טכנולוגיות סולאריות שונות

מערכות סולאריות

המערכות הסולאריות לייצור חשמל מקרינת השמש בנויות ממשטח רחב המיועד לקליטת קרני השמש ולהמרתה לאנרגיה חשמלית. מרבית התאים הסולאריים במשטח מיוצרים מסיליקון. הסיליקון הוא חומר שאיננו מתכלה, מצוי בשפע בטבע וכרייתו איננה כרוכה כמעט בגרימת נזק לסביבה.

בכדי לייצר תא סולארי בודד יש לטעון שכבת סיליקון אחת במטען חשמלי חיובי ושכבה נוספת במטען חשמלי שלילי. החיבור בין השכבות יוצר שדה חשמלי, כאשר קרינת השמש גורמת לתנועתם של האלקטרונים.

למעשה, כל מערכת סולארית בנויה מפאנלים, כאשר כל אחד מהם קרוי בשפה המקצועית "מודול". הפאנל הסולארי הבודד מורכב כולו ממספר גדול ביותר של תאים סולאריים. התאים הסולאריים לאורך הפאנל מצופים בחומר מגן מיוחד, ממוסגרים בתוך מסגרת אלומיניום ומכוסים מעל בזכוכית שקופה.

נוסף לכך, מחוברים התאים זה לזה בטור ויוצרים מספר רב של שרשראות במקביל. מספר המערכים של המודולים השונים מתוכננים כך שייצרו וריאציות חשמליות שונות ומרובות. בניית הפאנל לפי כללים ברורים הופכת אותו לחסין, ליעיל לאורך שנים ארוכות, ולעמיד בפני גשם חזק, רוח או ברד. 

סוגי סיליקון וההבדלים ביניהם

כדי לצור את התאים הסולאריים נעשה שימוש בעיקר בשני סוגים של סיליקון:

1. סיליקון חד גבישי טהור, הקרוי Mono crystalline

2. מסיליקון רב גבישי, הקרוי "Multi crystalline"

הסיליקון החד גבישי יעיל יותר מהסיליקון הרב גבישי אך הוא גם יקר הרבה יותר. תהליך ייצור התאים מסיליקון גבישי הוא יקר באופן יחסי ותלוי בשיטה בה הוא מופק ובעלות החומר עצמו.

עם זאת, הנצילות הגבוהה של הסיליקון החד גבישי, כמו גם תכונותיו האחרות, הופכות אותו ליעיל במיוחד בייצור והפקת החשמל מקרינת השמש. המושג "נצילות" מתייחס ליכולת ולאפשרות לנצל בצורה מקסימאלית את אנרגיית השמש לצורך הפקת חשמל.

ערכה של הנצילות נמדד באחוזים, כאשר לדוגמה, אם בפאנל הסולארי קיימת נצילות של 10%, כ-1,000 וואט למטר מרובע של קרינה שמספקת השמש יהפכו רק ל-100 וואט אנרגיה חשמלית הניתנת לשימוש. אומדן הנצילות לסיליקון חד גבישי הוא בין 14 ל-17 אחוזים ואומדן הנצילות לסיליקון רב גבישי הוא בין 13 ל-15 אחוזים.

בנוסף לכך, ניתן להרכיב פאנלים הבנויים משכבות דקות של סיליקון, הקרויות "Thin Film". שכבות הסיליקון הדקות הן חלק מטכנולוגיה חדשה המספקת תפוקת אנרגיה טובה ביותר ביחס להשקעה הכספית אך לצורך הקמתן דרוש שטח קליטה גדול מהרגיל.

כמו כן, ניתן להשתמש בסיליקון אמורפי וגמיש. פאנלים הבנויים מסיליקון זה הם בעלי ביצועים דומים מאוד לפאנלים של שכבות דקות, ובנוסף לכך יש להם גמישות המתאימה להתקנה על משטחים שונים.

תחזוקה שוטפת של קולטי השמש

תחזוקת הפאנלים היא פשוטה ביותר ואיננה דורשת כמעט כל מאמץ. עם זאת, חשוב להקפיד לנקות את הפאנלים מאבק שהצטבר ומלכלוך. לכלוך והצטברות אבק פוגעות ומצמצמות את ניצולת המערכת הסולארית.

בתקופת החורף וכאשר יורדים גשמים אין צורך לנקות את הפאנלים, שכן, הם מותקנים בשיפוע ומי הגשם נשטפים מהם וגם מסירים את האבק שהצטבר עליהם. באזורים בהם כמות האבק גדולה יותר, מומלץ להקפיד ולשטוף את הפאנלים בתדירות גבוהה יותר.