היעילות של מערכות סולאריות נחשבת לגורם מכריע בקביעת הכדאיות שלהן לטווח הארוך. האם ניתן למקסם את הפוטנציאל של מערכת סולארית על מנת להפוך אותה להשקעה משתלמת לאורך השנים?
בעידן של משבר האקלים, ייצור האנרגיה באמצעות כוחות הטבע הפך לאחד האמצעים היעילים ביותר בהתמודדות עם זיהום האוויר והתחממות כדור הארץ. לכן לא מפתיע שכל המדינות המתקדמות משקיעות מאמצים גדולים כדי להגביר את התפוקה של האנרגיה המתחדשת. בארצנו ברוכת השמש רוב האנרגיה המתחדשת מופקת באמצעות פאנלים סולאריים, המותקנים על גגות המבנים הפרטיים, המסחריים, התעשייתיים או על קרקע החקלאית.
בשל פיתוח טכנולוגיות חדשניות, האיכות של פאנלים סולאריים, הידועים גם כפאנלים פוטו-וולטאיים (PV), משתפרת באופן רציף במהלך השנים האחרונות, התפוקה האנרגטית שלהם עולה והמחירים – יורדים. השילוב בין כל אלה גורם לרבים מהצרכנים הפרטיים להקים מערכת סולארית על גגות בתיהם – הן מסיבות כלכליות והן מתוך דאגה לעתיד כדור הארץ.
כיצד נמדדת היעילות של מערכת סולארית?
יעילות תפוקה של פאנל סולארי נובעת מיכולתה של מערכת פוטו-וולטאית להמיר אור שמש לחשמל שמיש באמצעות התא הסולארי. במילים אחרות, ערך היעילות נמדד בדרך כלל לפי אחוז של אור השמש שהפאנל הסולארי יכול להמיר לחשמל. יעילות המרה של אור השמש גבוהה יותר מתורגמת לייצור חשמל רב יותר, ונתון זה עשוי להשפיע באופן משמעותי על הביצועים הכוללים של מערכת סולארית לאורך הזמן וכיוצא מכך על ההיתכנות הפיננסית של התקנת הפאנלים. מעבר לכך, שיפור היעילות האנרגטית של פאנלים PV נדרש על מנת לאפשר לחשמל מתחדש להתחרות באופן מלא עם אנרגיה ממקורות מזהמים.
נכון להיום, היעילות הממוצעת של פאנלים סולאריים עבור גגות של מבני מגורים עומדת על 22%. אולם, שיפור יעילות ההמרה מהווה מטרה מרכזית של מחקר ופיתוח בתחום אנרגיה מתחדשת.
אילו גורמים משפיעים על יעילות של מערכת סולארית?
ובכן, יעילות ההמרה מושפעת ממגוון רב של גורמים, ביניהם תנאים אקלימיים וגיאוגרפיים, שלרוב אינם תלויים באדם, הסוג של המערכת, העוצמה והאיכות הטכנולוגית שלה ואופן התחזוקה של הלוחות.
טכנולוגיה פוטו-וולטאית
סוגי פאנלים סולאריים נבדלים אחד מהשני על פי מגוון פרמטרים המשפיעים על היעילות הכוללת שלהם. הפאנלים הנפוצים ביותר עשויים מתאי שמש חד-גבישיים, אך בנוסף אליהם קיימים גם לוחות רב גבישים ולוחות דקים. לוחות חד-גבישיים נחשבים ליעילים ביותר בשל מבנה הגביש האחיד שלהם, בעוד שלוחות מסוג הדק, שנחשבים ליעילים פחות, מציעים יתרונות אחרים, כמו למשל עלויות ייצור נמוכות יותר.
תנאים אקלימיים
ביצועי פאנל סולארי מושפעים על ידי מספר גורמים אקלימיים כגון כיווני האוויר, זווית השמש, טמפרטורת האקלים ועוד. ככל שטמפרטורת האקלים עולה, היעילות של מערכת הסולארית יורדת. לדוגמה, היעילות של מערכת סולארית שממוקמת באזור מדברי במדבר, תהיה נמוכה יותר מזאת שממוקמת בסביבה קרירה יותר. מצד שני, באיזורים חמים הפאנלים קולטים כמות גדולה יותר של קרני השמש, כך שלמרות שהיעילות יורדת, התפוקה עדיין נשארת גבוהה. בכל מקרה, על מנת לייעל את המערכת, יש לתכנן את מיקומם של הפאנלים בהתאם למגוון הנתונים האקלימים הספציפיים.
הצללה וחסימות
אם המבנה, שעליו מונחים הפאנלים, מוקף בעצים, מבנים, עמודי חשמל או אובייקטים גבוהים אחרים, הביצועים של המערכת עלולים לרדת מכוון שפחות אור השמש ייקלט על ידי תאים פוטו – וולטאיים. יש לזכור כי גם הצללה חלקית על חלק קטן מהפאנל עלולה להפחית את התפוקה של המערכת כולה. על כך, כדי למנוע ירידה ביעילות ההמרה, מומלץ להקפיד על הצללה מינימאלית, אם בכלל, בשטח שעליו יונחו הלוחות הסולאריים.
כיצד ניתן למקסם יעילות מערכת פאנלים סולאריים?
על מנת לאפשר תפוקה מקסימלית, מומלץ לרכוש מערכת סולארית בעלת דירוגי יעילות גבוהים. למרות שהעלות של מערכת כזאת תהיה יקרה יותר, הביצועים שלה לאורך הזמן יהיו טובים יותר וההשקעה הכלכלית בה תהפוך להכנסה פאסיבית יציבה תוך שנים ספורות.
בנוסף, כדי לאפשר ביצועים אופטימאליים, יש לתכנן את ההתקנה באופן מחושב תוך כדי התייחסות למגוון רב של פרמטרים, כגון כיוון הנחת הפאנל, זווית ההטיה והמרווח בין הלוחות.
בדיקה ותחזוקה שוטפת של פאנלים סולאריים חיוניות לשימור היעילות לאורך הזמן. הצטברות אבק, פסולת ולכלוך עלולה למנוע מקרני השמש לחדור אל תוך התא הסולארי. ניקוי קבוע של פאנלים יעזור לשמור על רמות יעילות אופטימליות. מעבר לבדיקות פיזיות, יש להקפיד על ניטור הנתונים באמצעות אפליקציות ותוכנות דיגיטאליות שמודדות את התפוקה. באמצעות צפייה במדדים בממשק דיגיטאלי יכולים הצרכנים לזהות ירידה ביעילות ולנקוט באמצעים כדי לתקן אותה.
