מערכות סולאריות
מערכות סולאריות הן מערכות שמשתמשות באנרגיית השמש (סולארי – שמשי, של השמש). השמש מקרינה על כדור הארץ כמויות עצומות של אנרגיה, ורק חלק זעיר מכל האנרגיה הזאת מנוצל על-ידי בני האדם. בפרוס המאה העשרים ואחת, המודעות של בני האדם לסביבה מביאה לשימוש גובר והולך באנרגיית השמש באמצעות מערכות סולאריות מסוגים שונים.
שימוש סולארי משחר ההיסטוריה
הרעיון של שימוש באנרגיית השמש איננו חדש – עוד בימי קדם ניצלו בני האדם את חום השמש לשם ייבוש מזון ועיבוד עורות, ועקרון החממה היה ידוע כבר בתקופת רומא. מערכות סולאריות כאלה – אם ניתן לקרוא להן כך – השתמשו באנרגיית השמש באופן ישיר, משום שלא היתה שום דרך להמיר את האנרגיה הזאת או לשמרה. רק במאה העשרים הומצאו מערכות סולאריות שמסוגלות להמיר אנרגיה סולארית ולשמרה: מערכות סולאריות לחימום מים לצרכים ביתיים (לדוגמא: דוד שמש, שקולט את אור השמש ומחמם באמצעותו את המים), ומערכות להמרה של אנרגיית השמש לחשמל זמין שניתן להוליכו למרחקים.
טכנולוגיות עיקריות
המרת אנרגיית השמש לאנרגיה זמינה שניתן להוליכה ממקום למקום – חשמל – נעשית בשתי טכנולוגיות עיקריות: באמצעות מערכות תרמו-סולאריות ובאמצעות לוחות פוטו-וולטאיים.
מערכות סולאריות בטכנולוגיה תרמו-סולארית
בדומה לדודי שמש, מערכות תרמו-סולאריות קולטות את אור השמש ומחממות באמצעותו נוזל; אך שלא כמו דוד השמש, מערכות סולאריות כאלה משתמשות במראות רבות שממקדות כמות גדולה של אור שמש לשטח קטן. ככל שמספר המראות גדול יותר, כך עולה כמות האנרגיה שמצטברת באותו שטח קטן; מערכות תרמו-סולאריות מתקדמות מסוגלות לחמם נוזל לטמפרטורה של מעל אלף
מעלות! הנוזל החם משמש להרתחת מים והפיכתם לקיטור, והקיטור מניע טורבינות שיוצרות חשמל כמו כל תחנת כוח רגילה. זה תהליך סבוך, וההשקעה בבנייתן של מערכות סולאריות כאלו היא מדרך הטבע גדולה מאוד; לכן יש הצדקה כלכלית לבנייה ולהתקנה של מערכות סולאריות כאלה רק אם מדובר במערכות גדולות שתופסות שטח רב ושמוקמות במקומות שטופי שמש ברוב ימות השנה.
מערכות סולאריות בטכנולוגיה של לוחות פוטו-וולטאיים
לוחות פוטו-וולטאיים (PV) הם לוחות שטוחים שחורים שבנויים בעיקר מסיליקון, בטכנולוגיה דומה למדי לייצור שבבי סיליקון למחשבים. לוחות אלה קולטים את אור השמש וממירים אותו ישירות לאנרגיה חשמלית, ללא שום תיווך וללא מערכות מסובכות ויקרות. מערכות סולאריות שמבוססות על לוחות פוטו-וולטאיים הן פשוטות ואמינות, אך לוקות בשני חסרונות: הראשון – היעילות של הלוחות הללו נמוכה, והם יוצרים מקרינת השמש מעט חשמל יחסית למערכות אחרות; והשני – מחירם של הלוחות הללו גבוה, ולכן הכדאיות הכלכלית של מערכות סולאריות קטנות כאלה עדיין נמוכה. מערכות סולאריות כאלה יעילות מאוד בחלל, וכן במקומות מבודדים שזקוקים לכמות חשמל קטנה לצורך איתות או תקשורת (למשל, פנסים מבודדים, מערכות התראה וכו'). מכל מקום, מערכות סולאריות שמבוססות על לוחות פוטו-וולטאיים משתכללות בהתמדה ומחירן יורד, כך שבעתיד יוכלו ללא ספק להיות יעילות יותר ונפוצות יותר. כבר עתה מוצעות מערכות סולאריות בטכנולוגיה זו לבעלי גגות של מבני תעשייה, רפתות וכו', ואף לבעלי בתים פרטיים שברשותם שטח מתאים ושמעוניינים בכך.
העתיד הסולארי
מערכות סולאריות שמתבססות על עקרונות חדשים ושונים נמצאות בפיתוח, והמחקר בתחומים אלה זוכה לתשומת לב רבה ולמשאבים גדלים והולכים, בעיקר תודות למודעות הגוברת לאיכות הסביבה ולצורך לשמר את כדור הארץ ולפתח מקורות חדשים לאנרגיה ירוקה ממקורות טבעיים. ללא ספק, עדיין לא נאמרה המילה האחרונה בתחום המרתק הזה.