בשנים האחרונות, יותר ויותר ישראלים בוחרים להתקין מערכות סולאריות ביתיות על גגותיהם. היתרונות ברורים: חיסכון משמעותי בחשבון החשמל, תרומה לאיכות הסביבה, ועצמאות אנרגטית. אך שאלה אחת מטרידה רבים: האם מערכת סולארית ביתית מייצרת חשמל גם בחורף?
התשובה הקצרה היא כן! אך חשוב להבין שייצור החשמל בחורף מושפע מגורמים שונים, כמו עוצמת קרינת השמש, משך שעות האור, תנאי מזג האוויר, וזווית הפאנלים. במאמר זה, נצלול לעומק הנושא ונענה על כל השאלות הבוערות בנוגע לייצור חשמל סולארי בחורף. נבחן את הגורמים המשפיעים על התפוקה, נלמד כיצד ניתן למקסם את יעילות המערכת גם בימים הקצרים והקרים ביותר, ונבחן את הכדאיות הכלכלית של ההשקעה באנרגיה סולארית.
אם אתם מתעניינים באנרגיה סולארית, מתכננים להתקין מערכת בביתכם, או סתם סקרנים לדעת כיצד ניתן לרתום את כוחה של השמש גם בחורף, המאמר הזה הוא בשבילכם!
איך פועלים פאנלים סולאריים?
פאנלים סולאריים הם התקנים הממירים את אנרגיית השמש לחשמל באמצעות תהליך פוטו-וולטאי. הפאנלים מורכבים מתאים סולאריים רבים, העשויים מחומרים מוליכים למחצה, כגון סיליקון. כאשר אור השמש פוגע בתאים, הוא גורם לשחרור אלקטרונים ויוצר זרם חשמלי ישר (DC).
זרם זה מועבר לממיר (אינוורטר), הופך אותו לזרם חילופין (AC) המתאים לשימוש ביתי, ומזרים אותו לרשת החשמל של הבית.
קיימים שלושה סוגים עיקריים של פאנלים סולאריים:
- מונוקריסטלי: עשויים מגביש סיליקון יחיד, בעלי יעילות גבוהה (כ- 20%) ומראה שחור אחיד.
- פוליקריסטלי: עשויים ממספר גבישי סיליקון, בעלי יעילות נמוכה יותר (כ- 15%-18%) ומראה כחול עם גוונים שונים.
- סרט דק: עשויים משכבות דקות של חומרים מוליכים למחצה, בעלי יעילות נמוכה (כ- 10%-13%), גמישים וקלים יותר.
חשוב לציין שיעילות הפאנלים מושפעת מטמפרטורה. ככל שהטמפרטורה גבוהה יותר, יעילות הפאנלים יורדת. לכן, בתנאי חורף קרים, יעילות הפאנלים עשויה דווקא לעלות בהשוואה לקיץ.
בחירת סוג הפאנלים תלויה בגורמים שונים, כגון יעילות, עמידות, מחיר, ומראה אסתטי. מומלץ להתייעץ עם מתקין מוסמך לבחירת הפאנלים המתאימים ביותר לצרכים שלכם.
גורמים המשפיעים על ייצור החשמל בחורף
ייצור החשמל ממערכת סולארית ביתית בחורף מושפע ממגוון גורמים, חלקם קשורים לתנאי מזג האוויר וחלקם קשורים למאפייני המערכת עצמה.
קרינת שמש
- עוצמת הקרינה: בחורף, עוצמת קרינת השמש נמוכה יותר בהשוואה לקיץ, בשל זווית נמוכה יותר של השמש בשמיים. כתוצאה מכך, פחות אנרגיה מגיעה אל הפאנלים הסולאריים.
- משך שעות האור: ימי החורף קצרים יותר, מה שמפחית את הזמן שבו הפאנלים נחשפים לאור שמש.
- זווית השמש: זווית נמוכה של השמש גורמת להצללה רבה יותר על הפאנלים, מה שמפחית את כמות האור הפוגעת בהם.
מזג אוויר
- עננים: עננים חוסמים את אור השמש ומפחיתים את כמות האנרגיה המגיעה אל הפאנלים. ככל שכמות העננים גדולה יותר, כך ייצור החשמל יורד.
- גשם: גשם יכול לשטוף את הפאנלים ולהסיר לכלוך ואבק, מה שיכול לשפר את יעילותם. עם זאת, גשם כבד יכול גם לחסום את אור השמש ולהפחית את ייצור החשמל.
- שלג: שלג מצטבר על הפאנלים וחוסם לחלוטין את אור השמש, מה שעוצר את ייצור החשמל. חשוב לנקות את הפאנלים משלג באופן קבוע כדי לאפשר להם לייצר חשמל.
- ערפל: ערפל יכול להפחית את עוצמת קרינת השמש ולהשפיע על ייצור החשמל.
גורמים נוספים
- טמפרטורה: טמפרטורות נמוכות יכולות דווקא לשפר את יעילות הפאנלים הסולאריים. עם זאת, טמפרטורות נמוכות במיוחד (מתחת לאפס) יכולות לפגוע בפאנלים ולהפחית את תוחלת החיים שלהם.
- מיקום גיאוגרפי: כמות קרינת השמש ושעות האור משתנות בהתאם למיקום הגיאוגרפי. באזורים צפוניים עם פחות שעות אור בחורף, ייצור החשמל יהיה נמוך יותר.
- כיוון הפאנלים: כיוון הפאנלים (דרום, מזרח, מערב) ושיפוע הגג משפיעים על כמות האור הפוגעת בפאנלים. כיוון דרומי עם שיפוע אופטימלי ימקסם את ייצור החשמל.
- הצללה: הצללה מעצים, מבנים, או אלמנטים אחרים יכולה להפחית משמעותית את ייצור החשמל. חשוב למקם את הפאנלים במקום ללא הצללה ככל האפשר.
הבנת הגורמים המשפיעים על ייצור החשמל בחורף תאפשר לכם לקבל החלטות מושכלות בנוגע להתקנת מערכת סולארית ולתכנן אותה באופן אופטימלי.
האם מערכת סולארית מייצרת חשמל בימים מעוננים/גשומים/מושלגים?
שאלה נפוצה בקרב מתעניינים באנרגיה סולארית היא האם מערכת סולארית ביתית ממשיכה לייצר חשמל גם בימים מעוננים, גשומים או מושלגים. התשובה היא כן, אך ישנם מספר גורמים המשפיעים על כמות החשמל שתופק.
- עננים: עננים מפחיתים את עוצמת קרינת השמש המגיעה אל הפאנלים הסולאריים. ככל שכמות העננים גדולה יותר וסוג העננים צפוף יותר, כך ייצור החשמל יורד. עם זאת, גם בימים מעוננים חלקית, המערכת תמשיך לייצר חשמל, אך בכמות מופחתת. מחקרים מראים שבימים מעוננים, תפוקת החשמל יכולה לרדת ב- 50% עד 80% בהשוואה לימים בהירים.
- גשם: גשם יכול דווקא לשפר את ייצור החשמל בטווח הקצר, שכן הוא שוטף את הפאנלים ומסיר אבק ולכלוך החוסמים את אור השמש. עם זאת, גשם כבד יכול להפחית את עוצמת קרינת השמש ולהשפיע על ייצור החשמל.
- שלג: שלג מצטבר על הפאנלים וחוסם לחלוטין את אור השמש, מה שעוצר את ייצור החשמל. חשוב לנקות את הפאנלים משלג באופן קבוע כדי לאפשר להם לייצר חשמל. בנוסף, טמפרטורות נמוכות הקשורות לשלג יכולות להשפיע על יעילות הפאנלים.
מערכת סולארית ביתית ממשיכה לייצר חשמל גם בימים מעוננים, גשומים, ואף מושלגים, אך תפוקת החשמל תהיה נמוכה יותר בהשוואה לימים בהירים. חשוב לקחת זאת בחשבון בעת תכנון המערכת ולהתאים את גודלה לצריכת החשמל של הבית גם בתקופת החורף.
אופטימיזציה של מערכת סולארית לחורף
כדי להבטיח ייצור חשמל אופטימלי גם בחורף, חשוב לתכנן ולבנות את המערכת הסולארית בצורה נכונה. הנה מספר דרכים למקסם את תפוקת החשמל של המערכת הסולארית שלכם גם בימים הקצרים והקרים ביותר:
בחירת פאנלים
- סוג הפאנלים: פאנלים מונוקריסטליים נחשבים ליעילים יותר בתנאי אור נמוך, ולכן עשויים להתאים יותר לאקלים החורפי. עם זאת, חשוב לבחון גם את גורם העלות-תועלת ולהשוות בין סוגי הפאנלים השונים.
- מקדמי טמפרטורה: שימו לב למקדמי הטמפרטורה של הפאנלים. פאנלים עם מקדם טמפרטורה נמוך יותר יפגינו ירידה נמוכה יותר ביעילות בטמפרטורות נמוכות.
זווית והטיה
- זווית אופטימלית: זווית ההטיה האופטימלית של הפאנלים בחורף גבוהה יותר בהשוואה לקיץ. מומלץ להתייעץ עם מתקין מוסמך לקביעת הזווית המתאימה ביותר למיקום הגיאוגרפי שלכם. בישראל, זווית אופטימלית עשויה לנוע בין 30 ל- 45 מעלות.
- כיוון הפאנלים: כיוון דרומי הוא האופטימלי לייצור חשמל בישראל, שכן הוא מבטיח חשיפה מרבית לקרינת השמש במהלך היום.
מיקום הפאנלים
- מזעור הצללה: התקינו את הפאנלים במקום המקבל את כמות אור השמש המרבית במהלך היום. הימנעו מהתקנה במקומות מוצלים על ידי עצים, מבנים, או אלמנטים אחרים.
- הגנה מפני רוחות: רוחות חזקות יכולות לפגוע בפאנלים הסולאריים. התקינו את הפאנלים במקום מוגן מרוחות ככל האפשר.
ניקיון ותחזוקה
- ניקיון משלג: במקרה של שלג, חשוב לנקות את הפאנלים באופן קבוע כדי לאפשר להם לייצר חשמל. ניתן להשתמש במברשת רכה או במים (בזהירות!) לניקוי הפאנלים.
- בדיקות תקופתיות: מומלץ לבצע בדיקות תקופתיות של המערכת הסולארית על ידי טכנאי מוסמך כדי לוודא שהיא פועלת בצורה תקינה.
טכנולוגיות מתקדמות
- פאנלים דו-צדדיים: פאנלים אלו יכולים לייצר חשמל גם מקרינת השמש המוחזרת מהקרקע או משטחים אחרים, מה שיכול לשפר את התפוקה בחורף.
- מערכות עקיבה אחר השמש: מערכות אלו מותאמות את זווית הפאנלים בהתאם למיקום השמש בשמיים, מה שיכול למקסם את ייצור החשמל בכל שעות היום.
השקעה בתכנון נכון ובאופטימיזציה של המערכת הסולארית תבטיח תפוקת חשמל מרבית גם בחורף ותגדיל את החיסכון בחשבון החשמל.
כדאיות כלכלית של מערכת סולארית בחורף
אחד השיקולים המרכזיים בהחלטה על התקנת מערכת סולארית ביתית הוא הכדאיות הכלכלית. האם מערכת סולארית משתלמת גם בחורף, כאשר תפוקת החשמל נמוכה יותר?
התשובה היא בדרך כלל כן, אך חשוב לבחון את כל ההיבטים הכלכליים ולהבין את הגורמים המשפיעים על החיסכון בחשבון החשמל.
חיסכון בחשבון החשמל
- צריכה עצמית: גם בחורף, מערכת סולארית ממשיכה לייצר חשמל שניתן לצרוך באופן מיידי בבית. צריכה עצמית של החשמל שמייצרת המערכת מפחיתה את התלות בחברת החשמל ומקטינה את חשבון החשמל.
- תעריפי חשמל: תעריפי החשמל גבוהים יותר בשעות השיא, דווקא בשעות בהן צריכת החשמל בבית גבוהה יותר (בוקר וערב). מערכת סולארית יכולה לספק חשמל בשעות אלו ולהפחית את העלויות.
מדידת נטו
- מנגנון מדידת נטו: מנגנון זה מאפשר ל"מכור" לחברת החשמל את עודף החשמל שמייצרת המערכת הסולארית במהלך היום ולקבל זיכוי בחשבון החשמל. זיכוי זה יכול לשמש לצריכת חשמל בשעות הערב ובלילה, כאשר המערכת אינה מייצרת חשמל.
- יתרונות מדידת נטו: מדידת נטו מגדילה את החיסכון בחשבון החשמל ומקצרת את זמן החזר ההשקעה במערכת.
מכירת חשמל עודף
- הסכם עם חברת החשמל: במקרים מסוימים, ניתן לחתום על הסכם עם חברת החשמל למכירת עודף החשמל שמייצרת המערכת הסולארית. הסכם זה יכול להוות מקור הכנסה נוסף.
תמריצים ממשלתיים
- מענקים והטבות: המדינה מעניקה מענקים והטבות למתקינים מערכות סולאריות ביתיות. מענקים אלו מפחיתים את עלות ההתקנה ומגדילים את הכדאיות הכלכלית.
החזר השקעה
- חישוב זמן החזר: זמן החזר ההשקעה במערכת סולארית מושפע מגורמים רבים, כגון גודל המערכת, תפוקת החשמל, תעריפי החשמל, ותמריצים ממשלתיים. בדרך כלל, זמן החזר ההשקעה נע בין 5 ל- 10 שנים.
מערכת סולארית ביתית יכולה להיות השקעה כלכלית משתלמת גם בחורף, בזכות החיסכון בחשבון החשמל, מנגנון מדידת נטו, ותמריצים ממשלתיים. חשוב לבצע ניתוח כדאיות מקיף ולהתייעץ עם מומחים בתחום לפני קבלת החלטה.
סיכום: אנרגיה סולארית גם בחורף – השקעה משתלמת לאורך כל השנה
לסיכום, התשובה לשאלה האם מערכת סולארית ביתית מייצרת חשמל גם בחורף היא חד משמעית כן! אמנם תפוקת החשמל בחורף פוחתת בהשוואה לקיץ, אך היא עדיין משמעותית ובעלת יתרונות רבים.
האקלים הישראלי, עם שפע ימי השמש שלו, מאפשר למערכות סולאריות לייצר חשמל ביעילות גם בחודשים הקרים. ירידה בתפוקת החשמל בחורף היא זמנית ומתרחשת בעיקר בחודשים אוקטובר עד פברואר. יתרה מכך, קרבתה של ישראל לקו המשווה מקטינה את ההבדל באורך היום בין קיץ לחורף, מה שתורם לשמירה על תפוקה סבירה של אנרגיה סולארית.
חשוב לזכור שמערכות סולאריות תורמות לא רק לחיסכון בחשבון החשמל, אלא גם לשמירה על איכות הסביבה. אנרגיה סולארית היא אנרגיה מתחדשת ונקייה, התורמת להפחתת פליטת גזי חממה ומזהמים אחרים.
לכן, התקנת מערכת סולארית ביתית היא השקעה משתלמת לטווח ארוך, שתניב פירות לאורך כל השנה. גם בחורף, תוכלו ליהנות מחשמל זול וידידותי לסביבה, תוך הפחתת התלות שלכם בחברת החשמל ותרומה לעתיד ירוק יותר.
אל תהססו לפנות למומחים בתחום האנרגיה הסולארית ולקבל ייעוץ והכוונה בנוגע למערכת המתאימה ביותר לצרכים שלכם.