פרסם אצלנו
צור קשר
יום רביעי 18.10.2017

שאלות ותשובות בנושא יצור חשמל מתאים פוטוולטאים:

מאת יהודה גליקמן
www.agrolan.co.il

לפני כחודשיים הוכרזה ע"י משרד התשתיות ורשות החשמל תוכנית ארצית לתמיכה וסבסוד יצרנים פרטיים המייצרים חשמל מתאים פוטו-וולטאים (תאים סולריים)
מרבית המידע מסופק ע"י הספקים המסחריים של התאים הוולטאים ויש הרבה אי בהירות בנושא .
אנסה בקצרה לפרט את הנושאים העקרים העומדים על הפרק וכל אחד ישפוט לפי הבנתו .

מהי הטכנולוגיה ?
משטחים (תאים) פוטו-וולטאיים הנם מתקנים קשיחים שכנרמז משמם (פוטו: אור, ואלטאיק: חשמל), סופגים אור וממירים את האנרגיה ישירות לחשמל. המשטחים מורכבים ממוליכים למחצה, שבד"כ עשויים מסיליקון.

ממה מורכבת מערכת ביתית ליצירת חשמל מתאים פוטו וולטאי?
מיתקן ליצור חשמל מאנרגית השמש כולל קולטים פוטו-וולטאים המתקנים על פני שטח בעל קרינת שמש מקסימלית וממיר זרם ישר לזרם חלופין המאפשר אספקת החשמל ישירות לרשת.

מהי התוכנית של רשות החשמל?
כל צרכן חשמל רשום יכול להקים במקום הצרכנות שעל שם הצרכן, מערכת ליצור חשמל מתאים פוטווולטאים בתנאי שההספק המותקן לא יעלה על 15 קילווואט לצרכן ביתי ו 50- קילווואט לכל צרכן אחר;
מדובר בהסכם מחיר מובטח מראש של 2.01 ₪ לקווט"ש ל 20 שנה לכל מה שנייצר .
לשם השוואה אנו משלמים בחשבון החשמל החודשי כ 50 א"ג לקווט"ש
התוכנית היא במגבלת מקסימום ארצית של 50 מגה או הצטרפות עד שנת 2014 (המוקדם מביניהם)
מידע רשמי על התוכנית ניתן למצוא באתר רשות החשמל

איך מגדירים גודלו של תא פוטו-וולטאי ?
תאים פואו-וולטאים מודרים לפי ערך Watt-Peak (וואט-שיא)
WP היא יחידת הספק מלאכותית שהוגדרה למטרות תקינה. הצורך ביחידה כזאת נובע מכך שההספק המתקבל מקולט פוטו-וולטאי תלוי במס' גורמים :
- עצמת האור (אור חזק מיצר זרם גדול)
- בטמפרטורת הקולט (טמפרטורה גבוהה גורמת להקטנת הזרם)
- תנאים ספקטרלים שונים.
לכן מאפיינים את הקולטים על פי הספק המופק בתנאי מבחן תקניים [STC] תנאים אלו כוללים אור בעוצמה של 1000 W/m² ,טמפרטורת הקולט 25ºC ותנאים ספקטרליים מוגדרים AM1.5.
עוצמת קרינה של 1000 W/m² בצוהרי היום היא אמנם אופיינית במקומות שונים בישראל אולם טמפרטורת הקולט בשעות הצהרים יכולה להגיע ל 70ºC בקיץ ולכן למעשה התנאים התקנים [STC] אינם יכולים להתקיים בישראל בשל טמפרטורת הקולטים הגבוהה.
על מנת לחשב את הספק הקולט ברגע נתון, חייבים לבחון מס' משתנים מטאורולוגים: הקרינה הישירה והמפוזרת ואת טמפרטורת הקולט.

מה הגודל ליצור 1 קווט"ש ?
ככלל אצבע ניתן לומר כי 10 מ"ר תאים פוטו-וולטאים הם בהספק של 1 קוו"ט-שיא


כמה נייצר?
יצור החשמל מותנה כאמור בקרינה השמש ובטמפרטורת הקולט.
לכן גם בתנאי המדינה הקטנה שלנו ישנם הבדלים בעצמת הקרינה ובטמפרטורת הקולט באזורי הארץ השונים בהתאם לטמפרטורות ולמס' ימי העננות בשנה.

עלות ההשקעה
כמו בכל דבר, ההשקעה תלויה בגודל .
ככל שגודל הפרויקט גדול יותר, עלות ההשקעה הממוצעת ל 1 קווט"ש-שיא קטנה יותר
להמחשה: תאים פוטו-וולטאים של 1 קוו"ט-שיא בודד יעלה כ 36,000 ₪
תאים פוטו-וולטאים של 1 קוו"ט-שיא בתוך פרויקט של 50 קווט"ש יעלה כ 25,000 ₪

בשל הביקוש העולמי לתאים פוטו-וולטאי (גרמניה) עלה מחיר הסיליקון מ 25$ לק"ג בשנת 2003
ל 250$ לק"ג בשנת 2008 וכלכלנים צופים כי המחיר עשוי לרדת עקב הכפלת התפוקה העולמית (אקונומיסט).

מהי הרווחיות ? (שאלת השאלות )
אנו יודעים את עלויות ההשקעה (הצעות מחיר), את מחיר התוצרת (מחיר החשמל מובטח מראש) וניתן גם לאמוד גם את העלויות השוטפות (בעיקר אגרות בדיקה לחברת חשמל)
אולם השאלה המרכזית היא: כמה קווט"ש נייצר מכל תא של 1 קווט"ש –שיא (Wp) ?
על פי "כלל אצבע" תא של 1 קווט"ש שיא מייצר ביום בתנאי הקרינה בישראל כ- 4.5 קווט"ש חשמל ליממה
ולכן בשנה, תאים פוטו-וולטאי של 1 קווט"ש – ייצר כ 1642 קווט"ש חשמל

סקר יצור חשמל
בשנת 2000 נערך סקר באוניברסיטת בן גוריון עם השירות המטאורולוגי שבדק את ההספק השנתי מייצור חשמל מתא פוטו-וולטאי של 1 קוו"ט שיא ב 5 ערי ישראל ליצור זרם ישר DC .
הבדיקות נעשות באופן שעתי ע"פ נתוני מדידה מטאורולוגיים רב שנתיים (השירות המטאורולוגי) הקרובים לממוצע הרב שנתי לאותו חודש .
עיר קווט"ש חשמל בשנה
חיפה 1517
תל אביב 1562
ירושלים 1601
באר-שבע 1644
אילת 1703

אם ניקח את נתוני ירושלים (1600) כנתון הממוצע (די דומה ל"כלל האצבע" שהזכרנו)
הרי ההכנסה השנתית לפי מחיר החשמל (2.01 ₪ לקווט"ש) תהיה כ 3200 ₪ לשנה ברוטו
וכל אחד יבחן את הרווחיות בהתאם לעלות ההשקעה שלו ל 1 קוו"ט-שיא בהתאם לעלות ההשקעה .

הפסדי תפוקה
בניגוד ליצור חשמל טורבינות רוח בהם יש כבר ניסיון של כ 15 שנה בהיקף מסחרי, ביצור חשמל מתאים סולריים אין עד היום ניסיון ממשי ליצר חשמל בהיקף מסחרי ולכן הכל מבוסס על מחקרים והערכות
יש לקחת בחשבון אפשרות להפסדים נוספים שיקטינו את התפוקה בפועל
א. הפסדים כתוצאה מהמרת החשמל לזרם חילופין על מנת לחברו לרשת החשמל הישראלית .
ע"פ כותבי הסקר, הפסד זה מסתכם ב 15% נוספים
ב. הפסד כתוצאה מהתקנת הקולטים בגובה ובזוית לא אופטימלית
ג. הפסד כתוצאה מאבק על הקולטים ומצל עצים
סקר יצור חשמל בחמש מערי ישראל

עבודה כלכלית
חברת המחקר "מכון ציגלמן" מנתחת את הנתונים ומגיעה למסקנה :
" ייצור חשמל פוטו-וולטאי - לא כדאי ליצרן הביתי" זאת בשל כמה הבדלים מהותיים בין התחשיבים נעשו בבסיס התוכנית של משרד התשתיות לבין המצב בפועל כמו : אי החזר מע"מ, תפוקה בפועל פחותה בשל גורמים שונים ...
ולכן ע"פ הערכתם החזר ההשקעה ליצרן ביתי יהיה רק לאחר 25 שנה !



מחירי סחורות
מדדי נפט וזהב
EIA today in energy