רבות נאמר על הפוטנציאל האדיר הצפון באור השמש להפקת אנרגיה נקייה וזולה. תהליך הפקת האנרגיה פשוט למדי ומערב עירור אלקטרונים על גבי משטח החשוף לשמש וניתובם לחוט החשמל היוצא מהתא. הסרטון שלפנינו מציג כיצד מתבצע התהליך.

הסרטון תורגם בידי צוות אתר דוידסון אונלייi
הסרטון הופק בידי U.S. Department of Energy Solar Energy Technologies Program

מדי דקה מגיעה לכדור הארץ מספיק אנרגיה המסוגלת לספק את כל צרכי האנרגיה כדור הארץ לשנה, ורובה "מתבזבזת". אנרגיה סולרית היא אנרגיה המצויה בשפע, שכל מה שצריך לעשות הוא לאסוף אותה ולהשתמש בה. החלק הבעייתי הוא אכן האיסוף. לשם כך צריך לוחות סולרים אשר עולים לא מעט ותופסים הרבה מקום. שימוש נרחב לאנרגיה סולרית הקיים כיום הוא דודי השמש, רק שכאן האנרגיה הסולרית מותמרת לאנרגית חום ולא לחשמל ומשמשת בעיקר לחימום מים לצרכים ביתיים (4% מתצרוכת החשמל). הועלו בעבר מספר הצעות להקמת תחנת כח סולרית בארץ, וקיים גם מתקן למחקר אנרגיה סולרית במכון וייצמן. אך הבעיות העיקריות הן עלות גבוהה ביחס לכמות החשמל המופקת (בטווח הקצר) והשטח הגדול שמתקן כזה תופס. למרות בעיות אלו ניתן לראות יותר ויותר מתקנים המבוססים על אנרגיה סולרית כמו טלפונים ציבורייים, מתקני תאורת רחוב קטנים עוד. חממשלת ישראל גם מעודדת התקנת לוחות סולריים להפקת חשמל למשק הביתי על ידי מתן אפשרות למכור עודפי חשמל לחברת החשמל בתעריף גבוה פי ארבעה מתעריף החשמל הרגיל.

 

מאת: ארז גרטי
המחלקה לכימיה ביולוגית
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.

10 תגובות

  • שמחה וויצמן

    השפעת אורך הגל (צבע האור) על עצמת הקרינה

    שלום רב. כחלק מעבודת החקר בפיסיקה בבית ספרנו, קבוצתי ואני מעוניינים לבצע ניסוי בו נבדוק את השפעת אורכי הגל השונים על עצמת הקרינה. (בדוק זאת באמצעות סוגי אור שונים - צבע שונה, ונבדוק כיצד כל צבע משפיע על הקרינה התמדדדד באמצעות תא סולרי), רציתי לדעת מה דעתכם לגבי הניסוי, ואשמח מאוד אם תוכל לעזור לי למצוא אתרים בהם אוכל להיעזר. תודה מראש, שמחה.

  • נגה

    אנרגיה סולארית

    איך אפשר להכין תאים סולארים בשביל להפעיל מנורה?

  • אנונימי

    סרטון טוב

  • נעם קאופמן

    תוכלו בבקשה להסביר כיצד משפיע

    תוכלו בבקשה להסביר כיצד משפיע צבע האור על הפקת החשמל בתא סולארי

  • שמחה וויצמן

    אשמח לדעת גם

  • אושרי

    כמות המתח

    שלום,
    כמה מתח מפיק תא פוטו וולטאי יחיד?
    תודה רבה

  • שלף שם טוב

    כמות האלקטרונים

    תודה על ההסבר! רציתי לשאול .האם כמות האלקטרונים בסיליקון לא פוחתת עם הזמן? הם לא נגמרים?
    וכאשר יש תהליך הפוך. והאלקטרונים הללו מחממים את חוט הלהט במנורה וגורמים לפליטת פוטונים. מה קורה להם בתהליך זה?

  • מומחה מצוות מכון דוידסוןאיתן אוקסנברג

    תשובה

    שלום שלף,
    לפי התיאור התיאורטי, לכאורה יש שימוש מצטבר באלקטרונים של החומר עד רמה בו הם עלולים להיגמר.
    בפועל, כמות האטומים (ולכן כמות האלקטרונים שניתן לנצל) בחתיכת סיליקון קטנה היא כל כך גדולה שהשימוש באלקטרונים לא בא לידי ביטוי בשום צורה מעשית. מעבר לכך, התא הסולרי נמצא בסביבה לא נייטרלית ותופעות כימיות נוספות כמו חמצון לעיתים הן תופעות דומיננטיות הרבה יותר שגורמות לירידה בניצולת של תאים סולרים כתוצאה משימוש מצטבר לאורך זמן.

    לגבי התהליך ההפוך.
    קודם כל חשוב מאוד להבין שלא כל פליטת אור נגרמת כתוצאה מתהליך הפוך לתהליך של תא סולרי.
    למשל, במנורת להט, העברת זרם חשמלי גדול יחסית בסיב דק גורמת לחימומו. האור הנפלט מהסיב (רק כ-5% מהאנרגיה המושקעת) הוא תוצאה של קרינת גוף שחור.
    http://davidson.weizmann.ac.il/online/tikshuv/physics/%D7%A7%D7%A8%D7%99...

    בתאורת לד, האור הנפלט הוא כתוצאה מפעולה הפוכה לזו של תא סולרי. האלקטרונים במצב הזה תופסים מקומות חסרים, במהלך התפיסה של מקום חסר האלקטרון יורד למצב אנרגטי נמוך יותר כך שבתהליך הזה משתחררת אנרגיה בצורה של פוטונים של אור.
    גם בתהליך הזה, כמות המקומות החסרים היא מאוד גדולה ומושפעת גם מתהליכים סביבתיים ולכן גם במנורות לד המקומות החסרים שמתמלאים אינם מהווים בעיה מעשית.
    חג שמח

  • עופר

    תא פוטו אלקטרי לחשמל

    האם אפשר להגביר הנצילות של תא פוטו אלקטרי ע"י מראות?

  • עידו קמינסקי

    תשובה

    שלום עופר

    ראשית, אני מניח שאתה מתכוון לתא פוטו וולטאי (תא סולרי) ולא פוטו אלקטרי.

    כל אמצעי שמרכז וממקד את קרני האור על התא מעלה את נצילות התא (עד גבול מסויים כמובן). מראות יכולות לרכז את קרני האור על גבי התא ועל כן הן מעלות את הניצולת שלו. דוגמא מצויינת לכך קיימת במכון לחקר השמש במכון וייצמן או בשמו המוכר יותר "מגדל השמש" (ראה קישור למטה). קיימות גם דרכים נוספות לריכוז ומיקוד קרני השמש כמו שימוש בעדשות (ראה קישור שני).

    מקווה שעזרתי

    ארז

    קישורים:
    מגדל השמש במכון ויצמן למדע
    הסבר באנגלית על שיטות לריכוז אנרגיה סולרית