מערכות אנרגיה סולאריות
 

יצור חשמל בעזרת אנרגיה סולארית

המאמר בהארץ
==============
בשדה בוקר בטוחים שמצאו דרך להפיק חשמל נקי וזול

מאת עפרי אילני, הארץ
הפרופ' פיימן במכון בשדה בוקר, אתמול. לדבריו, עלות השיטה החדשה "קטנה פי 1,500"


שמש חזקה האירה אתמול אחר הצהריים את שדה צין שליד שדה בוקר. הפיסיקאי פרופ' דוד פיימן עמד בעיניים מכווצות ליד אחד מקולטי השמש הגדולים שבמרכז הלאומי לאנרגיית השמש, שבראשו הוא עומד. "אחרי 30 שנים של מחקר על אנרגיה סולרית, השנה אני יכול להגיד שאני יודע איך אפשר להפיק חשמל מהשמש באופן יעיל וזול", אמר, "איך אפשר לייצר אנרגיה סולרית שתתחרה בתחנות כוח רגילות".

אנרגיה סולרית אינה מכלה את משאבי הנפט והפחם בעולם ואינה גורמת לפליטת גזי חממה, שגורמים להתחממות כדור הארץ. עקב עליית מחירי הנפט בשנים האחרונות והעלייה במודעות להשפעות הסביבתיות של שריפת דלקים, גדלה ההתעניינות העולמית בשיטות להפקת אנרגיה מהשמש. עם זאת, העלות הגבוהה של השיטות הקיימות להפקת חשמל סולרי מנעו את הפיכתן לגורם משמעותי שיצמצם את הזיהום.

לפני כמה חודשים, הצליחו מדעני המכון בשדה בוקר לפתח טכנולוגיה של תאים הממירים אנרגיית שמש לחשמל (תאים פוטו-וולטאיים), שלדברי פיימן תהפוך את הפקת האנרגיה הסולרית ליעילה עד כדי כך, שעלותם תהיה זניחה. בפאנל סולרי רגיל, מהסוג המשמש כיום, הסיליקון שממנו מורכבים התאים יקר מאוד ולכן עלות הפקת החשמל גבוהה. לדברי פיימן, הסיבה לכך היא שהתאים מבצעים שתי פעולות: האחת, חיונית, של המרת אור לחשמל; והשנייה, של קליטת האור. לדבריו, כדי להוזיל את עלות התאים, כל מה שדרוש הוא שהקליטה תיעשה על ידי חומר זול יותר.

"העיקרון הוא לרכז את האור ולנצל מעט חומר", הוא אומר, "בנינו צלחת גדולה מזכוכית, בצורת פרבולה. היא לא רק קולטת את האור, אלא גם מרכזת אותו בנקודה אחת. ככה, אנחנו מרכזים את האור עד שהוא חזק פי אלף מאור שמש רגיל".

כיוון שקרינה מרוכזת יוצרת חום רב, התא הסולרי עובר קירור. עם זאת, המאזן האנרגטי מרשים: לדברי פיימן, "מתא סולרי רגיל, ששטחו 100 סנטימטרים מרובעים והוא מייצר בשיטות הקיימות ואט אחד של חשמל, הצלחנו להוציא הספק של 1,500 ואט. כך, עלות התא קטנה פי 1,500, ונהפכת לכמעט אפסית". לדברי פיימן, תא שבנוי בטכנולוגיה החדשה, על שטח של עשרה סנטימטרים מרובעים, יכול להחליף 15 מטרים רבועים של תאים מהטכנולוגיה הישנה.

"עד כה, אף אחד לא הוציא כל כך הרבה חשמל מתא שמש בעוצמה כזאת", הוא אומר.

המרכז לחקר אנרגיית השמש פועל כעת בשותפות עם חברת ההזנק הישראלית "זנית סולר" כדי לייצר בתוך כשנה מערכת ביתית של תאים סולרים המבוססים על טכנולוגיה כזאת. מה שטוב בשביל הבית, יכול להיות טוב גם בשביל המדינה, אומר פיימן.

שני קולטים

כבר היום, עוד לפני תחילת השימוש בטכנולוגיה החדשה, פיתוחים ישראליים אחרים של אנרגיה סולרית משמשים בתחנות כוח בהיקף גדול בחו"ל.

כך לדוגמה, במכון שבשדה בוקר, השייך למכונים לחקר המדבר של אוניברסיטת בן-גוריון, ניצבים שני קולטים, שאורך כל אחד מהם כמאה מטרים, והם נעים ומתכווננים לפי מיקום השמש. במרכזם עובר צינור ובו שמן. הקולטים, שנבנו על ידי חברת "סולל" מבית-שמש, ממקדים את האור בצינור וגורמים לחימומו.

בתחנות כוח שייבנו תוך שימוש בקולטים מסוג זה, החום שיופק ייצור קיטור, שיניע טורבינות וייצר חשמל. בחודש שעבר, חתמה "סולל" על הסכם עם חברת חשמל אמריקאית, שבמסגרתו תוקם במדבר מוהאבי שבקליפורניה תחנת הכוח הסולרית הגדולה בעולם, שתכלול כ-7,000 קולטים מסוג זה. תחנת הכוח, שתשתרע על פני 14 קילומטרים מרובעים, תתחיל לפעול בתוך כארבע שנים ותספק חשמל בהיקף של 553 מגה-ואט לתושבי קליפורניה.

"'סולל' השיגה הישג היסטורי", אומר פיימן, "אם פעם היו מתרגשים מתחנת כוח של כמה עשרות מגה-ואט, עכשיו מדובר על יותר מ-500".

מס על חברת החשמל

פיימן, יליד בריטניה, חי בשדה-בוקר מאז 1976 ועוסק מאז בחקר אנרגיית השמש.

כיום, הוא אחד המומחים הבכירים בעולם לנושא. תוך הסתמכות על הטכנולוגיות החדשות להמרת אנרגיה שפותחו במכון, פיימן בנה מודל כלכלי, שלדבריו יכול לאפשר לישראל להפוך בתוך עשור את האנרגיה הסולרית לחלק משמעותי מהאנרגיה שלה.

לפי פיימן, על הממשלה להטיל מס על חברת החשמל, שממנו יתקבלו כחצי מיליארד דולר בשנה. לדבריו, בכסף הזה ניתן יהיה לבנות בכל שנה תחנת כוח סולרית, שתייצר חשמל בהיקף של גיגה-ואט - כמו שתי תחנות כוח מהסוג שייבנה בקליפורניה.

"אם רוצים לפתור את בעיות האנרגיה של ישראל, צריכים להפסיק לבנות תחנות כוח רגילות", הוא אומר.

מדוברות המשרד לתשתיות לאומיות נמסר, שהמחקר של פרופ' פיימן מוכר לגורמים במשרד, אך לא ידוע על שימוש בטכנולוגיה זו בישראל". עוד נמסר, שבקרוב צפויה רשות החשמל, בסיוע המשרד, לקבוע תעריפי חשמל למערכות פוטו-וולטאיות ביתיות.