האם חשבתם פעם איך אנחנו מקבלים חשמל בבתים שלנו? רוב החשמל מגיע ממקורות אנרגיה גדולים, כמו תחנות כוח ענקיות. אבל בשנים האחרונות, יותר ויותר אנשים מגלים דרך מיוחדת וידידותית לסביבה לייצר חשמל בעצמם – בעזרת השמש! כן כן, אותה שמש חמה ומאירה בשמיים, שמחממת אותנו בקיץ וגורמת לצמחים לגדול, יכולה גם לייצר לנו חשמל נקי. אנחנו קוראים לזה אנרגיה סולארית, והיא מופקת בעזרת מתקנים מיוחדים שנקראים פאנלים סולאריים, שלרוב מתקינים על גגות הבתים. הפאנלים האלה נראים כמו לוחות גדולים וכחולים או שחורים, ותפקידם הוא ללכוד את קרני השמש ולהפוך אותן לחשמל. זה קצת כמו קסם, אבל זה בעצם מדע ממש מדליק!
מערכת סולארית ביתית מורכבת מכמה חלקים חשובים שפועלים יחד כדי לנצל את כוחה של השמש. החלקים המרכזיים הם הפאנלים הסולאריים עצמם, שמקבלים את אור השמש, ומכשיר שנקרא "ממיר" (אינוורטר), שתפקידו להפוך את החשמל שהפאנלים מייצרים לחשמל שמתאים לשימוש במכשירי חשמל בבית, כמו טלוויזיה, מקרר או מזגן. לפעמים, מוסיפים למערכת גם סוללות מיוחדות שיכולות לאגור חשמל לזמן אחר. כל המערכת הזו מתחברת גם לרשת החשמל הרגילה של חברת החשמל.
הרעיון של אנרגיה סולארית הוא פשוט ויפה: כשיש שמש, המערכת מייצרת חשמל. את החשמל הזה אפשר להשתמש בו ישר בבית, או לשלוח אותו לרשת החשמל הארצית (וככה בעצם למכור חלק ממנו לחברת החשמל ולקבל זיכוי בחשבון), או לאגור אותו בסוללות לשימוש מאוחר יותר. זה נשמע כמו פתרון מושלם, לא?
האם המערכת הסולארית ישנה בלילה?
אז הגענו לשאלה הגדולה: אם כל הקסם הזה קורה בזכות השמש, מה קורה כשהשמש שוקעת? האם מערכת סולארית עובדת בלילה? האם היא מפסיקה לפעול לגמרי? התשובה הפשוטה והישירה היא שהפאנלים הסולאריים עצמם לא מייצרים חשמל בלילה. הם צריכים אור שמש כדי לעבוד, ובלילה, כשהחושך יורד, אין מספיק אור כדי שהם יוכלו לבצע את תפקידם.
זה קצת כמו צמח שצריך אור כדי לגדול, או כמו צעצוע שפועל על אנרגיית שמש (למשל מכונית קטנה סולארית או מחשבון סולארי ישן) – כשהשמש לא זורחת עליהם, הם לא עובדים. הפאנלים הסולאריים בנויים מחומרים מיוחדים (לרוב סיליקון) שרגישים לאור. כשאור השמש פוגע בהם, הוא משחרר אלקטרונים בתוך החומר, והתנועה של האלקטרונים האלה היא בעצם חשמל. כשיש חושך, אין מספיק אור כדי לשחרר את האלקטרונים האלה בצורה יעילה, ולכן הפאנלים מפסיקים לייצר חשמל.
מה קורה לפאנלים סולאריים כששוקעת השמש?
ברגע שהשמש מתחילה לשקוע, כמות האור שמגיעה לפאנלים הולכת ופוחתת. הייצור של החשמל יורד בהדרגה, עד שבחושך מוחלט, הוא מפסיק לגמרי. הפאנלים הסולאריים על הגג הופכים בלילה ל… ובכן, לוחות שפשוט יושבים על הגג. הם לא פועלים, לא מייצרים חשמל, הם במנוחה מוחלטת ומחכים לזריחה של יום חדש. זה חלק טבעי מהפעולה שלהם, והמהנדסים שתכננו את המערכות הסולאריות חשבו כמובן גם על מה שיקרה כשאין שמש.
חשוב להבין שזה לא אומר שמערכת סולארית כולה "נכבית" או "לא עובדת" בלילה במובן הרחב. זה רק אומר שהרכיב שאחראי על ייצור החשמל הישיר מאור השמש (הפאנלים) לא פעיל. המערכת הסולארית כולה, על כל חלקיה, ממשיכה להיות מוכנה לפעולה, ודרכים אחרות נכנסות לפעולה כדי לספק חשמל לבית כשהשמש אינה זמינה.
אז איך משתמשים בחשמל סולארי כשאין שמש?
אם הפאנלים לא מייצרים חשמל בלילה, איך יכול להיות שבית עם מערכת סולארית ממשיך לקבל חשמל? יש לכך שתי דרכים עיקריות, ולרוב מערכת סולארית ביתית מתקדמת משלבת את שתיהן:
- אחסון אנרגיה (בסוללות): זו האפשרות המגניבה ביותר, שנותנת לכם באמת להשתמש באנרגיית השמש גם כשהיא לא זורחת.
- התחברות לרשת החשמל הארצית: זו האפשרות המסורתית, שפשוט גורמת לבית לעבור לקבל חשמל מחברת החשמל כרגיל, כמו כל בית אחר שאין לו מערכת סולארית.
הקסם של אחסון אנרגיה (סוללות)
דמיינו שאתם אוספים מים בדלי ביום גשום, כדי שיהיה לכם מים להשקות את הגינה בימים יבשים. אותו רעיון עומד מאחורי אחסון אנרגיה במערכת סולארית. במהלך היום, כשהשמש זורחת והפאנלים מייצרים חשמל, הבית משתמש בחשמל הזה לצריכה שוטפת. אם הפאנלים מייצרים יותר חשמל ממה שהבית צריך באותו רגע, במקום לשלוח את כל העודף לרשת (אפשרות אחת), אפשר להפנות חלק ממנו לטעינת סוללה מיוחדת שמחוברת למערכת.
הסוללה הזו היא בעצם "בנק" של אנרגיה סולארית. היא אוגרת את החשמל "המיותר" שנוצר במהלך היום. כשהשמש שוקעת, או אפילו ביום מעונן מאוד, כשהייצור מהפאנלים נמוך, המערכת יכולה להפסיק לשאוב חשמל מהרשת ולהתחיל להשתמש בחשמל שאגור בסוללה. זה מאפשר לכם להפעיל את האורות, הטלוויזיה, המקרר ושאר המכשירים בבית באמצעות אנרגיה נקייה וידידותית לסביבה שייצרתם בעצמכם מוקדם יותר.
אחסון אנרגיה בסוללות הוא פתרון מעולה, כי הוא מאפשר לכם להיות פחות תלויים ברשת החשמל הארצית, במיוחד בשעות הלילה או בשעות העומס בערב (שעות שבהן החשמל מהרשת עשוי להיות יקר יותר). זה נותן לכם יותר עצמאות אנרגטית ותחושה נהדרת שאתם מנצלים את כוחה של השמש לטובתכם, 24 שעות ביממה, גם בעקיפין.
רוצים לדעת עוד על איך אחסון אנרגיה יכול לשדרג את המערכת הסולארית שלכם? תוכלו לקרוא על כך כאן: היתרונות של אחסון אנרגיה.
רשת החשמל: חבר שמספק גיבוי
גם אם אין לכם סוללה, או אם הסוללה התרוקנה בלילה (כי השתמשתם בה הרבה, למשל בערב כשכולם בבית והאורות דולקים והמזגן עובד), המערכת הסולארית שלכם עדיין "עובדת" במובן שהיא מחוברת לרשת החשמל הארצית. כשהפאנלים לא מייצרים חשמל והסוללה ריקה (או לא קיימת), מערכת הבית פשוט עוברת אוטומטית לקבל חשמל מחברת החשמל, בדיוק כמו כל בית רגיל.
החיבור לרשת הוא חלק חשוב מאוד במערכת הסולארית הביתית. הוא משמש כמעין "גיבוי" או "ביטוח". אתם תמיד יודעים שיהיה לכם חשמל, גם אם יהיה שבוע של ימים מעוננים במיוחד, או אם תצרכו הרבה מאוד חשמל בלילה. בנוסף, החיבור לרשת הוא זה שמאפשר לכם "למכור" חשמל לחברת החשמל. אם ביום בהיר במיוחד ייצרתם הרבה יותר חשמל ממה שהבית שלכם צרך ואף יותר ממה שהסוללה יכולה לאגור, העודף הזה נשלח לרשת הארצית, ושעון מיוחד (מונה דו-כיווני) סופר כמה חשמל שלחתם. על החשמל הזה אתם מקבלים זיכוי בחשבון החשמל שלכם, מה שמקטין את הסכום שאתם צריכים לשלם בסוף התקופה. זה נקרא מונה נטו (Net Metering).
אז גם אם הפאנלים עצמם לא פעילים בלילה, שאר חלקי המערכת הסולארית, כמו המונה הדו-כיווני והחיבור לרשת, עדיין פועלים ומנהלים את זרימת החשמל לבית וממנו, ומבטיחים שהבית יקבל חשמל ברציפות.
רכיבי המערכת הסולארית והתפקיד שלהם בלילה
בואו נסתכל שוב על החלקים השונים של מערכת סולארית ומה התפקיד של כל אחד מהם במהלך היום ובמהלך הלילה:
- פאנלים סולאריים: אלה הלוחות על הגג שתופסים את אור השמש. הם מייצרים חשמל רק כשיש מספיק אור. בלילה: לא מייצרים חשמל.
- ממיר (אינוורטר): המכשיר החכם הזה הופך את החשמל שהפאנלים מייצרים (חשמל ישר, או DC, שקצת שונה ממה שאנחנו צריכים בבית) לחשמל שמתאים לשימוש במכשירים ביתיים (חשמל חילופין, או AC). הוא גם אחראי על ניהול זרימת החשמל – לאן הוא הולך? לבית, לסוללה או לרשת. בלילה: הממיר עדיין פעיל, אבל הוא לא מקבל חשמל מהפאנלים. הוא יכול לקבל חשמל מהסוללה (אם יש כזו וטעינה) או מהרשת הארצית ולהעביר אותו לבית.
- סוללה (אחסון אנרגיה): זה המקום שבו נאגר החשמל מהיום לשימוש מאוחר יותר. בלילה: מספקת חשמל לבית, עד שהיא מתרוקנת או עד שהשמש עולה שוב.
- מונה דו-כיווני: זה השעון שסופר כמה חשמל הבית צרך מהרשת וכמה חשמל המערכת שלחה לרשת. בלילה: סופר רק את צריכת החשמל מהרשת, אם הבית צורך חשמל מהרשת.
- מערכת בקרה וניהול: זו המוח של המערכת, שמחליט מאיפה הבית יקבל חשמל בכל רגע נתון (מהפאנלים, מהסוללה או מהרשת) ולאן לשלוח עודפי חשמל. בלילה: פעילה ומנהלת את המעבר בין הסוללה לרשת (אם רלוונטי) ומנטרת את המערכת.
כפי שאתם רואים, למרות שהפאנלים לא עובדים בלילה, שאר חלקי המערכת ממשיכים לתפקד ולנהל את אספקת החשמל לבית. המערכת כולה מתוכננת לפעול בצורה אוטומטית וחלקה, כך שאתם לא צריכים לעשות כלום כשהשמש שוקעת או זורחת.
תכנון נכון של מערכת סולארית הוא חשוב מאוד כדי שהיא תתאים לצרכים של הבית שלכם ותספק לכם את מירב היתרונות. יש הרבה דברים שצריך לקחת בחשבון בתכנון מערכת כזו. תוכלו לקרוא על זה כאן: תכנון מערכת סולארית: דברים שכדאי לזכור.
יום מול לילה: מה קורה למערכת?
בואו נסכם את ההבדלים העיקריים בפעולת המערכת הסולארית בין היום ללילה בטבלה פשוטה:
| במהלך היום (עם שמש) | במהלך הלילה (בלי שמש) | |
| ייצור חשמל מפאנלים | פעיל, מייצר חשמל (כמות התלויה בעוצמת השמש) | לא פעיל, לא מייצר חשמל |
| מקור החשמל לבית | קודם כל מהפאנלים, אם יש עודפים נשלח לסוללה או לרשת. אם הפאנלים לא מספיקים, מקבלים מהסוללה או מהרשת. | קודם כל מהסוללה (אם יש וטעונה). אם הסוללה ריקה או אין סוללה, מקבלים מהרשת הארצית. |
| טעינת סוללה | יכולה להיטען מעודפי חשמל מהפאנלים | לא נטענת מפאנלים. יכולה להיטען במקרים מסוימים מהרשת (תלוי בהגדרות המערכת) אבל המטרה העיקרית היא לפרוק ממנה חשמל. |
| שליחת חשמל לרשת | יכולה לקרות אם יש עודף ייצור מהפאנלים ו/או מהסוללה (תלוי במצב הסוללה ובהגדרות). | לא שולחת חשמל לרשת מפאנלים. במקרים נדירים מאוד ומערכות מיוחדות עם סוללה גדולה מאוד אולי תיאורטית, אבל לא רלוונטי לרוב המערכות הביתיות בלילה. בדרך כלל בלילה רק צורכים מהרשת או מהסוללה. |
| צריכת חשמל מהרשת | יכולה לקרות אם הייצור מהפאנלים ומהסוללה (אם קיימת) לא מספיק לצריכה הרגעית. | יכולה לקרות אם אין סוללה או שהסוללה ריקה. זה המקור הראשי לחשמל אם אין אחסון אנרגיה מספק. |
הטבלה הזו מראה בבירור שהמעבר בין יום ללילה משפיע בעיקר על מקור ייצור החשמל (שעובר מהפאנלים לרשת או לסוללה). המערכת כולה ממשיכה לתפקד כדי לנהל את אספקת החשמל לבית בצורה הטובה ביותר.
היתרונות של מערכת סולארית, גם כשהשמש שוקעת
אז הבנו שהפאנלים לא מייצרים חשמל בלילה. האם זה אומר שמערכת סולארית היא לא פתרון טוב? ממש לא! היתרונות של מערכת סולארית הם עצומים, והם משפיעים עלינו לטובה גם דרך שעות הלילה.
היתרון הגדול ביותר הוא שבמהלך היום, שהוא החלק הכי פעיל של היום ברוב הבתים (אנשים בבית, מכשירים פועלים, מזגן עובד וכו'), אתם מייצרים חלק משמעותי, ואולי אפילו את כל החשמל שאתם צורכים. זה אומר שאתם קונים פחות חשמל מחברת החשמל, וזה חוסך לכם כסף בחשבון החשמל. חלק מהחיסכון הזה "גלום" גם בצריכת הלילה, כי אם אגרתם חשמל בסוללה ביום, אתם משתמשים בחשמל שאגרתם במקום לקנות חשמל יקר יותר מהרשת.
יתרון נוסף וחשוב ביותר הוא התרומה לסביבה. ייצור חשמל מאנרגיית השמש הוא נקי לחלוטין, הוא לא מזהם את האוויר ולא גורם לפליטת גזים מזיקים שפוגעים בכדור הארץ. כל קילוואט-שעה חשמל שאתם מייצרים מהשמש הוא קילוואט-שעה שלא צריך לייצר בתחנת כוח ששורפת דלק (כמו פחם או גז) ומזהמת את הסביבה. גם אם אתם צורכים חשמל מהרשת בלילה, העובדה שבמהלך היום עזרתם לייצר חשמל נקי ולצרוך פחות חשמל מזהם, היא תרומה חשובה מאוד.
עם סוללה לאגירת אנרגיה, אתם גם מקבלים יותר עצמאות אנרגטית. אתם פחות תלויים במה שקורה ברשת החשמל, ואפילו יכולים להמשיך לקבל חשמל בבית במקרה של הפסקת חשמל ארצית (תלוי בסוג הסוללה והמערכת). זה נותן תחושת ביטחון ושקט נפשי.
בקיצור, גם אם המערכת הסולארית לא מייצרת חשמל ישירות מאור השמש בלילה, היא מאפשרת לכם:
- לחסוך כסף בחשבון החשמל על ידי ייצור חשמל ביום.
- להשתמש באנרגיה ירוקה ונקייה, גם אם היא נאגרה ביום.
- להיות פחות תלויים ברשת החשמל.
- לשמור על הסביבה ולהשתתף במאמץ העולמי למעבר לאנרגיה מתחדשת.
מערכות סולאריות בישראל הופכות ליותר ויותר נפוצות, ולא בכדי. השמש אצלנו זורחת חזק ברוב ימות השנה, מה שהופך את ישראל למקום מצוין לנצל את אנרגיית השמש. אפשר לראות יותר ויותר גגות עם פאנלים סולאריים בערים וביישובים שונים ברחבי הארץ. תוכלו לקרוא עוד על אנרגיה סולארית בישראל. זו גם דרך נהדרת להשתמש בחשמל נקי וידידותי לסביבה בבית שלכם, אנרגיה סולארית לבית.
העתיד של אנרגיה סולארית
הטכנולוגיה של אנרגיה סולארית ממשיכה להתקדם כל הזמן. הפאנלים הופכים ליותר ויותר יעילים, מה שאומר שהם יכולים לייצר יותר חשמל מאותה כמות אור שמש, או שהם דורשים פחות שטח על הגג. גם טכנולוגיית הסוללות הולכת ומשתפרת, הסוללות הופכות להיות קטנות יותר, חזקות יותר ויכולות לאגור יותר חשמל לאורך זמן. ההתפתחויות האלה גורמות למערכות סולאריות להיות יותר ויותר אטרקטיביות ומשתלמות עבור משפחות רבות.
בעתיד, ייתכן שנראה פתרונות נוספים שיאפשרו לנצל את אנרגיית השמש בצורות חדשות, או לשפר עוד יותר את יכולות האחסון. אבל גם עם הטכנולוגיה הקיימת היום, מערכת סולארית ביתית, במיוחד כזו שמשולבת עם סוללה, היא פתרון מצוין ומתקדם לאספקת חשמל לבית, שמנצל את השמש כשז זורחת ומאפשר להשתמש באנרגיה שלה גם כשהיא לא.
לסיכום, נכון שהפאנלים הסולאריים לא מייצרים חשמל בלילה כי הם צריכים אור שמש כדי לעבוד. אבל מערכת סולארית מודרנית לא מסתיימת בפאנלים. היא כוללת גם רכיבים כמו ממיר, סוללה (בחלק מהמערכות) וחיבור חכם לרשת החשמל הארצית. בזכות הרכיבים האלה, בית שיש לו מערכת סולארית יכול להשתמש בחשמל נקי שיוצר ביום (ואגר בסוללה) גם בשעות הלילה, או לעבור בצורה חלקה לקבל חשמל מהרשת כרגיל. המערכת כולה עובדת ביום ובלילה כדי להבטיח לכם אספקת חשמל רציפה, נקייה וידידותית לסביבה, תוך כדי חיסכון וניצול מיטבי של אנרגיית השמש החינמית שמגיעה אלינו כל יום.
השמש היא כוח טבע מדהים, ולדעת שאנחנו יכולים לנצל את האנרגיה שלה כדי להאיר את הבתים שלנו ולהפעיל את המכשירים שאנחנו צריכים, זה דבר מרגש ומלא תקווה לעתיד טוב יותר וירוק יותר לכולנו.