הדרכים העיקריות לניצול של אנרגיה סולארית

היכולת להבין מה כל מערכת סולארית כוללת, בראש ובראשונה, מצריך להבין מהי בעצם אנרגיה סולארית. בכתבה שלפניכם נציג תחילה מהי אנרגיה סולארית, תוך התייחסות לשתי הדרכים העיקריות שניתן לנצלה כיום.

מהי בעצם אנרגיה סולארית?

בחינות מדעיות יודעות להצביע כי כדור הארץ שלנו קולט כ-173 טריליון טרה בייט של אנרגיה סולרית, כשהשמש מהווה מקור מהימן וקבוע של אנרגיה.

אנו, כצרכני חשמל בעשרות השנים האחרונות, נהנים משירותי חשמל באמצעות דלקי מאובנים, דוגמת גזים טבעיים, נפט ופחם, כשמקורות אנרגיה אלו, לצד היותם מתקלים ומובילים לסכסוכים בין מדינות, מהווים מקורות להם תפקיד מרכזי ומשמעותי בהתחממות הגלובלית ובזיהום של הגשם שהופך חומצי ופוגע בנו, בבעלי החיים ובצמחייה. מדינות רבות מבינות כיום כי קיים צורך ביצירת תחליף הולם בדמות אנרגיה מתחדשת שאינה נגמרת אף פעם, כשאנרגיה סולארית בהחלט ממלאת את אותה פונקציה. תהליך ייצור אנרגיה מהשמש מהווה חלק מהליך ייצור של אנרגיה ירוקה, כשזו מתאפיינת בייצור אנרגיה ללא פליטה של מזהמים, תוך היכולת ליהנות, כאמור, ממקור אנרגיה שאינו מתכלה וזמין. שימוש באנרגיה סולארית נעשה עוד בימי קדם באמצעות זכוכית מגדלת שאפשרה ריכוז של אור השמש לכדי קרן שמש חמה, כשאותה קרן שמש היוותה מקור זמין להבערת אש. כיום, ניצול של אנרגיה סולארית נעשה תוך המרתה לאנרגיית חום ו\או לאנרגיה של חשמל.

מערכות סולאריות המשמשות להפקת חשמל

בטכנולוגיה זו נעשה שימוש במערכות פוטו-וולטאיות או לחלופין שימוש בתאים סולאריים המסוגלים להמיר את אנרגיית השמש לאנרגיה חשמלית. בתוך אותן מערכות ניתן למצוא חומרים המשמשים כמוליכים למחצה, כשמוליכים אלו יודעים בעצם להפוך את אור השמש לחשמל. באותם חומרים מוליכים למחצה קיימים אלקטרונים המשתחררים באמצעות קרניים סולאריות. האלקטרונים עוברים דרך מעגל חשמלי וממשיכים בשליחה של חשמל לרשת או, לחלופין, בהפעלת מכשירים חשמליים באופן ישיר. מערכות סולאריות להפקת חשמל משמשות כיום כמערכות מרכזיות המעניקות אנרגיה חשמלית לשעונים סולאריים, מחשבוני כיס ואף לתמרורים מוארים בדרכים. שימוש ניכר במערכות אלו ניתן לראות באזורים נידחים בהם לא קיים כלל חיבור לרשת החשמל הקונבנציונאלית.

מערכות סולאריות המשמשות להפקת אנרגיית חום

מערכות סולאריות תרמיות אלו משמשות לצרכים של חימום מים. עבור רובנו, המחשבה הראשונה שאנו מכירים בהקשר זה אלו הם הלוחות הסולאריים הממוקמים על גגות הבתים כדודי שמש האחראיים על חימום המים בבית. הצורך בחימום מים באמצעות מערכות סולאריות נראה גם בתחנות כוח, כשכאן קיים צורך בקולטים ייחודיים ומורכבים יותר, כשאלו יודעים בעצם ליצור חימום של נוזלים באמצעות אנרגיית השמש, כשאותם נוזלים, בטמפרטורות הנכונות, מניעים טורבינות המחוברות לגנראטורים בעבור ייצור של חשמל. במקרים בהם מדובר בהליך של חימום מים ונוזלים, כשאלו משמשים בסופו של תהליך כמקור טבעי להפעלת חשמל, ניתן כיום לאחסן את אותה אנרגיה שנוצרה בסוללות בעבור שימוש בעתיד. בתהליך זה, תאים סולאריים מייצרים לרוב זרם חשמלי מסוג DC (Direct Current) – זרם חשמלי "ישר" הנע באמצעות מוליך במגמה קבועה שאיננה הופכת את כיוונה, כשאת אותו זרם ניתן להמיר, באמצעות מתקן אינוורטר , לזרם חשמלי מסוג AC (Alternating Current) – זרם חשמלי חלופי ההופך את כיוונו בצורה מחזורית.