נסביר תחילה מהי בריכת שמש. בריכת שמש הינה למעשה מקווה מים שמכיל בתוכו מלחים בריכוזים שונים.
מקווה מים שכזה יכול להיות טבעי או מלאכותי (מעשה אדם) כאשר עומקו יכול להגיע לכמה מטרים.
הייחודיות שבבריכת השמש הינה שבריכה שהיא מהווה למעשה 'אמבט' קולט בעל שטח גדול עבור אנרגיית השמש ובמקביל זהו אזור לאחסון חום שכמעט אינו מושפע מתנאי הסביבה.
במקווה מים רגיל (שאינו בריכת שמש) קרינת השמש עוברת דרך המים ולמעשה נבלעת בקרקעית המקווה. כתוצאה מכך הקרקעית החמה גורמת להתחממות שכבת המים התחתונה. מכיוון שצפיפות המים החמים קטנה יותר המים החמים עולים לשכבות העליונות של מקווה המים.
מליחות המים שבריכת שמש גדלה ככל שיורדים מטה. קרינת השמש עוברת דרך השכבה העליונה של המים בבריכה ונבלעת בשכבת המים התחתונה המכילה ריכוז גבוה של מלחים. בשכבה התחתונה של הבריכה ישנו ריכוז גבוה ביותר של מלחים. ריכוז המלח עולה ככל שמעמיקים בבריכה ומבנה זה יוצר "מלכודת חום" הגורמת לכך שהחום נאגר בבריכה וכמעט ואינו נפלט ממנה.
זה בניגוד לבריכה רגילה, בה המים החמים עולים למעלה ומתקררים. בבריכת שמש ריכוז המלחים מונע מהמים החמים לעלות והשכבה התחתונה ממשיכה להתחמם. כלומר, מניעת בריחת החום מתאפשרת כאשר במים מומסים מלחים בכמות רבה, ותחתית הבריכה מכילה ריכוז מלחים גבוה בהרבה מריכוז המלחים בשכבות שמעליה. במצב שכזה נמנעת הסעת המים החמים כלפי המשטח העליון של המים. הסבר על הסעת חום ראו כאן
יש לציין שכתוצאה מרוחות, ישנם גלים גלים על פני המים. גלים אלו יכולים לשנות את ריכוזי המלחים בשכבות השונות של הבריכה. לכן על מנת להמנע מכך אנו פורשים רשתות על פני בריכת השמש.
בריכת שמש באל פאסו שבמדינת טקסס. בריכת שמש זו משמשת לייצור חום וחשמל בסדר גודל של כ 70 קילווואט.
בכדי להפיק אנרגיה מבריכת השמש אנו מחדירים צנרת לתחתית הבריכה באופן כזה שבעזרתו אנו שואבים את הנוזל החם אל מחליף חום על הקרקע. לאחר שמוציאים חום מהנוזל, מחזירים אותו לשכבה התחתונה ממנה נלקח. קרני השמש מחממות את תחתית הבריכה ולכן הנוזל מתחמם והופך לאדים. הצנרת מכוונת את האדים אל עבר טורבינה, המסתובבת מהלחץ הנוצר על כנפיה ומסובבת גנרטור המייצרת אנרגיה חשמלית.
נציין שעלות הבנייה של בריכת השמש ובכלל זה עלות החזקתה מונעים , לעת עתה, את היותה מקור להפקת אנרגיה נפוץ וזמין.
המעניין הוא שבאופן תאורטי ניתן היה באמצעות תעלת הימים להפוך את ים המלח כולו לבריכת שמש
דבר שיכול, תאורטית, לספק חשמל לכלל מדינת ישראל.
מאת: חיים ברק
המחלקה לפיזיקה של חלקיקים ואסטרופיזיקה
מכון ויצמן למדע
הערה לגולשים
אם אתם חושבים שההסברים אינם ברורים מספיק או אם יש לכם שאלות הקשורות לנושא, אתם מוזמנים לכתוב על כך בפורום. אנו נתייחס להערותיכם. הצעות לשיפור וביקורת בונה תמיד מתקבלות בברכה.
