מה קורה עם המערכת הסולארית ביום מעונן?

מה קורה עם המערכת הסולארית ביום מעונן?

אנרגיה סולארית היא דרך מדהימה להשתמש באור השמש כדי ליצור חשמל נקי וירוק. זה קצת כמו לקחת כוח ישר מהשמש! פאנלים סולאריים, אותם לוחות כחולים או שחורים שאולי ראיתם על גגות או בשדות, הם הגיבורים של הסיפור הזה. הם יודעים לקחת את אור השמש ולהפוך אותו לחשמל שאיתו אפשר להדליק אורות, להפעיל טלוויזיה, ואפילו להטעין טלפון.

אבל רגע, מה קורה כשהשמש לא זורחת חזק? מה קורה ביום אפור ומעונן? האם הפאנלים הסולאריים הופכים פתאום למיותרים? זו שאלה טובה שרבים שואלים, במיוחד בישראל שבה יש לנו הרבה ימי שמש, אבל גם ימים שבהם העננים מחליטים לבקר.

במאמר הזה, נצלול יחד לעולם האנרגיה הסולארית ונגלה מה באמת קורה כשהשמש מתחבאת מאחורי עננים. נבין איך הפאנלים עובדים, מה עושים סוגים שונים של עננים, ואיך מערכת סולארית חכמה ממשיכה לעבוד ולייצר חשמל גם כשהשמיים לא בהירים לגמרי.

איך פאנלים סולאריים עובדים בכלל?

לפני שנדבר על עננים, בואו נבין בקצרה איך פאנלים סולאריים עושים קסמים (זה לא באמת קסם, זו מדע!). פאנל סולארי עשוי מחומרים מיוחדים, לרוב סיליקון. כשאור השמש פוגע בחומרים האלה, הוא גורם לחלקיקים זעירים בתוכם, שנקראים אלקטרונים, להתחיל לנוע. התנועה הזו של האלקטרונים יוצרת זרם חשמלי. ככל שיותר אור שמש פוגע בפאנל, כך יותר אלקטרונים נעים ונוצר יותר חשמל.

חשוב לזכור שהפאנלים לא צריכים חום כדי לעבוד, הם צריכים אור. לכן, גם בימים קרים אך שטופי שמש, הם יעבדו מצוין. הקרבה של השמש או הטמפרטורה פחות חשובה מהכמות והאיכות של האור שמגיע אליהם.

עננים באים לבקר: האם זה סוף העולם הסולארי?

כשמופיעים עננים בשמיים, הם חוסמים חלק מאור השמש הישיר. זה נכון. אם השמש בדיוק מעל הפאנל והענן מכסה אותה, פחות אור ישיר יגיע לפאנל. אז האם זה אומר שהפאנלים מפסיקים לעבוד?

התשובה היא לא! הם לא מפסיקים לגמרי. הם ממשיכים לייצר חשמל, אבל קצת פחות. למה? כי השמש לא שולחת רק "אור ישיר" שנראה כמו אלומת אור חדה. היא גם שולחת "אור מפוזר".

מה זה אור מפוזר?

תחשבו על זה ככה: ביום שמשי מאוד, האור מגיע אליכם ישר מהשמש. ביום מעונן, העננים פועלים כמו מסנן או מַפְזֵר. הם לוקחים את אור השמש ומפזרים אותו לכל הכיוונים. האור הזה, שפוגע בעננים ומוחזר מהם או עובר דרכם בצורה מפוזרת, נקרא אור מפוזר (או קרינה דיפוזית).

פאנלים סולאריים חדישים ומתוכננים היטב יודעים לקלוט גם את האור המפוזר הזה! אמנם, הכמות והעוצמה של האור המפוזר בדרך כלל קטנות יותר מהאור הישיר, ולכן ייצור החשמל יהיה נמוך יותר מאשר ביום בהיר לחלוטין. אבל הוא עדיין קיים.

סוגי עננים והשפעתם

לא כל העננים נוצרו שווים בכל הנוגע להשפעתם על מערכות סולאריות. יש הבדל גדול בין ענן קטן ולבן לבין ענן סערה כהה וענק.

• עננים קלים או דקים: עננים כאלה, כמו ענני נוצה (צירוס) או ענני שכבה דקים, חוסמים רק מעט מהאור הישיר ומאפשרים לאור מפוזר רב להגיע לפאנלים. ההשפעה על ייצור החשמל מינימלית יחסית. לפעמים, אור מפוזר מעננים מסוימים יכול אפילו להגביר מעט את ייצור החשמל בגלל שהוא מגיע מכל מיני זוויות.
• עננים בינוניים: עננים אפורים יותר כמו קומולוס או אלטוסטרטוס יפחיתו את כמות האור הישיר באופן משמעותי יותר, וישאירו בעיקר אור מפוזר. ייצור החשמל יירד, אבל עדיין ימשיך.
• עננים כבדים וכהים (ענני גשם או סערה): עננים אלה, כמו קומולונימבוס או נימבוסטרטוס, צפופים מאוד ויכולים לחסום את רוב אור השמש, גם הישיר וגם המפוזר. בימים כאלה, ייצור החשמל של המערכת הסולארית יהיה נמוך מאוד, אולי רק 10-20% מהייצור ביום בהיר.

לסיכום, ככל שהענן צפוף וכהה יותר, כך ההשפעה שלו על ייצור החשמל מהפאנלים גדולה יותר.

המספרים מאחורי העננים

כדי לתת לכם מושג, הנה דוגמה פשוטה (המספרים להמחשה בלבד ואינם מדויקים לכל מערכת או מקום):

כפי שאתם רואים, גם ביום מעונן לגמרי, הפאנלים עדיין מייצרים כמות מסוימת של חשמל. זה לא אפס! וזה חשוב.

מה קורה לחשמל שמיוצר ביום מעונן?

החשמל שהפאנלים מייצרים, גם ביום מעונן, הולך לאן שהחשמל שלכם בבית הולך בדרך כלל:

• שימוש מיידי: אם אתם משתמשים בחשמל באותו רגע (מדליקים אור, מפעילים מחשב), החשמל שמיוצר מהפאנלים ישמש אתכם קודם. זה חוסך לכם לקנות חשמל מחברת החשמל.
• שליחה לרשת החשמל: אם הפאנלים מייצרים יותר חשמל ממה שאתם צריכים באותו רגע (גם ביום מעונן זה יכול לקרות, במיוחד אם אתם לא בבית ואין שימוש רב בחשמל), העודף נשלח לרשת החשמל הארצית. בישראל, רוב מערכות הבית פועלות בשיטה שנקראת מונה נטו. זה אומר שאתם "מוכרים" את העודף לרשת ומקבלים על כך זיכוי, ואחר כך, כשתצטרכו חשמל והפאנלים לא ייצרו מספיק (למשל בלילה או ביום מעונן מאוד), תוכלו "לקחת" חשמל מהרשת. המונה סופר את ההפרש.
• אחסון בסוללות: ישנן מערכות סולאריות הכוללות גם מערכות אחסון אנרגיה, כלומר סוללות גדולות שמיוחדות לאנרגיה סולארית. החשמל שהפאנלים מייצרים בעודף (גם ביום מעונן חלקית כשיש קצת ייצור), במקום להישלח לרשת, יכול להיטען לתוך הסוללות האלה. מאוחר יותר, כשיש צורך בחשמל והפאנלים לא מייצרים מספיק (למשל בלילה או ביום מעונן מאוד), המערכת יכולה להשתמש בחשמל שמאוחסן בסוללות במקום לקחת אותו מהרשת.

הסוללות: החברות הכי טובות של הפאנלים ביום מעונן

מערכות אחסון אנרגיה הן פתרון מצוין לימים מעוננים וגם ללילות. הן מאפשרות לכם להשתמש באנרגיה שייצרתם מהשמש גם כשהיא לא זורחת. ביום מעונן חלקית, הפאנלים אולי לא יכסו את כל הצריכה שלכם, אבל הם עדיין ייצרו חשמל שיכול להיכנס לסוללה. כשהעננות תגבר או כשיגיע הלילה, הסוללה תספק את החשמל לבית.

זה קצת כמו שיש לכם מיכל מים שמתמלא כשיורד גשם (או מהברז), ואתם יכולים להשתמש במים האלה אחר כך כשתצטרכו. הסוללה היא כמו מיכל אנרגיה.

מערכת סולארית לבית עם אחסון יכולה להגדיל משמעותית את השימוש העצמי שלכם באנרגיה סולארית ולהקטין את התלות שלכם ברשת החשמל.

תפקיד הממיר במערכת

חלק חשוב נוסף במערכת הסולארית הוא הממיר (אינוורטר). הפאנלים הסולאריים מייצרים חשמל מסוג מסוים שנקרא "זרם ישר" (DC), אבל רוב המכשירים בבית שלנו עובדים על חשמל מסוג אחר שנקרא "זרם חילופין" (AC), שהוא גם סוג החשמל ברשת. תפקיד הממיר הוא להפוך את הזרם הישר מהפאנלים לזרם חילופין שמתאים לשימוש ביתי או לשליחה לרשת.

ממירים מודרניים הם חכמים מאוד. יש להם טכנולוגיה שנקראת MPPT (Maximum Power Point Tracking), שזה בעצם מנגנון שמחפש תמיד את הנקודה שבה הפאנלים יכולים לייצר הכי הרבה חשמל בהתאם לתנאי האור הנוכחיים. הטכנולוגיה הזו עוזרת למערכת להפיק את המקסימום האפשרי מהפאנלים בכל רגע נתון, גם ביום מעונן כשהאור חלש או משתנה כל הזמן בגלל תנועת העננים.

לא רק הפאנלים: התמונה הגדולה

כשמדברים על אנרגיה סולארית בישראל, חשוב להסתכל על התמונה הגדולה, לא רק על יום אחד מעונן. מערכות סולאריות מתוכננות כדי לעבוד ביעילות לאורך כל השנה, תוך התחשבות בשינויים עונתיים במזג האוויר ובשעות האור.

אמנם ביום מעונן ייצור החשמל נמוך יותר, אבל ישנם המון ימים שמשיים ובהירים בישראל שבהם הפאנלים מייצרים חשמל בעוצמה מקסימלית. המערכת כולה מתוכננת כך שהייצור הממוצע לאורך שנה שלמה יהיה משתלם ויעיל. המטרה היא לנצל את אנרגיית השמש המצטברת לאורך זמן.

גם אם יש יום או יומיים מעוננים בשבוע, בשאר הימים המערכת תפצה על כך בייצור גבוה. בנוסף, תכנון נכון של המערכת, כולל התחשבות בכיוון הגג, זווית ההתקנה, והיעדר צללים (מעצים, בניינים סמוכים), עוזר להבטיח שהיא תפיק את המקסימום האפשרי מכל כמות של אור שמש שמגיעה אליה, בין אם הוא ישיר או מפוזר.

יתרונות של אנרגיה סולארית למרות העננים

אז, למרות שימים מעוננים משפיעים על ייצור החשמל, לאנרגיה סולארית יש עדיין המון יתרונות חשובים:

• אנרגיה נקייה: הפאנלים לא מזהמים את האוויר ולא פולטים גזי חממה בזמן שהם מייצרים חשמל. זו אנרגיה ידידותית לסביבה.
• הפחתת חשבון החשמל: בשימוש עצמי, פחות חשמל נקנה מחברת החשמל, מה שיכול לחסוך הרבה כסף לאורך זמן.
• הפחתת תלות: מערכת סולארית מקטינה את התלות שלכם במקורות חשמל אחרים ובמחירי חשמל שעולים.
• אמינות (לאורך זמן): למרות התנודות היומיות, לאורך שנה שלמה, המערכת מספקת כמות אנרגיה משמעותית וצפויה יחסית.
• טכנולוגיה משתפרת: הפאנלים והממירים הופכים ליעילים יותר משנה לשנה, ומסוגלים להפיק יותר חשמל מאותה כמות של אור, גם בתנאים פחות אופטימליים כמו יום מעונן.

קראו עוד על היתרונות והחסרונות של מערכות סולאריות כדי להבין טוב יותר את התמונה המלאה.

לסיכום: העננים הם לא אויבים

אז מה קורה עם המערכת הסולארית ביום מעונן? היא ממשיכה לעבוד! אומנם קצב הייצור יורד בהשוואה ליום בהיר ושמשי, אבל הפאנלים עדיין קולטים אור (בעיקר אור מפוזר) ומייצרים חשמל. כמות החשמל שתיוצר תלויה בצפיפות וסוג העננים. מערכות מודרניות עם ממירים חכמים ומערכות אחסון (סוללות) יכולות להתמודד מצוין עם ימים מעוננים, ולאפשר לכם להמשיך להשתמש באנרגיה סולארית.

התכנון של מערכת סולארית לוקח בחשבון את כל ימי השנה, כולל הימים המעוננים. המטרה היא לייצר מספיק חשמל לאורך כל השנה כדי לענות על צרכי הבית או העסק, וזאת תוך שימוש באנרגיה נקייה ומתחדשת מהשמש. אז בפעם הבאה שתראו עננים, תזכרו שהפאנלים הסולאריים שלכם עדיין שם, עושים את עבודתם וממשיכים לקלוט את האור שכן מגיע אליהם ולהפוך אותו לחשמל ירוק.

למידע נוסף על התקנת מערכת סולארית ועל אנרגיה סולארית בישראל, בקרו באתר שלנו.