חייבים לעבור לשימוש נרחב באנרגית השמש

חייבים לעבור לשימוש נרחב באנרגית השמש

מאת אבי בליזובסקי

סלע דיבר בכנס מועדון השבבים של Chiportal: אוכלוסית העולם גדלה פי 3 ב-50 השנים האחרונות, אך צריכת האנרגיה פי 20

האורח המרכזי המקצועי במפגש השישי של מועדון השבבים הישראלי שהתקיים השבוע (19 בדצמבר) בת"א היה גיא סלע, מנכ"ל סולראדג'.
 
סלע היה לוחם ומפקד צוות בסיירת מטכ"ל. שהה כמה שנים בחו"ל ולאחכ מכן למדת בטכניון בשלוש פקולטות. לאחר מכן כך חזר לפיקוד על יחידה טכנולוגית במשך כעשר שנים. בתחילת הרצאתו הוא מספר כיצד הגיע לתחום הסולארי: "הקמנו את סולאראגדג' ארבעה אנשים ואני בסוף 2006. התמקדנו בתחום של אנרגיה פוטו וולטאית. החים הובילו אותי שכשעזבתי את הצבא הצטרפתי לסטאר ונצ'רס וב-2005 עשיתי דיו דיליג'נס על חברות מעניינות בעמק הסיליקון. היה לי רעיון לעבור מכוח אנלוגי לכוח דיגטלי. חיפשתי אפליקציה – איך לייעל את קיבולת הייצור וכך הגעתי לתחום הממירים מאנרגית השמש לחשמל, עבור תאים פוטוולטאיים. זו מערכת שמסוגלת להמיר אנרגיה ברמת הפנל ולנהל את כמות הזרם היוצאת מהפנל."

 
"החברה גייסה הון מקרנות הון סיכון בחוף המערבי ומישראל וכן מחברת ג'נרל אלקטריק. לחברה מעל 65 פטנטים בשלבי רישום שונים ו-4 שכבר אושרו. החברה מעסיקה 170 עובדים ומחזיקה משרדים בגרמניה, קליפורניה יפן ואיטליה. החברה גם מוכרת באמצעות אינטגרטורים ומפיצים ב-28 מדינות נוספות, והיא מחזיקה ב-70% מנתח שוק תחום מערכות האופטימיזציה. עד כה הותקנו אלפי מערכות ברחבי העולם, ובשנת 2011 הוקנו מערכות המספקות 180 מגהוואט חשמל. התחלנו למכור בתחילת 2010 והיום אנחנו בקצב מכירות של 100 מיליון דולר."
 
אוכלוסית העולם גדלה בקצב עצום – ב-1950 היו 3 מיליארד תושבים וב-2011 כבר 8 מיליארד. אך צריכת האנרגיה לנפש גדלה בקצב גבוה פי שמונה. למעשה היום אנו צורכים פי 20 יותר אנרגיה מאשר לפני 50 שנה. הסיבה לכך היא העליה ברמת החיים. במדינות כמו הודו נוספים 11 מיליון אנשים למעמד הביניים כל שנה וזה מגדיל את צריכת האנרגיה העולמית.
 
התוצאה: התדלדלות מקורות האנרגיה ודלדול הרזרבות, דבר שהוביל לזינוק במחירי הדלק. הגידול החזק ביותר צפוי במדינות שאינן חברות ב-OECD.
 
בתמהיל האנרגיה העולמי לנפט הגז והפחם – הדלקים המאובנים – יש רוב מוחלט אך הם על סף סיום. נפט יש בקרקע ל-45 שנה, גז ל-63 ופחם ל-120 שנה. כדי לענות על הצורך הגובר באנרגיה אין מנוס אלא להשתמש במקורות אנרגיה חלופיים. בעיה נוספת עם הנפט בעיקר היא ש-70% מהמאגרים נמצאים במדינות מוסלמיות במזרח התיכון, וגם מבין שאר המקורות רק קנדה היא מדינה שניתן לסמוך עליה וזאת בזכות פצלי השמן, שבמחירים של היום ובטכנולוגיות החדשות כדאי לכרות אותם (סלע לא מתייחס לנזק הסביבתי של ניצול פצלי השמן). מלבד רוסיה, ונצואלה ובאופן חלקי ניגריה, שאר המדינות מפיקות הנפט הן מוסלמיות. זו סיבה מדוע דווקא ישראל חייבת לעבור לאנרגיה חלופית.
 
ואולם שלא נטעה לחשוב שהפקת אנרגיה חלופית היא עניין חדש. בעולם משתמשים לא מעט באנרגיה הידרו-אלקטרית, מפלים שבהם המים מניעים טורבינות בנפילתם, וכמובן נעשה שימוש לא מועט גם באנרגיה גרעינית, אם כי מזה 20 שנה שלא נבנו כורים חדשים.
 
האנרגיה היעילה ביותר היה האנרגיה ההידרואלקטרית שבה 90% מהאנרגיה הפוטנציאלית של המים הופכים לחשמל, בנפט מדובר כבר על כ-45% ובתאים וולטאיים של היום הניצולת היא 15% אבל בניגוד לנפט, השמש היא מקור בלתי נדלה. היה זה אדיסון שאמר שאנחנו כמו חוואים המחממים את הבית על חשבון קיצוץ של הגדר בזמן שיש לנו מקור בלתי נדלה – אנרגית השמש, הרוח והגאות והוא מקווה שנעבור אליהם לפני שהנפט יגמר.
 
אנרגיה סולרית מתחלקת ל-2 תתי תחומים: אנרגיה תרמו סולארית מחממת שמן שמרתיח מים שהופכים לקיטור שמסובב תחנת כוח. יש אפשרות אחרת לכוון הרבה מראות לנקודה מרכזית שבה נמצאת הטורבינה ובכך לנצל טוב יותר את אור השמש. התחום שאנו עוסקים בו הוא תחום האנרגיה הפוטו-וולטאית שבה מתבצעת המרה ישירה של פוטונים לאלקטרונים.
 ב-1839 צרפתי בשם אדמונד בקרל מגלה את האפקט אך לא מבין מהו. ב-1905, במסגרת השנה המופלאה אלברט איינשטיין מנסח את האפקט הפוטואלקטרי ובשנת 1921 הוא מקבל עליו ולא על תורת היחסות את פרס נובל לפיסיקה.בשנת 1954 פותח במעבדות בל התא הפוטוולטאי הראשון, וב-1958 כבר נעשה בו שימוש בלווין ונגארד 1. ב-2000 החל שוק מודרני לשימוש בתאים כאלה לייצור חשמל מהשמש על גגות.
 
סלע מפריך טענה הנשמעת בקרב המתנגדים לאנרגיה נקיה לפיה פליטת הפחמן הכרוכה בייצור הפאנל זהה לכל היותר לכמות שהוא חוסך בעת ייצור חשמל באמצעותו. "פאנל סולארי באקלים מלא שמש יכול לחסוך במהלך חייו עד פי 20 יותר מהאנרגיה ששימשה לייצורו והוא מחזיר את האנרגיה הזו בתוך פחות משנתיים. שני שלישים מהעלות היא תעבורה ואם נקים מערכת ביתית שתספק לנו את החשמל נאבד הרבה פחות בדרך.
 
בשנה שעברה היו 18 גיגוואט מותקנים והשנה 24 גיגיואט. השוק יתייצב על 30-40 מיליארד דולר בשניםה קרובות.
 הטכנולוגיה, רגולצית השוק, ועלות האנרגיה מובילים אותנו לעבר איזון בין מחיר ייצור חשמל באנרגית השמש למחיר ייצור חשמל באנרגיות הקונבנציונליות. מספר הקסם הוא 2.5 דולר לואט מותקן.
 
לאיזון זה קוראים GRID PARITY או בעברית איזון רשתי. הכוונה היא שנוכל להפיק אנרגיה פוטוולטאית במחיר שווה ערך לאנרגיה מאובנת. החישובים לא לוקחים בחשבון את היתרון של החסכון בשינוע כאשר בתים יהיו בעלי אפס אנרגיה. בין 2013 ל-2016 נגיע לשוויון. למעשה יש מקומות בהם ניתן כבר היום להגיע לשוויון. באנגליה למשל יש בערך 900 שעות שמש בשנה, במישור החוף בישראל 1600-1650 שעות שמש בשנה במצפה רמון מגיעים 2300. במקומות כמו מצפה רמון ניתן כבר להגיע לאיזון רשתי. בלונדון זה עוד יקח זמן. אגב גם באיים ביוון או בהוואי, בהם מחיר הנפט יקר בגלל הובלתו, כבר היום מגיעים לאיזון.
 
מאז המצאת מנוע הקיטור בידי ג'יימס וואט אנטו נמצאים במירוץ לשפור הפעילות. גם תחום התאים הפוטוולטאים עובר כל הזמן שידרוגים. לדעתי בתוך כמה עשרות שנים נגיע ליעילות כמו של שריפת נפט, אבל מכיוון שפה מדובר באנרגיה ממקור זול בהרבה ניתן להגיע לאיזון גם ביעילות הנמוכה יחסית של היום.
 
נושא נוסף שצריך לתת עליו את הדעת הוא GRID BALANCING. אחת הבעיות של אנרגית השמש היא שהיא זמינה רק ביום. לכן מפעילי רשתות חשמל צריכים לדעת מתי לסגור מקורות ייצור מסוימים כדי שלא יהיו יותר מדי אופציות כשלא צריך אותן ויווצר חוסר בחשמל כשצריך. לשם כך צריך לפתח יכולות איחסון לחשמל. דרך אחת לאחסן את החשמל זו אגירה שאובה, משתמשים בחשמל המיותר שנוצר בשעות היום כדי להעלות מים לבריכה גבוהה ולהשתמש באנרגיה ההידרואלקטרית בשעות הלילה. דרך אחרת שמפתחים אותה כיום היא הטענת רכבים חשמליים במשך היום ושימוש בחשמל שנוצר בלילה, כך שלא יצטרכו להקים תחנות כוח בדלק מאובן להטענת הרכבים החשמליים.
 הטכנולוגיות השונות שמפתחים כיום ובהן Silicon Carbide transistors , GaN ליישומי ייצור חשמל, וחומרים חדשים לייצור ferrite cores יביאו את העלויות ל-2.5 דולר לואט מותקן כאמור בין 2013 ל-2016.
 
בניגוד לתאים עצמם, בכל הקשור למערכות המרה אין תחרות מצד יצרנים בסין (בתחום התאים הסיבסוד שנתנה ממשלת סין ליצרנים המקומיים ואי ההגנה על תוצרת מקומית באירופה ובארה"ב גרמה להתמוטטות יצרניות באירופה ובארה"ב ובראשן סלנידרה, שרשת פוקס אוהבת לנפנף בה מול אובמה). סלע מקווה שעד שתגיע התחרות הזו, כל הייצור בסולראדג' יהיה רובוטי.
 
בתשובה לשאלת Chiportal אודות ההתנגדות הממומנת על ידי חברות הנפט בארה"ב לכל דבר שמריח מאנרגיה ירוקה: "אני אופטימי שמאוד קשה להאט את הקצב, למרות התלות של ארה"ב בתעשיית הנפט."