electric.org.il

מאמרים אחרונים

קישורים
- חשמל סולארי מהרוח
- מערכת סולארית פרטית
- שיטות ליצור חשמל סולארי
- מערכות סולאריות למוסדות
- התקנת מערכת סולארית
- טכנולוגיות סולאריות
- אנרגיה מתחדשת


קולטים סולאריים

קולטים סולאריים במערכת פוטו וולטאית

המרכיב העיקרי במערכת סולארית פוטו וולטאית הוא מערך המודולים. כתנאי מוקדם להתקנת מערכת סולארית (אשר ייעודה הוא ייצור חשמל סולארי) יידרש שטח מספיק לייצור החשמל המתבקש. מערך של קולטים סולאריים (מודולים) המתפרש על פני שטח של כעשרה מטרים רבועים, יוכל לספק חשמל בתפוקה אשר לא תעלה על 1 קילוואט פיק - כמות חשמל המספיקה בכדי לתפעל משק בית ממוצע במדינת ישראל.

תפוקתם של המודולים הסולאריים נקבעת על פי שטח פרישתם, מיקומו הגיאוגרפי של מערך המודולים, זווית הטייתם ועוצמת קרני השמש הפוגעת בהם. על פי רוב, ככל שיותקן המערך הסולארי דרומית במדינתנו - כך תפוקתו תגדל.

במאמר זה, נבחן לעומק את הקולטים הסולאריים (קולטים פוטו וולטאים) המהווים את המרכיב העיקרי במערכת הסולארית, ואת דרך פעולתם.

מבנה הקולטים הסולאריים במערכת פוטו וולטאית

קולטים סולאריים בנויים ממערך של תאים פוטו וולטאיים. התא הפוטו וולטאי, עשוי שכבות סיליקון. על שכבות הסיליקון נמצא עכבות של יסודות כימיים שונים, המכילים מספר שונה של אלקטרונים בשכבתם החיצונית.

הריאקציה המתרחשת בתא הפוטו וולטאי בעת קליטת קרני השמש, תשחרר את האלקטרונים המיותרים במפגש בין היסודות ותיצור זרם חשמלי ישר. כל קולט פוטו וולטאי יכול להכיל בין חמישים לשמונים תאים פוטו ואלטאיים. תא פוטו ואלטאי מוכר גם בשם "תא שמש".

התא הפוטו ואלטאי עבר שינויים רבים מיום המצאתו וניתן לומר כי אנו נמצאים היום בגלגול הרביעי של התא. השינויים העיקריים שהתבצעו בתא הפוטו וולטאי, באים לידי ביטוי במספר שכבות הסיליקון המרכיבות את התא ובשיטות הייצור, כאשר אלו דומות לתהליכי הייצור המשמשות את ענף האלקטרוניקה בייצור רכיבים אלקטרוניים.

חסרונו העיקרי של התא הפוטו וולטאי הוא בעלות היקרה יחסית של ייצורו. עם זאת, היתרונות הרבים שיש בשימוש בטכניקה של אנרגיה סולארית לייצור חשמל ממזערות חיסרון זה, היות ונכון להיום זו היא הדרך האמינה והנכונה ביותר להפקת חשמל וייצור של רווח כספי. מערכת סולארית, מהווה גם תחליף זול וירוק לאספקת חשמל על ידי חברת החשמל.

שימושים שונים לקולטים הסולאריים

השימוש הנפוץ ביותר לקולטים סולאריים הם במערכת סולארית המותקנת על גגות בתים או בשטחים שונים על מנת לייצר חשמל. מערכות אלו מספקות לרוב חשמל לבתים, או מייצרות חשמל למטרות רווח, על ידי מכירתו לחברת החשמל. עם זאת, ישנם שימושים רבים ושונים לקולטים הסולאריים.

ענף החלל, משתמש בקולטים סולאריים פוטו ואלטאיים בכדי להפעיל את מערכות הלוויין המתקדמות. הלוויינים מופעלים כמעט לחלוטין בעזרת אנרגיה סולארית, וטכנולוגיה זו היא מהיסודות אשר הובילו את ייתכנותו של הלוויין. 

כמו הלוויין, כך גם תחנות החלל השונות מקבלות את אספקת החשמל הסדירה שלהם על ידי שימוש במערכי קולטים פוטו וולטאיים. ניתן לומר כי טכנולוגיית הקולטים הסולאריים נתנה קרש קפיצה אדיר לשימוש במערכות חשמליות ללא תלות במקור חשמל מושתת כבלים פיזיים.

שימוש נפוץ נוסף למערכי קולטים פוטו וולטאיים מצוי בתחנות הסעה או בעמודי תאורה, על ידי התקנת מערך קולטים קטן בראש העמוד או מעל התחנה לתאורת לילה.

נתונים טכניים - מערך קולטים סולאריים

כמוזכר לעיל, מערך קולטים סולאריים אשר נפרש על גבי שטח של כעשרה מטרים רבועים, יכול לספק תפוקת חשמל של 1 קילוואט פיק. משמעות הדבר היא שמערכת סולארית המורכבת ממשטח קולטים כזה, תוכל לספק בשנה כאלף ושבע מאות קוט"ש.

מחירו של שטח בגודל עשרה מטרים רבועים של קולטים סולאריים, משתנה בין החברות המתקינות ובין החברות היצרניות, אך נע סביב 25 אלף שקלים חדשים. יש להתחשב כמובן גם בעלויות של מרכיבים נוספים במערכת (ממיר מתח) וכן בעלויות ההתקנה המתווספות למחיר זה, ביישום מערכת סולארית. איכותו של הקולט הסולארי חשובה ביותר, היות והוא ליבה של המערכת ומכיוון שהוא נתון לחשיפה תמידית לאור השמש ולתנאי מזג אוויר קשים.

ברוב המקרים, החברות היצרניות של הקולטים הסולאריים הפוטו וולטאיים, נותנות אחריות שנעה בין עשרים לשלושים שנה על הקולטים. קולטים סולאריים איכותיים לא יזדקקו לטיפול או לאיזושהי תחזוקה חודשית, ויעמדו בפני מזג אוויר קשה ככל שיהיה. במדינת ישראל, הנחשבת מדינה מבורכת בימי שמש, השימוש במערכות פוטו סולאריות מסוג זה הוא מהמשתלמים והיעילים בעולם.