24 ביולי 2017

התפוקה הזעירה של לוחות השמש


לוחות השמש הפכו לדת החדשה של העולם המודרני. כולם "יודעים" את המנטרה שהשמש תספק לנו "אנרגיה נקייה ובזול" והיא ישועתנו. אכן השמש מספקת את האנרגיה לכול צורות החיים על פני כדור הארץ. אבל לוחות השמש - המייצרים חשמל זה סיפור אחר – הם מספקים מעט מאד אנרגיה. עד כמה מעט אני רוצה להמחיש בפוסט זה באמצעות מספרים.

הנה לוח שמש טיפוסי  (מבט מלפני ומאחור).

גודל הלוח הוא 1.664 מ' X  0.998 מ' או 1.66 מ"ר (נניח גודל של מיטה...), והוא מפיק (תפוקה מקסימלית) 280 וואט חשמל. זה מספיק להפעלת 3 נורות ליבון לתאורה או, אולי, 10 נורות מסוג לד. בשביל להפעיל קומקום חשמלי או מייבש שיער ביתי צריך 7-8 לוחות כאלה. בשביל להפעיל מדיח כלים, מייבש כביסה או תנור אפייה ביתי צריך 12-15 לוחות כאלה... (הכול בתנאי השמש החזקה ביותר, בצהרי היום). התפוקה של לוח זה היא כ 168 ואט למ"ר, והיא כנראה גבוהה מהממוצע. בארץ מציעים מערכת שהתפוקה שלה רק 111 ואט למ"ר, ומערכת אחרת שהתפוקה שלה 155 ואט למ"ר.

כמה חשמל צורכת דירת מגורים טיפוסית?. פעם (לפני שהיו מזגנים ומייבשי כביסה), בדירות שיכון קטנות עשו חיבורים 25 אמפר שהוא 5750 ואט, בדירות בינוניות עושים חיבור 40 אמפר שפירושו 9200 ואט. היום עושים בדירות גדולות או בתים פרטיים חיבור תלת פזי, 3X25 אמפר שהם 17500 ואט, או 3X40 אמפר שהם 27600 ואט. במושגים של לוחות שמש צריך, בהתאמה: 21 לוחות, 33 לוחות, 63 לוחות ו 99 לוחות. במטרים מרובעים זה יוצא: 35 מ"ר, 55, 105, 165 מ"ר לוחות לדירה (או בית) אחד.

נסתכל על זה בצורה אחרת: צריכת השיא של ישראל (בימים חמים אלו) היא כ 12.5 GW. לו ניסינו לקבל צריכה זו מלוחות שמש צריך כמעט 45 מיליון לוחות כאלה, כלומר כול תושב ישראל (כולל ילדים וזקנים) צריך לסחוב על גבו 5 לוחות כאלה (בגודל מיטה כול אחד). במטרים מרובעים – פירושו 74 מיליון מ"ר או 74 קמ"ר. וכול זה רק בשביל צריכת החשמל. (החשמל מהווה כ 40% מצריכת אנרגיה, השאר זה דלק לתחבורה, חימום ותעשייה). וכול 45 מיליון הלוחות לא מספקים חשמל אלא 20% מהזמן, כך שבשביל 80% מהזמן אנו צריכים עדיין את כול תחנות הכוח הפחמיות והגזיות שעובדות היום.

נקודת מבט נוספת: מערכת לוחות ביתית (על הגג) היא בדרך כלל בעלת הספק של 5 קו"ט, כלומר כוללת כ 20 לוחות בשטח של כ 33 מ"ר. מערכת כזאת תספיק (בצהרי היום כאשר השמש בשיאה) עבור הפעלת מזגנים, מקרר, טלוויזיה ואולי מחשב וכמה מנורות. אבל, אם באותו זמן נרצה להפעיל גם קומקום חשמלי, תנור אפייה, מכונת כביסה או מגהץ – המערכת כבר לא מספיקה.

כאשר מצביעים בפני חסיד ירוק על כך שהשמש מפיקה חשמל רק 20% מהזמן הוא מיד שולף את הסיסמה: אגירת אנרגיה. לא חשוב שאין דבר כזה ולא יכול להיות, שזו רק סיסמה ריקה מתוכן. נניח שכן יש אמצעי אגירה, אז, צריך לייצר ב 20% מהזמן חשמל עבור 100% מהזמן כלומר אולי פי 5 מהצריכה הרגעית או אולי רק פי 3. אבל המערכת הביתית הרגילה לא מספיקה אפילו עבור הצריכה השוטפת, מאיפה ייקחו אנרגיה פי 3 או פי 5 כדי לאגור? ההנחה שאין שום מגבלות פיסיות של שטח וכסף ואפשר להתקין לוחות שמש כמה שרוצים... עשרות מיליונים... היא לא מציאותית.

הנה נתונים על תפוקת חשמל סולארי בישראל:
בשנת 2016 היה כושר ייצור סולארי מותקן בהיקף כ 900 MW, שהם כ 6 מיליון  מ"ר (או כ 4 מיליון לוחות...). הם ייצרו כ 1.6 TWh חשמל, שהם כ 2.5% מהייצור הכולל.
כושר הייצור הכולל המאושר על ידי רשות החשמל עומד על כ 1790 MW, כלומר כפליים מהמותקן עד 2016. עד 2018-19 יהיו 12 מיליון מ"ר לוחות שמש (8 מיליון לוחות), והן יספקו, אולי, 5% מהחשמל שנצרך. עלות הסובסידיות של החשמל הסולארי הזה קשה לחשב במדויק כי גובה הסובסידיה משתנה ממתקן למתקן, ורשות החשמל אינה טורחת לספק את המידע המדויק לציבור (פניות שלי אליהם לא נענו). הערכה גסה שלי: הסובסידיה שאנו משלמים דרך חשבונות החשמל עומדת על משהו בין חצי מיליארד למיליארד ₪ בשנה (כול שנה בהתחייבות ל 20 שנה...).

האם השקעה זו הביאה לפחות לחסכון של 5% בצריכת הדלק, בזיהום ובפליטות פד"ח? (לא שחיסכון בשיעורים כאלה משמעותי). לא. כי תחנות הכוח הפחמיות והגזיות פועלות גם בשעות היום, בהן יש תפוקה סולארית. לא ניתן לכבותן כול בוקר ולהדליקן מחדש כול ערב, עם שקיעת החמה.
רציתי להמחיש בקטע זה כמה מעט חשמל מפיקות הלוחות, ואיזו כמות אדירה צריכים כדי לספק חלק משמעותי של הצריכה – וכול זה רק 20% מהזמן... העסק פשוט לא מעשי.

יעקב




3 תגובות:

יאיר שפי אמר/ה...

ליעקב שלום
ראה מאמר מעניין: "גרמניה וסקוטלנד שוברות שיאי תפוקת חשמל מאנרגיה מתחדשת" באתר "הכלכלה האמיתית" של ערן הילסהיימר. התגובה השנייה בו, של "שחרורון", היא כאילו מפרי עטך: יש תפוקה, יש שמחה ירוקה, זו לא כלכלה ואין הפחתה של זיהום אוויר.

יעקב אמר/ה...

זו לא חוכמה "לשבור שיא תפוקה מאנרגיה מתחדשת" למשך 5 דקות ביום רביעי 25 למרץ.

מה שנחוץ לנו זו מערכת אמינה שמספקת חשמל רצוף, בכמות שנו צריכים, ובאמינות (כלומר יש חשמל מתי שצריכים אותו), ובמשך כול השנה, כול יום ויום. לא מערכת שמצטיינת ברגע אחד וברגע שני נעלמת.

ומה קרה בגרמניה וסקוטלנד חצי שעה אחרי ה"שיא" כאשר עבר ענן בשמיים, והרוח שכחה?
כול סיפורי "שיא התפוקה הירוקה" הם תעמולת סרק שקרית שנועדה לחמם את הבטן של החסידים הירוקים. הם משקרים לעצמם.

יעקב אמר/ה...

חוץ מזה - הגרמנים לא פראיירים.
יש להם תחנות כוח פחמיות זדיות וגרעיניות שמספקות אתכול הצריכה שלהם.

כאשר יש פתאום משב רוח חזק והרשת מוצפת חשמל רוחני הם מייצאים אותו לארצות השכנות (פולין, צ'כיה, אוסטריה, שוויץ, צרפת, הולנד ושבדיה).

עד שנת 2003 גרמניה הייתה תמיד יבואנית (נטו) של חשמל, מאז 2003, ובייחוד מאז 2010 הפכה גרמניה פתאום ליצואנית גדולה של חשמל. מאיפה נולד כושר הייצוא המופלא: מ 27 אלף טורבינות הרוח ועשרות המיליונים של לוחות שמש.

זו תעשייה מעניינת: היצרנים הירוקים מייצרים הרבה חשמל, כאשר הרכישה (על ידי חברות החשמל) מובטחת, והמחיר מובטח אף הוא וקבוע מראש. אז חברות החשמל פתאום מוצאות עצמן עם הרבה חשמל שאין להן מה לעשות איתו אז הם מייצאים במחיר אפסי, חצי, או רבע או פחות ממה שזה עלה להם...