קולטים סולאריים לייצור חשמל

המדריך להתקנת קולטים סולאריים לייצור חשמל

 

גם אתם מעוניינים לייצר חשמל בצורה עצמאית, ירוקה וזולה? הצטרפו למהפכת החשמל, אשר עושה שימוש באנרגיה סולארית, באופן משתלם במיוחד. בתקופה האחרונה מחירי החשמל רק עולים, וזהו בדיוק הזמן להפוך ליצרני החשמל הפרטיים של עצמכם. במדריך לפניכם תגלו, מהי אנרגיה סולארית ומהם קולטים סולאריים, כיצד ייצור החשמל עובד, מהם יתרונותיו ומהו התהליך להתקנת לוחות סולאריים על גג הבית שלכם.

 

מהי אנרגיה סולארית?

אנרגיה סולארית, היא אנרגיה אשר מקורה הוא בקרינת השמש. ישנם מתקנים, אשר ממירים את הקרינה האלקטרומגנטית של השמש לאנרגיה תרמית או לחשמל. השימושים באנרגיה שמקורה מן השמש, הם רבים ואנו נתקלים בהם לא מעט במהלך היום יום, בין אם מדובר בשימוש האנרגיה למטרות חימום, ייבוש מזון או כביסה, אידוי נוזלים ועוד. ישנם אין ספור שימושים לאנרגיה הסולארית ובשיטה זו טמון פוטנציאל רב להפוך לתהליך חשוב בשוק האנרגיה העולמי.

שימושה של אנרגיית השמש כאנרגיה סולארית, אפשרי בשתי דרכים:

  1. אנרגיה פוטו- וולטאית– זוהי אנרגיה, אשר עושה שימוש בתאים פוטו- וולטאיים (הנקראים גם "תאים סולאריים"), לייצור אנרגיה חשמלית באופן ישיר, ע"י המרת קרני אור השמש.
  2. אנרגיה תרמו- סולארית– זוהי אנרגיה, אשר מייצרת חשמל או עבודה מכאנית כלשהי, ע"י חימום נוזל לצורך הפעלת מנוע חום.

ניתן לנצל ישירות אנרגיה סולארית, או לאגור אותה לשימוש מאוחר יותר, ע"י אמצעים פוטוכימיים. האנרגיה הנשלחת מהשמש במשך שעה אחת, שווה לכמות האנרגיה אשר נצרכת בכדור הארץ במשך שנה, אך אנו מסוגלים להשתמש רק באחוזים מועטים, מן הקרינה המגיעה לכדור הארץ. זאת אומרת, שאם יהיה אפשר לנצל נכון את אנרגיית השמש, נוכל לחיות בעולם ירוק יותר ולהימנע מהוצאות חשמל מיותרות.

קולטים סולאריים

היסטוריית האנרגיה הסולארית

הפיזיקאי היהודי המפורסם אלברט איינשטיין, היה הראשון אשר הסביר מבחינה פיזיקלית, את תהליך הפקת זרם החשמל מקרני אור, בשנת 1905. הפקת הזרם החשמלי הראשון מקרני אור התרחשה בשנת 1839. התגלית זיכתה את איינשטיין בפרס נובל לפיזיקה ונחשבה כאחת מפריצות הדרך החשובות של האנושות.
בעשרות השנים הראשונות, עד לשנת 1960, הטכנולוגיה הסולארית הייתה יקרה מדי לשימוש מעשי ופרטי ובעיקר נוצלה ע"י ברית המועצות וארצות-הברית בתוכניות החלל מתקדמות. לאחר שימוש זה, התגלתה האנרגיה הסולארית כתחליף זול, בלתי מזהם ושקט, לעומת החשמל המיוצר משריפת דלקים כגון פחם וסולר.
המערכות הסולאריות פותחו והתקדמו במהלך השנים, למרות שהן עדיין נחשבות לטכנולוגיה לא זולה, מחיריה צנחו משמעותית בשנים האחרונות ויתרונותיה גוברות על חסרונותיה.

 

 

מהם קולטים סולאריים?

קולטים סולאריים, או תאים סולאריים, משמשים להרכבת התקן סולארי, אשר משמש להפקה ישירה של אנרגיה חשמלית, ע"י קליטת אור (קרינה אלקטרומגנטית). על מנת להפוך אנרגיה סולארית לחשמל יש לנצל את הקרינה האלקטרומגנטית שבאור השמש, כדי להמיר אותה לחשמל או חום, בעזרת התקנים סולאריים. ההתקנים הסולאריים מאפשרים ייצור חשמל בייתי או מסחרי, תלוי בסוג הקולט.

ישנם שני סוגים של קולטים סולאריים, הנבדלים אחד מהשני במרכיבי החומר של הקולט ובייעוד סוג האנרגיה שלו:

  1. קולטים פוטו- וולטאיים (באנגלית: Photovoltaic Cell או בקיצור PV)- המרה ישירה של אנרגיית השמש לחשמל נעשית באמצעות פאנלים סולאריים (הנקראים גם לוחות סולאריים). הפאנלים מורכבים מתאים סולאריים רבים, כאשר כל תא סולארי עשוי לרוב מסיליקון. באמצעות מבנהו המורכב של התא הסולארי, אלקטרונים ניתקים ממקומם, בעת חשיפתם לאור ויוצרים תנועה חשמלית, אשר מפיקה חשמל שניתן לאגור לשימוש מאוחר יותר, להשתמש בו ישירות לצרכי המבנה או להזרים אותו למערכת ההולכה הארצית, תמורת מחיר נאה. ניתן לראות את הפאנלים הסולאריים על גגות הבתים והם משמשים בעיקר לייצור חשמל בייתי.
  2. קולטים תרמו- סולאריים– באמצעות מראות מתוחכמות או עדשות, ניתן למקד את קרני השמש והחום הרב האצור בהן לעבר נקודה אחת ולייצר חום גבוה במיוחד המרוכז בנקודה אחת, חום זה מחמם חומר ייעודי, עד יצירת קיטור או לחץ רב וכתוצאה מכך מופק חשמל. דוגמא נהדרת לקולטים אלו הוא דוד השמש. דוד השמש, מהווה מערכת סולארית קטנה ופרטית לחימום המים, ונמצא ברוב הבתים בישראל (90% מהבתים בארץ) וחוסך היום כ-8% מסך החשמל הדרוש לייצור בישראל.

אנרגיה סולארית

האם כדאי לעשות שימוש באנרגיה סולארית?

על מנת לקבל החלטה מושכלת בשאלה: האם תהיה זו הבחירה הנכונה עבורכם לעשות שימוש באנרגיה סולארית ביתית ולשנות מקורות האנרגיה שלכם, יש לבחון מקרוב את נושא האנרגיה הסולארית על יתרונותיה וחסרונותיה:

אנרגיה סולארית – יתרונות

  • ידידותית לסביבה– מרגע שהלוחות הסולאריים מותקנים על הגג שלכם, האם אינם גורמים לזיהום סביבתי או לתפוקה שלילית כלשהי. לעומת ייצור אנרגיה ממקורות אחרים, הפקת אנרגיה סולארית מקרינת השמש וממקורות שאינם מתקלים היא ידידותית לסביבה והיא היחידה שאינה מזיקה לאטמוספרה, אינה דורשת כריתת עצים או שריפת חומרים העלולים להזיק לבעלי חיים או לבריאותנו.
  • מתחדשת ואינה נגמרת– האנרגיה הסולארית היא אנרגיה מתחדשת, זאת אומרת, היא אינה נגמרת. לעומת הדלקים שכולנו מכירים, אשר תלויים במשאבים כגון, נפט ועלולים להיגמר בשלב מסוים , אנרגיה סולארית תיגמר כאשר השמש תפסיק להאיר. כלומר, נוכל להפיק אנרגיה סולארית כל עוד השמש קיימת ותוחלת החיים של השמש ככל הנראה תעבור את הזמן שייקח לדלק להיכחד מעולמנו ( נאס"א אומרים כי, השמש עומדת להתקיים עוד 6.5 מיליארד שנים, ואין באפשרותנו לבזבז אותה).
    בנוסף, ניתן לייצר אנרגיה סולארית מבלי לסכן את הסביבה ואת עתידם של הדורות הבאים, כך שהאנרגיה הסולארית משמשת אלטרנטיבה טובה יותר לדלק, אשר מבטיחה את קיום האנושות.
  • חסכונית– רכישת פאנלים סולאריים וניצולם לייצור חשמל עבור ביתכם, מאפשר לכם ולבני משפחתכם לא להיות תלויים בדלקים השונים ולא בחברת החשמל. כאשר אתם מייצרים את מרבית החשמל לבית לשכם, החשבונות יוזלו משמעותית ומעבר לכך, במידה וייצרתם אנרגיה עודפת, ניתן למכור אותה לחברות שירות או להזרים את החשמל למאגר הארצי ולקבל תגמול ע"י המדינה. לאחר מימון הפאנלים הסולאריים והצבתם על הגג, האנרגיה הסולארית חוסכת לכם עלויות רבות ואף מאפשרת לכם להרוויח כסף נוסף.
  • זמינה– לאחר התקנת הלוחות הסולאריים, אין צורך בפעולות נוספת על מנת לייצר את האנרגיה הסולרית, המצרך היחידי הנדרש הוא: אור השמש הזמין תמיד בכל העולם. זמינות אור השמש היא גבוהה יותר מזמינות הדלקים השונים וגם תאריך ימים מהם.
  • שקטה ופסיבית– לעומת תהליך הפקת הדלקים השונים, אשר כרוך בהרבה משאבות, רעש ולכלוך, ייצור האנרגיה הסולארית היא פעולה שקטה, אשר לא דורשת הוצאת אנרגיה או פעולה אקטיבית כלשהי, מלבד התקנת הלוחות הסולאריים. כאשר אתם מייצרים אנרגיה סולארית, אתם אינכם מפריעים לסביבתכם ונהנים מכל ההטבות של ייצור אנרגיה ביתית, במינימום טרחה.

 

אנרגיה סולארית – חסרונות

  • מוגבלת לשעות היום– אנרגיה סולארית ביתית ובכלל, מתבססת על אור השמש. כך שניתן לייצר אנרגיה סולארית אך ורק בשעות בהן השמש זורחת- בשעות היום. המשמעות היא שבמשך שעות החשכה, הלוחות הסולאריים אינם מספקים אנרגיה סולארית לביתכם. טיב עבודתם של הלוחות הסולאריים תלוי גם במזג האוויר באזורכם ובתקופת השנה: אזורים ללא שמש רבה, ייהנו מפחות אנרגיה סולארית גם בשעות היום וכך גם בחורף, הימים מתקצרים, שעות השמש מתמעטות ולעיתים קרובות השמיים מתכסים בשכבת עננים, אשר חוסמת את קרני השמש.
  • עלות ראשונית יקרה– אחד החסרונות הבולטים של המערכת הסולארית, הוא עלות הרכישה וההתקנה של הלוחות הסולאריים. עלות המערכת תלויה במרכיביה, סוג הלוחות ובגודלה. עלות הקמת מערכת קטנה יחסית עם תפוקה של 4 קילו- ואט, עולה בממוצע 70,000- 130,000 ₪. מערכת גדולה חותר, עם תפוקה של 15 קילו- ואט, תעלה בממוצע 260,000-300,00 ₪. מחירים אלו כוללים התקנה, ורכישתם מתבצעת דרך חברות מקצועיות, המתמחות בייצור חשמל סולארי. לעיתים קרובות, חברות אלו גובות בנוסף, כמה אלפי שקלים תמורת ייעוץ, סיוע בקבלת היתרים והדרכה צמודה. המערכת הסולארית חוסכת עלויות ומשמשת כהכנסה בסיבית, אך לא כולם מעוניינים להשקיע סכומים בסדר גודל כזה.
  • עלות אחסון גבוהה– אחסון החשמל המיותר לשעות הערב והלילה, כאשר לא ניתן לייצר אנרגיה סולארית, הוא רעיון נהדר. בפועל, יותר מסובך. על מנת לאחסן את החשמל, יש לרכוש סוללות בעלות נוספת, הסוללות גדולות וכבדות, לכן יש למצוא מקום אחסון מתאים עבורן ובנוסף, הסוללות מתבלות ויש להחליף אותן כל פרק זמן מסוים, מה שעלול להעלות את העלויות.
  • מאבדת יעילות בתנאי זיהום אוויר– אנרגיה סולארית, היא אנרגיה נקיה וידידותית לסביבה, אך היא אינה מתפקדת היטב בתנאי זיהום אוויר. רמת זיהום אוויר עלולה להשפיע על יעילות התאים הסולאריים. זיהום אוויר נפוץ בעיקר באזורים בעלי צפיפות אוכלוסין גבוהה ובעיקר בערים הגדולות.

 התקנת לוחות סולאריים

כיצד מתבצע תהליך ההתקנה?

ראשית, יש לוודא כי הגג שלכם מתאים להתקנת לוחות סולאריים ושההתקנה אכן מומלצת ומשתלמת. לאחר מכן יש לבצע תכנון הצבת לוחות ראשוני ומקצועי, אשר יבטיח הצבה בטוחה ונכונה של הלוחות. מומלץ להיעזר בחברה מקצועית, אשר תבדוק את התאמת הגג ותבצע את התכנונים יחיד. בנוסף, חברה מקצועית יכולה להנפיק את ההיתרים הדרושים להצבת הלוחות הסולאריים מהגופים השונים ולחסוך מכם טרחה וזמן רב. הרכבת מערכת סולארית עד 600 מ"ר, לא מצריכה היתרי בניה, אלא רק עדכון ועדת בניה על ביצוע ההרכבה. בנוסף, יש צורך להגיש טופס חיבור לתשתיות חשמל ומים (הנקרא טופס 4) ולקבל אישור ממנהל החשמל. אין צורך לשלם עבור המערכת ארנונה ואין צורך לפתוח עבורה חברה או עוסק כלשהו, במקביל להרכבת המערכת הסולארית.
לאחר שהשגתם את כל האישורים הנדרשים, חברת החשמל תחליף את המונה בביתכם למונה דו-כיווני והחברה המקצועית לייצור חשמל סולארי אשר בחרתם, תתקין את המערכת הסולארית, בזמן התקנה של כמה ימים. מיד לאחר התקנת המערכת הסולארית, תוכלו להתחיל לייצר חשמל משלכם לצרכי הבית או לאחסן אותו או למכור אותו. את אישור משרד האנרגיה ניתן לקבל גם לאחר התקנת המערכת הסולארית.

 

מהם האזורים המתאימים ביותר בארץ לייצור חשמל סולארי?

ישראל, היא ארץ אשר מתאימה מאוד להתקנת לוחות סולאריים: רוב חודשי השנה שטופים בשמש ובחודשי החורף הקצרים ימי החורף אינם קשים ואף חלקים מלאים בשמש גם הם, אך גם בישראל שטופת השמש ישנם אזורים המתאימים יותר להתקנת מערכות סולאריות ואזורים אשר התקנת מערכת סולארית בהם היא בעייתית.

  • אזור הנגב נשמע מתאים ביותר להתקנת מערכות סולאריות, בזכות מרחבי הגדולים (והלא מאוכלסים) ומלאי השמש. אך הנגב חם מאוד, והחום עלול להרוס את המערכות הסולארית ולכן הוא אינו האזור המתאים ביותר להתקנת לוחות סולאריים.
  • אזור המרכז, מתאים בעיקר למערכות סולאריות קטנות, מפני שהקרקע יקרה מאוד והאזורים מאוכלסים וצפופים ביותר.
  • אזור הצפון הוא האזור המתאים ביותר להתקנת מערכות סולאריות, מבחינה טכנית. ישנה קרינת שמש חזקה ויציבה, אך סביבת הלוחות אינה חמה ומאפשרת ניצול מקסימלי.

 

מהו שטח ומבנה הגג הרצויים להתקנת מערכות סולאריות?

מבחינה תיאורטית, אפשר להתקין ולהפעיל מערכת סולארית מכל גג.
אך גודל שטח הגג המומלץ, על מנת לחסוך אלפי שקלים הוא כ-60 מ"ר ומעלה.
יש להתייחס למספר מאפיינים חשובים, כאשר בוחרים את אופן הפריסה של המערכת הסולארית על הגג שלכם (מאפיינים אלו תקפים ביקרה של גג שטוח ובמקרה של גג רעפים): על המערכת להיות מוכנת ככל האפשר מפני פגעי מזג האוויר, אך גם להיות חשופה ככל הניתן לקרינתה הישירה של השמש, על מנת לקבל ייצור אפקטיבי של חשמל סולארי.
כאשר המערכת מותקנת על הגג, יש לוודא כי היא אינה מוצלת ע"י עצים, בניינים או גורמים אחרים. לכן, יש לחשב במדויק הזווית הטובה ביותר, עם עדיפות לכיוון הדרומי ביותר (בו הקרינה חזקה יותר) לקבלת קרינת השמש בצורה אופטימלית והגברת יעילות המערכת הסולארית. קיימים לוחות סולאריים, בעלי יכולות תנועה, המתוכנתים לתזוזה בכיוון אור השמש, אך הבלאי שלהם מוגבר והם אינם משתלמים ואינם מומלצים ולכן הלוחות הסולאריים הנייחים הם המומלצים ביותר, כל עוד הם מונחים בזווית קבועה, אשר חשופה לאור השמש אך מוגנת מפגעי מזג האוויר ומנזקים פיזיים אחרים.

נזקים פיזיים אחרים, כוללים: שריטות מענפי עץ או חשיפה לרוחות חזקות במיוחד, שניהם עלולים להזיק ללוחות ולפגוע בתפוקתם.

 

עלויות, רווחים ומחירים

רשות החשמל החליטה להשקיע 47 מיליון ₪ בשנה לצרכנים פרטיים, המעוניינים לייצר חשמל סולארי על גג ביתם. חברת החשמל תרכוש 1 קוט"ש (קילו- ואט שעה) תמורת 1.97-0.27 ₪ או תעניק נקודות זכות לקבלת חשמל. גג בגודל 100 מ"ר, ממיצר 17,000 קילו- ואט בשנה אחת. במידה ובחרתם במסלול נקודות הזכות, תקבלו כמות חשמל בשווי 9350 ₪ לביתכם, כמות המספיקה לכיסוי עלויות החשמל השנתיות. במידה ובחרתם במסלול כספי, תקבלו על אותה שנה כ- 4590 ₪. אין אפשרות לבחור במסלול נקודות הזכות עד כיסוי הצריכה ולאחר מכן להחליף את המסלול למסלול הכספי.

עלות מערכת סולארית מתחילה מ- 70,000 ש"ע ועולה במחיר בהתאם לגודלה ומורכבותה. עלות השירות אשר מציעה חברת מקצועית נע בין 600 ₪ ל- 1,000 ₪ בשנה, כאשר החברה מנטרת את תפקוד הפאנלים מרחוק ושולחת טכנאי במידה ויש תקלות. את הפאנלים הסולאריים יש לנקות ולשטוף 3-6 פעמים בשנה, כאשר עלות כל שטיפה מגיעה ל- 300 ₪. אורך חיי הלוחות הסולאריים נע בין 25- 30 שנים, לאחר מכן יש להחליף את הלוחות.

לאחר חישוב קצר, ניתן להחזיר את ההשקעה הכספית בלוחות תוך 8- 10 שנים, ולאחר מכן ליהנות בייצור חשמל ידידותי לסביבה, המשמש כהכנסה פסיבית לא רעה.

 

הוספת מערכת סולארית על גג בית פרטי, עשוי להיות השקעה פסיבית חכמה, אשר תורמת לסביבה ומעניקה לכם אספקת חשמל סולארי, פרטי משלכם. למערכת הסולארית יתרונות וחסרונות רבים שיש לשקול בכובד ראש, לפני התקנת המערכת הסולארית. עלויות הרכישה והאחזקה של מערכת סולארית אינן זולות, אך ניתן להחזיר את השקעתה תוך מספר שנים ולהישאר עם מערכת ייצור חשמל ביתית ומשתלמת. חברת החשמל מעודדת בניה של מערכות סולאריות וייצור חשמל סולארי ואף מוכנה לשלם עבור החשמל או להעניק נקודות זכות לכל אדם המעוניין לבצע את ההשקעה ולהתקין מערכת סולארית. לאנרגיה הסולארית היסטוריה מהמאה הקודמת, כאשר התגלתה ע"י הפיזיקאי המפורסם, אריק איינשטיין והיא אף העניקה לו את פרס הנובל שלו. לא בכל בית מתאים למערכת סולארית ולא בכל עיר מומלץ להרכיב לוחות סולאריים, מומלץ להתייעץ לפני ההתקנה עם חברה מקצועית המתמחה בחשמל סולארי.

 

השארת תגובה