ויקיפדיה

מגדל שמש – הבדלי גרסאות

עיון אינטראקטיבי בהיסטוריה
→ העריכה הקודמתהעריכה הבאה ←
תוכן שנמחק תוכן שנוסף
חזותיקוד ויקי
Yanivff (שיחה | תרומות)
36 עריכות
←‏קישורים חיצוניים: פעילות בנושא אנרגיה תרמו סולארית
כורכום (שיחה | תרומות)
229 עריכות
דרושים מקורות. הוספתי פסקה על השימוש בפועל שפולט מזהמים
תגית: הוספת תבנית לשינויים בערך
שורה 1:
{{מחפש מקורות|פסקה=כן}}
[[קובץ:S-tower.png|שמאל|ממוזער|250px|הצגת המערכת באמצעות דיאגראמת מלבנים]]
[[קובץ:Solar Two 2003.jpg|שמאל|ממוזער|250px|מגדל שמש ו[[הליוסטט]]ים בקליפורניה]]
שורה 4 ⟵ 5:
'''מגדל שמש''' הוא פתרון [[אנרגיה חלופית]] המתבסס על ניצול קרני [[השמש]].
 
זהו מגדל המיועד לאסוף קרינת [[השמש|שמש]] משטח גדול, בעזרת מספר רב של [[הליוסטט]]ים ([[מראה|מראות]] העוקבות אחרי השמש) המרכזים את [[אור השמש]] אל [[קולט]] שנמצא בראש מגדל. הקולט מחמם [[מים]] ל[[קיטור]] המפעיל [[טורבינה]]. ניתן לחמם את המים ישירות על ידי הצבתמילוי דוד מיםהשמש בקולטבמים, או לחמם את המים באמצעות חומר אחר (למשלשמסוגל לצבור יותר [[מלחחום בישול(פיזיקה)|חוֹם]], מותךלדוגמה [[שמן]] או אוויר[[מלח דחוס(כימיה)|מלח]]. ובאמצעותםבשנות לחמםהשמונים מיםשל המאה העשרים חברת "[[ברייטסורס אנרג'י|לוז]]" הישראלית פיתחה טכנולוגיה לתחנות כוח תרמו-סולאריות. ממשיכת דרכה, ברייטסורס אנרג'י, סייעה בהקמת תחנת כח כזו במדינת [[קליפורניה]] שב[[ארצות הברית]] ובישראל.
 
==היסטוריה==
ב[[שנות ה-80 של המאה ה-20]] נבנה ב[[מכון ויצמן למדע]] מרכז סולארי הידוע בכינוי '''"מגדל השמש"'''. סביב המגדל נבנו 64 מראות קעורות עוקבות שמש (הליוסטטים) הקולטות ומרכזות את אור השמש לעבר המגדל. תפקיד כל הליוסטט לעקוב בנפרד אחר מיקום השמש באמצעות [[מערכת בקרה]] ממוחשבת ולכוון את הקרינה לכיוון המגדל.▼
{{מחפש מקורות|פסקה=כן}}
▲ב[[שנות ה-80 של המאה ה-20]] נבנה ב[[מכון ויצמן למדע]] מרכז סולארי הידוע בכינוי '''"מגדל השמש"'''. סביב המגדל נבנו 64 מראות קעורות עוקבות שמש (הליוסטטים) הקולטות ומרכזות את אור השמש לעבר המגדל. תפקיד כל הליוסטט לעקוב בנפרד אחר מיקום השמש באמצעות [[מערכת בקרה]] ממוחשבת ולכוון את הקרינה לכיוון המגדל.
תפוקת המגדל הכוללת היא כ-3 מגה-[[ואט]] [[חשמל]].
 
==פליטת מזהמים==
על בסיס המגדל נבנה בשנים האחרונות קולט שמש ייחודי ומהפכני, המאפשר לרכז את אור השמש ולהגיע לטמפרטורות גבוהות - 1,200 מעלות ויותר, ב[[לחץ]] של 25 [[אטמוספירה (מידה)|אטמוספירות]].
על אף שעקרונית תחנות שמשתמשות בגדל שמש מסוגלות לפעול ללא בערה של דלק מתכלה, על מנת לקצר את משך החימום של דוד השמש בשעות הבוקר מארבע שעות לחצי שעה, תחנות הכח בטכנולוגיה זו שורפות דלק בשעות הלילה, והדבר גורם לזיהום אוויר.{{הערה|שמאל=כן|Susan Kraemer, [https://cleantechnica.com/2016/04/25/newly-released-data-indicates-ivanpah-gas-5-percent/ Newly Released Data Indicates Ivanpah Gas is Under 5%], April 25, 2016 }}
 
==מחירי האנרגיה==
טכנולוגיית מגדל השמש היא טכנולוגיה [[תחנת כוח תרמו-סולארית|תרמו-סולארית]].
מחירי האנרגיה של תחנות תרמו-סולריות בעלות מגדל שמש אינם תחרותיים. לדוגמה, עוד בהקמתה בשנת 2014, מחירי האנרגיה של [[ברייטסורס_אנרג'י#איוונפה_(Ivanpah)|התחנה התרמו-סולארית איוונפה]] לא היו תחרותיים עם מחירי האנרגיה של תחנות פוטו-וולטאיות.{{הערה|שמאל=כן|Herman K. Trabish, [http://helioscsp.com/ivanpah-worlds-biggest-concentrated-solar-power-tower-project-goes-on-line/ Ivanpah: World’s Biggest Concentrated Solar Power Tower Project Goes On-Line], Spanish Association for the Promotion of the Solar Thermal Industry, February 2, 2014}} למעשה כבר בשנת 2011 חזו חלק מהמשקיעות בטכנולוגיה שהירידה במחירי האנרגיה של תחנות פוטו-וולטאיות תהפוך את הטכנולוגיה התרמו-סולארית ללא-כדאית כלכלית.{{הערה|שמאל=כן|[https://www.evwind.es/2011/11/24/google-cans-concentrated-solar-power-project/14860 Google cans concentrated solar power project], Spanish Wind Energy Association, November 24, 2011}} על פי משרד האנרגיה האמריקאי, בשנת 2017 בממוצע מחיר האנרגיה לקוט"ש של תחנה תרמו-סולארית בארצות הברית היה פי ארבעה ממחיר האנרגיה לקוט"ש של תחנה סולארית פוטו-וולטאית,{{הערה|שמאל=כן|[https://atb.nrel.gov/electricity/2017/index.html?t=sc&s=cx NREL Annual Technology Baseline (2017)]}} וכמעט פי חמישה בשנת 2018,{{הערה|שמאל=כן|[https://atb.nrel.gov/electricity/2018/index.html?t=sc NREL Annual Technology Baseline (2018)]}} וכך גם בישראל.{{הערה|שם=מכרזים|ינון יוגב, "[https://www.lexology.com/library/detail.aspx?g=f927c9bf-0ad7-45e0-81b7-61d0179cdcb4 Israeli Government Tender for Solar Energy Generation in Vast Photovoltaic Fields Connected to the National Electric Grid ], באתר לקסולוג'י, 24 בנובמבר 2018. "The winners of the first two tenders acquired the opportunity to generate about 340 megawatts, at an electricity tariff of 19.8 and 19.9 agorot per kilowatt hour – more than two times lower than the Israel Electric Corporation’s rate for households. According to the IEC’s assessments, the winning tariff in the current tender will be even cheaper."}}{{הערה|שם=יקר-לי|{{TheMarker|אבי בר-אלי|"פשיטת הרגל שאולי תציל אתכם מקנס של 6 מיליארד שקל"|1.2786743|29 בנובמבר 2015}}}}
ניצול אנרגיית שמש כאמצעי להפקת אנרגיה תרמית הוא שימוש נפוץ במדינת ישראל כבר שנים רבות: דודי שמש משמשים כתחליף לחימום באמצעות חשמל או גז. הטכנולוגיה התרמו סולארית פותחה בישראל עוד בשנות ה-80 של המאה הקודמת על ידי חברת "[[ברייטסורס אנרג'י|לוז]]" הישראלית, ויושמה לראשונה במדינת [[קליפורניה]] שב[[ארצות הברית]]. טכנולוגיה זו עושה שימוש רק בקרינה הישירה של השמש אשר קרויה-DNI.
 
אנרגיית השמש היא [[אנרגיה מתחדשת]] המצויה בשפע. כל תחנות הכוח התרמיות הקיימות היום בין אם הן מבוססות על דלק או על אנרגיית השמש פועלות בצורה דומה:
מערך של מראות אשר מרכזות את קרני השמש אל מקלט מרכזי בעל שטח של כמה מטרים רבועים שממוקם בראש מגדל בגובה שבין 50 ל 100 מטרים. במקלט מסוחרר נוזל החימום לרוב במלח מותך או בשמן סינתטי, אשר מחומם לטמפרטורות גבוהות מאוד (עד 1000 מעלות צלזיוס) ומשמש ליצירת קיטור להנעת טורבינה.
 
האנרגיה מושקעת בחימום קיטור או אוויר לטמפרטורה של מאות מעלות צלזיוס. האוויר או הקיטור המחומם שואף להתפשט במרחב, וכוח ההתפשטות מנוצל לדחיפת כפות הטורבינה. הטורבינה בתורה מסובבת מחולל, שממיר אנרגיה מכנית לאנרגיה חשמלית. מדד ניצולת האנרגיה בתהליך, הקרוי יעילות ההמרה, הוא היחס בין כמות האנרגיה שהושקעה במקור לבין האנרגיה שהפכה בסוף התהליך לחשמל.
יעילות ההמרה גדלה ככל שהקיטור/אוויר מחומם לטמפרטורה גבוהה יותר, ולכן האתגר העומד בפני מפתחי תחנות הכוח הסולאריות הוא להגיע לטמפרטורות זהות לאלה המתאפשרות על ידי שריפת [[פחם]], [[נפט]] ו[[גז]] באמצעות אנרגיית השמש בלבד. ואכן, דבר זה מתאפשר כבר היום בעזרת טכנולוגיית מגדל השמש.
 
יעילות טכנולוגיה זו עשויה להשתוות לזו של תחנות מבוססות דלקים, והיא עולה על כל תחנות הכוח הסולאריות שהוקמו עד היום, המתבססות על חימום קיטור לטמפרטורה נמוכה יחסית.
ישנן טכנולוגיות ששוקדות על שיפורה של טכנולוגיית מגדל השמש על ידי שכלול המבנה של הרכיב הנמצא במוקד הקרינה, שתפקידו לקלוט את קרינת השמש ולחמם את האוויר.
עיצוב נכון של רכיב זה ימזער את הפסדי האנרגיה ויאפשר את חימום האוויר לטמפרטורה הנדרשת. כדי לייעל את הרכיב, בוחנים חומרים ועיצובים שונים במודל ממוחשב. עיצובים נבחרים נבדקים לאחר מכן במעבדה. האפשרות לחמם אוויר במוקד המגדל לטמפרטורה
של יותר מ־ 1,000 מעלות צלזיוס עשויה להניב חשמל מאור השמש ביעילות המרה של יותר מ־ 30% . כאשר יעילות ההמרה כיום מגיעה עד ל 20%.
 
==יתרונות וחסרונות לעומת תחנות כוח המשתמשות במשאבים טבעיים כגון פחם, נפט או גז==
'''היתרון''' של מגדל השמש, ככל מתקן להפקת אנרגיה מן שמש, הוא שהשמש אינה משאב מתכלה ושהשימוש בו יתאפשר גם בעוד מיליוני שנים.
 
'''החסרונות''' של מגדל השמש הם צורך במקום לשם הקמת שדה הליוסטטים והצורך הקבוע בשמש-במקום השרוי בתנאי קיץ במשך רוב ימי השנה. מקום שאינו עומד בשני תנאים אלו אינו מתאים להקמת מגדל שמש.
 
חיסרון נוסף הוא חוסר יעילותו: שטח קרקע למגה-[[ואט]] [[חשמל]] ומחיר למגה-ואט חשמל. לדוגמה, בשביל להפיק 528 מגה-ואט כמו בתחנת הכוח רידינג ידרשו 29 קמ"ר - קרוב לשטח העיר [[תל אביב-יפו]].
 
==ראו גם==
אוחזר מתוך "https://he.wikipedia.org/wiki/מגדל_שמש"