אנרגיה סולארית – הבדלי גרסאות
תוכן שנמחק תוכן שנוסף
מ הוספת קישור לאנרגיית חום |
מ חסרה הנמקה |
||
(32 גרסאות ביניים של 22 משתמשים אינן מוצגות) | |||
שורה 20:
את האנרגיה הסולארית ניתן לנצל מיידית, או לאגור באמצעים שונים ולהפיק את האנרגיה מהאמצעים הללו מאוחר יותר בהתאם לצורך. אמצעי האגירה כוללים אגירה חשמלית בסוללות, שאיבת מיים לגובה, ואגירה תרמית במסות נוזליות או מוצקות. באופן עקיף, אנרגיית השמש אחראית למגוון תהליכים שמביאים ליצירת מקורות אנרגיה שונים שנמצאים כיום בשימוש, כמו [[אנרגיית רוח]], [[אנרגיה הידרואלקטרית]] ועוד. למעשה, אור השמש אפשר את חייהם של יצורים קדומים, שבמשך הזמן הפכו ל[[נפט]]. [[דלק מאובנים]] זה משמש כיום את האנושות כמקור אנרגיה עיקרי. עם זאת, שימוש באנרגיה סולארית שכדור הארץ ספג בעבר הרחוק על ידי שריפת דלק מאובנים מעלה את ריכוז דו־תחמוצת הפחמן, מגבירה את [[אפקט החממה]], ואינה רצויה.
נכון לאמצע 2024, פאנלים סולאריים תופסים בכדור הארץ שטח של כ-10,000 [[קילומטר רבוע|קמ"ר]], ומספקים כ–6% מצריכת החשמל בעולם.<ref>{{TheMarker|אקונומיסט|פצצת אנרגיה: התאוצה המדהימה של הטכנולוגיה הסולארית משנה את העולם|00000190-b68a-d64e-a1d7-f7cedc520000|16 ביולי 2024}}</ref>
==אנרגיה תרמו־סולארית==
שורה 26 ⟵ 28:
דוד שמש מבוסס על [[קולט שמש|קולטי שמש]] ההופכים אנרגיית שמש ל[[אנרגיית חום]]. המים המחוממים בקולטים זורמים לדודי שמש עד לשימוש בהם. בישראל, יפן וארצות נוספות, מותקנים דודי שמש בבתי קרקע רבים ובישראל שטופת השמש חוסכים כ־3%-4% מתצרוכת ה[[חשמל]] של ישראל. על פי החוק הישראלי כל בית מגורים חדש שנבנה חייב להיות מצויד בקולטי שמש. במגדלי מגורים קולטי השמש הם רק עבור הקומות העליונות. הזרמת המים מקולטי השמש לדוד השמש מתרחשת, במצב שדוד השמש גבוה מהקולטים, על ידי השימוש ב[[תרמוסיפון|אפקט התרמוסיפון]] שבו ההפרש במשקל הסגולי בין המים החמים והקרים גורם למים המתחממים בקולט, לזרום אל דוד השמש, ללא צורך במשאבה.
[[שמעון קליר]] היה אחד ממובילי פיתוח טכנולוגיות לניצול מקסימלי של אנרגיית השמש והוביל כבר משנות השמונים את חברת אראל אנרגיה ( חלק מתשלובת מפעלי ארגמן ביבנה ) שפיתחה טכנולוגיה לחימום מים וסביבה לשמוש גם באזורים קרים ובעלי קרינה נמוכה. הקולט הייחודי שפיתח קליר משתמש בטכנולוגיית בידוד שקוף המאפשרת לקרינת השמש להיכנס מבעד לבידוד אך מונעת ממנו מלחזור לסביבה. חברת [https://tigisolar.com תיגי סולאר] הנסחרת בבורסה בתל אביב, אותה הקים קליר משתמשת עד היום בטכנולוגיה זו במוצריה השונים.
קליר זכה בפרסים בינלאומיים רבים על תרומתו לפיתוח טכנולוגיות לניצול אנרגיית השמש, ביניהם פרסי InterSolar ו Global CleanTech100
===תחנת כוח תרמו־סולארית===
שורה 34 ⟵ 40:
הטכנולוגיות הסולאריות־תרמיות העיקריות הן:
# '''[[שקתות פרבוליות]]''' {{אנ|Parabolic trough}}: נוזל תרמי, (שמן עם טמפרטורת רתיחה גבוהה או מים) זורם בצינור הנמצא במוקד של מראה פרבולית העוקבת אחרי השמש בציר אחד. השמן נכנס למחליף חום שבו החום עובר למים ויוצר קיטור שנכנס לטורבינת קיטור המניעה גנרטור.
#ב'''[[מגדל שמש]]''' [[הליוסטט]]ים עוקבים אחרי השמש בשני צירים ומרכזים את האור לקולט מטרה הנמצא על מגדל. תחנות ניסיוניות נבנו בשיטה זו בצרפת, ארצות הברית, וב[[מכון ויצמן]] בישראל.{{הערה|{{קישור כללי|כתובת=https://heb.wis-wander.weizmann.ac.il/magazine/n-6337|הכותב=מכון ויצמן למדע|כותרת=מגדל השמש והקונסורציום למחקר של אנרגית שמש מרוכזת|אתר=|תאריך=1.9.1999}}}} עוד בשנות השמונים השתמשו בקולט שמש שחימם מים, מלח מומס או [[אוויר דחוס]]. תחנה מסחרית שהוקמה בספרד [[:en:PS10_solar_power_plant|PS10]] ליד סביליה משתמשת בקולט המיצר קיטור רווי ב־275 מעלות צלזיוס ופועלת בהספק שיא של 10 מגה־וואט. בצמוד פועלת מאז 2009 תחנה [[:en:PS20_solar_power_plant|PS20]] משופרת בהספק שיא כפול של 20 מגה־וואט. שתיהן חלק ממפעל בהספק שיא כולל של 300 מגה־וואט שיספק חשמל לעיר הסמוכה סביליה.
# '''צלחת פרבולית (Parabolic Dish Systems)''' – צלחת הכוללת משטח קטעים פרבולי ועוקבת אחרי השמש בשני צירים. מהחום מופק חשמל על ידי [[מנוע סטרלינג]] (Stirling) או טורבינת גז קטנה. ניתן לקבל נצילויות גבוהות בהקפי ייצור חשמל של עשרות ומאות קילוואט בלבד. אפשר גם להפעיל תחנת כוח מסחרית עם עשרות או מאות צלחות פרבוליות.
# '''המרה תרמו-חשמלית -''' המרת החום ישירות לאנרגיה חשמלית על ידי שימוש בצמד מתכות. הפרשי חום בין המתכות גורמים להיווצרות זרם חשמלי היוצא מהן, ולהפך, העברת חשמל במתכות עשויה לגרום להתקררות המתכת האחת בעוד השנייה מתחממת. יעילות מערכות אלו קטנה יחסית.
שורה 48 ⟵ 54:
=== מחקר ופיתוח (בעיקר בישראל) ===
בשנים 1950–1990 פעלו
במעבדת "Excitonics" בפקולטה ל[[הנדסת מכונות]] [[הטכניון - מכון טכנולוגי לישראל|טכניון]], פותחה גישה חדשנית הנקראת (TEPL (Thermally Enhanced Photoluminescence.
טכנולוגיה חדשנית הנמצאת בשלבי מחקר מנצלת שימוש בלוחות [[OLED]] המבוססים על חומרים אורגניים, לניצול אור שמש לשם הפקת [[אנרגיה חשמלית]].{{הערה|{{צ-מאמר|מחבר=Takayuki Chiba, Daichi Kumagai, Kazuo Udagawa, Yuichiro Watanabe, Junji Kido|שם=Dual mode OPV-OLED device with photovoltaic and light-emitting functionalities|כתב עת=Scientific reports|כרך=8|עמ=11472|שנת הוצאה=2018}}}} כיום משתמשים בתהליך ההפוך של פליטת אור באמצעות [[זרם חשמלי]] לייצור צגים דקים לטלפונים סלולריים וטלוויזיות המחליפים את מסכי ה־LCD. יתרונה הפוטנציאלי של הטכנולוגיה היא עלות ייצור נמוכה, נצילות אנרגטית גבוהה ושימוש בחומרים אורגניים מתכלים.
שורה 59 ⟵ 65:
Manufacturing Costs and Sustainable
Pricing: 1H 2018 Benchmark and Cost
Reduction Road Map|אתר=|עמודים=iv|תאריך=2020}}}} לדוגמה, במכרז שנערך ב־2019 בישראל לייצור אנרגיה סולארית משדות גדולים זכתה הצעה לחיוב חברת חשמל ב־15 אגורות לקוט"ש, מחיר הנמוך ב־90 אחוז לעומת מכרזים דומים מלפני עשור.{{הערה|שם=ה7|{{
מחיר זה נמוך לעומת הפקת חשמל מזהמת מדלקים.
שורה 69 ⟵ 75:
https://www.gov.il/BlobFolder/generalpage/dochmeshek/he/Files_Netunei_hashmal_doch_reshut_hasmal_2020_malle_n.xlsx.pdf</ref> באמצעות אנרגיה סולארית על ידי לוחות פוטו-וולטאים בשטח כולל של כ-230 קמ"ר (כ-2.5% משטח הנגב). המכשול הטכני העיקרי הוא אגירת אנרגיה בכמות גדולה לשימוש בשעות הלילה ובימים חורפיים במיוחד.
מדינת ישראל הצהירה שהיא מעוניינת להגיע בשנת 2020 לייצור חשמל ירוק בהיקף של כ־10% מהצריכה הלאומית.{{הערה|{{ynet|איתן פרנס|גם אתם יכולים: כך תייצרו חשמל סולארי|4482181|4 בפברואר 2014}}}} את אנרגיה ממקורות מתחדשים בשנת ב־4%,{{הערה|שם=ה2|{{
בתחילת [[2004]] הכריזה המועצה הארצית לתכנון ובניה על תוכנית מתאר להקמת תחנה סולארית, במסגרתה נבנו [[תחנת הכוח באשלים|תחנות הכוח אשלים]], בסמוך ליישוב [[אשלים]] שבשטח המועצה האזורית [[רמת הנגב]]. באתר הוקמו עד 2020 שלוש תחנות, תחנת כוח תרמו־סולארית של נגב אנרגיה בטכנולוגית שוקת פרבולית בהספק של 121 מגה־ואט שיא,{{הערה|{{קישור כללי|כתובת=http://www.tashtiot.co.il/2017/07/10/אנרגיה-סולארית-610/|הכותב=מערכת תשתיות|כותרת=פרויקט תחנת הכוח התרמו־סולארית של נגב אנרגיה באשלים מתחיל בביצוע הרצה|אתר=|תאריך=10.7.2017}}}}תחנת כוח פוטו־וולטאית של אשלים סאן פי וי בהספק של 30 מגה־ואט שיא,{{הערה|{{
=== סולארי־תרמי להפקת חום ===
צריכת החום העולמית גבוהה יותר מצריכת החשמל והתחבורה גם יחד. שוק הפקת ואגירת החום עדיין בחיתוליו וישנן מספר חברות ישראליות ובינלאומיות הפועלות בשוק משמעותי זה.
פרויקט לדוגמה בו נעשה שימוש באנרגיה סולארית לחימום מים בעזרת קולטים בשנת 2008 על ידי חברת 'כרומגן' הוא מלון PRIMA MUSIC בחוף אלמוג באילת, הכולל 140 חדרים ומטבח מרכזי. הותקנו כ־105 [[מטר רבוע]] של קולטים החוסכים 95 מגה־וואט שעה לשנה שהיו נדרשים לחימום המים בגז. בדומה לדוד שמש ביתי נצילות האנרגיה לחימום מים היא מעל 40%. תקופת החזר ההשקעה היא כ־4.5 שנים.▼
מערכות הפקת חום ביעילות גבוהה כמעט פי שניים ועם הגעה לטמפרטורות גבוהות יותר פותחו על ידי [[שמעון קליר]] וצוותו בחברת תיגי.{{הערה|שם=ה4|{{קישור כללי|כתובת=https://www.afeka.ac.il/media/585981/תיגי-חום-סולארי-לשימושים-תעשייתיים-אפקה.pdf|הכותב=תיגי|כותרת=קולטי שמש בעלי בידוד שקוף לפתרונות חום עבור תהליכים מסחריים ותעשייתיים|אתר=|תאריך=}}}} למערכות אלו יש התאמה טובה לסביבה קרה הודות לבידוד משופר שפיתחה החברה והן הותקנו גם ביקבי [[רמת הגולן]], מדגרת עוף טוב, בית קיי ב[[נהריה]], ובמבנים באוסלו, [[נורווגיה]].{{הערה|שם=ה4}}
▲פרויקט לדוגמה בו נעשה שימוש באנרגיה סולארית לחימום מים בעזרת קולטים בשנת 2008 על ידי חברת 'כרומגן' הוא מלון PRIMA MUSIC בחוף אלמוג באילת, הכולל 140 חדרים ומטבח מרכזי. הותקנו כ־105 [[מטר רבוע]] של קולטים החוסכים 95 מגה־וואט שעה לשנה שהיו נדרשים לחימום המים בגז. בדומה לדוד שמש ביתי נצילות האנרגיה לחימום מים היא מעל 40%. תקופת החזר ההשקעה היא כ־4.5 שנים.
===סולארי תרמי להפקת חשמל===
חברת [[לוז (חברה)|לוז]] מ[[ירושלים]] הקימה ב[[שנות ה-80 של המאה ה-20|שנות ה־80 של המאה ה־20]] ב[[קליפורניה]] תשעה מתקנים בטכנולוגיה התרמית של קשתות פרבוליות, בשלוש תחנות כוח ובהיקף כולל של 354 מגה־וואט שיא (כולל התחנה הסולארית הגדולה בעולם בזמנו בהספק נקוב של 160 מגה־וואט שיא והשנייה בגודלה בעולם בהספק 150 מגה־וואט שיא). התחנות עדיין עובדות כיום ומופעלות על ידי חברת Florida Power & Light ואף מייצרות חשמל מעבר להספק הנקוב הודות לשיפורים טכנולוגיים הכוללים קולט חדש שפותח ויוצר על ידי חברת [[סולל]] מ[[בית שמש]]. סולל הוקמה על ידי אבי ברנמילר ויוצאי לוז נוספים, נמכרה לסימנס וחדלה לפעול.{{הערה|{{
ברייטסורס תעשיות ישראל עוסקת במחקר ופיתוח ובהקמה של מערכות תרמו־סולאריות מבוססות מגדל שמש. היא הפעילה עד 2019 תחנת כוח ניסויית במישור רותם בהספק של 4 מגה־וואט שיא. יחד עם שותפות, יזמה ברייטסורס והקימה בשמורת מדבר מוהבה בגבול קליפורניה־נבדה את [[:en:Ivanpah_Solar_Power_Facility|תחנת הכוח איובנפה]], תחנה בת שלושה מגדלי שמש בהספק כולל שדל 392 מגה־ואט שיא שהחלה לפעול ב־2014. בנוסף, הקימה את מגדל השמש בהספק של 121 מגה־וואט שיא [[תחנות הכוח באשלים|באשלים]] בנגב.{{הערה|שם=ה6}}
יש גם יוזמות נוספות לשימוש באנרגיה סולרית בישראל. [[עיריית אשדוד]], לדוגמה, אחת מפורום ה־15 הערים העצמאיות בישראל אשר אינן מקבלות מענקים ממשלתיים ומתנהלות באופן עצמאי ממשאביהן המקומיים, החליטה בשנת 2020 לרכוש פאנלים סולריים ולפרוש אותם ברחבי העיר. העירייה ניצלה את האילוץ לסגור את מוסדות החינוך בעיר בעקבות התפרצות נגיף הקורונה בישראל, ובשיתוף עם מפעל הפיס התקינה פאנלים סולריים על גג העירייה ועל גגות של ארבעה עשר בתי ספר בעיר. מהלך זה צפוי להוזיל את מחירי החשמל בעיר אשדוד ולהכניס לקופת העירייה כשני מיליון ש"ח מדי שנה.{{הערה|{{
== יתרונות וחסרונות ==
שורה 111 ⟵ 119:
* [[ארובת שרב]]
* [[בריכת שמש]]
* [[אנרגיה סולארית
* [[תחנת כוח תרמו-סולארית]]
* [[אנרגיה תרמו סולארית]]
* [[טורבינה סולארית]]
==לקריאה נוספת==
*ג'ודי ואריה מלמד־כץ, "המהפכה הסולארית", [[גליליאו (כתב עת)|גליליאו]] 107, יולי 2007.
* ג'ורג' ג'ונסון, '''הכוח העולה של השמש – הזינוק המאוחר במרוץ הלוהט אחר מקור האנרגיה הזול והזמין ביותר''', [[נשיונל ג'יאוגרפיק ישראל]], גיליון 136, ספטמבר 2009
* הראלה סטוצ'י־באר, '''אם יש לנו שמש – האם ישראל תמצא שוב את היתרון שלה בתחום הסולרי''', נשיונל ג'יאוגרפיק ישראל, גיליון 136, ספטמבר 2009
* [[רועי צזנה]], עתיד אנרגיית השמש, בתוך: '''[[השולטים בעתיד]]''', ירושלים: כנרת, 2017
שורה 127 ⟵ 136:
* יותם פלדמן, [https://hazmanhazeh.org.il/solar_consciousness/?_atscid=1_137_158181725_14816382_0_Tzfazazdxwd2ududpsc הנפש הסולארית], [[הזמן הזה]], [[מכון ון ליר בירושלים]], דצמבר 2022
* {{הידען|2=פיתוח חדש: תא סולארי סלקטיבי המייצר חשמל ירוק ומאפשר ייצור חקלאי תחתיו|3=https://www.hayadan.org.il/פיתוח-חדש-תא-סולארי-סלקטיבי-המייצר-חשמ}}, 17 בינואר 2023
* {{מוסף כלכליסט|ארי ליבסקר|קיבוץ סוללות: הקיבוצים גילו את אוגרי האנרגיה|24-08-23/m01}}
* {{TheMarker|אקונומיסט|פצצת אנרגיה: התאוצה המדהימה של הטכנולוגיה הסולארית משנה את העולם|00000190-b68a-d64e-a1d7-f7cedc520000|16 ביולי 2024}}
* {{דף שער בספרייה הלאומית|987007553391305171|אנרגיה סולרית}}
* [https://www.youtube.com/watch?v=4uPVZUTLAvA&src_vid=cy6kba3A8vY&feature=iv&annotation_id=annotation_885022 Solar Energy] - סרטון הסבר על אנרגיה סולארית, באתר [[יוטיוב]], 9 בינואר 2012 {{וידאו}} {{אנגלית}}
|