תאי שמש כמקור לאנרגיה חשמלית

מגישות: מיטב צאיג, ליאל שאולוף, שיר מולקנדוב

מגישות: מיטב צאיג, ליאל שאולוף, שיר מולקנדוב

Monday, Jan. 11th, 11:45am

This is an online event.

עבודה במדעים בנושא מקורות אנרגיה חשמלית...

בחרנו במקור האנרגיה "תאי שמש כמקור לאנרגיה חשמלית"...

Big image

שלב א': מקור אנרגיה

אנרגיית השמש לא מתכלה מכיוון שהשמש היא כוכב לכת שאינו נגמר בחלוף הזמן. לכן בחרנו בה.

שלב ב': הסבר מהי האנרגיה?!

אנרגיית השמש היא אנרגיה סולארית...

אנרגיה סולארית היא מקור של אנרגיה חלופית ומתחדשת שמקורה בקרינת השמש. מתקני אנרגיה סולארית ממירים את הקרינה האלקטרומגנטית שמגיעה מהשמש לאנרגיה תרמית או לחשמל. עקב ההספק 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 וייבוש מזון, כמו למשל בישול בעזרת תנור שמש, בריכות אידוי להפקת מלחים וייבוש כביסה. באופן דומה, דודי שמש משמשים לחימום מים לצריכה ביתית. ריכוז קרינת השמש באמצעות מראות או עדשות מאפשר לעתים לנצל אותה טוב יותר, במיוחד לצרכים שבהם נדרשת טמפרטורה גבוהה. הגדלת הנצילות מתאפשרת גם באמצעות מתקני עקיבה, שעוקבים אחר תנועת השמש בשמים בשעות היום.

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 מכנית.

· אנרגיה פוטו-וולטאית (אנרגיה פוטו-חשמלית) - שימוש בתאים פוטו-וולטאיים לצורך המרת אור לאנרגיה חשמלית באופן ישיר.

סרטון המתאר כיצד מפיקים חשמל מאנרגיית השמש ואת מבנה התא הסולרי

How Home Solar Power System Works

המחיר הסביבתי

יתרונות

1. הפקת אנרגיה מקרינת השמש וממקורות שאינם מתכלים היא ידידותית לסביבה ואיננה כרוכה בשרפה וביצירת גזי חממה.

2. באמצעות שימוש בטכנולוגיה הפוטו - וולטאית ניתן לחסוך משאבי קרקע על ידי התקנה של קולטי שמש שונים על גגות הבתים.

3. השימוש באנרגיה זו מונע את התלות במשווקים חיצוניים ויוצר אפשרות להפיק חשמל באופן עצמאי.

4. היעדר התלות במדינות אחרות ובמקורות אנרגיה מתכלים, הוא יעיל יותר מבחינה כלכלית ואף מונע לאורך זמן את העלייה החדה במחירי הדלק בעולם.

5. אנרגית סולארית היא אנרגיה מתחדשת ובלתי מתכלה, בניגוד למקורות אנרגיה אחרים, כדוגמת פחם או דלק, שהשימוש בהם גורם להתדלדלות ואף לאורך זמן גם להתכלות מוחלטת של המאגרים הקיימים.

6. באמצעות אנרגיה סולארית ניתן לספק כמויות חשמל גדולות ביותר בהתאם לעקומת ביקוש החשמל הקיימת.

7. תחנת כוח סולארית יכולה לשמש להפקת אנרגיה למשך תקופות ארוכות ביותר ולא קיים חשש לירידה משמעותית ביכולת או בביצועים שלה לאורך שנים.


חסרונות

1. ההשקעה הכספית הראשונית בבניית תחנות כוח סולאריות ובהפקת חשמל היא גבוהה ביחס לתחנות הכוח הקונבנציונליות.

2. פעמים רבות כרוכה הבנייה של תחנות כוח או השימוש בטכנולוגיות אחרות בפגיעה בסביבה ובמשאבים הטבעיים. בניית תחנת כוח דורשת שימוש בחשמל, בטכנולוגיות ובחומרים הפוגעים בסביבה. גם השימוש בשטחים פתוחים במקומות שונים וניצולם לצורך בניית מתקנים ענקיים איננו תורם לשמירה על איכות הסביבה.

3. השימוש באנרגיה סולארית תלוי, מטבע הדברים, במחזוריות הטבע. מסיבה זו, הפקה של אנרגיה סולארית בימים מעוננים או גשומים ובשעות הלילה תהיה נמוכה בצורה משמעותית ביחס לימים שטופי שמש. עם זאת, ברבות מתחנות הכוח להפקת חשמל מאנרגיה סולארית ישנה טכנולוגיה ייחודית לאגירת קרני שמש או אפשרות להשתמש במקור אנרגיה נוסף לייצור חשמל.

4. תחנות כוח לאנרגיה סולארית משתרעות על שטח גדול מאוד ביחס לתחנות כוח קונבנציונליות בהן מופק החשמל מפחם, מגז או מדלק נוזלי.

בכדי להתגבר על חלק מהחסרונות שבשימוש באנרגיה סולארית, נעשים היום ניסיונות לשלב בין תחנות אנרגיה סולארית ובין תחנות אנרגית רוח. בשיטה זו ניתן לנצל גם את שעות הלילה ואת עונות החורף כדי לייצר חשמל.

בנוסף לכך, מושקעים מאמצים בבניית קולטי שמש בעלי שטח פנים גדול יותר ובשילוב רכיבים ננו-טכנולוגיים כדי להגדיל את תפוקת האנרגיה הנוצרת.

האם זה רווחי?!

האם זה רווחי?!

אנרגיה המופקת מקרני השמש, שאינה מתכלה, והיא המקור העיקרי של אנרגיות מתחדשות.אנרגיית השמש מצויה בשפע, בחינם וניצולה אינו פוגע בסביבה, בניגוד לשריפת דלקים מאובנים, המשחררת גזי חממה. מתקני אנרגיה סולארית ממירים את הקרינה האלקטרומגנטית שמגיעה מהשמש. אנרגיה סולארית נחלקת לאנרגיה למטרת ייצור חום - אנרגיה תרמית - ואנרגיה למטרת ייצור חשמל באמצעות תאים פוטו-וולטאיים, או תאים סולאריים, שממירים אור לאנרגיה חשמלית באופן ישיר. לרוב, תאים סולאריים מחוברים באופן חשמלי וארוזים כמודול. לאחר מכן מחברים מודולים למודולים אחרים בטור או במקביל כדי לקבל מערך, או פאנל, פוטו-וולטאי. תפוקת הכוח של המערך הסולארי נמדדת בוואטים. בשנים האחרונות חברות נכנסו לשוק האנרגיה הסולארית, ומציעות לרכישה מערכים פוטו-וולטאים לשימוש פרטי, לצורך חסכון בחשבון החשמל המשפחתי. בנוסף, ניתן להתקין שעון חשמל דו-כיווני שמאפשר לייצר חשמל ולמכור אותו לחברת החשמל ובכך להקטין את חשבון החשמל. בשל הביקוש הגלובלי הגדל לאנרגיה נקייה, תחום זה צומח במהירות, בקצב של כ-40% לשנה. בכ-5 השנים האחרונות, תפוקתם של מתקנים סולאריים ברחבי העולם צמחה מ-600 מגוואט ב-2003 ל-3,000 מגוואט ב-2008.

לסיכום אנרגיה זו חוסכת בכסף ויעילה מבחינה סביבתית אוקולוגית.