דפים

5 ביולי 2020

חשמל סולארי אפשרי - 11%


 


צילום: בועז ארד (יום השקת הגג הסולארי בכנסת)

כתבתי רבות על המשוררים הירוקים שמתלהמים בנוסח "השמש נקייה וחינמית, למה משתמשים בדלקים מזהמים ולא עוברים לשמש?".  התשובה הפשוטה היא שהשמש יכולה לספק (בארץ) חשמל מקסימום 20% מהזמן - ( כ 1750 שעות מתוך 8760 שעות בשנה) זה מספר מוכח, על פי התפוקה של המתקנים שכבר קיימים. 80% מהזמן ימש/יכו תחנות כוח גזיות או פחמיות לספק את החשמל. בפוסט הקודם הצגתי מודל לחישוב יכולת האספקה של חשמל סולארי. המודל פשוט ופשטני, אבל מבוסס על נתונים מציאותיים ונותן תשובה קרובה לאמת, בסדרי גודל. בפוסט ההוא הגעתי למסקנה שאפשר להגיע ל 16% חשמל מהשמש. עשיתי בו שתי שגיאות שאני מתקן עכשיו. אפשר להגיע רק ל 11%. אפרט:

 

ההנחות של המודל הן אלה: אנו מחלקים את היום למקטעים לפי צריכת החשמל ונוכחות השמש. בין השעות 12 בלילה ל 8 בבוקר הצריכה היא מינימלית והיא בשיעור כ 7 ג'יגהואט. צריכה זו תסופק על ידי יחידות מחז"מ (גז במחזור משולב) - יחידות אלה תעבודנה 24/7 - בצורה רציפה והיעילה ביותר כמו שהן מתוכננות. בין השעות 8-10 בבוקר ו 16-24 בערב הצריכה הממוצעת היא בערך 10 ג'יגוהואט, כלומר 3 מעל למינימום, והאספקה על ידי יחידות גזיות (אין שמש). בין השעות 10-16 - שעות שיא הצריכה - הצריכה הממוצעת היא כ 12 ג'יגוואט, כלומר 5 מעל למינימום, והצריכה הזו מסופקת כולה על ידי השמש, במשך 300 ימי שמש בשנה. בשאר 65 הימים המעוננים - האספקה היא על ידי הגז.

 

החשבון הוא פשוט. הגז מספק חשמל: 7 ג'יגה כפול 24 שעות כפול 365 יום = 61.3 טו"ש (טרה-ואט-שעה). ועוד 10 שעות ביום כפול 365 ימים כפול 3 ג'יגה =~ 11 טו"ש, ועוד - 65 יום (ללא שמש) כפול 6 שעות כפול 5 ג'יגה = ~ 2 טו"ש. השמש מספקת חשמל 300 ימים כפול 6 שעות = 1800 שעות (כמות אמת) כפול 5 ג'יגה = 9 טו"ש. ס"ה הצריכה: 61.3 + 11 + 2 + 9 = 83.3 טו"ש . (צריכת האמת היא רק 72.5 טו"ש). החלק של השמש 9/83.3 = בערך 10.8% = נעגל ל 11%.  (אם נחשב את זה ביחס לצריכת האמת של 72.5 טו"ש נקבל 9/72.5 = 12.4%).

המודל פשטני  כי הוא מתעלם מתנודות עונתיות ומהירידה בצריכה בסופי שבוע וחגים, וגם מביקושי השיא שמגיעים עד 13.5 ג'יגוואט לפעמים. אולם = היחס בין חשמל שמופק בהכרח מגז (או פחם) בגלל העדר שמש לבין חשמל שניתן להפיק מהשמש הוא נכון. כול זה בלי להתחשב באגירה, שהיא לא קיימת, שהינה כרגע רק סיסמה. (מלבד כמות זעירה של 644 MW - על אגירה אכתוב קטע נפרד).

 

אוסיף כאן גרסה שנייה של המודל - ההנחה כעת היא שבשעות שיש שמש יירדו המזח"מים מתפוקה של 7 ג'יגוואט ל 5 ג'יגהוואט - על ידי שירדו מרמת נומינלית לתפוקה מופחתת - בלי כיבוי. כעת מספקת השמש עוד 1800 שעות כפול 2 ג'יגה = 3.6 טו"ש, והגז יורד באותה כמות. כעת התפוקה הסולארית היא 9 + 3.6 = 12.6 וחלק השמש הוא 12.6 / 83.3 = כ 15%. ביחס לצריכת האמת - החלק של השמש יהיה 17.4%.

 

מסקנה: אולי השמש נקייה וחינמית ונהדרת אבל היא לא מסוגלת לספק יותר מאשר 11-17% מהצריכה שלנו.

וניתן לשלב מקסימום 5-7 גיגוואט של לוחות שמש במערכת אספקת החשמל. והשילוב הזה גורם לירידה ביעילות המחז"מים ושימוש מוגבר בפיקרים (גז במחזור פתוח), כך שהירידה בשריפת דלקים (ולכן בזיהום - שזאת המטרה) תהיה רק - אולי (אני מנחש) - ¾  מזה, כלומר 9-13%. 

היכולת של השמש לספק חשמל היא מאד מוגבלת.

יעקב

 

2 comments:

ביולוג ירושלמי אמר/ה...

ברשותך, מקבל בהכנעה את הטענות שלך היות ואני הדיוט בנושא :-)
רק דבר אחד מציין - 11% זה יפה מאוד, לא?...
או שלפחות זו התחלה טובה מאוד.
ברגע (ברגע...) שתתפתח יכולת אגירת האנרגיה (אולי על ידי קיבול חום ומים?), ייתכן ותהיה הקפיצה המיוחלת בתחום שתאפשר ניצולת גבוהה יותר של החשמל שמצליחים להוציא מהשמש באותם 20% מהזמן.
אני בוחר (בטיפשותי) להישאר אופטימי.

יעקב אמר/ה...

בעולם מדברים על net-zero-emissions ומחוקקים חוקים.
והמטיפים למיניהם:"למה לא עושים יותר???"
התשובה - כי לא ניתן.
אתה לא יכול להתעלם מחוקי הפיסיקה, גם אם אתה בן אדם מאד טוב ומאד משתוקק להציל את האנושות מהתחממות גלובלית, ולעשות רק טוב לכולם.

צריך להעמיד את המציאות מול ההטפות הארסיות של המשיחיים הירוקים שטוענים שרק הרשעות של הקפיטליסטים החזיריים והחברות הנפט הגדולות exxon-mobil - רק זה מונע מאיתנו להגיע לנירוונה של עולם ירוק ונקי.