מערכות סולאריות בישראל

ISRAELI SOLAR BIPV SYSTEMS

ישראל בדרכה להפוך למעצמה סולארית. עד כמה שייצור החשמל הסולארי המתבצע על ידי חברת החשמל בישראל מועיל לסביבה ומגן על משק האנרגיה של המדינה ושל כל אזרחי המדינה ומאפשר, שימוש זורם בחשמל בכל משק בית כמעט בלי הפרעה. עדיין, היצרן הראשי של חשמל סולארי בישראל הוא גוף עסקי גדול במקום שאלו יהיו אנחנו, הצרכנים הביתיים בעצמם.

ייצור חשמל סולארי בישראל על ידי בעלי בתים, עסקים מקומיים ושימוש עצמי בחשמל בייצור עצמי בכל סוג של מבנה ומשטח- זו היא המהפכה הגדולה המתרחשת כעת בישראל:

הנגשה של מוצרים סולאריים מתוחכמים לשוק הרחב
התקנה של מערכות ופאנלים סולאריים על גבי כל משטח בו השמש נוגעת- אנכי/ אופי/ משופע / ישר ועוד.

מה מצב השוק הסולארי בישראל?

באופן מסורתי, אנחנו מייצרים חשמל דרך שריפת דלקי מאובנים, כמו לדוגמה גז, נפט, פחם וכן הלאה. כשאנחנו שורפים את החומרים הללו – יכול להשתחרר גז מסוים לאטמוספרה – והוא למעשה אינו מיטיב עימה. על פי כן, שריפת מאובנים כדי לייצר חשמל – אינה דבר שמיטיב עם הסביבה, ואם נמצא לו חלופות – כך ייטב. וזה בדיוק הסיפור של אנרגיה סולארית בישראל, שלמעשה מאפשרת לאפשר תחליף אנרגטי מסוים לכל עניין דלקי המאובנים. כאשר עושים שימוש באנרגיה סולארית, ניתן לחסוך משהו כמו 95% מפליטות אלו, לפי נתונים מסוימים שטרם אימתנו או ביקשנו לאמת – מה שיכול לאפשר לעולם לקבל תמיכה לאזן את עצמו בחזרה לאיזון מיטיב.

יש שיגידו, שמערכת אנרגיה סולארית ממוצעת, שיכולה לייצר משהו כמו 10 קילוואט, ולמעשה יכולה להיפרס על פני 100 מ"ר, או כך, יכולה לחסוך פליטה של משהו כמו 10 טונות של פחמן דו חמצני לאוויר – מדי שנה. מדובר על משהו כמו 250 טון של כך, לאורך 25 שנות פעילות, אם תחזיק עד אז. איננו יודעים אם מערכת סולארית ביתית יכולה להחזיק כל כך הרבה זמן – אף על פי שיש תחזיות שכן, מהסיבה הפשוטה – שרוב המערכות הסולאריות לא נמצאות בסביבה יותר מ-20 שנה, כלומר, זה טרנד דיי חדש. באופן יחסי, על כל פנים.

מקורות אנרגיה חלופיים

מעבר לכך, זה כמובן יכול להיות מאוד נחמד – למצוא מקורות אנרגיה חלופיים. הרי אם יש שימוש במשאבים של דלקי מאובנים כדי לייצר חשמל כיום – הרי שזה רק לטווח הקצר, שהרי בשלב מסוים – המשאבים ייתכלו – ואז מה יהיה כדי לייצר אנרגיה? זו שאלה מצוינת, וגם אם תהיה אפשרות לקבל במסחר משאבי מאובנים נוספים ממדינות או ממקורות נוספים – הרי שהבעיה חוזרת על עצמה – זהו לא דבר שיש להמשיך ולהשתמש בו לנצח, אלא למעשה להחליף אותו לכדי אנרגיה אינסופית, או לפחות כזו – שיכולה להספיק לזמן רב, ועבור כמויות רבות של צרכים אנרגטיים.
למעשה, המילה אנרגיה, על פי ויקפידה – ובהיבט הפיזיקלי שלה – מסמלת כושר עבודה. כדי להכשיר משהו לכדי תנועה, כדי לגרום לו "לעבוד", מתבקשת אנרגיה. אם אנחנו רוצים להחזיק את כל העולם הטכנולוגי והתעשייתי על הרגליים – מתבקשת מידה מסוימת של אנרגיה כדי לאפשר לכל זה לקרות. כאשר אין יותר בנמצא דלקי מאובנים – השמש עדיין זורחת ומאפשרת למי שמחזיק במערכת סולארית מתאימה – לייצר אנרגיה בהתאם.

הפריצה הישראלית לשוק הסולארי, מה שהמציא ד"ר תבור.

אולי בגלל שמדינת ישראל, בראשית דרכה, ידעה שהיא כנראה לא אמורה להסתמך על דלק מאובנים במיוחד – כדי לייצר חשמל – אולי כי אין לה עתודות נפט, אולי כי לא היו לה את יחסי השכנות הכי מוצלחים עם השכנות שלה לגבול – מדווח במקורות מסוימים, שהחל מחקר בתחום הסולארי. בסביבות שנות החמישים, ד"ר הארי צבי תבור – שאם יש לו שם שנשמע מעורב, זה לא בכדי – כי הוא למעשה עלה ארצה, לאחר שהשלים לימודיו באוניברסיטת לונדון – המציא ד"ר תבור, במעבדה הישראלית לפיזיקה, פאנל סולארי או לוחות סולאריים סלקטיביים. אשר העניין בהם היה – שהם קולטים את אור השמש ביעילות, ועם זאת – פולטים את אור השמש באופן שאינו יעיל. מה שלמעשה גורם להם להתחמם – וזה נהדר, אם רוצים לעשות בזה שימוש עבור דוד שמש. שזו למעשה המצאה שרובנו, או לפחות, חלק מאתנו – משתמשים בה עד היום – הרי זה נפלא לגלות שיש מים חמים, גם אם לא הדלקנו "דוד" עבור זה, אלא פשוט כי היה שמש.
יש מקורות שונים, שכל אחד מצטט מספר אחר – אך נדמה שזה חסך למשק הישראלי, עלויות נכבדות של חשבון חשמל – שזה כשלעצמו זה טוב ויפה, כי יותר קל לקבל אנרגיה באופן ישיר ופשוט כך – ועם זאת, יש לכך משמעות נוספת, והיא שישראל, הייתה צריכה להשקיע פחות אנרגיה חשמלית, לחימום מים חמים, כיוון שאלו התחממו על ידי דודי השמש, שהקרדיט להמצאתם נתון באופן רשמי לדוקטור הארי תבור, כמסומן במקורות רבים.

פוטנציאל האנרגיה הסולארית בישראל

מה שנפלא בישראל, זה שיש לה שמש מאוד ברורה – כלומר, שעות השמש שלה רבות באופן יחסי, כך שאם נרצה לדוגמה לאפשר לדוד שמש לקבל מספיק אנרגיה כדי לחמם מים חמים – ברוב ימי השנה, או לפחות בהרבה מהימים במהלך השנה – זה בהחלט יהיה אפשרי. תלוי כמובן בגודל הדוד, ובמקרה הספציפי – אך במקרים רגילים, אם יש דוד שמש בישראל, והוא מונח במקום בו הוא חשוף לשמש – זה כנראה מספיק כדי ליצור את האפקט של מים חמים, גם בלי להדליק חשמל – אך כמובן, זו רק השערה לצורך הדגמת הפואנטה למשפט זה.

יש שיגידו, שהשכיחות השנתית הגבוהה של השמש, באזורים דרומיים כמו בנגב, כמו הייתה מעין הנעה קדימה עבור תעשיות מחקר ופיתוח לאנרגיה סולארית בישראל, שיש להן שם עולמי. מהנדסים ישראלים ממש הובילו את התנועה קדימה – וחברות ישראליות כמו אורמת, לוז, ברייט סורס – עבדו על פרויקטים של אנרגיה סולארית בישראל ובעולם.

העניין במערכות סולאריות, זה שהן יכולות לאפשר המרה של האנרגיה, שלמעשה יכולה להיות אגורה בקרני השמש – לכדי אנרגיה חשמלית, שייצורה יכול להיות יותר זול מאשר שריפת דלקי מאובנים, לפחות בחלק מהמקרים – או לפחות תחרותי, מבחינת מחירים. כמו גם, הייצור הוא נקי ואמין. התהליך לטובת יצירת אנרגיה סולארית בישראל, הוא תהליך פיזיקלי שנקרא אפקט פוטו-וולטאי, מה שמסמן גם שמם של התאים הסולאריים, שנקראים גם תאים פוטו-וולטאים.

הפקת חשמל סולארי

למעשה, קרני השמש, מכילות דבר מה שנקרא פוטונים, כאשר הפוטונים עצמם הם חלקיקים תת-אטומיים, חלקיקים זעירים שמכילים כמויות שונות של אנרגיה. כאשר הם בשמש, הם כמו נורים כלפי כדור הארץ, כאשר הם מגיעים תוך שהם טעונים בכמות האנרגיה שנטענו בה, כשהיו בשמש – אם נרצה לתת לזה הסבר יום-יומי שכזה. כמו גם נסייג, שכותבי הכתבה אינם מדענים, אז הקורא יבחר לעצמו את המידע בקפידה.

אז מה מתרחש כאן?

מה שמתרחש לאחר מכן, זה מעין תהליך – בו הפוטונים, כחלקיקים תת אטומיים, נורים מן השמש – ומגיעים בצורה כלשהי, כדרך האטמוספירה של כדור הארץ – לתוך רבדי הכדור, שעל חלקם מונחות – הפלא ופלא, מערכות סולאריות. כאשר הפוטונים פוגשים בלוח סולארי, שמורכב לדוגמה על גג, או על קיר, או על קרקע כלשהי – מתרחש תהליך. הסיבה לכך, היא שהלוח הסולארי, יכול להיות מורכב בהרבה מהמקרים – מ-2 שכבות של חומרים שנקראים מוליכים למחצה. כאשר החומר המרכזי, אם נרצה לקרוא לזה כך – בלוחות הללו, הוא חומר הסיליקון. כך שיש לנו למעשה 2 שכבות סיליקון.

שחרור האלקטרון

כאשר שכבה אחת של סיליקון, פשוט רוצה למסור חלקיק חשמלי טעון, ששמו אלקטרון, בעוד השכבה השנייה של הסיליקון, רוצה פשוט לקבל חלקיק חשמלי טעון, ששמו, נכון – אלקטרון. שזה צירוף מקרים מכוון, יש להגיד. נפשות תאומות ותואמות. כאשר הפוטון כמו פוגש בלוח הסולארי, מה שמתרחש הוא שחרור של האלקטרון מאחד הלוחות, ועצם התעופה של שחרור האלקטרון – או כך הבנו את הנושא – היא זו שיוצרת את הזרם החשמלי.

שילוב ממיר במערכת הסולארית

אז יש לנו כאן מעוף של אלקטרון, וזה נקלט באלקטרודה, באופן שניתן לכנות אותו כזרם חשמלי. עכשיו, הזרם החשמלי הזה הוא עדיין לא בדיוק אנרגיה סולארית בישראל, אף על פי שכביכול, הוא כבר חשמל סולארי שהגיע מהשמש. אך אם מי מאיתנו מכיר את הסיפור שמאחורי הזרם הישיר – הוא יודע שאין הוא מתאים למערכת החשמלית, של חברת החשמל – שאנחנו עושים בה שימוש בארצנו. שכן בישראל, אנחנו עושים שימוש בזרם חליפין, לא בזרם ישיר. על כן, האלקטרודה קולטת, כביכול ולכאורה, ולמיטב הנבתנו – את תעופת האלקטרון, כזרם חשמלי בשם DC, בעוד אנחנו רוצים זרם חילופין חשמלי שנקרא AC.

על כן, כדי לייצר ולהשתמש באנרגיה סולארית בישראל, אנחנו למעשה נרצה לשלב ממיר במערכת הסולארית שלנו – שהוא זה שמבצע את ההתמרה של הזרם החשמלי שנוצר למעשה מתוך האינטראקציה שבין אנרגיית השמש למערכת הסולארית, לכדי זרם חשמלי שניתן לעשות בו שימוש ברשת חשמלית ביתית, או/ו ברשת חשמלית מסחרית.

טיפול בתקלות הנגרמות במערכת לייצור חשמל סולארי

מכירת עודפי חשמל מייצור עצמי

בשלב זה, אחרי שהממיר התמיר עבורנו את הזרמים וכעת יש לנו זרם AC מוכן לשימוש – זרם האלקטרונים, ינוע במערכת החשמל ויאפשר את האנרגיה הדרושה להפעלת מכשירים החשמל שנמצאים בבית ו/או במרכז מסחרי כלשהו. בהתאם לסידור עם חברת החשמל, במידה וייווצר זרם חשמלי רב מן הצריכה- העודפים יוכלו לעבור לחברת החשמל, בהתאם לתנאים שהוסכמו מראש.
ניתן לעשות כמה דברים עם ממיר הזרם החשמלי. ניתן לדוגמה לחבר אותו למערכות בקרה חכמות, ובכך למעשה לשלוט בניתוב הזרם החשמלי שנוצר. ניתן גם, לדוגמה, לשלוט בהעברתו לחברת החשמל. ניתן לשמור אותו בסוללה, אם הותקנה אחת שכזו, כי לא בהכרח צריך – שכן אם העודפים פשוט עוברים לחברת החשמל, אין זה בהכרח רלוונטי להחזיק אחת, אלא אם כן ממש רוצים. וכן הלאה אפשרויות.

חברת החשמל יכולה ואכן כנראה תחבר את המערכת הסולארית למד דו-כיווני, שימדוד את כמות החשמל המיוצר על ידי המערכת, ואת כמות החשמל שחברת החשמל משלימה לטובת צריכה. על בסיס הנתונים, כפי שנמדדים במד, יכולה חברת החשמל לבצע את הזיכוי בחשבון – וזה נקרא למעשה שיטת מונה נטו.
מערכת סולארית יכולה לעזור למעשה, לייצר אנרגיה סולארית בישראל. מערכת סולארית עובדת בתנאים מסוימים, בצורה אופטימלית. ובתנאים אחרים – באופן שאינו אופטימלי. באופן כללי, מדווח שמערכת סולארית תעבוד באופן הטוב ביותר, משמע תנפיק את מידת הניצול האנרגטי הרבה ביותר בתנאי מזג אוויר שכוללים מזג אוויר קר, שמש חזקה, עננות נמוכה ואוויר נקי. על כן, בהיעדר שמש חזקה, טמפרטורה קרירה, עננות נמוכה ואוויר נקי – הרי שמערכת זו לא תייצר, ואם נרצה להשלים אי אילו כמויות חשמל, תהיינה אפשרות לשאוב אותו מהמערכת של חברת החשמל. ובאם נרשם כבר קרדיט בחברת החשמל, על עודפים קודמים שהמערכת ייצרה – ייתכן שכל שימוש וצריכה נוספת ממש מתוך הרשת של חברת החשמל – לא תגיע עם עלות נוספת, שכן כבר קיים קרדיט לטובת הלקוח, במקרה שכזה.

מקרים של הפסקות חשמל

במקרה של הפסקת חשמל, ברשת החשמל הכללית – מתוך פונקציה של הממיר הסולארי – המערכת הסולארית גם כן תפסיק את פעילותה, ויש לכך סיבות שהן כך מן ההיבט הבטיחותי כמו גם מן ההיבט החוקי – כל מיני רגולציות שכאלה ומה לא. בהינתן חזרה לשגרה של רשת החשמל הכללית, תוך פונקציה האוטומטית של הממיר גם המערכת הסולארית אמורה לשוב לפעולה.
על כן, בישראל, לאור שעות השמש הרבות, והיכולת לעבוד עם חברת החשמל בשותפות שכזו, בהינתן הסכמים רלוונטיים – בהחלט ניתן להתקין מערכת סולארית, בתנאים נוחים, בהתבסס על הרצון והצורך של מי שמבקש לעצמו מערכת שכזו.