קולטים סולאריים

קולטים סולאריים הם אותם לוחות שחורים שניתן לראות צצים על גגות של מבנים פרטיים, מסחריים ותעשייתיים ברחבי ישראל, הם הרכיב העיקרי במערכת סולארית פוטו-וולטאית לייצור חשמל וגם הרכיב המורכב ביותר טכנולוגית והיקר ביותר לרכישה.

בעבר קולטים סולאריים עלו משמעותית הרבה יותר מאשר היום, אך כיום עם התפתחות הטכנולוגיה, כניסת שחקנים חדשים לתחום הייצור והעברת קווי ייצור לסין, העלויות צנחו.

קולטים סולאריים נקראים גם פאנלים סולאריים, אך השם הרשמי והמקצועי לרכיבי ייצור חשמל אלו הוא מודולים פוטו-וולטאיים או מודולים סולאריים.

כל קולט סולארי מכיל בתוכו מספר רב של תאים סולאריים קטנים המחוברים יחדיו וכל קולט שכזה מחובר לרוב לקבוצה של קולטים לייצור כמות שימושית ויעילה של חשמל.

קולטים או פאנלים סולאריים הם אמצעי היישום של טכנולוגיה פוטו-וולטאית לייצור חשמל מקרינת השמש – הטכנולוגיה הנפוצה ביותר במערכות ביתיות ומסחריות. כאשר בתחנות כוח סולאריות גדולות לרוב משתמשים בטכנולוגיה תרמו-סולארית ולא בפוטו-וולטאית שלה היבטי נצילות מורכבים.

בעזרת סיליקון ממירים קרינת שמש לחשמל

קולטים סולאריים עשויים כאמור מחיבור של כמה תאים פוטו-וולטאיים יחד. תאים אלו עשויים סיליקון בסוגי חיבור וייצור שונים וממירים את קרינת השמש לאנרגיה חשמלית שניתן להשתמש בה.

הסיליקון (צורן בעברית) הוא חומר טבעי שקיים בכמויות גדולות מאוד בטבע וכמו כן ניתן להפיקו מלאכותית במעבדות, הוא משמש כמוליך למחצה ומשחק תפקיד משמעותי בייצור חשמל סולארי. קולטים סולאריים מקבלים את קרינת השמש והתאים הפוטו-וולטאיים שבתוכם ממירים את האור לחשמל.

התהליך הפיזיקלי המרתק הזה אפשרי כי התא הסולארי קולט את הפוטונים שבקרינת השמש אל הסיליקון, לאחר מכן נפלטים אלקטרונים טעונים שלילית מהאטומים שלהם ויוצרים פוטנציאל חשמלי – מבנה מיוחד של המערכת מאפשר לאלקטרונים הללו ליצור זרם חשמלי ולזרום בכיוון אחד במערכת.

כל תא סולארי קטן שכזה מפיק כמות חשמל קטנה מאוד ולכן יש צורך החיבור הרבה תאים לתוך קולט סולארי אחד ואז עוד קבוצה של קולטים בהתאם לשטח הזמין ולצרכי הפקת החשמל.

בטכנולוגיה פוטו-וולטאית התאים הסולאריים יודעים לייצר חשמל רק בזרם ישר (DC), בעוד שכל מערכות החשמל בבית ובמערכת החשמל הארצית פועלות על זרם חלופין (AC), לכן אחרי הקולטים הפוטו-וולטאיים חייבים להתקין ממיר מתח לשינוי הזרם ושמירה על המתח המתאים במערכת.

סוגי קולטים סולאריים והנצילות שלהם

בשנים האחרונות מושקעים מאמצים גדולים בשיפור היעילות (הנצילות) של פאנלים פוטו-וולטאיים על מנת שייצור החשמל בשיטה זו יהיה יעיל וכלכלי יותר.

אם בעבר הפאנלים הציעו נצילות מירבית של 15% (מתוך 100% קרינת שמש שהפאנל קולט הוא מייצר רק 15% חשמל) היום אפשר להגיע לאחוזים גבוהים משמעותית מכך בפאנלים החדשים והיקרים. סוגי קולטים סולאריים בשוק הם:

  • פאנלים מסיליקון חד גבישי – מונו-קריסטליין – פאנלים פוטו-וולטאיים פשוטים וותיקים, היום זולים יחסית. מציעים נצילות טובה ביחס לשטח עליהם הם מותקנים אך עדיין נצילות נמוכה על מנת להפוך את החשמל לזול מאוד בטווח המיידי.
  • פאנלים מסיליקון רב גבישי – פולי-קריסטליין / מולטי-קריסטליין – פאנלים פשוטים וזולים, זולים לעומת יתר הסוגים אך מציעים נצילות נמוכה.
  • קולטים סולאריים בשיטת Thin Film – שכבות דקות – הדור החדש יותר של הפאנלים הפוטו-וולטאיים, מציעים נצילות אנרגטית גבוהה אך מחירם עדיין יקר.
  • קולטים גמישים עם סיליקון אמורפי – מבחינת נצילות וטכנולוגיה קולטים אלו דומים לשכבות הדקות אך אלו מציעים אפשרויות יישום רבות יותר בגלל מבנה גמיש וייחודי.

בסופו של דבר הנצילות של קולטים סולאריים נמצאת בעלייה ובשיפור עקביים אך על התעשייה יהיה לשפר את הנתונים כדי להפוך את התחום הפוטו-וולטאי לכלכלי אפילו יותר מהיום ולתחליף ראוי לייצור חשמל מדלקים פוסיליים.

ראו גם:

אנרגיה ירוקה