חשמל סולארי הוא כפי הנראה צורת ייצור האנרגיה הנקייה ביותר הקיימת כיום. ייצור חשמל סולארי נעשה בדרך כלל באמצעות תאים פוטו וולטאים, אשר קולטים את קרינת השמש והופכים אותה לאנרגיה חשמלית.
מבלי להיכנס לסבך ההסבר הפיסיקלי של התופעה, נציין רק כי התאים הפוטו וולטאים העשויים סיליקון, מאיצים את פעולת האלקטרונים דרכם באמצעות חלקיקים נושאי אנרגיה הנקראים פוטונים. חלקיקי הפוטונים הם אלה אשר למעשה נושאים את אנרגיית השמש. זרימת האלקטרונים מייצרת מפל מתח חשמלי אשר ניתן לעשות בו שימוש בבית ובתעשייה. כמו כן ניתן לאגור את החשמל הנוצר, על מנת לעשות בו שימוש מאוחר יותר.
על מנת להבין היטב כיצד מיוצר חשמל סולארי, בואו ונבחן את מרכיבי המערכת הסולארית:
התקנת גג סולארי
גגות מבנים הם שטחים בלתי מנוצלים בדרך כלל, הנהנים מחשיפה מרבית לקרני השמש. שתי עובדות אלה הופכות גגות למקום האידיאלי להתקנת מערכת סולארית לייצור חשמל.
מכיוון שאנו מעוניינים לנצל את שעות השיא של השמש המתחילות בשעה 9 בבוקר ונמשכות עד 3 בצהריים, מיקום הפאנלים הסולאריים על הגג יעשה במיקום שאינו מוצל במהלך שעות אלה, כאשר הפאנלים פונים לכיוון דרום.
תצורה זו תיתן את תפוקת החשמל הטובה ביותר, ותאפשר לנצל את מלוא יכולתה של המערכת הסולארית. יש לוודא כי עצים או מבנים סמוכים אינם מטילים צל על הפאנלים הסולאריים, דבר שיגרום לירידה דראסטית בתפוקת החשמל שלהם.
לא תמיד עומד לרשות מתקיני המערכת הסולארית גג מתאים כפי שתיארנו, ולכן לעתים יעשה שימוש במתקנים אשר מטים את זווית הפאנלים הסולאריים בהתאם למיקומם ביחס לשמש.
פאנל סולארי
הפאנלים הסולאריים בהם נעשה שימוש לצורך ייצור חשמל, מכילים תאים פוטו-וולטאים העשויים מסיליקון, וביכולתם להמיר את אור השמש לחשמל.
צירוף המילים פוטו-וולטאי משמעו: חשמל מאור. פוטו = אור, וולטא = חשמל.
תאים פוטו-וולטאים עשויים משכבות דקיקות של סיליקון, המוגנות באמצעות שכבה דקה של זכוכית. חשיפת התאים לשמש גורמת לזרם של אלקטרונים בין שכבות הסיליקון, ויצירת מפל מתח חשמלי שניתן לעשות בו שימוש מיידי או לאגור אותו.
מערכות סולאריות מורכבות בדרך כלל ממערך של מספר פאנלים סולאריים המחוברים בניהם. הזרם המופק בצורה זו הוא זרם ישר – DC, ועל מנת שיתאים לשימוש ביתי, יש להפכו לזרם חילופין – AC.
ממיר מתח סולארי
תפקידו של ממיר מתח סולארי להפוך את הזרם הישר – DC הנוצר באמצעות הפאנלים הסולאריים, לזרם חילופין – AC, המתאים להפעלת מרבית מכשירי החשמל הביתיים.
מיקומו של ממיר המתח הסולארי יהיה בנקודה מסוימת בין הפאנלים הסולאריים שעל הגג, ותיבת ההזנה הביתית. יש להביא בחשבון כי ממיר סולארי מייצר מעט רעש תוך כדי פעולתו, ויש למקמו באופן שלא יהווה מטרד.
ממיר המתח מחובר לרשת החשמל הביתית באופן שבו ההספק הנוצר בתהליך ייצור החשמל הסולארי, ישמש את כל צרכני החשמל הפועלים בבית בזמן נתון כלשהו. כאשר המערכת הסולארית מייצרת יותר חשמל מן הצריכה הביתית הדרושה, יוזרם עודף החשמל אל רשת החשמל הציבורית.
מערכות סולאריות בהסדרת מונה נטו
הסדרת מונה נטו הנה שיטת החישוב שהונהגה בישראל, המיועדת להסדיר את תחום הפעלת המערכות הסולאריות אל מול חברת החשמל הארצית. בשיטה זו זוכים צרכנים בעלי מערכת סולארית לזיכוי כספי, בעבור עודפי החשמל שהם אינם עושים בהם שימוש ומוזרמים אל רשת החשמל הארצית.
המערכת הסולארית יודעת להקטין את צריכת החשמל מן הרשת הארצית כאשר כמות החשמל הסולארי המופק מספקת, ולחילופין לצרוך יותר חשמל מן הרשת הארצית כאשר אין מספיק תפוקה של חשמל סולארי.
מערכות סולאריות הפועלות בשיטה זו אינן עצמאיות לחלוטין, ופעולתן הרציפה תלויה ברשת החשמל. במערכות אלה אין אגירה של חשמל במצברים. מערכות מסוג זה מהוות למעלה מ- 90 אחוז מן המערכות הנמצאות בשימוש כיום.
היתרונות של ייצור חשמל סולארי
לבד מן התרומה האדירה לאיכות הסביבה, עלות ייצור חשמל סולארי נמוכה באופן משמעותי מעלות רכישת החשמל מחברת החשמל בשיטה המסורתית. המערכות הסולאריות מאפשרות חיסכון משמעותי בהוצאות צריכת החשמל, ובדרך כלל מחזירות את עלות הקמתן בתוך מספר שנים.
בשנים הקרובות אנו צפויים לחזות בעליית מחיר החשמל הקונבנציונאלי, לאור ההגבלות שיוטלו על צריכתו ועל חומרי הגלם המתכלים המשמשים לייצורו. לפיכך הפער בין עלות החשמל הסולארי ומחיר החשמל הקונבנציונאלי עתיד עוד לגדול.
מן הצד השני, עלות רכישת רכיבי מערכות לייצור חשמל סולארי נמצאת בירידה מתמדת, וצפויה להגיע לרמות שוות לכל נפש כבר בשנים הקרובות.
יתרון חשוב נוסף טמון בכך שככל שייצור החשמל הסולארי יהפוך לנפוץ יותר, ירד באופן כללי העומס מתחנות החשמל המזהמות. נתון חשוב הנוגע לפעולת תחנות כוח מתייחס לעומס שיא מריבי. כלומר, צריכת החשמל המרבית ברגע מסוים שתחנת הכוח נדרשת לעמוד בו.
ירידת עומס צריכת החשמל המרבית תאפשר לתחנות הכוח לפעול בצורה מצומצמת ויעילה יותר, ותקטין את כמות הזיהום הנפלט מהן.
מעבר לחשמל סולארי מאפשר לנו להיטיב עם הסביבה ולחסוך כסף רב תוך כדי כך!
ייצור חשמל סולארי בישראל
ישראל היא אחת המדינות הנמצאות בתהליך מואץ למעבר לייצור חשמל סולארי. היעדים שהציבה ממשלת ישראל לטווח הקרוב, מדברים על ייצור של 10 אחוזים מצריכת החשמל בישראל באמצעות אנרגיה סולארית.
נוסף על כך, מתבצעת חקיקה ורגולציה נרחבת בתחום זה על מנת להפוך את המעבר לייצור חשמל סולארי לכדאי עבור הצרכנים.