מהי אנרגיה תרמו סולארית?

אנרגיה תרמו סולארית היא אנרגיה סולארית שמהותה ניצול חום השמש לשימושים שונים, בעיקר ייצור חשמל או חימום.

התחום בעיקר מוכר מייצור חשמל כחלק מתעשיית האנרגיות המתחדשות אך למעשה הוא מיושם גם בדודי המים שנמצאים כמעט על כל גג בישראל, באמצעי חימום אוויר ומים למיניהם ואפילו בחימום של חדרים.

אנרגיה תרמו סולארית מומרת ליישום מעשי, ייצור חשמל במקרה זה, באמצעות קולטים תרמיים-סולאריים מיוחדים שמרכזים את חום השמש כך שיהיה אפשר לחמם בעזרת החום הנאגר הזה נוזל שיתחמם ויניע טורבינה לייצור חשמל.

בניגוד לטכנולוגיה לייצור חשמל בעזרת אנרגיה פוטו-ולטאית שעושה שימוש בתהליך פיזיקלי מורכב של המרת אור השמש לחשמל, מערכות אנרגיה תרמו סולארית פועלות על בסיס עיקרון פשוט בהרבה ומאפשרות ייצור של כמויות חשמל גדולות יותר לעומת ההשקעה הנדרשת בתחנות כוח גדולות.

הטכנולוגיה התרמו סולארית אינה מתאימה ליישומים ביתיים כמו במערכות סולאריות ביתיות שעושות שימוש בפאנלים פוטו-ולטאיים אלא היא מתאימה רק למתקני ייצור גדולים. לכן מקימים בטכנולוגיה זו רק תחנות כוח משמעותיות יחסית ולא מערכות קטנות.

בישראל עדיין אין תחנת כוח הפועלת על בסיס אנרגיה תרמו סולארית, אך אמורות לקום כאלו בעתיד הקרוב, קשיים רגולטוריים וחוסר עקביות במדיניות הממשלה מעכבים את הנושא.

ייצור חשמל מאנרגיה תרמו סולארית

יש כמה דרכים לייצור חשמל בעזרת אנרגיה תרמו סולארית, כאשר שתי השיטות העיקריות הן בעזרת מגדלי שמש/כוח סולאריים ומראות או בעזרת צלחות פרבוליות ומנוע סטרליניג הפועלים על חום.

בגלל שתחנות כוח תרמו סולאריות זקוקות לשטח רב על מנת לנצל כמות יעילה של חום שמש, הן מוקמות לרוב באזורים פתוחים ולא מיושבים, בעיקר במדבריות ומישורים שמשיים גדולים.

השיטה העיקרית המשמשת כיום לניצול אנרגיה תרמו סולארית לייצור חשמל היא בעזרת מגדלי שמש, אחת מחלוצות התחום הייתה דווקא חברה ישראלית בשם "לוז" שבשנות השמונים והתשעים פיתחה את הטכנולוגיה לרמות טובות והקימה מתקני ייצור חשמל – החברה נסגרה עם השנים והוקמה מחדש תחת השם "סולל" ונרכשה לפני שנים אחדות ע"י תאגיד הענק הגרמני סימנס.

בשיטה זו מקימים שדה גדול של מראות מיוחדות שנקראות "הליוסטטים", המראות השטוחות או הפרבוליות הללו עוקבות אחר השמש באמצעות מנועים ומערכות צירים.

המראות מרכזות את חום השמש לנקודה אחת על מגדל גבוה במרכז השדה הסולארי, על המגדל קולט חום וחומר היכול להגיע לטמפרטורות גבוהות מאוד וגם לאגור את החום לשעות  החשיכה – כיום משתמשים בעיקר בנתרן נוזלי.

החום הרב המיוצר על ידי המראות וקולט החום משמש כדי להרתיח מים ליצירת קיטור שבתורו מסובב טורבינה המייצרת חשמל – בתהליך דומה אך לא מזהם להפקת חשמל מפחם או גז.

מגדלי שמש מאפשרים כאמור לאגור אנרגיה תרמו סולארית בצורת חום ולייצר חשמל גם בחשיכה – בניגוד לפאנלים פוטוולטאיים.

השיטה הנוספת לרתימת אנרגיה תרמו סולארית לייצור חשמל היא עם צלחות פרבוליות שעוקבות אחרי השמש ומרכזות את חום השמש לנקודה מרכזית מעל הצלחת.

בנקודה זו יש קולט חום שאוגם את החום ויכול להעביר אותו הלאה לאגירה או שמתקינים גם מנוע סטרליניג ודינמו (טורבינה קטנה) הפועל על חום וכך מייצרים חשמל.

יתרונות  של אנרגיה תרמו סולארית

היתרונות של שימוש באנרגיה תרמו סולארית לייצור חשמל כוללים תא הנקודות הבאות:

  • הגעה לטמפרטורות גבוהות מאוד המתאימות להפקת חשמל באמצעים רגילים – קיטור וטורבינה
  • מערכות עם רמת יעילות טובה מאוד, גבוהה משל מערכות סולאריות פוטוולטאיות
  • התקנה ותחזוקה זולות עם תא שטח גדול המכוסה מראות ולא פאנלים יקרים
  • יכולת אגירת חום לייצור חשמל בתנאי שמש נמוכים או בשעות החשיכה

עם זאת חשוב להבין כי מערכות אנרגיה תרמו סולארית חייבות תנאי שמש טובים ובמצבים מעוננים יעילות המערכת יורדת דרסטית.