צרו קשר
ּ

כיצד פועלת המערכת הסולארית?

עקרון פעולה של המערכת הפוטו וולטאית

הסבר מפורט על אופן הפעולה של יצירת חשמל מהשמש

אנרגיה מתחדשת מהשמש – מערכת סולארית – המדריך המלא

במשך למעלה מ-100 שנים, עומלת האנושות במטרה לרתום את כוחה העצום של השמש כדי לייצר חשמל זול, ירוק ואמין. היום, לראשונה, מבשילים באופן משמעותי מאמצים אלה . למשתלמת במיוחד

ההיסטוריה של האנרגיה הסולארית

האנרגיה שהשמש שולחת לכדור הארץ בשעה אחת שווה לכמות האנרגיה שהאנושות צורכת בחשמל בשנה שלמה.

הפקת הזרם החשמלי הראשון מקרני אור התרחשה בשנת 1839 אך הוסברה מבחינה פיזיקלית רק בשנת 1905 על ידי הפיזיקאי היהודי המפורסם אלברט איינשטיין.

התגלית נחשבה כאחת מפריצות הדרך החשובות של האנושות וזיכתה את איינשטיין בפרס נובל לפיזיקה.

במשך שנים רבות, עד 1960, הטכנולוגיה נחשבה ליקרה מדי לשימוש מעשי ושולבה בעיקר בתוכניות החלל של ברית המועצות וארצות-הברית.

שימוש זה פתח את הצוהר לאימוץ רחב של האנרגיה הסולארית כתחליף זול, אמין ובלתי מזהם לחשמל שמיוצר משריפת דלקים כגון פחם וסולר.

המערכות הסולאריות רשמו בעשורים שחלפו מאז התקדמויות טכנולוגיות רבות ששינו את פניהן והפכו אותן ליעילות, חכמות ומשתלמות אף יותר.

אנרגיה סולארית בישראל

ישראל מהווה חלוצה עולמית באימוץ אנרגיה סולארית לצרכן הפרטי. למעשה, לרובנו כבר יש מערכת סולארית ביתית: דודי השמש.

הדודים, שמהווים מערכת סולארית קטנה לחימום מים, נמצאים בכ-90% מהבתים בארץ ועל פי מרכז המחקר של הכנסת חוסכים כבר היום כ-8% מסך החשמל הדרוש לייצור בישראל.

עם ההתקדמות האדירה בטכנולוגיות יצור האנרגיה הסולארית נפתחה בהדרגה אפשרות לנצל את כוחה של השמש לאספקת כל צרכיו החשמליים של המשק הישראלי הממוצע.

יש מספר גורמים שמעצבים את ישראל כמדינה שבה משתלם במיוחד ללקוח פרטי להתקין מערכת סולארית ביתית.

ראשית, הבניה בארץ נמוכה יחסית כך שלישראלים רבים יש אפשרות להתקין מערכת סולארית בדירת הקרקע שלהם או בבניין המשותף ולהתחלק בהכנסות עם שאר הדיירים.

בנוסף, בישראל יש כמות גדולה של שעות שמש בשנה, אותן ניתן לתרגם לחשמל: בין 16 שעות במישור החוף ועד 23 שעות במצפה רמון.

מדובר בכמות הגדולה ב-200-400% ממדינות מערב אירופה כגון אנגליה.

שימוש במאפיינים ייחודיים אלה של ישראל לעומת מדינות מערביות אחרות מעצב אותה כמקום משתלם במיוחד להקמת מערכות סולאריות ביתיות ומסחריות כהשלמה או כתחליף לצריכת חשמל מהרשת חח"י.

עם זאת, נכון להיום, 2.6% בלבד מייצור החשמל במשק מתבצע באמצעות מערכות 'ירוקות', בעיקר סולאריות. בוועידת האקלים של האו"ם בפריס בשנת 2015, התחייבה ישראל להגיע ל-10% כבר בשנת 2020. לכן, אנחנו חוזים היום בגל של שינויים רגולטוריים, בירוקרטיים וכלכליים שמטרתם להפוך השימוש במערכות סולאריות למשתלם הרבה יותר לתושב הממוצע.

עקרונות פעולה ומרכיבים של מערכת סולארית

מערכות סולאריות, כאמור, מתבססות על המרה של האנרגיה האגורה בקרני השמש לאנרגיה חשמלית זולה, נקייה ואמינה. הן עושות זאת על ידי תהליך פיזיקלי הקרוי אפקט פוטו-וולטאי. לכן, תא סולארי נקרא גם תא פוטו-וולטאי, Photovoltaic Cell. ראשי התיבות P.V משמשות גם כקיצור מקובל לתיאור מערכות סולאריות.

האפקט מתבסס על העובדה שקרני השמש, כמו כל קרני האור, מורכבות מחלקיקים תת-אטומיים הקרויים פוטונים.

הפוטונים הם חלקיקים זעירים שמכילים כמויות שונות של אנרגיה. הם 'נורים' מהשמש ומגיעים אל כדור הארץ כשהם מכילים את אותה כמות האנרגיה ש'נטענה' בהם שמש.

לאחר שהם עוברים את שכבות האטמוספירה והעננים הם פוגשים בלוח הסולארי שמורכב על גג, קיר או קרקע.

הלוח הסולארי מורכב מ-2 שכבות של חומרים מתקדמים הקרויים מוליכים למחצה. החומר המרכזי בלוחות אלה הוא לרוב סיליקון. 2 שכבות הסיליקון שונות האחת מהשנייה: האחת רוצה למסור חלקיק חשמלי טעון בשם אלקטרון והשנייה רוצה לקבל אותו. הטחת הפוטון בלוח גורמת לשחרור של אלקטרון מאחד הלוחות ומעופו הוא למעשה הזרם החשמלי שאנחנו מכירים.

האלקטרון נקלט במעופו באלקטרודה כזרם חשמלי שקרוי זרם ישיר, או (Direct Current (DC. כדי שרשתות החשמל הביתיות והמסחריות יוכלו לעשות בו שימוש יש צורך להמיר אותו לזרם חליפין ((Alternating Current (AC)).

לכן, הזרם הישיר מגיע לממיר, הידוע כ Inverter או Convertor, שמבצע את ההתאמה של הזרם החשמלי שנוצר מאנרגיית השמש (DC) לרשת החשמלית הביתית או המסחרית (AC).

לאחר שעבר את הממיר, זרם האלקטרונים ינוע במערכת החשמל שלכם ויספק את האנרגיה הדרושה להפעלת מכשירי החשמל המוכרים: נורות, מקררים, תנורים, מזגנים, מחשבים, צגים או כל מכשיר אחר שמחובר לרשת.

במידה שברגע נתון נוצר זרם גדול יותר ממה שהנכס שלכם צורך, יועבר הזרם העודף לחברת החשמל באופן אוטומטי.

את הממיר ניתן לחבר למערכות בקרה חכמות שיאפשרו לכם לשלוט בניתוב הזרם החשמלי שיצרתם, לשלוט בהעברתו לחברת החשמל, ולוודא שאתם מפיקים את מירב התועלת הכלכלית והסביבתית ממפעל הכח הקטן והירוק שעל גג ביתכם.

לבסוף, המערכת החשמלית הביתית שלכם תחובר על-ידי חברת החשמל למונה דו-כיווני שימדוד את כמות החשמל המיוצרת על ידי המערכת ואת כמות החשמל שחברת החשמל משלימה עבורכם. על בסיס מד זה מבצעת חברת החשמל את הזיכוי בחשבונכם בשיטת 'מונה קיזוז', עליה יוסבר במאמר אחר.

בעיתות עננות, בלילות או כאשר צריכת החשמל של הנכס גדולה מיצירת החשמל הסולארי מכל סיבה שהיא משלימה המערכת את ההפרש מרשת החשמל ה'ישנה' בתעריף זהה לזה שמשלמים שאר הלקוחות בישראל. זהו למעשה החשמל היחיד שאתם משלמים עליו.

במקרה של הפסקת חשמל ברשת החשמל הכללית, תפסיק גם המערכת הסולארית את פעילותה באמצעות פעולה אוטומטית של הממיר. הסיבות לכך הן בטיחותיות וחוקיות. עם סיום הפסקת החשמל ברשת הכללית, תחזור לעבוד גם המערכת הסולארית.

למעלה

השאר פרטים ונחזור אליך בהקדם

ּ