ויקיפדיה

אנרגיה סולארית – הבדלי גרסאות

עיון אינטראקטיבי בהיסטוריה
→ העריכה הקודמתהעריכה הבאה ←
תוכן שנמחק תוכן שנוסף
חזותיקוד ויקי
מ ביטול גרסה 25216643 של 5.29.30.150 (שיחה)
קידוד קישורים, תיקון כיווניות הערת שוליים
שורה 33:
# בצורה דומה משתמשים במראות שטוחות לפי '''עקרון פרנל (Fresnel)''', מתקן מסחרי מסוג זה הוקם באוסטרליה לחימום מוקדם של קיטור.
# '''[[מגדל שמש]]''' המכונה לעיתים מתקן מסוג קולט מרכזי (Power Tower Systems): [[הליוסטט]]ים העוקבים אחרי השמש בשני צירים ומרכזים את האור לקולט מטרה הנמצא על מגדל. תחנות נבנו בשיטה זו בצרפת, ארצות הברית, וב[[מכון ויצמן]] בישראל. עוד בשנות השמונים השתמשו בקולט שמש שחימם מים או מלח מומס. תחנה מסחרית שהוקמה בספרד PS10 ליד סביליה משתמשת בקולט המחמם אויר, והאוויר מחמם קיטור לטמפרטורות של כ-460 מעלות צלזיוס. תחנה נוספת כזו PS20 נמצאת בהקמה והכוונה להקים תשע תחנות מסוג זה שיספקו את רוב צריכת החשמל של העיר סביליה. חברת [[ברייטסורס אנרג'י|ברייט סורס]] (לשעבר [[לוז (חברה)|לוז 2]]) מבקשת להקים תחנות כוח בטכנולוגיה זו ב[[קליפורניה]]. הטכנולוגיה החדישה בתחום היא שימוש בטורבינת גז וקולט המחמם אוויר דחוס, בשיטה זו ניתן להגיע לנצילויות גבוהות ביותר, מתקן הדגמה מסוג זה הוקם במכון ויצמן והודגמו בו טמפרטורות אוויר של כ-1,200 מעלות צלזיוס.{{ש}}ב[[אלמריה]] שב[[ספרד]] הוקם בשנת 2003 מתקן שעבד כתחנת כוח לכל דבר כאשר חברת [[אורמת]] סיפקה את יחידת הכוח, ובשנת 2005 הושגו טמפרטורות של מעל 1,000 מעלות צלזיוס במערך קולטים בפעולה עם טורבינת הגז של אורמת OST3 שסיפקה כ-250KW חשמל. חברת [[אדיג]] מ[[יבנה]] הקימה מתקן הדגמה דומה בהספק של 100KW ב[[הרפובליקה העממית של סין|סין]]. טכנולוגיה זו מאפשרת ייצור חשמל בנצילות גבוהה ונראה כי ניתן להגיע לעלויות נמוכות משמעותית מבעבר.
# '''צלחת פרבולית (Parabolic Dish Systems)''' - צלחת העוקבת אחרי השמש בשני צירים באמצעות חיישנים. מהחום מופק חשמל בדרך כלל על ידי [[מנוע סטירלינגסטרלינג]] (Stirling) או טורבינת גז קטנה. ניתן לקבל נצילויות גבוהות בהקפי ייצור חשמל של עשרות ומאות קילוואט בלבד, או תחנת כוח מסחרית עם עשרות או מאות יחידות מודולריות.
 
==אנרגיה פוטו-וולטאית==
שורה 41:
במרכז הלאומי לאנרגיית השמש ב[[אוניברסיטת בן-גוריון]], נערכים מחקרים בתחום הסולארי-תרמי והפוטו-ולטאי, העוסקים בין השאר בתא פוטו-וולטאי מבוסס [[פחמן]], ובייצור חשמל פוטו-וולטאי באמצעות שימוש במראה מרכזת גדולה. הציפיות הן שמחקרים אלו יבשילו בעשור הבא לכדי מערכות זולות והמוניות לייצור חשמל מאנרגיית השמש.
 
במעבדת "Excitonics" בפקולטה ל[[הנדסת מכונות]] [[הטכניון - מכון טכנולוגי לישראל|טכניון]], פותחה גישה חדשנית הנקראת (TEPL  (Thermally Enhanced Photoluminescence. חומר הבולע בהתקן הוא בעל תכונות פלואורסצנטיות. בהתקן TEPL, אם ערך ה-[[נצילות קוונטית|QE]] גבוה והבולע נמצא בטמפרטורה גבוהה, יחד עם אופטימיזציה של פרמטרים נוספים (כגון ריכוז השמש ואיכות הבידוד התרמי להפחתת איבוד חום ואיבודים קרינתיים) ניתן להגיע ליעילות של 45% בולע שכזה יורכב ממערכת של חומרים   שונים המורכזים בתוך מטריצה שקופה. דוגמה למערכת שהוצעה, אשר לה פוטנציאל לשמש כבולע יעיל, היא שילוב החומרים [[נאודימיום|Nd]], [[כרומיום|Cr]], ו-[[איטרביום|Yb]] בתוך מטריצה של גביש מסוג YAG.{{הערה|{{צ-מאמר|מחבר=Manor ,etal,2016|שם=Thermally enhanced photoluminescence for heat harvesting in  photovoltaics|כתב עת=NATURE CUMMUNICATIONS}}}}{{הערה|{{צ-מאמר|מחבר=Manor etal ,2017|שם=Sensitized Nd3+ for Thermally-Enhanced Photoluminescence Solar Energy Converter|כתב עת=nature communications}}}}
 
טכנולוגיה חדשנית הנמצאת בשלבי מחקר מנצלת שימוש בלוחות [[OLED]] המבוססים על חומרים אורגניים, לניצול אור שמש לשם הפקת אנרגיה חשמלית. כיום משתמשים בתהליך ההפוך של פליטת אור באמצעות [[זרם חשמלי]] לייצור צגים דקים לטלפונים סלולריים וטלוויזיות העשויים להחליף בעתיד את מסכי ה-LCD. יתרונה של השיטה בייצור אנרגיה סולארית, היא בעלות ייצור נמוכה, נצילות אנרגטית גבוהה ושימוש בחומרים אורגניים מתכלים.
שורה 47:
תחנת כוח פוטו-וולטאית גדולה קמה ב[[הפארק הסולארי ואלדפולנץ|פארק הסולארי ואלדפולנץ]], [[גרמניה]].
 
היום בישראל שיטת יצור החשמל מאנרגיה פוטו-וולטאית חוותה עליה דרסטית וניתן לראות [http://www.solgal.co.il/%D7%A4%D7%A8%D7%95%D7%99%D7%99%D7%A7%D7%98%D7%99%D7%9Dפרוייקטים-%D7%9C%D7%93%D7%95%D7%92%D7%9E%D7%94לדוגמה/ בתים רבים בישראל] שהחשמל שלהם מופק מאנרגיה סולארית. עם זאת תחום הפוטו-וולטאי בישראל עוד זקוק וידרש לשנים רבות עד שיהפוך לסטנרט ויחליף את שיטות יצור החשמל הישנות.
 
==יעילות הפקת חשמל מאנרגיית השמש==
שורה 58:
השכיחות השנתית הגבוהה של השמש ב[[נגב]] דרבנה תעשיית [[מחקר ופיתוח]] סולארית בעל שם עולמי.
 
אף שבישראל ישנו [[מחקר ופיתוח]] ער ומתקדם, היישום של שימוש במקורות אנרגיה סולארים, למעט השימוש בדודי שמש, הוא עדיין מועט, אם כי לאחרונה חל שינוי בתחום - בעיקר בנושא התקנות מערכות פוטו-וולטאיות.{{הערה|שם=civileng|1=קרברסקי, ל. [http://www.civileng.co.il/%D7%9B%D7%93%D7%90%D7%99%D7%95%D7%AAכדאיות-%D7%9B%D7%9C%D7%9B%D7%9C%D7%99%D7%AAכלכלית-%D7%A9%D7%9Cשל-%D7%9E%D7%AA%D7%A7%D7%A0%D7%99%D7%9Dמתקנים-%D7%A4%D7%95%D7%98%D7%95פוטו-%D7%95%D7%95%D7%9C%D7%98%D7%90%D7%99%D7%9Dוולטאים-%D7%A2%D7%9Cעל-%D7%A4%D7%99פי-%D7%AA%D7%9B%D7%A0%D7%99%D7%AAתכנית-%D7%94%D7%AA%D7%9E%D7%A8%D7%99%D7%A6%D7%99%D7%9Dהתמריצים-2011 '''כדאיות כלכלית של מתקנים פוטו-וולטאים על פי תוכנית התמריצים 2011''']. פורטל הנדסה אזרחית וסביבה. ספטמבר 2011.}} מדינת ישראל הצהירה שהיא מעוניינת להגיע בשנת 2020 לייצור חשמל ירוק בהיקף של כ-10% מהצריכה הלאומית.{{הערה|{{ynet|איתן פרנס|גם אתם יכולים: כך תייצרו חשמל סולארי|4482181|4 בפברואר 2014}}}}
 
נכון לסוף שנת 2016, נראה כי מדינת ישראל לא תעמוד בהתחייבויות שלה וזאת עקב תהפוכות רבות בתחום האנרגיה הסולארית, אך עם זאת ניתן לראות התייצבות משמעותית מאוד של שוק זה בשנת 2016.
שורה 74:
חברות סולארג'ניקס ו[[אורמת]] מיבנה הקימו תחנת כוח סולארית ב[[אריזונה]] עם טורבינה אורגנית (ORC) מתוצרת אורמת, כמו כן הוקמו בשנתיים האחרונות תחנות ב[[נבדה]] (64MW) ומספר תחנות בגודל 50MW ב[[ספרד]]. כיום יש תחנות נוספות בהליכי אישור והקמה בספרד וקליפורניה בהשתתפות חברת סולל (כיום סימנס).
 
בשנת [[2001]] הכריז שר [[משרד התשתיות הלאומיות|התשתיות הלאומיות]] דאז, [[אביגדור ליברמן]], על הקמת תחנת כוח סולארית באזור [[דימונה]]. תוכנית זו לא יצאה לפועל. בתחילת [[2004]] הכריזה המועצה הארצית לתכנון ובניה על תוכנית מתאר להקמת תחנה סולארית, במסגרתה נבחר [[תחנת הכוח באשלים|מתחם אשלים]], בסמוך ליישוב [[אשלים]] שבשטח המועצה האזורית [[רמת הנגב]]. במרץ [[2008]] פרסם משרד התשתיות את השלב המקדים של מכרז למיון מציעים להקמת שתי תחנות סולאריות במתחם, אשר יתפרסו על שטח של כ-4,000 דונם ויספקו יחד כ-250 [[מגה-וואט]] חשמל, בהשקעה של כ-650 מיליון דולר.{{הערה|1={{הארץ|אבי בר-אלי ומוטי בסוק|שתי תחנות כוח סולאריות יוקמו בנגב ב-650 מיליון דולר|1.1309605|6 במרץ 2008}}.}}
 
בנוסף לתחנת כוח סולארית, הוצע על ידי פרופ' דן זסלבסקי מ[[הטכניון]] להקים [[ארובת שרב]] ב[[הערבה|ערבה]]. מדינת ישראל החלה להקצות שטח לעניין. נכון לסוף שנת 2007 לא נמצאו מקורות מימון להקמת הפרויקט.
שורה 82:
ביוני [[2008]] אישרה [[רשות החשמל]] תקנות העוסקות בייצור חשמל על ידי מתקנים פוטו-וולטאים. התקנות מיועדות לעידוד התקנת מערכות סולאריות ביתיות וקובעות כי יינתן תעריף הזנה מיוחד לחשמל עודף שיימכר ל[[חברת החשמל]] בגובה של 2.04 שקל לקוט"ש.{{הערה|1=[http://www.pua.gov.il/448-1472-he/Electricity.aspx?pos=1/ תקנות רשות החשמל הנוגעות להסדרת ייצור חשמל מבוזר לצריכה עצמית והעברת עודפים לרשת, באמצעות מיתקנים קטנים בטכנולוגיה פוטו-וולטאית], 2 ביוני 2008}} מכיוון שהחשמל נמכר לצרכנים במחיר של כחצי ש"ח לקוט"ש, מדובר בסבסוד של כ-1.54 ש"ח לקוט"ש. מכסות נוספות שפורסמו מאז, הציעו תעריף נמוך יותר הנובע מירידת עלויות הקמת המתקנים הסולאריים. כיום תעריף ההזנה המוצע, נע בין 27 אגורות ל 37 אגורות. במרץ 2013 פרסמה רשות החשמל הסדר בשם "מונה נטו" המאפשר לצרכני חשמל להוריד את חשבון החשמל באמצעות ייצור עצמי של חשמל מאנרגיה סולארית. הסדר זה מבשר עידן חדש שבו ניתן לייצר באופן כלכלי חשמל מאנרגיה מתחדשת ללא סובסידיה.
 
נכון לסוף 2015 הותקנו בישראל יותר מ-9300 מערכות פוטו-וולטאיות פרטיות ומסחריות קטנות ולהן כושר ייצור של כ-780 מגה וואט בסך הכל, מתוכן 200 מגה וואט הותקנו ב-2015.{{הערה|1=[http://www.iea-pvps.org/index.php?id=6&eID=dam_frontend_push&docID=2040 International Energy Agency - Photovoltaic Power Systems Programme - Annual Report 2013]|שמאל=כן}}{{הערה|[http://www.iea-pvps.org/fileadmin/dam/public/report/technical/PVPS_report_-_A_Snapshot_of_Global_PV_-_1992-2014.pdf Snapshot of Global PV Markets]|שמאל=כן}}{{הערה|1=[http://iea-pvps.org/index.phpid=6&eID=dam_frontend_push&docID=3195]}}
 
החל מ-2011 חלה התקדמות בכיוון פריסת מערכות בינוניות על גגות גדולים וקרקעות, עבורן אושרה מכסה נפרדת של 350MW. סך כל ההסדרות מאפשרות שילוב של כ-1,020 מגהוואט של מתקנים סולאריים לרשת החשמל.
שורה 92:
פרויקטים נוספים של ערבה פאוור קומפני נמצאים בבנייה בקיבוצים ומושבים ערבה, ביניהם המושב מסלול, קיבוץ שובל, קיבוץ גרופית, קיבוץ יטבתה וקיבוץ אליפז. השדות הסולאריים העתידים לקום יהיו בעלי כח ייצור כולל של 35.5 מגה-וואט. במשך 20 שנות פעילותם השדות יחסכו יחדיו 898,000 [[טון מטרי]] של דו-תחמוצת הפחמן. בתחילת שנת 2010 השקיעה קק"ל בחברת ערבה פאוור. מדובר בהשקעה הראשונה של קק"ל בחברה עסקית, הנשלטת על ידי תאגיד שאינו ישראלי.
 
נכון לשנת 2016, תחום האנרגיה הסולארית חווה התייצבות ראשונית לאחר כ 8 שנים של טלטלה. שיטת מימון הפרויקטים של הייצור חשמל מאנרגיה סולארית שונה לשיטת מונה נטו. מונה נטו היא שיטה שהוגדרה על ידי המדינה שעובדת בצורה ישירה- ניתן לייצר חשמל ככמות הצריכה ולהזדכות מול חברת חשמל על הנטו. בעבר נמכר החשמל שיוצר באופן פרטי מאנרגיה סולארית בתעריפים שהוגדרו על ידי המדינה על פי מכסות. כיום נמכר החשמל שמיוצר באנרגיה סולארית בתעריף צמוד למחיר החשמל הארצי. עוד גורם להתייצבות שהורגשה בשנת 2016 כונה "הסרת החסמים" בפי העוסקים בתכום. [http://www.solgal.co.il/%D7%A0%D7%99%D7%A6%D7%97%D7%95%D7%9Fניצחון-%D7%94%D7%A4%D7%95%D7%9C%D7%99%D7%98%D7%99%D7%A7%D7%94הפוליטיקה-%D7%91%D7%A2%D7%9C%D7%99בעלי-%D7%9E%D7%A2%D7%A8%D7%9B%D7%95%D7%AAמערכות-%D7%A1%D7%95%D7%9C%D7%90%D7%A8%D7%99%D7%95סולאריו/ "הסרת החסמים"] הוא ביטוי שמתייחס לשינוי החקיקה וההתייחסות לאנרגיה הירוקה בעקבות קמפיינים תקשורתיים רבים של ארגון גרין פיס שהתנהלו בין 2016-2016.
 
שינוי החקיקה עד לשנת 2016 הוביל לפטור מפתחית עסק ליצרן של חשמל סולארי עד להכנסה שנתית של 20,500 ₪, כלמור, כל תושב בישראל זכאי לייצר את החשמל לעצמו בדרך ירוקה. שינוי חקיקה זה הוביל להתעוררות של שוק ה[[מערכות סולאריות ביתיות|מערכות הסולאריות הביתיות.]]
שורה 99:
בישראל פועלים שלושה מרכזי חקר בתחום האנרגיה הסולארית, האחד הוא המרכז לחקר אנרגיית השמש בשדה בוקר, במרכז בלאונשטיין לחקר המדבר של אוניברסיטת בן-גוריון; והשני הוא מרכז אימות לבחינת התכנותן של טכנולוגיות אנרגיה מתחדשת בקטורה שבערבה, אשר הוקם ב-2010 על ידי החברה לאנרגיה מתחדשת אילת-אילות{{הערה|{{nrg|רונית מורגנשטרן|יש חשמל באוויר|103/531|6 במאי 2010|1|2}}.}}
 
בנוסף באוגוסט 2008 אישרה הממשלה את ההצעה בדבר מחקר, פיתוח טכנולוגיות וייצור חשמל בתחום אנרגיה סולארית בישראל. במסגרת התוכנית הקים [[משרד התמ"ת]] באמצעות לשכת [[המדען הראשי]] מרכז טכנולוגי לאנרגיה מתחדשת בערבה בהשקעה של 70 מיליון ₪ על פני 5 שנים.{{הערה|1=[http://www.moit.gov.il/NR/exeres/4D10E290-0DE0-4833-B12D-7630E44689C2.htm?WBCMODE=pr הודעת דובר משרד התשתיות: לגבי אישור הצעת מחקר פיתוח טכנולוגיות וייצור חשמל בתחום האנרגיה המתחדשת], 4 באוגוסט 2008}} פעילות זאת נעשית תחת חברת 'הון הטבע' והיא ממוקמת במבנה מחקר ואנרגיה מתחדשת בערבה.{{הערה|[http://www.renewable-energy-eilat.org/he/%D7%9E%D7%A9%D7%A8%D7%93%D7%99%D7%9Dמשרדים-%D7%95%D7%9E%D7%A2%D7%91%D7%93%D7%95%D7%AAומעבדות/ אודות מרכז מחקר ואנרגיה מתחדשת בערבה], באתר אילת-אילות}}
 
==יתרונות וחסרונות==
שורה 118:
במטרה להתגבר על החסרונות ישנן הצעות להקים תחנות משולבות שתספקנה הן אנרגיה סולארית והן אנרגיית רוח, במטרה לנצל את השטח גם בלילה. שנית, במוסדות מחקר רבים, כדוגמת המרכז ל[[ננוטכנולוגיה]] ב[[אוניברסיטת בר-אילן]], מנסים לפתח קולטי שמש ששטח הפנים שלהם יהיה גדול יותר, באמצעות שימוש ברכיבים ננוטכנולוגיים, וכך להגדיל את יכולת הפקת האנרגיה מכל מ"ר.
 
עשרות גופי מחקר ופיתוח ברחבי העולם מנסים לשפר את יעילותם ולהוזיל את מחירם של התאים הפוטו-וולטאיים. בשנת [[2007]], לדוגמה, הושקעו 500 מיליון דולר במחקר ופיתוח זה רק מהשקעה ציבורית.{{הערה|1=ראו http://www.iea.org/papers/2010/pv_roadmap.pdf}} ההשקעה הולכת וגוברת מדי שנה וגם גופים מסחריים עוסקים בכך. למרות המחקר הנרחב וההשקעה העצומה, ולמרות התחזיות, בפועל עדיין לא הושגה פריצת דרך ביעילות תא פוטו-וולטאי. לצרכים מעשיים מקובל לחשב לפי עד 10% נצילות. יש גם להביא בחשבון שישנם חסמים תאורטיים ליעילות הפקת חשמל מאנרגיית השמש: 22% לתאים פוטו-וולטאיים ו-40% למערכות תרמיות (בהתאם ל[[מנוע קרנו|חוק קרנו]]).{{הערה|[http://solarcellcentral.com/limits_page.html The Shockley Queisser Efficiency Limit]|שמאל=כן}} במרץ 2017 פורסמו תוצאת מכרז של [[רשות החשמל]] להקמת [[תחנת כוח פוטו-וולטאית|חוות סולאריות]] בהיקף מכסה של 235 MW, בו הזוכים התחייבו למחיר העומד על 19.9 אג' לקוט"ש. המחיר נמוך בכ-40% מהמחיר הנמוך ביותר שנקבע עד כה למתקנים סולאריים. בתגובה לתוצאות אמר איתן פרנס, מנכ"ל איגוד חברות אנרגיה ירוקה לישראל כי: "חשמל סולארי הפך זול משריפת דלקים ומדובר בבשורה היסטורית ובמהפכה במשק החשמל אשר צפויה להתעצם עם התפתחות הטכנולוגיה."{{הערה|{{קישור כללי|כתובת=http://www.tashtiot.co.il/2017/03/20/%d7%a8%d7%a9%d7%95%d7%aaרשות-%d7%94%d7%97%d7%a9%d7%9e%d7%9cהחשמל-57/|כותרת=נבחרו הזוכים במכרז הראשון של רשות החשמל להקמת מתקני ייצור חשמל סולאריים {{!}} מגזין תשתיות תעשייה ואנרגיה|תאריך_וידוא=2017-03-25}}}}
 
==ראו גם==
שורה 137:
* {{הידען||אשכול אנרגיית השמש|topic/%D7%90%D7%A0%D7%A8%D7%92%D7%99%D7%94-%D7%A1%D7%95%D7%9C%D7%90%D7%A8%D7%99%D7%AA/}}
* [http://www.amalnet.k12.il/madatec/print/A2_00026.htm על פיתוח אנרגיה סולארית בישראל] מאת עמי אלעזרי (2000)
* [http://www.solar.org.il/services/%D7%90%D7%A8%D7%9B%D7%99%D7%95%D7%9Fארכיון-%D7%99%D7%93%D7%A2ידע.html ארכיון הידע לאנרגיה סולארית בישראל]
* [http://www.solar-israel.co.il פורטל האנרגיה הסולארית בישראל]
* {{הארץ|עמירם כהן|ייצור חשמל סולרי נמצא בינתיים בהקפאה|1.975547|21 ביוני 2004}}
שורה 150:
* [https://www.youtube.com/watch?v=4uPVZUTLAvA&src_vid=cy6kba3A8vY&feature=iv&annotation_id=annotation_885022 Solar Energy] סרטון הסבר על אנרגיה סולארית {{וידאו}}
* [http://www.magazine.isees.org.il/ArticlePage.aspx?ArticleId=532 פורסים רשת ביטחון לחיים ללא רשת חשמל], כתב העת אקולוגיה וסביבה, אוקטובר 2015
* רמי שלהבת, [https://davidson.weizmann.ac.il/online/sciencehistory/%D7%AA%D7%97%D7%A0%D7%AAתחנת-%D7%94%D7%9B%D7%95%D7%97הכוח-%D7%94%D7%A1%D7%95%D7%9C%D7%A8%D7%99%D7%AAהסולרית-%D7%94%D7%A8%D7%90%D7%A9%D7%95%D7%A0%D7%94הראשונה-%D7%91%D7%A2%D7%95%D7%9C%D7%9Dבעולם תחנת הכוח הסולרית הראשונה בעולם תחנת הכוח הסולרית הראשונה בעולם בשנת 1913], באתר [[מכון דוידסון]], יוני 2017
==לקריאה נוספת==
* [[רועי צזנה]], עתיד אנרגיית השמש, בתוך: '''[[השולטים בעתיד]]''', ירושלים: כנרת, 2017
אוחזר מתוך "https://he.wikipedia.org/wiki/אנרגיה_סולארית"