אנרגיה סולארית היא אחד ממקורות האנרגיה המתחדשים הזולים ביותר שיש כיום. אז איך בדיוק אנחנו משתמשים בשמש לטובתנו וכיצד פאנלים סולאריים מייצרים חשמל? הנה כל מה שאתם צריכים לדעת.
רכיבים סולאריים בסיסיים
כדי לברר כיצד פועלים פאנלים סולאריים, עליכם להבין כיצד הם עשויים. פאנלים סולאריים רבים מורכבים מסיליקון, אחד האלמנטים הנפוצים ביותר על פני כדור הארץ.
אך מכיוון שיצירת גבישי סיליקון באיכות מתאימה היא קשה ויקרה, מערכות סולאריות ביתיות בנויות בדרך כלל מחומרים דומים אך פחות יקרים, כגון נחושת, אינדיום, גליום וסלניד (CIGS) .1 אלה אינם יעילים כמו סיליקון איכותי, אך עדיין מספקים כוח מספק בעלות סבירה.
במהלך הייצור מכניסים כמויות קטנות של אלמנטים אחרים לשינוי התכונות החשמליות של אטומי הסיליקון. רצועות סיליקון שלילי (מסוג n), בעלות אלקטרון נוסף וסיליקון חיובי (מסוג p) שחסר לו אלקטרון אחד, משולבות יחד. השילוב יוצר תא פוטו-וולטאי. וכאשר תאים פוטו-וולטאיים מרובים מונחים זה לצד זה תחת זכוכית, הם נותנים לנו פאנלים סולאריים נפוצים.
הפיכת אנרגיה סולארית לחשמל
אור שמש גלוי מורכב מחלקיקים בלתי נראים הנקראים פוטונים. לאלה יש אנרגיה, אך אפס מסת מנוחה. כאשר הפוטונים מתנגשים עם חלקיקים אחרים האנרגיה שלהם מומרת לצורות אחרות בהתאם לסוג האטומים שהם נוגעים בהם. רוב ההתנגשויות יוצרות רק חום.
אך ניתן לייצר חשמל גם כאשר הפוטונים מייצרים אלקטרונים חופשיים. אלקטרוני הסיליקון מסוג n מחפשים את אלה שבסיליקון מסוג p כדי להחליף את האלקטרונים החסרים שלהם וכך נוצרת זרימה בין שני הסוגים.
המאפיינים המדהימים של מוליכים למחצה כמו סיליקון מאפשרים לשמור על חוסר האיזון החשמלי. משמעות הדבר היא אספקה קבועה של חשמל כל עוד פוטונים פוגעים בפאנלים הסולאריים. הזרם נאסף על ידי חוטים ומובל בכל המערכת.
4 גורמים המשפיעים על ייצור חשמל סולארי
על משקי בית לקחת בחשבון ארבעה גורמים עיקריים במהלך ההתקנה של מערכות השמש למגורים שלהם ותחזוקה לאחר מכן:
- צל: פאנלים סולאריים מוצלים לא יפיקו את אותה כמות אנרגיה כמו באור שמש ישיר. אם הגג שלכם מוצל על ידי עצים או מבנים שלא ניתנים להורדה, ייתכן שפאנל סולארי לא תהיה הבחירה הטובה ביותר שלכם.
- עונתיות: כמו מזג האוויר, גם ייצור האנרגיה הסולארית משתנה מיום ליום ומחודש לחודש. יום חורף מעונן לא יהיה פרודוקטיבי כמו יום שטוף שמש וקיצי. אבל חשוב להתמקד בתמונת הכוללת- כל השנה. לדוגמא, לפעמים שלג יכול להחזיר אור ולשפר את ביצועי ה- PV.
- הטיה: פאנלים סולאריים מושפעים רבות מהמיקום שלהם. הכיוון אליו פונה הבית שלך, מיקומו, ואפילו גובה הבית שלך, משפיעים משמעותית על מידת פעולתה של מערכת סולארית למגורים. באופן אידיאלי, פאנלים סולאריים צריכים להיות באותה זווית כמו קו הרוחב שבו הם מותקנים. פאנלים בזווית בין 30 ל 45 מעלות בדרך כלל עובדים טוב ברוב התרחישים.
- אזימוט: זווית האזימוט היא כיוון המצפן שממנו אור השמש מגיע. בצהריים, אור השמש מגיע מכיוון דרום בחצי הכדור הצפוני ומצפון בחצי הכדור הדרומי. זווית אזימוט שגויה יכולה להפחית את תפוקת האנרגיה של פאנל ביתי סולארי בעד 35%. אזימוט של אפס (מול קו המשווה) הוא בדרך כלל הבחירה הטובה ביותר.
למה כדאי להתקין מערכת סולארית?
בעלי בתים המתקינים מערכות חשמל פוטו-וולטאיות זוכים להטבות רבות: חשבונות חשמל נמוכים יותר, טביעות רגל פחמן נמוכות יותר וערכי בית גבוהים יותר. אך יתרונות אלה משתנים בהתאם לעלויות התקנה ותחזוקה משמעותיות, וגודל הרווחים יכול להשתנות בין בית לבית.
אמנם יכול להיות שמערכת סולארית יכולה להתאים לכם למרות שלא חשבתם כך. סוף הקיץ לא אומר סוף השמש. גם במזג אוויר קר, בעלי בתים יכולים לנצל את היתרונות של אנרגיה סולארית מתחדשת. בין אם אתם רוצים להגן על הסביבה, לחסוך כסף בחשבונות השירות או להוסיף ערך חוזר לביתכם, אנרגיה סולארית היא אפשרות חכמה.
היתרונות של אנרגיה סולארית
מדוע לבחור באנרגיה סולארית? אנרגיה סולארית היא:
- אנרגיה מתחדשת: מקורות דלק אחרים הדורשים חיפושים חייבים להיות מופקים מהאדמה. לוקח להם הרבה זמן להתחדש ועם הביקוש הגבוה בסופו של דבר הם ייגמרו.
- תחזוקה נמוכה: לאחר התקנת פאנלים סולאריים, הם דורשים מעט מאוד השקעה בתחזוקה השוטפת.
- שקט: פאנלים סולאריים לא משמיעים שום רעש שכן הם הופכים את אור השמש לחשמל.
- ידידותית לסביבה: תחנות כוח חשמליות סולאריות ופאנלים סולאריים אישיים אינן מייצרות פליטות כלשהן או משפיעות לרעה על הסביבה.
האם עליכם להשתמש במערכת חשמלית סולארית?
לפני שאתם משקיעים במערכת חשמל סולארית, עליכם לוודא כי ביתכם מקבל אנרגיה סולארית מספקת בכדי לענות על צרכיכם ביעילות ובמחיר סביר. האם לביתך יש גישה ברורה ללא הפרעה לאור השמש ברוב שעות היום ובמהלך כל השנה? חשמלאי מוסמך יכול לספק ניתוח לאתר מקום אידיאלי למערכת, אם יש.
מערכת חשמלית סולארית קטנה (המכונה גם פוטו וולטאית או PV) יכולה להיות יצרנית חשמל אמינה שאינה מזהמת. מערכות PV משתמשות באור שמש ישיר ומפוזר כדי ליצור חשמל.
עם זאת, ככל שאנרגיה סולארית ישירה יותר שמגיעה למערכת ה- PV, כך היא מייצרת יותר כוח. לכן, בעוד שמערכות אלה יכולות לעבוד בכל מקום, הן פועלות בצורה היעילה ביותר באזורים מסוימים, שמקבלים יותר אור שמש ממוצע בשנה. בישראל, מזג האוויר מתאים, כך שכמעט בכל בית אפשר להתקין היום מערכת סולארית.
עם זאת, גם אם אינך יכול להשקיע במערכת חשמלית סולארית, יש דרכים אחרות להשתמש באנרגיה סולארית סביב ביתך בצורה יותר ממוקדת כמו דודי שמש, כיריים סולאריות וכדומה.
היום יש הרבה מאוד מכשירים חשמליים שבאים בגרסה 'הסולארית' שלהם. החלפה למכשירים חשמליים סולאריים והתקנתם יכולה להיעשות על ידי חשמלאי מוסמך כמו התקנה של כל מכשיר חשמלי רגיל.
