אנרגיה סולארית
_in_Eilat.JPG)
אנרגיה סולארית היא אנרגיה, שמקורה בקרינת השמש. זוהי אנרגיה חלופית ומתחדשת. מתקני אנרגיה סולארית ממירים את הקרינה האלקטרומגנטית שמגיעה מהשמש לאנרגיה תרמית או לחשמל. עקב ההספק הגבוה של קרינת השמש על פני כדור הארץ יש לשיטה זו פוטנציאל להפוך למרכיב משמעותי בשוק האנרגיה העולמי.
השימושים של אנרגיה שמקורה בשמש הם מגוונים. ניתן להשתמש באנרגיה זו באופן ישיר למטרות חימום, אידוי וייבוש מזון, כמו למשל בישול בעזרת תנור שמש, בריכות אידוי להפקת מלחים וייבוש כביסה. באופן דומה, דודי שמש משמשים לחימום מים לצריכה ביתית. ריכוז קרינת השמש באמצעות מראות או עדשות מאפשר לעיתים לנצל אותה טוב יותר, במיוחד לצרכים שבהם נדרשת טמפרטורה גבוהה. הגדלת הנצילות מתאפשרת גם באמצעות מתקני עקיבה, שעוקבים אחר תנועת השמש בשמים בשעות היום.
שימוש נרחב של אנרגיית השמש לצרכים תעשייתיים או לצורך יצירת חשמל ייתכן באחת משתי דרכים:
- אנרגיה תרמו-סולארית - חימום נוזל לצורך הפעלת מנוע חום שמייצר חשמל או עבודה מכנית.
- אנרגיה פוטו-וולטאית (אנרגיה פוטו-חשמלית) - שימוש בתאים פוטו-וולטאיים לצורך המרת אור לאנרגיה חשמלית באופן ישיר.
את האנרגיה הסולארית ניתן לנצל ישירות, או לאגור באמצעים פוטוכימיים בחומרים שונים, ולהפיק את האנרגיה מאוחר יותר במידת הצורך. באופן עקיף, אנרגיית השמש אחראית למגוון תהליכים שמביאים ליצירת מקורות אנרגיה שונים שנמצאים כיום בשימוש, כמו אנרגיית רוח, אנרגיה הידרואלקטרית ועוד. באופן דומה, אור השמש אפשר את חייהם של יצורים קדומים, שבמשך הזמן הפכו לנפט. דלק מאובנים זה משמש כיום את האנושות כמקור אנרגיה עיקרי.
אנרגיה תרמו-סולארית
דודי שמש
ערך מורחב – דוד שמש
דוד שמש הוא פיתוח ישראלי של פרופ' צבי תבור המבוסס על קולטי שמש ההופכים אנרגיית שמש לאנרגיית חום. בישראל נעשה באנרגיה סולארית שימוש רב באמצעות דודי השמש לחימום מים (כ-95% מבתי האב), שחוסכים כ-3%-4% מתצרוכת החשמל של ישראל. על פי החוק הישראלי כל בית חדש שנבנה (למעט מגדלים) חייב להיות מצויד בקולטי שמש. מאידך מפעלי תעשייה אינם מחויבים לחמם מים באמצעות קולטי שמש ומעדיפים את הפתרון הנוח יותר של שימוש במזוט. המערכת התרמוסיפונית היא המערכת השכיחה במדינת ישראל. "עקרון התרמוסיפון" – הכוח הגורם למים שיתחממו בקולט, לזרום אל הדוד במערכת, הוא ההפרש במשקל הסגולי בין המים החמים והקרים, ללא צורך במשאבה או גורם מניע אחר.
תחנת כוח תרמו-סולארית
- ערך מורחב – תחנת כוח תרמו-סולארית
בשיטה הסולארית-תרמית ראשית הופכים בעזרת קולטי שמש את האנרגיה הנקלטת לחום, ואחר כך בעזרתו מייצרים קיטור אשר מניע טורבינה המייצרת חשמל. כיום רוב תחנות הכוח הסולאריות הגדולות עובדות בשיטה זו.
קיימות מספר טכנולוגיות סולאריות-תרמיות:
- שקתות פרבוליות (Parabolic Trough): נוזל תרמי (או לחלופין קיטור או מלח נוזלי) זורם בצינור הנמצא בפוקוס של מראה בצורת פרבולה העוקבת אחרי השמש בציר אחד. הנוזל נכנס למחליף חום או קיטור נכנס ישירות לטורבינת קיטור המניעה גנרטור.
- בצורה דומה משתמשים במראות שטוחות לפי עקרון פרנל (Fresnel), מתקן מסחרי מסוג זה הוקם באוסטרליה לחימום מוקדם של קיטור.
- מגדל שמש המכונה לעיתים מתקן מסוג קולט מרכזי (Power Tower Systems): הליוסטטים העוקבים אחרי השמש בשני צירים ומרכזים את האור לקולט מטרה הנמצא על מגדל. תחנות נבנו בשיטה זו בצרפת, ארצות הברית, ובמכון ויצמן בישראל. עוד בשנות השמונים השתמשו בקולט שמש שחימם מים או מלח מומס. תחנה מסחרית שהוקמה בספרד PS10 ליד סביליה משתמשת בקולט המחמם אויר, והאוויר מחמם קיטור לטמפרטורות של כ-460 מעלות צלזיוס. תחנה נוספת כזו PS20 נמצאת בהקמה והכוונה להקים תשע תחנות מסוג זה שיספקו את רוב צריכת החשמל של העיר סביליה. חברת ברייט סורס (לשעבר לוז 2) מבקשת להקים תחנות כוח בטכנולוגיה זו בקליפורניה. הטכנולוגיה החדישה בתחום היא שימוש בטורבינת גז וקולט המחמם אוויר דחוס, בשיטה זו ניתן להגיע לנצילויות גבוהות ביותר, מתקן הדגמה מסוג זה הוקם במכון ויצמן והודגמו בו טמפרטורות אוויר של כ-1,200 מעלות צלזיוס.
באלמריה שבספרד הוקם בשנת 2003 מתקן שעבד כתחנת כוח לכל דבר כאשר חברת אורמת סיפקה את יחידת הכוח, ובשנת 2005 הושגו טמפרטורות של מעל 1,000 מעלות צלזיוס במערך קולטים בפעולה עם טורבינת הגז של אורמת OST3 שסיפקה כ-250KW חשמל. חברת אדיג מיבנה הקימה מתקן הדגמה דומה בהספק של 100KW בסין. טכנולוגיה זו מאפשרת ייצור חשמל בנצילות גבוהה ונראה כי ניתן להגיע לעלויות נמוכות משמעותית מבעבר. - צלחת פרבולית (Parabolic Dish Systems) - צלחת העוקבת אחרי השמש בשני צירים באמצעות חיישנים. מהחום מופק חשמל בדרך כלל על ידי מנוע סטירלינג (Stirling) או טורבינת גז קטנה. ניתן לקבל נצילויות גבוהות בהקפי ייצור חשמל של עשרות ומאות קילוואט בלבד, או תחנת כוח מסחרית עם עשרות או מאות יחידות מודולריות.
אנרגיה פוטו-וולטאית
- ערך מורחב – תא פוטו-וולטאי
המרה ישירה של אנרגיית השמש לחשמל נעשית באמצעות תא פוטו-וולטאי (תא שמש), שעשוי לרוב מסיליקון בטכנולוגיה לייצור שבבים, בנוי מסרט מוליך למחצה הנתון בין שתי אלקטרודות. בעת החשיפה לאור, ניתקים האלקטרונים ממקומם ויוצרים תנועה חשמלית. הניצולת של תא כזה היא נמוכה יחסית (כ-16 אחוז) אך מחירו שהיה יקר בעבר, ירד בשנים האחרונות וכיום ייצור חשמל באמצעות תא פוטו-וולטאי מתחרה בייצור חשמל מדלקים פוסיליים.
במרכז הלאומי לאנרגיית השמש באוניברסיטת בן-גוריון, נערכים מחקרים בתחום הסולארי-תרמי והפוטו-ולטאי, העוסקים בין השאר בתא פוטו-וולטאי מבוסס פחמן, ובייצור חשמל פוטו-וולטאי באמצעות שימוש במראה מרכזת גדולה. הציפיות הן שמחקרים אלו יבשילו בעשור הבא לכדי מערכות זולות והמוניות לייצור חשמל מאנרגיית השמש.
במעבדת "Excitonics" בפקולטה להנדסת מכונות טכניון, פותחה גישה חדשנית הנקראת (TEPL (Thermally Enhanced Photoluminescence. חומר הבולע בהתקן הוא בעל תכונות פלואורסצנטיות. בהתקן TEPL, במידה וערך ה-QE גבוה והבולע נמצא בטמפרטורה גבוהה, יחד עם אופטימיזציה של פרמטרים נוספים (כגון ריכוז השמש ואיכות הבידוד התרמי להפחתת איבוד חום ואיבודים קרינתיים) ניתן להגיע ליעילות של 45% בולע שכזה יורכב ממערכת של חומרים שונים המורכזים בתוך מטריצה שקופה. דוגמה למערכת שהוצעה, אשר לה פוטנציאל לשמש כבולע יעיל, היא שילוב החומרים Nd, Cr, ו-Yb בתוך מטריצה של גביש מסוג YAG.[1][2]
טכנולוגיה חדשנית הנמצאת בשלבי מחקר מנצלת שימוש בלוחות OLED המבוססים על חומרים אורגניים, לניצול אור שמש לשם הפקת אנרגיה חשמלית. כיום משתמשים בתהליך ההפוך של פליטת אור באמצעות זרם חשמלי לייצור צגים דקים לטלפונים סלולריים וטלוויזיות העשויים להחליף בעתיד את מסכי ה-LCD. יתרונה של השיטה בייצור אנרגיה סולארית, היא בעלות ייצור נמוכה, נצילות אנרגטית גבוהה ושימוש בחומרים אורגניים מתכלים.
תחנת כוח פוטו-וולטאית גדולה קמה בפארק הסולארי ואלדפולנץ, גרמניה.
היום בישראל שיטת יצור החשמל מאנרגיה פוטו-וולטאית חוותה עליה דרסטית וניתן לראות בתים רבים בישראל שהחשמל שלהם מופק מאנרגיה סולארית. עם זאת תחום הפוטו-וולטאי בישראל עוד זקוק וידרש לשנים רבות עד שיהפוך לסטנרט ויחליף את שיטות יצור החשמל הישנות.
יעילות הפקת חשמל מאנרגיית השמש
שטף האנרגיה הנקלט בכדור הארץ מן השמש (הקבוע הסולארי) הוא 1,366 ואט למ"ר בתנאים מיטביים, כלומר בקו המשווה, בצהרי היום, ללא עננות ובנקודת ההיפוך. היעילות של תא פוטו-וולטאי היא כ-10%. מקובל שלאורך היממה ועונות השנה ניתן להפיק 20 עד 30 ואט בממוצע לכל מ"ר.[3] לשם המחשה, שדה סולארי של דונם אחד יפיק כ-20 קילו-ואט בממוצע לאורך היממה ועונות השנה המהווים 1/350,000 מתפוקת החשמל הכוללת בישראל.
בישראל
ניצול אנרגיית השמש בישראל מתייחס לשימוש של אנרגיה סולארית בישראל, שהתחילה כבר מימיה הראשונים של הקמתה. בשנות החמישים פיתח לוי יסער דוד שמש כדי לטפל במחסור האנרגיה של המדינה החדשה. ב-1967 אחד מכל עשרים משקי בית כבר חימם את מימיו בעזרת השמש וכ-50,000 דודים נמכרו. במשבר האנרגיה העולמי פיתח צבי תבור אב טיפוס של דוד שמש סולארי. דודי השמש בישראל כיום מבוססים על אב טיפוס זה וקיימים בכ-90% של משקי הבית. מהנדסים ישראלים היו בחוד החנית של טכנולוגית האנרגיה הסולארית וחברות ישראליות עבדו על פרויקטים מסביב לעולם.
ללא עתודות נפט ויחסים רעועים עם שכנותיה העשירות בנפט, חיפוש אחר מקור יציב של אנרגיה הוא בראש סדר העדיפויות הלאומי של ישראל. הטכנולוגיה הסולארית בישראל התקדמה לנקודה בה היא כמעט עלות תחרותית לדלק מאובנים.[דרוש מקור] השכיחות השנתית הגבוהה של השמש בנגב דרבנה תעשיית מחקר ופיתוח סולארית בעל שם עולמי.
אף שבישראל ישנו מחקר ופיתוח ער ומתקדם, היישום של שימוש במקורות אנרגיה סולארים, למעט השימוש בדודי שמש, הוא עדיין מועט, אם כי לאחרונה חל שינוי בתחום - בעיקר בנושא התקנות מערכות פוטו-וולטאיות.[4] מדינת ישראל הצהירה שהיא מעוניינת להגיע בשנת 2020 לייצור חשמל ירוק בהיקף של כ-10% מהצריכה הלאומית.[5]
נכון לסוף שנת 2016, נראה כי מדינת ישראל לא תעמוד בהתחייבויות שלה וזאת עקב תהפוכות רבות בתחום האנרגיה הסולארית, אך עם זאת ניתן לראות התייצבות משמעותית מאד של שוק זה בשנת 2016.
סולארי תרמי לחימום
מערכות תרמוסיפוניות, המוכרות כדודי השמש, הם פטנט ישראלי, שהצליח בקנה מידה גדול עם חקיקה מחייבת בישראל שחלה עם משבר האנרגיה של שנות ה-70. כיום חוסכים דודי השמש הפרטיים והמסחריים כארבעה אחוזים מצריכת החשמל של מדינת ישראל.
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 95,000 קילוואט לשנה שהיו נדרשים לחימום המים בגז. בכך נחסכת פליטת כ-18 טון CO2 בשנה. בדומה לדוד שמש ביתי נצילות האנרגיה לחימום מים היא מיטבית. החזר ההשקעה הוא כ-4.5 שנים. בית מלון נוסף באילת העושה שימוש באנרגיה סולארית הוא מלון אורכידאה, אך הוא עושה שימוש בלוחות סולאריים.[6]
סולארי תרמי להפקת חשמל
בעבר פעלה בסמוך לים המלח תחנת כוח סולארית קטנה מסוג בריכת שמש, שהקימה חברת סולמת (מקבוצת אורמת), אך הממשלה הפסיקה את מימון הפעלתה בשל חוסר כדאיות כלכלית.
חברת לוז מירושלים הקימה בשנות ה-80 של המאה ה-20 בקליפורניה תשעה מתקנים בטכנולוגיה התרמית של קשתות פרבוליות, בשלוש תחנות כוח ובהיקף כולל של 354MW (כולל התחנה הסולארית הגדולה בעולם בהספק נקוב של 160MW והשנייה בגודלה בעולם בהספק 150MW). אף שהחברה פשטה רגל, התחנות עדיין עובדות כיום ומופעלות על ידי חברת Florida Power & Light ואף מייצרות חשמל מעבר להספק הנקוב הודות לשיפורים טכנולוגיים הכוללים קולט חדש שפותח ומיוצר על ידי חברת סולל מבית שמש. לאחרונה הוקמה חברת הזנק בשם לוז 2 (נקראת כיום "ברייטסורס תעשיות ישראל"), אשר עובדת על פיתוחים נוספים בתחום. החברה מחזיקה בתחנת כוח ניסויית במישור רותם בהספק של 4MW.
חברות סולארג'ניקס ואורמת מיבנה הקימו תחנת כוח סולארית באריזונה עם טורבינה אורגנית (ORC) מתוצרת אורמת, כמו כן הוקמו בשנתיים האחרונות תחנות בנבדה (64MW) ומספר תחנות בגודל 50MW בספרד. כיום יש תחנות נוספות בהליכי אישור והקמה בספרד וקליפורניה בהשתתפות חברת סולל (כיום סימנס).
בשנת 2001 הכריז שר התשתיות הלאומיות דאז, אביגדור ליברמן, על הקמת תחנת כוח סולארית באזור דימונה. תוכנית זו לא יצאה לפועל. בתחילת 2004 הכריזה המועצה הארצית לתכנון ובניה על תוכנית מתאר להקמת תחנה סולארית, במסגרתה נבחר מתחם אשלים, בסמוך ליישוב אשלים שבשטח המועצה האזורית רמת הנגב. במרץ 2008 פרסם משרד התשתיות את השלב המקדים של מכרז למיון מציעים להקמת שתי תחנות סולאריות במתחם, אשר יתפרסו על שטח של כ-4,000 דונם ויספקו יחד כ-250 מגה-וואט חשמל, בהשקעה של כ-650 מיליון דולר.[7]
בנוסף לתחנת כוח סולארית, הוצע על ידי פרופ' דן זסלבסקי מהטכניון להקים ארובת שרב בערבה. מדינת ישראל החלה להקצות שטח לעניין. נכון לסוף שנת 2007 לא נמצאו מקורות מימון להקמת הפרויקט.
מערכות פוטו-וולטאיות
פרק זה טעון שכתוב. אנא תרמו למכלול ועזרו לשכתב אותו. ייתכן שתמצאו פירוט בדף השיחה. הסיבה היא הנתונים המובאים מיושנים, הנתונים החדשים ללא מקורות ומהווים יותר משאלות לב ממציאות.ביוני 2008 אישרה רשות החשמל תקנות העוסקות בייצור חשמל על ידי מתקנים פוטו-וולטאים. התקנות מיועדות לעידוד התקנת מערכות סולאריות ביתיות וקובעות כי יינתן תעריף הזנה מיוחד לחשמל עודף שיימכר לחברת החשמל בגובה של 2.04 שקל לקוט"ש.[8] מכיוון שהחשמל נמכר לצרכנים במחיר של כחצי ש"ח לקוט"ש, מדובר בסבסוד של כ-1.54 ש"ח לקוט"ש. מכסות נוספות שפורסמו מאז, הציעו תעריף נמוך יותר הנובע מירידת עלויות הקמת המתקנים הסולאריים. כיום תעריף ההזנה המוצע, נע בין 27 אגורות ל 37 אגורות. במרץ 2013 פרסמה רשות החשמל הסדר בשם "מונה נטו" המאפשר לצרכני חשמל להוריד את חשבון החשמל באמצעות ייצור עצמי של חשמל מאנרגיה סולארית. הסדר זה מבשר עידן חדש שבו ניתן לייצר באופן כלכלי חשמל מאנרגיה מתחדשת ללא סובסידיה.
נכון לסוף 2015 הותקנו בישראל יותר מ-9300 מערכות פוטו-וולטאיות פרטיות ומסחריות קטנות ולהן כושר ייצור של כ-780 מגה וואט בסך הכל, מתוכן 200 מגה וואט הותקנו ב-2015.[9][10][11]
החל מ-2011 חלה התקדמות בכיוון פריסת מערכות בינוניות על גגות גדולים וקרקעות, עבורן אושרה מכסה נפרדת של 350MW. סך כל ההסדרות מאפשרות שילוב של כ-1,020 מגהוואט של מתקנים סולאריים לרשת החשמל.
המתקן הפוטו-וולטאי במתח עליון הראשון שחובר לרשת ההולכה הארצית בישראל הוא אנרג'יקס נאות חובב של חברת אנרג'יקס אנרגיות מתחדשות, שדה בגודל של 37.5 מגה וואט, בעל כ-400 אלף פאנלים על פני כ-500 דונם המספק חשמל לכ-40,000 בתי אב. המתקן הוקם על גבי בריכות אידוי משוקמות של אזור התעשייה נאות-חובב ומהווה פרויקט ייחודי בעולם מבחינה סביבתית. החברה הייתה גם הראשונה בישראל לחבר מערכת סולארית על גג של מפעל במתח גבוה.[12] . נכון ל-2015, לחברה יש עשרות מערכות פוטו-וולטאיות קטנות, בינוניות וגדולות בהספק כולל של כ-45 מגה-ואט.
השדה הפוטו-וולטאי הראשון במדינת ישראל הוא "קטורה סאן" בקיבוץ קטורה של ערבה פאוור קומפני. "קטורה סאן" מורכב מכ-18,500 פאנלים פוטו-וולטאים על פני 80 דונם. תפוקת השדה הנומינאלית, בשיא תאורת השמש, תהיה 4.95 מגהוואט. בממוצע לאורך השנה ההספק הוא כ-1 מגהוואט (הוא יפיק כתשעה מיליון קוט"ש חשמל בשנה ובשנה יש 8,760 שעות). השדה מחובר לרשת החשמל הארצית ואמור לספק כ-1/12,000 מתפוקת החשמל הכוללת בישראל. במהלך עשרים השנים הבאות, קטורה סאן תחסוך הפקה של כ-125,000 טון מטרי של פחמן דו-חמצני.[13] חברת החשמל תשלם 12 מיליון ש"ח בשנה עבור החשמל שיופק ב "קטורה סאן", מהם 7.4 מיליון ש"ח מהווים סיבסוד של החשמל הסולארי לעומת החשמל הקונבנציואלי (חברת חשמל משלמת 1.3 ש"ח לכל קוט"ש ומוכרת לצרכנים בכ-0.5 ש"ח בלי לכלול עלויות הולכה, בקרה וגביה).[14] ההתחייבות למחיר זה היא ל-20 שנה.
פרויקטים נוספים של ערבה פאוור קומפני נמצאים בבנייה בקיבוצים ומושבים ערבה, ביניהם המושב מסלול, קיבוץ שובל, קיבוץ גרופית, קיבוץ יטבתה וקיבוץ אליפז. השדות הסולאריים העתידים לקום יהיו בעלי כח ייצור כולל של 35.5 מגה-וואט. במשך 20 שנות פעילותם השדות יחסכו יחדיו 898,000 טון מטרי של דו-תחמוצת הפחמן. בתחילת שנת 2010 השקיעה קק"ל בחברת ערבה פאוור. מדובר בהשקעה הראשונה של קק"ל בחברה עסקית, הנשלטת על ידי תאגיד שאינו ישראלי.
נכון לשנת 2016, תחום האנרגיה הסולארית חווה התייצבות ראשונית לאחר כ 8 שנים של טלטלה. שיטת מימון הפרויקטים של הייצור חשמל מאנרגיה סולארית שונה לשיטת מונה נטו. מונה נטו היא שיטה שהוגדרה על ידי המדינה שעובדת בצורה ישירה- ניתן לייצר חשמל ככמות הצריכה ולהזדכות מול חברת חשמל על הנטו. בעבר נמכר החשמל שיוצר באופן פרטי מאנרגיה סולארית בתעריפים שהוגדרו על ידי המדינה על פי מכסות. כיום נמכר החשמל שמיוצר באנרגיה סולארית בתעריף צמוד למחיר החשמל הארצי. עוד גורם להתייצבות שהורגשה בשנת 2016 כונה "הסרת החסמים" בפי העוסקים בתכום. "הסרת החסמים" הוא ביטוי שמתייחס לשינוי החקיקה וההתייחסות לאנרגיה הירוקה בעקבות קמפיינים תקשורתיים רבים של ארגון גרין פיס שהתנהלו בין 2016-2016.
שינוי החקיקה עד לשנת 2016 הוביל לפטור מפתחית עסק ליצרן של חשמל סולארי עד להכנסה שנתית של 20,500 ₪, כלמור, כל תושב בישראל זכאי לייצר את החשמל לעצמו בדרך ירוקה. שינוי חקיקה זה הוביל להתעוררות של שוק המערכות הסולאריות הביתיות.
מרכזי מחקר בתחום הסולארי
בישראל פועלים שלושה מרכזי חקר בתחום האנרגיה הסולארית, האחד הוא המרכז לחקר אנרגיית השמש בשדה בוקר, במרכז בלאונשטיין לחקר המדבר של אוניברסיטת בן-גוריון; והשני הוא מרכז אימות לבחינת התכנותן של טכנולוגיות אנרגיה מתחדשת בקטורה שבערבה, אשר הוקם ב-2010 על ידי החברה לאנרגיה מתחדשת אילת-אילות[15]
בנוסף באוגוסט 2008 אישרה הממשלה את ההצעה בדבר מחקר, פיתוח טכנולוגיות וייצור חשמל בתחום אנרגיה סולארית בישראל. במסגרת התוכנית הקים משרד התמ"ת באמצעות לשכת המדען הראשי מרכז טכנולוגי לאנרגיה מתחדשת בערבה בהשקעה של 70 מיליון ₪ על פני 5 שנים.[16] פעילות זאת נעשית תחת חברת 'הון הטבע' והיא ממוקמת במבנה מחקר ואנרגיה מתחדשת בערבה.[17]
יתרונות וחסרונות
היתרונות העיקריים של האנרגיה הסולארית:
- עצמאות בהפקת חשמל, חוסר תלות במקורות דלק מתכלים ובמדינות המפיקות אותם, כמו התלות בעליית מחירי הדלקים.
- הפקת אנרגיה נקיה שאיננה פוגעת בסביבה.
- בעיקר לגבי הטכנולוגיה הפוטו-וולטאית, אפשרות להתקנה על גגות ובכך לחסוך משאבי קרקע.
- אנרגיית השמש אינה מתכלה כמו מקורות אנרגיה המתבססים על דלק.
- התאמה טובה לעקומת הביקוש לחשמל.
- תחנה תרמית סולארית יכולה לכלול גם גיבוי בדלק אחר, ולא נדרשת הקמת תחנת כוח נוספת לגיבוי כבטורבינות רוח למשל.
- בתחנה תרמית סולארית אין ירידה משמעותית בביצועי התחנה לאורך שנים (זאת בניגוד לתחנות פוטו-וולטאיות).
החסרונות העיקריים של האנרגיה הסולארית כיום:
- השקעה ראשונית גבוהה המתבטאת בעלות גבוהה לקילוואט בהשוואה לתחנות כוח קונבנציונליות.
- הפקת אנרגיה לא סדירה בימים מעוננים ובלילה בתחנות כוח ללא אגירה או מקור אנרגיה נוסף.
- תפיסת שטח רב יחסית להפקת חשמל בשיטה הקונבנציונליות בפחם, דלק נוזלי או גז.
במטרה להתגבר על החסרונות ישנן הצעות להקים תחנות משולבות שתספקנה הן אנרגיה סולארית והן אנרגיית רוח, במטרה לנצל את השטח גם בלילה. שנית, במוסדות מחקר רבים, כדוגמת המרכז לננוטכנולוגיה באוניברסיטת בר-אילן, מנסים לפתח קולטי שמש ששטח הפנים שלהם יהיה גדול יותר, באמצעות שימוש ברכיבים ננוטכנולוגיים, וכך להגדיל את יכולת הפקת האנרגיה מכל מ"ר.
עשרות גופי מחקר ופיתוח ברחבי העולם מנסים לשפר את יעילותם ולהוזיל את מחירם של התאים הפוטו-וולטאיים. בשנת 2007, לדוגמה, הושקעו 500 מיליון דולר במחקר ופיתוח זה רק מהשקעה ציבורית.[18] ההשקעה הולכת וגוברת מדי שנה וגם גופים מסחריים עוסקים בכך. למרות המחקר הנרחב וההשקעה העצומה, ולמרות התחזיות, בפועל עדיין לא הושגה פריצת דרך ביעילות תא פוטו-וולטאי. לצרכים מעשיים מקובל לחשב לפי עד 10% נצילות. יש גם להביא בחשבון שישנם חסמים תאורטיים ליעילות הפקת חשמל מאנרגיית השמש: 22% לתאים פוטו-וולטאיים ו-40% למערכות תרמיות (בהתאם לחוק קרנו).[19] במרץ 2017 פורסמו תוצאת מכרז של רשות החשמל להקמת חוות סולאריות בהיקף מכסה של 235 MW, בו הזוכים התחייבו למחיר העומד על 19.9 אג' לקוט"ש. המחיר נמוך בכ-40% מהמחיר הנמוך ביותר שנקבע עד כה למתקנים סולאריים. בתגובה לתוצאות אמר איתן פרנס, מנכ"ל איגוד חברות אנרגיה ירוקה לישראל כי: "חשמל סולארי הפך זול משריפת דלקים ומדובר בבשורה היסטורית ובמהפכה במשק החשמל אשר צפויה להתעצם עם התפתחות הטכנולוגיה."[20]
ראו גם
לקריאה נוספת
- ג'ודי ואריה מלמד-כץ, "המהפכה הסולארית", גליליאו 107, יולי 2007.
- ג'ורג' ג'ונסון, הכוח העולה של השמש - הזינוק המאוחר במרוץ הלוהט אחר מקר האנרגיה הזול והזמין ביותר, נשיונל ג'יאוגרפיק, גיליון 136, ספטמבר 2009
- הראלה סטוצ'י-באר, אם יש לנו שמש - האם ישראל תמצא שוב את היתרון שלה בתחום הסולרי, נשיונל ג'יאוגרפיק, גיליון 136, ספטמבר 2009
קישורים חיצוניים
- אשכול אנרגיית השמש, באתר "הידען"
- על פיתוח אנרגיה סולארית בישראל מאת עמי אלעזרי (2000)
- ארכיון הידע לאנרגיה סולארית בישראל
- פורטל האנרגיה הסולארית בישראל
- עמירם כהן, ייצור חשמל סולרי נמצא בינתיים בהקפאה, באתר הארץ, 21 ביוני 2004
- פרוטוקול ועדת המדע והטכנולוגיה, בנושא הדרכים לקידום האנרגיה הסולארית בישראל 21 ביוני 2004
- דניאל קמֵן, סיינטיפיק אמריקן, חשמל נקי: התעוררות האנרגיה המתחדשת, באתר ynet, 18 בדצמבר 2006
- אודות אפשרויות ניצול אנרגיה סולארית בארץ והפתרון של דוד פיימן, הארץ, 8 באוגוסט 2007
- איתי נבו, ניצול יעיל של אנרגיית השמש בעזרת חלודה, המאור הקטן, רשת ב', יולי 2013
- אתר בינלאומי לאנרגיה סולארית (באנגלית)
- גיליון מיוחד של המגזין לאנרגיה סולארית מוקדש לאנרגיה סולארית בישראל (באנגלית)
- תחנות כוח סולאריות בארצות הברית (באנגלית)
- דו"ח מקיף על אנרגיה סולארית 2003 (באנגלית)
- Solar Energy סרטון הסבר על אנרגיה סולארית
- פורסים רשת ביטחון לחיים ללא רשת חשמל, כתב העת אקולוגיה וסביבה, אוקטובר 2015
- רמי שלהבת, תחנת הכוח הסולרית הראשונה בעולם תחנת הכוח הסולרית הראשונה בעולם בשנת 1913, באתר מכון דוידסון, יוני 2017
הערות שוליים
- ^ Manor ,etal,2016, Thermally enhanced photoluminescence for heat harvesting in photovoltaics, NATURE CUMMUNICATIONS
- ^ Manor etal ,2017, Sensitized Nd3+ for Thermally-Enhanced Photoluminescence Solar Energy Converter, nature communications
- ^ ראו אתר מחשבון מערכות סולאריות
- ^ קרברסקי, ל. כדאיות כלכלית של מתקנים פוטו-וולטאים על פי תוכנית התמריצים 2011. פורטל הנדסה אזרחית וסביבה. ספטמבר 2011.
- ^ איתן פרנס, גם אתם יכולים: כך תייצרו חשמל סולארי, באתר ynet, 4 בפברואר 2014
- ^ על פי http://www.epochtimes.co.il/news/content/view/11016/92 תפוקת המערכת 25 קילו וואט השווה לדוגמה לצריכת שמונה מזגנים ביתיים גדולים (4 כ"ס כל אחד). יש גם לקחת בחשבון שהספק זה מתקבל רק בכשליש היממה ואילו המזגנים מופעלים לפעמים גם בלילה. בכל מקרה בעלי המלון מקבלים תמורה על ייצור החשמל פי 4 ממה שגובה חברת החשמל מן הצרכנים, על פי מדיניות הממשלה.
- ^ אבי בר-אלי ומוטי בסוק, שתי תחנות כוח סולאריות יוקמו בנגב ב-650 מיליון דולר, באתר הארץ, 6 במרץ 2008.
- ^ תקנות רשות החשמל הנוגעות להסדרת ייצור חשמל מבוזר לצריכה עצמית והעברת עודפים לרשת, באמצעות מיתקנים קטנים בטכנולוגיה פוטו-וולטאית, 2 ביוני 2008
- ^ International Energy Agency - Photovoltaic Power Systems Programme - Annual Report 2013
- ^ Snapshot of Global PV Markets
- ^ [1]
- ^ התחנה הסולארית הגדולה בנאות חובב יוצאת לדרך - גלובס, באתר Globes
- ^ אבי בר-אלי, רישיון ראשון לייצור חשמל סולארי הוענק לקיבוץ קטורה, באתר TheMarker, 11 באוקטובר 2011
- ^ ליאור גוטמן, מתקן ייצור החשמל הסולארי בקטורה קיבל רישיון קבוע, באתר כלכליסט, 10 באוקטובר 2011
- ^ רונית מורגנשטרן, יש חשמל באוויר, באתר nrg, 6 במאי 2010.
- ^ הודעת דובר משרד התשתיות: לגבי אישור הצעת מחקר פיתוח טכנולוגיות וייצור חשמל בתחום האנרגיה המתחדשת, 4 באוגוסט 2008
- ^ אודות מרכז מחקר ואנרגיה מתחדשת בערבה, באתר אילת-אילות
- ^ ראה/י http://www.iea.org/papers/2010/pv_roadmap.pdf
- ^ The Shockley Queisser Efficiency Limit
- ^ נבחרו הזוכים במכרז הראשון של רשות החשמל להקמת מתקני ייצור חשמל סולאריים | מגזין תשתיות תעשייה ואנרגיה
