איך פועל פאנל סולארי?

פאנל סולארי הוא התקן הממיר את אור השמש לאנרגיה חשמלית באמצעות תהליך הנקרא האפקט הפוטו-וולטאי. תהליך זה מתרחש כאשר פוטונים של אור פוגעים בתאים פוטו-וולטאיים (PV) בפאנל וגורמים לאלקטרונים להיפלט מהם. האלקטרונים הנפלטים זורמים דרך מעגל חשמלי, ובכך מייצרים זרם חשמלי.

מרכיבים עיקריים של פאנל סולארי:

• תאים פוטו-וולטאיים (PV): תאים המכילים חומר פוטו-וולטאי, כגון סיליקון, הממיר את אור השמש לאנרגיה חשמלית.
• זכוכית מחוסמת: שכבת זכוכית עמידה וחזקה המגנה על התאים הפוטו-וולטאיים מפני פגעי מזג האוויר והנזקים.
• מסגרת: מסגרת אלומיניום או פלדה התומכת בפאנל ומחזיקה אותו במקומו.
• חיווט: חוטים המחברים בין התאים הפוטו-וולטאיים ומאפשרים את זרימת הזרם החשמלי.
• צומת p-n: צומת בין שכבות שונות של חומר פוטו-וולטאי, שבה נוצר מתח חשמלי כאשר פוטונים של אור פוגעים בה.

תהליך פעולת פאנל סולארי:

1. קרינת השמש: אור השמש פוגע בפאנל הסולארי.
2. ספיגת פוטונים: פוטונים של אור פוגעים בתאים הפוטו-וולטאיים בפאנל.
3. יצירת אלקטרונים: הפוטונים גורמים לאלקטרונים בתאים הפוטו-וולטאיים להיפלט מהם.
4. זרימת אלקטרונים: האלקטרונים הנפלטים זורמים דרך מעגל חשמלי.
5. יצירת זרם חשמלי: זרימת האלקטרונים יוצרת זרם חשמלי.
6. המרה לאנרגיה חשמלית: הזרם החשמלי המיוצר מועבר לאינוורטר, אשר ממיר אותו לאנרגיה חשמלית המתאימה לשימוש במכשירים חשמליים.
7. שימוש באנרגיה: האנרגיה החשמלית המיוצרת משמשת להפעלת מכשירים חשמליים أو لتغذية شبكة החשמל.

יתרונות השימוש בפאנלים סולאריים:

• מקור אנרגיה נקי ומתחדש: פאנלים סולאריים מנצלים את אור השמש, שהוא משאב טבעי ובלתי מוגבל, ואינם פולטים מזהמים לאוויר או למים.
• עמידות לאורך זמן: פאנלים סולאריים בנויים מחומרים עמידים ובעלי תוחלת חיים ארוכה של 25-30 שנים.
• תחזוקה נמוכה: פאנלים סולאריים דורשים תחזוקה נמוכה ולרוב אינם דורשים טיפול מיוחד.
• השתלבות אסתטית: פאנלים סולאריים יכולים להיות משולבים בצורה אסתטית על גגות בתים ומבנים, ובכך להוסיף להם ערך אסתטי.
• חיסכון כספי: פאנלים סולאריים יכולים לעזור לחסוך בעלויות החשמל לאורך זמן.
• תרומה לסביבה: השימוש בפאנלים סולאריים מפחית את התלות בדלקים מאובנים ומסייע למאבק בשינויי האקלים

חסרונות השימוש בפאנלים סולאריים:

• עלות ראשונית גבוהה: העלות הראשונית לרכישה והתקנה של פאנלים סולאריים גבוהה יחסית.
• תלות באור השמש: פאנלים סולאריים תלויים באור השמש, ולכן הייצור של חשמל מוגבל לשעות בהן השמש זורחת.
• יעילות נמוכה: היעילות של פאנלים סולאריים בהמרת אור השמש לאנרגיה חשמלית נמוכה יחסית, בדרך כלל סביב 20-30%.
• תלות במיקום גיאוגרפי: כמות הקרינה הסולארית משתנה בהתאם למיקום הגיאוגרפי, ולכן הייצור של חשמל יכול להיות מוגבל באזורים עם עננות גבוהה או חודשי חורף ארוכים.
• צורך באינוורטר: פאנלים סולאריים מייצרים זרם ישר (DC), ולכן נדרש אינוורטר על מנת להמיר את הזרם הישר לזרם חילופין (AC) המתאים לשימוש במכשירים חשמליים.