מהי אנרגיה סולארית

אנרגיה סולארית היא נושא שנבחן לעומק בשנים האחרונות, בין היתר על מנת למצוא דרך טובה יותר להשיג אנרגיה מבלי לגרום נזק לסביבה. אם אתם לא יודעים הרבה על אנרגיה סולארית, מדובר באופן בסיסי באנרגיה שניתן להשיג מהשמש, אותה אנו ממירים לאנרגיה שניתן להשתמש בה, בין אם לצורכי חשמל או לצרכי חימום / קירור.
המשמעות הפשוטה של אנרגיה סולארית היא אנרגיה שמקורה בשמש. השמש היא מקור רב עוצמה של אנרגיה. בלעדיה, לא היו חיים על כדור הארץ. זוהי אנרגיה מתחדשת, נטולת עלויות, זמינה מאד, צורת אנרגיה נקייה הנמצאת כיום בשימוש בבתים ועל ידי בעלי עסקים ומשמשת למגוון מטרות.
במאמר זה, אנו נעניק לך מבט מקרוב על הדרך בה אנרגיה סולארית עובדת, ובמיוחד, מהם לוחות סולאריים ואיך הם יכולים לסייע לנו להשיג את מטרותינו באופן יעיל בכל הקשור באנרגיה סולארית. בואו נצלול פנימה ונתבונן בסוג האנרגיה הנקייה ביותר הקיימת בעולמנו היום.

איך עובדת האנרגיה הסולארית?

אנרגיה סולארית עוסקת בהמרת האנרגיה מהשמש לאנרגיה שאנחנו יכולים להשתמש בה. קיימות שלוש דרכים עיקריות לעשות זאת.

1. תהליך פוטו-וולטאי (PV )
   • תהליכים פוטו-וולטאיים מתרחשים עם מערכות PV, שהופכים את אור השמש לחשמל.
   • תהליכי PV משתמשים בחומרים שבאופן טבעי הופכים את אור השמש לחשמל, והם מוכרים בעולם המדע בשם מובילים למחצה.
   • כשאור השמש מכה באותם מובילים למחצה, הם מייצרים אלקטרונים, הנדחפים באמצעות המערכת ויוצרים זרם.
   • מערכות PV עדיין מצויות בשלבי פיתוח בשלב זה; חלק מקרני האור, ביניהן קרניים אולטרה-סגולות ואינפרה-אדומות, לא יכולות לשמש במערכות PV. הדבר יכול להיות בעייתי כשהשמש אינה זורחת בבהירות, ואלה הן הקרניים היחידות המיוצרות.
2. חימום וקירור סולארי (SHC)
   
   • חימום וקירור סולארי (SHC) נעשים באמצעות אנרגיה תרמית.
   • האנרגיה הנוצרת מהשמש מומרת לאנרגיה שניתן להשתמש בה לחימום או לקירור המתקנים המונעים.
   • בשלב זה, קיימים תהליכים שיכולים לסייע כמעט בכל הקשר העולה על הדמיון, החל מבניינים מסחריים וכלה בבתים.
   • הסיבה העיקרית שמתקני חימום וקירור סולאריים נחוצים היא שאנחנו צריכים להפחית את התלות שלנו בגזים טבעיים ובדלקים מאובנים (דלקים פוסיליים).
   • הטכנולוגיה במגזר ה-SHC משתנה ומתאימה את עצמה כל הזמן, והתקדמות בתחום המדע הזה מתרחשת מדי יום.
3. ריכוז אנרגיה סולארית (CSP)
   
   • טכנולוגיית ריכוז אנרגיה סולארית, המכונה בדרך כלל CSP, נמנית עם הטכנולוגיות החדשניות ביותר, למרות שהרעיון העומד מאחורי הטכנולוגיה אינו כל כך חדש. אנשים השתמשו ברעיון העומד מאחורי הטכנולוגיה במשך זמן רב, וזו הסיבה שזה מדהים שלקח זמן רב כל כך עד שהוא נרתם לשימוש בקנה מידה גדול.
   • מראות הן המוקד העיקרי של מתקני CSP; הם מרכזים את אנרגיית השמש כדי לגרום לכל דבר לעבוד באופן יעיל. ללא המראות, מערכות CSP לא תעבודנה באופן יעיל, כמו מערכות אחרות הנמצאות בשוק היום.
   • בשלב הבא, אנרגיית השמש מפעילה מנועי אדים וטורבינות כך שניתן ליצר חשמל ולאחסן אותו. דבר זה הופך את השיטה לשונה מסוגים אחרים, מפני ששיטת האחסון מתקדמת בהרבה ממה שרואים בסוגים אחרים של אנרגיה סולארית שכבר משמשות אותנו.
   • היום, קיימים מעט מעל 1500 מתקני CSP, והם מפוזרים ברחבי ארה"ב; מעל 400 מתקנים נוספים צפויים להיות בתכנון בחמש השנים הקרובות. עד שנות 2020, התכנית היא שיהיו 3000 מתקנים פעילים ברחבי המדינה, עם למעלה מ-5000 ברחבי העולם כולו. 

 מהם לוחות סולאריים?

לאחר שבחנו את הסוגים השונים של אנרגיה סולארית הנמצאת היום בשוק ואת דרכי העבודה שלהם, אנחנו עומדים לבחון את אחד מהמתקנים הנפוצים ביותר המשמשים לקבלת אנרגיה סולארית מהשמש – לוחות סולאריים (או פאנלים סולאריים). בואו נבחן את העניין מקרוב.

• לוחות סולאריים הם אנרגיה סולארית מסוג פוטו-וולטאי, עליה הרחבנו קודם לכן. בקצרה, האנרגיה מהשמש עוברת דרך מוליכים למחצה, שבתורם יוצרים את החשמל ומפתחים אותו כך שניתן יהיה לנצל אותו ביעילות.
• לוחות סולאריים קולטים סוגים שונים של אור, לא רק את אור השמש, והופכים אותו לאנרגיה במשך הזמן. השמש היא פשוט מקור האור העיקרי.
• על הלוחות הסולאריים מונחת כמות מאסיבית של תאים סולאריים. תא כשלעצמו אינו יכול לעשות הרבה, אבל קבוצת תארים יכולה לעזור ביצירת מספיק אנרגיה כדי להניע את המכשיר המיועד להנעה.
• התאים הסולאריים הם דיסקים זעירים, בדרך כלל עשויים ממשהו הדומה לסיליקון. התאים הסולאריים ייצרו אנרגיה רק אם הם מקבלים אור. מרגע שהאור מוסר מהתאים, לא נקבל אנרגיה.
    o זוהי הסיבה שלוחות סולאריים רבים מצוידים ביכולת לכוון את התאים לעבר מקור האור בנקודת זמן נתונה.
• לוחות סולאריים הם הדרך העיקרית בה תחנות חלל, וכן טכנולוגיות אסטרונומיות שונות אחרות, מקבלות את החשמל לו הן נזקקות בכדי לטפל בכל צרכי האנרגיה בתחנת החלל.
• הלוחות הסולאריים יעילים מאד, ויעילותם עולה בהתאם לסוג המרכז בו משתמשים. טכנולוגיית הלוחות הסולאריים משתנה ללא הרף, כך שחשוב להיות עם האצבע על הדופק בכל מה שקשור בהתפתחות ועדכונים טכנולוגיים שעשויים להיות חיוניים לכם.
• אם אתם משתמשים בלוחות סולאריים כחלק מתוכנית האנרגיה הסולארית שלכם, תוכלו לחסוך כסף רב בחשבונות החשמל החודשיים שלכם, וזוהי סיבה שאנשים רבים החליטו לנסות את הלוחות הסולאריים בביתם.
• הלוחות הסולאריים הטובים ביותר הם קשים מאד ויכולים לשרוד זמן רב, אם מטפלים בהם היטב.
• למזג האוויר באזור בו אתם משתמשים בלוחות הסולאריים תהיה השפעה עצומה על תוחלת החיים של הלוחות סולאריים. בלאי יכול לגרום לבעיות רציניות אם לא תעקבו אחר מצבם של הלוחות במשך פרק זמן מסוים.
    o עובדה משעשעת: לפעמים לוחות סולאריים נפגעים על ידי כוכבי שביט, מטאוריטים ושאר "זבל חלל"; הדבר דורש מאסטרונאוטים לצאת ולבצע את התיקונים הנדרשים בעת הצורך.

יתרונות האנרגיה הסולארית

• אנרגיה מתחדשת ובת קיימא: אנרגיה סולארית היא אנרגיה מתחדשת ובת קיימא. השמש תמשיך ותזרח לנצח. הכול תלוי בנו – איך נוכל לעשות את השימוש הטוב ביותר במשאבים ולהשתמש במקור אנרגיה חינמי זה כדי להאיר את בתינו ומשרדינו.
• חשמל באזורים מרוחקים: האנרגיה הנקייה והמתחדשת הזו מהווה ברכה עבור אנשים החיים באזורים מרוחקים, שלא תמיד מחוברים לרשת החשמל הלאומית.
• ללא זיהום: אנרגיה סולארית היא אנרגיה שקטה ואינה מייצרת זיהום כלל. זו אחת מהסיבות החשובות לכך שהיא מועדפת על ידי אנשים רבים בכל רחבי העולם.
• עודף אנרגיה: עודף האנרגיה המיוצרת יכולה להישלח חזרה לרשת החשמל הארצית וניתן לקבל החזר על חשבון החשמל החודשי.
• ירידה בחשבונות החשמל: החשמל המיוצר יכול לשמש להפעלת מאווררים, אור, לטעון טלפונים ניידים ועוד דברים רבים. החשמל הזה ניתן בחינם, הוא מתחדש, ניתן לייצר אותו על פי דרישה והוא יכול לסייע לך להוריד את עלויות חשבון החשמל החודשי.
• קלה לתחזוק: לוחות סולאריים מותקנים, דורשים תחזוקה מעטה, אם בכלל. הם דורשים ניקיון רק מספר פעמים בשנה.
• יצירת מקומות עבודה: מגזר האנרגיה הסולארית פתח הזדמנויות נפלאות לאנשים. ללא ספק, הוא תורם להפחתת האבטלה במדינה.

חסרונות של אנרגיה סולארית

• השקעה ראשונית: נדרשת השקעה ראשונית כדי לרתום את אנרגיית השמש. העלות יכולה להחזיר את עצמה במסגרת של 10-15 שנים, בהתאם לכמות האנרגיה הנרתמת והכסף שנחסך מקניית חשמל מהרשת הארצית.
• זמינות במשך שעות היום: ניתן לרתום אנרגיה סולארית רק בשעות היום. פרוש הדבר שניתן להשתמש במקור אנרגיה זה במחצית היום בלבד.
• לא יעיל כשמעונן או בעונת הגשמים: מזג אויר מעונן או עונת הגשמים מפחיתים את יעילות הלוחות הסולאריים. זו הסיבה שאנרגיה סולארית אינה מצליחה באזורים בהם מזג האוויר מעונן במשך מרבית ימות השנה.
• נדרש שטח פריסה גדול: עבור בעל עסק גדול, יתכן שיידרש שטח פריסה עצום על מנת לרתום אנרגיה סולארית שכן דרישת האנרגיה של העסק עשויה להיות גדולה מזו שניתן לקבל מהתקנת לוחות סולאריים על גג הבניין.
• אחסון יקר: האנרגיה הרתומה מהשמש צריכה להיות מאוחסנת בסוללות על מנת שהיא תהיה זמינה לשימוש מאוחר יותר בבית או במשרד. עלותן של אותן סוללות עשויה להשפיע על החלטת הלקוח אם לבחור באנרגיה סולארית.

קיימים מספר שימושים באנרגיה סולארית, וככל שהטכנולוגיה ממשיכה לנוע קדימה, יתווספו שימושים נוספים, ויהיה קל הרבה יותר 'לחטוף' את האנרגיה מהשמש ולהשתמש בה כדי להניע את כל מה שיש לנו. ההשקעה בטכנולוגיות האלה, כשהן ממשיכות להתפתח ולשנות את הדרך בה אנחנו רואים את העולם סביבנו היא השקעה חכמה וחדשנית.