קולטים סולאריים קיימים בישראל במידה מסוימת כבר עשרות שנים, עוד הרבה לפני הטרנד הירוק והבנת החשיבות שייצור חשמל מאנרגיות מתחדשות כגון אנרגיה סולארית, דודי השמש לחימום המים משתמשים בקולט סולארי בסיסי ביותר מסוג מסוים.
אלא שקולט השמש הוותיק והמוצלח אינו דומה בפועל לתאים סולאריים המשמשים לייצור חשמל – מעבר לדמיון מסוים בכך שמדובר על לוח שחור מצופה זכוכית. קולטים סולאריים משמשים לייצור חשמל סולארי והם מהווים תחום שנמצא בפיתוח תמידי שמהותו יצור אנרגיה נקייה, ממקור מתחדש ושאינה יוצרת תלות כלכלית-מדינית.
השיטה הפוטו-וולטאית
קולטים סולאריים – שנקראים גם פאנלים סולאריים, תאים סולאריים או מודולים פוטו-וולטאים בשפה הכי מקצועית – הם אמצעי היישום של השיטה הפוטו-וולטאית להפקת חשמל מאנרגיה סולארית. שיטה זו פועלת ברוב מוחלט של המערכות הביתיות והמסחריות עד גדלים בינוניים-גדולים ולצידה קיימת השיטה התרמו-סולארית שמשמשת בשדות סולאריים.
טכנולוגיה פוטו-וולטאית מפיקה חשמל מאנרגיית השמש בכך שכל קולט שכזה מכיל המוני תאים סולאריים שיודעים לבצע המרה פיזיקלית של קרינת השמש לחשמל. מבחינה פיזית קולטים סולאריים קולטים פוטונים מקרינת השמש וממירים אותם לחשמל באמצעות האפקט הפוטו-וולטאי, רוב הקולטים עושים שימוש בשכבות של סיליקון גבישי לצורך המרה זו ויש כאלו שמשתמשים בתאי סרט-דק (Thin Film Cells) שעשויים מקדמיום או סיליקון.
מבנה הקולט הסולארי
קולטים סולאריים מכילים מספר גדול של תאים סולאריים קטנים יותר, תאים אלו חייבים להיות מחוברים זה לזה כך שכל התאים בפאנל סולארי אחד מחוברים יחד ומעבירים את החשמל בסופו של דבר למערכת כיחידה אחת. הקולטים וכל תא בנפרד צריכים הגנה מפני נזק מכאני, לחות ושאר סיכונים. רובם של הקולטים הסולאריים לצרכי הפקת חשמל סולארי הם לוחות קשיחים עם ציפוי זכוכית חזקה ומיוחדת, קולטים שבנויים עם תאי סרט-דק יכולים להציע יכולות גמישות במקרה הצורך.
החיבורים החשמליים בין הפאנלים הסולאריים נעשים בטור על מנת להשיג תפוקת מתח רצויה או במקביל על מנת להשיג יכולת זרם רצויה. בכל מקרה של מערכת סולארית להפקת חשמל, ביתית או מסחרית, לאחר הקולטים יותקן ממיר מתח וזרם שגם מתאים את המתח לזה המקובל ברשת החשמל הרלבנטית וגם ממיר את הזרם לחילופין על פני הזרם הישר שמיוצר על גבי קולטים סולאריים.
מודולים מסיליקון גבישי
קולטים סולאריים מיוצרים ברובם בעזרת סיליקון גבישי, זאת משום זמינות החומר ויכולותיו הטובות בהמרת קרינת השמש לחשמל. הקולטים יכולים להתבסס על סיליקון חד-גבישי או רב-גבישי, כאשר הסוג השני יעיל יותר בזכות מבנה הגביש מרובה הפאות שמאפשר קליטה יעילה יותר של האנרגיה הסולארית.
נצילות קולטים סולאריים
חשוב מאוד להבין את נושא הנצילות לגבי קולטים סולאריים, הנצילות היא היכולת של הקולט לייצר חשמל מקליטת אנרגית שמש ישירה. כיום הנצילות הממוצעת הכי טובה שהצליחו להשיג יצרניות הקולטים היא 12%-15% בלבד, כך שזהו חסם עיקרי של התחום הסולארי להפוך ליעיל ביותר ומשתלם מבחינה גלובלית בתור מקור חשמל. בכל זאת התקנת מערכת סולארית היא כלכלית לאחר כמה שנים בזכות תעריפים הייצור המיוחדים והוזלת הקולטים עם מעבר היקפי ייצור גדולים לסין.
ראו גם:
