירוק". חשמל סולארי ונקי ניתן להפיק מאנרגיה תרמו סולארית וכן מאנרגיה פוטו וולטאית.