|
חתול
[[קובץ:Gleisdorf.Solarbaum.jpg|שמאל|ממוזער|250px|"עץ סולארי" ב[[אוסטריה]] שעליו מורכבים [[תא פוטו-וולטאי|תאים פוטו-וולטאיים]] הממירים את [[אור]] [[השמש]] ל[[חשמל]]]]
[[קובץ:Solar tree in Ramat Gan.jpg|250px|ממוזער|שמאל|"עץ סולארי" במתחם הבורסה ב[[רמת גן]]]]
[[קובץ:Laundromat-SolarCell.png|ממוזער|250px|שמאל|[[מכבסה]] ב[[קליפורניה]] שעל גגה מורכבים [[קולט שמש|קולטי שמש]] לחימום [[מים]]]]
[[קובץ:Solar two.jpg|שמאל|ממוזער|250px|מגדל שמש "סולאר טו". מתקן שמייצר 10 מגהוואט חשמל במדבר מוהבי בארצות הברית]]
[[קובץ:Solar dish at Ben-Gurion National Solar Energy Center in Israel.jpg|שמאל|ממוזער|250px|צלחת [[פרבולואיד|פרבולית]] לניצול אנרגיית השמש במרכז מחקר ב[[שדה בוקר]]. מתקני אנרגיה סולארית ממירים את [[קרינת השמש]], שהיא מקור של [[אנרגיה חלופית]] ו[[אנרגיה מתחדשת|מתחדשת]], ל[[אנרגיה תרמית]] או ל[[חשמל]]. צורתה הפרבולית של הצלחת מביאה להחזרת כל קרני [[השמש]] למוקד הפרבולה, ובכך יוצרת בו [[חום (פיזיקה)|חום]] גבוה]]
[[קובץ:Ecological_Farm_Solar_Panel.jpg|שמאל|ממוזער|250px|פאנל סולארי המשמש כמקור החשמל העיקרי לחווה אקולוגית, סמוך ל[[מודיעין-מכבים-רעות]]]]
[[קובץ:ISS on 20 August 2001.jpg|שמאל|ממוזער|250px|ב[[תחנת החלל הבינלאומית]] ניתן לראות משטחים פוטו וולטאים לאספקת חשמל פנימית]]
[[קובץ:PikiWiki Israel 29376 Orchidea hotel (Thailandic village) in Eilat.JPG|שמאל|ממוזער|250px|[[מלון אורכידאה]] ב[[אילת]] הוא מלון שמפיק בעצמו את צריכת החשמל שלו על ידי לוחות סולאריים (בתמונה, ניתן לראות חלק קטן מהם על גג המבנה המרכזי)]]
[[קובץ:Neot Hovav.jpg|שמאל|ממוזער|250px|אנרג'יקס נאות חובב, מתקן של 37.5 מגה וואט אשר הוקם על גבי בריכות אידוי משוקמות של אזור התעשייה נאות-חובב]]
[[קובץ:11.05.04 04 SEDC Sun Tower.JPG|שמאל|ממוזער|250px|מגדל שמש ו[[הליוסטט]]ים באתר SEDC בפארק התעשיות רותם]]
[[קובץ:קולטים סולאריים על גג של בית פרטי.jpg|טקסט=קולטים סולאריים על גג של בית פרטי|ממוזער|קולטים סולאריים על גג של בית פרטי]]
'''אנרגיה סולארית''' היא [[אנרגיה]], שמקורה ב[[קרינת השמש]]. זוהי [[אנרגיה חלופית]] ו[[אנרגיה מתחדשת|מתחדשת]]. מתקני אנרגיה סולארית ממירים את ה[[קרינה אלקטרומגנטית|קרינה האלקטרומגנטית]] שמגיעה מ[[השמש]] ל[[אנרגיה תרמית]] או ל[[חשמל]]. עקב ה[[הספק]] הגבוה של קרינת השמש על פני [[כדור הארץ]] יש לשיטה זו פוטנציאל להפוך למרכיב משמעותי בשוק האנרגיה העולמי.
השימושים של [[אנרגיה]] שמקורה בשמש הם מגוונים. ניתן להשתמש באנרגיה זו באופן ישיר למטרות [[חימום]], [[אידוי]] ו[[ייבוש מזון]], כמו למשל [[בישול]] בעזרת [[תנור שמש]], [[בריכת אידוי|בריכות אידוי]] להפקת [[מלח (כימיה)|מלח]]ים וייבוש [[כביסה]]. באופן דומה, [[דוד שמש|דודי שמש]] משמשים לחימום [[מים]] לצריכה ביתית. ריכוז קרינת השמש באמצעות [[מראה|מראות]] או [[עדשה|עדשות]] מאפשר לעיתים לנצל אותה טוב יותר, במיוחד לצרכים שבהם נדרשת [[טמפרטורה]] גבוהה. הגדלת ה[[נצילות אנרגיה|נצילות]] מתאפשרת גם באמצעות מתקני עקיבה, שעוקבים אחר תנועת השמש בשמים בשעות ה[[יום]].
שימוש נרחב של אנרגיית השמש לצרכים תעשייתיים או לצורך יצירת חשמל ייתכן באחת משתי דרכים:
* [[אנרגיה תרמו-סולארית]] - חימום נוזל לצורך הפעלת [[מנוע חום]] שמייצר חשמל או [[עבודה (פיזיקה)|עבודה מכנית]].
* [[אנרגיה פוטו-וולטאית]] (אנרגיה פוטו-חשמלית) - שימוש ב[[תא פוטו-וולטאי|תאים פוטו-וולטאיים]] לצורך המרת [[אור]] לאנרגיה חשמלית באופן ישיר.
את האנרגיה הסולארית ניתן לנצל ישירות, או לאגור באמצעים [[פוטוכימיה|פוטוכימיים]] בחומרים שונים, ולהפיק את האנרגיה מאוחר יותר במידת הצורך. באופן עקיף, אנרגיית השמש אחראית למגוון תהליכים שמביאים ליצירת מקורות אנרגיה שונים שנמצאים כיום בשימוש, כמו [[אנרגיית רוח]], [[אנרגיה הידרואלקטרית]] ועוד. באופן דומה, אור השמש אפשר את חייהם של יצורים קדומים, שבמשך הזמן הפכו ל[[נפט]]. [[דלק מאובנים]] זה משמש כיום את האנושות כמקור אנרגיה עיקרי.
==אנרגיה תרמו-סולארית==
===דודי שמש===
{{ערך מורחב|דוד שמש}}
דוד שמש הוא פיתוח ישראלי של פרופ' [[צבי תבור]] המבוסס על [[קולט שמש|קולטי שמש]] ההופכים אנרגיית שמש לאנרגיית חום. בישראל נעשה באנרגיה סולארית שימוש רב באמצעות דודי השמש לחימום מים (כ-95% מבתי האב), שחוסכים כ-3%-4% מתצרוכת ה[[חשמל]] של ישראל. על פי החוק הישראלי כל בית חדש שנבנה (למעט מגדלים) חייב להיות מצויד בקולטי שמש. מאידך מפעלי תעשייה אינם מחויבים לחמם מים באמצעות קולטי שמש ומעדיפים את הפתרון הנוח יותר של שימוש ב[[מזוט]]. המערכת ה[[תרמוסיפון|תרמוסיפונית]] היא המערכת השכיחה במדינת ישראל. "עקרון התרמוסיפון" – הכוח הגורם למים שיתחממו בקולט, לזרום אל הדוד במערכת, הוא ההפרש במשקל הסגולי בין המים החמים והקרים, ללא צורך במשאבה או גורם מניע אחר.
===תחנת כוח תרמו-סולארית===
{{ערך מורחב|תחנת כוח תרמו-סולארית}}
בשיטה הסולארית-תרמית ראשית הופכים בעזרת קולטי שמש את האנרגיה הנקלטת לחום, ואחר כך בעזרתו מייצרים [[קיטור]] אשר מניע [[טורבינה]] המייצרת [[חשמל]]. כיום רוב תחנות הכוח הסולאריות הגדולות עובדות בשיטה זו.
קיימות מספר טכנולוגיות סולאריות-תרמיות:
# '''שקתות פרבוליות (Parabolic Trough)''': נוזל תרמי (או לחלופין קיטור או מלח נוזלי) זורם בצינור הנמצא בפוקוס של מראה בצורת פרבולה העוקבת אחרי השמש בציר אחד. הנוזל נכנס למחליף חום או קיטור נכנס ישירות לטורבינת קיטור המניעה גנרטור.
# 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 סטרלינג]] (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==
{{ערך מורחב|תא פוטו-וולטאי}}
המרה ישירה של אנרגיית השמש לחשמל נעשית באמצעות '''תא פוטו-וולטאי''' (תא שמש), שעשוי לרוב מ[[צורן|סיליקון]] ב[[טכנולוגיה]] לייצור שבבים, בנוי מסרט [[מוליך למחצה]] הנתון בין שתי אלקטרודות. בעת החשיפה לאור, ניתקים ה[[אלקטרון|אלקטרונים]] ממקומם ויוצרים תנועה חשמלית. הניצולת של תא כזה היא נמוכה יחסית (כ-16 אחוז) אך מחירו שהיה יקר בעבר, ירד בשנים האחרונות וכיום ייצור חשמל באמצעות '''תא פוטו-וולטאי''' מתחרה בייצור חשמל מדלקים פוסיליים.
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.
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/פרוייקטים-לדוגמה/ 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==
שטף האנרגיה הנקלט בכדור הארץ מן השמש ([[הקבוע הסולארי]]) הוא 1,366 ואט למ"ר בתנאים מיטביים, כלומר בקו המשווה, בצהרי היום, ללא עננות וב[[נקודת היפוך|נקודת ההיפוך]]. היעילות של תא פוטו-וולטאי היא כ-10%. מקובל שלאורך היממה ועונות השנה ניתן להפיק 20 עד 30 ואט בממוצע לכל מ"ר.{{הערה|[http://www.solar-israel.co.il/solar_systems_calculator ראו אתר מחשבון מערכות סולאריות]}} לשם המחשה, [[תחנת כוח פוטו-וולטאית|שדה סולארי]] של [[דונם]] אחד יפיק כ-20 קילו-ואט בממוצע לאורך היממה ועונות השנה המהווים 1/350,000 מ[[משק_החשמל_בישראל|תפוקת החשמל הכוללת בישראל]].
== עלויות הפקת חשמל סולארי ==
בשנים האחרונות חלה התקדמות טכנולוגית מהותית וכן ירידה של מחירי הפאנלים הסולאריים
.
במכרז שנערך ב 2019 בישראל, לייצור אנרגיה סולארית משדות גדולים (חוות סולאריות), כשהקריטריון המרכזי לזכייה הוא המחיר הנמוך, ההצעה הזוכה נקבעה על 15 אגורות לקוט"ש, מחיר זה נמוך ב 90 אחוז לעומת מכרזים דומים מלפני עשור.
מחיר זה אף נמוך לעומת הפקת חשמל מזהמת, לדוגמה עלות של 27 אגורות עבור ייצור חשמל בגז טבעי.
ירידת המחירים בצד ההתפתחות הטכנולוגית תאפשר לעמוד ביעד שקבעה הממשלה לאספקת האנרגיה ממקורות מתחדשים כשמש ורוח — 10% עד סוף 2020 והיעד ל–2030 עומד על 17%.{{הערה|{{Cite news|url=https://www-themarker-com.cdn.ampproject.org/v/s/www.themarker.com/amp/dynamo/.premium-1.7182575?usqp=mq331AQOCAGYAaj_rr6KtrSP0QE=&_js_v=0.1|title=מחיר החשמל הסולארי צלל - וישראל בדרך למהפכת אנרגיה נוספת|last=קורן|first=אורה|date=2019-04-30|newspaper=TheMarker|access-date=2019-05-01}}}}
==בישראל==
ניצול אנרגיית השמש בישראל מתייחס לשימוש של אנרגיה סולארית ב[[ישראל]], שהתחילה כבר מימיה הראשונים של הקמתה. בשנות החמישים פיתח [[לוי יסער]] [[דוד שמש]] כדי לטפל במחסור האנרגיה של המדינה החדשה. ב-[[1967]] אחד מכל עשרים [[משק בית|משקי בית]] כבר חימם את מימיו בעזרת השמש וכ-50,000 דודים נמכרו. ב[[משבר האנרגיה העולמי]] פיתח [[צבי תבור]] [[אב טיפוס]] של דוד שמש סולארי. דודי השמש בישראל כיום מבוססים על אב טיפוס זה וקיימים בכ-90% של משקי הבית. מהנדסים ישראלים היו בחוד החנית של טכנולוגיית האנרגיה הסולארית וחברות ישראליות עבדו על פרויקטים מסביב לעולם.
ללא עתודות [[נפט]] ויחסים רעועים עם שכנותיה העשירות בנפט, חיפוש אחר מקור יציב של אנרגיה הוא בראש סדר העדיפויות הלאומי של ישראל. הטכנולוגיה הסולארית בישראל התקדמה לנקודה בה היא כמעט עלות תחרותית ל[[דלק מאובנים]].{{מקור}}
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/כדאיות-כלכלית-של-מתקנים-פוטו-וולטאים-על-פי-תכנית-התמריצים-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.
===סולארי תרמי לחימום===
מערכות [[תרמוסיפון|תרמוסיפוניות]], המוכרות כדודי השמש, הם [[פטנט]] ישראלי, שהצליח בקנה מידה גדול עם חקיקה מחייבת בישראל שחלה עם משבר האנרגיה של שנות ה-70. כיום חוסכים דודי השמש הפרטיים והמסחריים כארבעה אחוזים מצריכת החשמל של מדינת ישראל.
פרויקט לדוגמה בו נעשה שימוש באנרגיה סולארית לחימום מים בעזרת קולטים בשנת 2008 על ידי חברת 'כרומגן' הוא מלון PRIMA MUSIC בחוף אלמוג באילת, הכולל:140 חדרים ומטבח מרכזי. הותקנו כ-105 [[מטר רבוע]] של קולטים החוסכים 95,000 קילוואט לשנה שהיו נדרשים לחימום המים בגז. בכך נחסכת פליטת כ-18 טון CO2 בשנה. בדומה לדוד שמש ביתי נצילות האנרגיה לחימום מים היא מיטבית. החזר ההשקעה הוא כ-4.5 שנים. בית מלון נוסף באילת העושה שימוש באנרגיה סולארית הוא [[מלון אורכידאה]], אך הוא עושה שימוש בלוחות סולאריים.{{הערה| על פי http://www.epochtimes.co.il/news/content/view/11016/92 תפוקת המערכת 25 קילו וואט השווה לדוגמה לצריכת שמונה מזגנים ביתיים גדולים (4 כ"ס כל אחד). יש גם לקחת בחשבון שהספק זה מתקבל רק בכשליש היממה ואילו המזגנים מופעלים לפעמים גם בלילה. בכל מקרה בעלי המלון מקבלים תמורה על ייצור החשמל פי 4 ממה שגובה חברת החשמל מן הצרכנים, על פי מדיניות הממשלה.}}
===סולארי תרמי להפקת חשמל===
בעבר פעלה בסמוך ל[[ים המלח]] תחנת כוח סולארית קטנה מסוג [[בריכת שמש]], שהקימה חברת סולמת (מקבוצת [[אורמת]]), אך הממשלה הפסיקה את מימון הפעלתה בשל חוסר כדאיות כלכלית.
חברת [[לוז (חברה)|לוז]] מ[[ירושלים]] הקימה ב[[שנות ה-80 של המאה ה-20]] ב[[קליפורניה]] תשעה מתקנים בטכנולוגיה התרמית של קשתות פרבוליות, בשלוש תחנות כוח ובהיקף כולל של 354MW (כולל התחנה הסולארית הגדולה בעולם בהספק נקוב של 160MW והשנייה בגודלה בעולם בהספק 150MW). אף שהחברה פשטה רגל, התחנות עדיין עובדות כיום ומופעלות על ידי חברת Florida Power & Light ואף מייצרות חשמל מעבר להספק הנקוב הודות לשיפורים טכנולוגיים הכוללים קולט חדש שפותח ומיוצר על ידי חברת [[סולל]] מבית שמש. לאחרונה הוקמה [[חברת הזנק]] בשם [[לוז 2]] (נקראת כיום "ברייטסורס תעשיות ישראל"), אשר עובדת על פיתוחים נוספים בתחום. החברה מחזיקה בתחנת כוח ניסויית במישור רותם בהספק של 4MW.
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]], [[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.
===מערכות פוטו-וולטאיות===
{{לשכתב|פסקה=כן|הנתונים המובאים מיושנים, הנתונים החדשים ללא מקורות ומהווים יותר משאלות לב ממציאות|נושא=מדע וטכנולוגיה}}
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.
המתקן הפוטו-וולטאי במתח עליון הראשון שחובר לרשת ההולכה הארצית בישראל הוא אנרג'יקס נאות חובב של חברת [[אנרג'יקס אנרגיות מתחדשות]], שדה בגודל של 37.5 מגה וואט, בעל כ-400 אלף פאנלים על פני כ-500 דונם המספק חשמל לכ-40,000 בתי אב. המתקן הוקם על גבי בריכות אידוי משוקמות של אזור התעשייה נאות-חובב ומהווה פרויקט ייחודי בעולם מבחינה סביבתית. החברה הייתה גם הראשונה בישראל לחבר מערכת סולארית על גג של מפעל במתח גבוה.{{הערה|{{קישור כללי|כותרת = התחנה הסולארית הגדולה בנאות חובב יוצאת לדרך - גלובס|כתובת = http://www.globes.co.il/news/article.aspx?fbdid=1000995254|אתר = Globes|תאריך_וידוא = 2015-10-29}}}} נכון ל-2015, לחברה יש עשרות מערכות פוטו-וולטאיות קטנות, בינוניות וגדולות בהספק כולל של כ-45 מגה-ואט.
השדה הפוטו-וולטאי הראשון במדינת [[ישראל]] הוא "קטורה סאן" בקיבוץ [[קטורה]] של [[ערבה פאוור קומפני]]. "קטורה סאן" מורכב מכ-18,500 פאנלים פוטו-וולטאים על פני 80 דונם. תפוקת השדה הנומינאלית, בשיא תאורת השמש, תהיה 4.95 מגהוואט. בממוצע לאורך השנה ההספק הוא כ-1 מגהוואט (הוא יפיק כתשעה מיליון קוט"ש חשמל בשנה ובשנה יש 8,760 שעות). השדה מחובר לרשת החשמל הארצית ואמור לספק כ-1/12,000 [[משק_החשמל_בישראל|מתפוקת החשמל הכוללת בישראל]]. במהלך עשרים השנים הבאות, קטורה סאן תחסוך הפקה של כ-125,000 [[טון מטרי]] של [[פחמן דו-חמצני]].{{הערה|{{TheMarker|אבי בר-אלי|רישיון ראשון לייצור חשמל סולארי הוענק לקיבוץ קטורה|1.1520467|11 באוקטובר 2011}}}} חברת החשמל תשלם 12 מיליון ש"ח בשנה עבור החשמל שיופק ב "קטורה סאן", מהם 7.4 מיליון ש"ח מהווים סיבסוד של החשמל הסולארי לעומת החשמל הקונבנציואלי (חברת חשמל משלמת 1.3 ש"ח לכל קוט"ש ומוכרת לצרכנים בכ-0.5 ש"ח בלי לכלול עלויות הולכה, בקרה וגביה).{{הערה|{{כלכליסט|ליאור גוטמן|מתקן ייצור החשמל הסולארי בקטורה קיבל רישיון קבוע|3538843|10 באוקטובר 2011}}}} ההתחייבות למחיר זה היא ל-20 שנה.
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/ניצחון-הפוליטיקה-בעלי-מערכות-סולאריו/ "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 מפתיחת 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.]]
===מרכזי מחקר בתחום הסולארי===
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/משרדים-ומעבדות/ אודות מרכז מחקר ואנרגיה מתחדשת בערבה], באתר אילת-אילות}}
==יתרונות וחסרונות==
היתרונות העיקריים של האנרגיה הסולארית:
* עצמאות בהפקת חשמל, חוסר תלות במקורות דלק מתכלים ובמדינות המפיקות אותם, כמו התלות בעליית מחירי הדלקים.
* הפקת אנרגיה נקיה שאיננה פוגעת בסביבה.
* בעיקר לגבי הטכנולוגיה הפוטו-וולטאית, אפשרות להתקנה על גגות ובכך לחסוך משאבי קרקע.
* אנרגיית השמש אינה מתכלה כמו מקורות אנרגיה המתבססים על דלק.
* התאמה טובה לעקומת הביקוש לחשמל.
* תחנה תרמית סולארית יכולה לכלול גם גיבוי בדלק אחר, ולא נדרשת הקמת תחנת כוח נוספת לגיבוי כבטורבינות רוח למשל.
* בתחנה תרמית סולארית אין ירידה משמעותית בביצועי התחנה לאורך שנים (זאת בניגוד לתחנות פוטו-וולטאיות).
החסרונות העיקריים של האנרגיה הסולארית כיום:
* השקעה ראשונית גבוהה המתבטאת בעלות גבוהה לקילו[[ואט]] בהשוואה לתחנות כוח קונבנציונליות.
* הפקת אנרגיה לא סדירה בימים מעוננים ובלילה בתחנות כוח ללא אגירה או מקור אנרגיה נוסף.
* תפיסת שטח רב יחסית להפקת חשמל בשיטה הקונבנציונליות בפחם, דלק נוזלי או גז.
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/רשות-החשמל-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==
* [[מגדל שמש]]
* [[ארובת שרב]]
* [[אנרגיה מתחדשת]]
* [[אנרגיה חלופית]]
* [[בריכת שמש]]
* [[ננו-אנטנה]]
==לקריאה נוספת==
*ג'ודי ואריה מלמד-כץ, "המהפכה הסולארית", [[גליליאו (כתב עת)|גליליאו]] 107, יולי 2007.
* ג'ורג' ג'ונסון, '''הכוח העולה של השמש - הזינוק המאוחר במרוץ הלוהט אחר מקר האנרגיה הזול והזמין ביותר''', [[נשיונל ג'יאוגרפיק]], גיליון 136, ספטמבר 2009
* הראלה סטוצ'י-באר, '''אם יש לנו שמש - האם ישראל תמצא שוב את היתרון שלה בתחום הסולרי''', נשיונל ג'יאוגרפיק, גיליון 136, ספטמבר 2009
==קישורים חיצוניים==
{{ויקישיתוף בשורה|Category:Solar energy}}
* {{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/ארכיון-ידע.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}}
* [http://www.knesset.gov.il/protocols/data/html/mada/2004-06-21.html פרוטוקול ועדת המדע והטכנולוגיה, בנושא הדרכים לקידום האנרגיה הסולארית בישראל] 21 ביוני 2004
* {{ynet|דניאל קמֵן, סיינטיפיק אמריקן|חשמל נקי: התעוררות האנרגיה המתחדשת|3341566|18 בדצמבר 2006}}
* [http://news.walla.co.il/?w=//1150279 אודות אפשרויות ניצול אנרגיה סולארית בארץ והפתרון של דוד פיימן], הארץ, 8 באוגוסט 2007
* איתי נבו, [http://www.iba.org.il/bet/bet.aspx?type=286&entity=944776 ניצול יעיל של אנרגיית השמש בעזרת חלודה], המאור הקטן, [[רשת ב']], יולי 2013
* [http://www.solarpaces.org אתר בינלאומי לאנרגיה סולארית] {{אנגלית}}
* [http://scitation.aip.org/dbt/dbt.jsp?KEY=JSEEDO&Volume=126&Issue=3 גיליון מיוחד של המגזין לאנרגיה סולארית מוקדש לאנרגיה סולארית בישראל] {{אנגלית}}
* [http://www.nrel.gov/csp/troughnet/power_plant_data.html תחנות כוח סולאריות בארצות הברית] {{אנגלית}}
* [http://www.nrel.gov/csp/pdfs/34440.pdf דו"ח מקיף על אנרגיה סולארית 2003] {{אנגלית}}
* [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/תחנת-הכוח-הסולרית-הראשונה-בעולם 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
==הערות שוליים==
{{הערות שוליים}}
[[קטגוריה:אנרגיה סולארית|*]]
[[קטגוריה:אנרגיה מתחדשת]]
| 