» «
אנרגיה סולארית
מהי אנרגיה סולארית?



אנרגיה סולארית (Solar energy) היא אנרגיה שמופקת מקרני השמש. זוהי למעשה אנרגיה שִׁמְשִׁית, המהווה כיום את אחת מצורות הפקת האנרגיה החלופית והמתחדשת החשובות ביותר.

את קרני השמש קולטים תאים סולריים. בתהליך פשוט יחסית של המרת החום לאנרגיה חשמלית, מיוצר מהם חשמל נקי, שהוא גם טוב לסביבה, כי הוא חוסך עשן וזיהום אוויר, האופייניים לחשמל הנוצר בשריפת נפט או פחם.

השימוש העתיק ביותר באנרגיית השמש הוא ייבוש הכביסה על חבל, לאור השמש. אך שימושי האנרגיה שמקורה בשמש הם מגוונים הרבה יותר.

הבולטים שבהם הם דודי השמש, המשמשים לחימום מים לצריכה הביתית. יישום של האנרגיה הסולרית החלל ניתן לראות בתחנת החלל הבינלאומית, לה מספקים חשמל, שורות של משטחים פוטו-וולטאים המתנוססים על כנפיים מעליה.

מבנים רבים בעולם מפיקים כיום בעצמם את צריכת החשמל שלהם. הם עושים זאת באמצעות לוחות סולריים, המוצבים על הגג. את האנרגיה הסולרית הזו ניתן לנצל מיד או לאגור להמשך, ובהתאם לצורך - להפיק מהם את האנרגיה מאוחר יותר.


הנה סיפורה של האנרגיה הסולארית:

https://youtu.be/o3hR0uiuCfY


הכרחי לעבור לאנרגיות חלופיות:

https://youtu.be/Ljuyf2EVHyk


כך מייצרים חשמל בפאנלים סולריים (מתורגם):

https://youtu.be/xKxrkht7CpY


בהאיטי מבשלים באמצעות פאנל סולארי המאפשר בישול בשמש:

https://youtu.be/QFbCPM1izaM


וקרני השמש שמייצרות אנרגיה חשמלית:

http://youtu.be/YzbtvGmOYZQ
ספינה סולארית
מהי הספינה הסולארית?



בשנת 2010 יצאה מנמל מונקו יאכטה מוזרה, הספינה הסולארית "טוראנור פלאנט-סולאר" (Turanor PlanetSolar). מטרתה של ספינת הקטאמרן הזו הייתה להקיף את העולם, כשהיא מונעת באנרגיית השמש בלבד.

פחות משנתיים אחר-כך ולאחר שעברה 60,000 קילומטרים, על גבי 3 אוקיינוסים, הפכה ה"טוראנור" בשנת 2012 לספינה הסולארית הראשונה בהיסטוריה שהקיפה את העולם.

יזם בניית הספינה הסולארית המהפכנית הזו הוא מהנדס האלקטרוניקה השווייצרי רפאל דומיאן, המאמין באנרגיה ירוקה ובנחיצות המעבר למקורות אנרגיה לא מתכלים ונקיים. בעקבות גיבורי המסע מסביב לעולם של הסופר ז'ול ורן, החליט דומיאן לצאת למסע חסר-תקדים מסביב לעולם, כשהוא שט על גבי ספינת קאטמרן שמונעת באנרגיה סולארית בלבד.

היתרון של מבנה הקטמרן הוא בכך שבמקום לשוט על הגלים, סירה כזו "חותכת" את גלי הים, כשהיא מונחת בגובה של 8 מטרים, מעל שתי "סירות" צרות, מה שמקטין את שטח המגע שלה עם המים וחוסך אנרגיה רבה. כך יכולה הספינה לנצל את כוחם של 4 המנועים החשמליים שלה היטב, ולגמוא מרחקים עצומים, על אף שטחה הגדול. היא עושה זאת, אגב, במהירות נמוכה מאד של 13 קילומטרים לשעה.

מקור השם "טוראנור" הוא מסינדרין, השפה הידועה מספרי "שר הטבעות". משמעותה המילה שם הוא "כוח השמש".

ביחד עם אימו שטרוכר, שותף גרמני עשיר, בנה דומיאן את הספינה הסולארית שלו וריצף את כולה בלוחות סולאריים, קולטי קרניים שממירים את החום שלהן והופכים אותו לאנרגיה חשמלית.

השניים הקיפו את עצמם בצוות בינלאומי שתרם לבניית ספינה חדשנית, המנצלת את אנרגיית קרני השמש היטב (עם 38,000 קולטי שמש!), מקטינה את המשקל ומשמרת את האנרגיה היטב, כדי שתוכל לשייט גם בתנאים של מזג אוויר בעייתי. הם ניצלו חומרים קלים וחזקים כמו קרבון לבניית הספינה, יישמו פתרונות מזהירים בתכנון וההנדסה של הספינה ויישמו תכנון אווירודינמי יעיל במיוחד.


הנה תכנון הספינה ומסלול ההפלגה הסולרית מסביב לעולם בהילוך מהיר:

https://youtu.be/n7fAnFuvPXU


הסירה הסולארית יוצאת להקיף את העולם:

https://youtu.be/WDN781I7vmc


וסיפור ההפלגה המדהימה הזו, שכולה מבוססת על אנרגיית השמש:

https://youtu.be/lcbFWo00jM4
צבע סולארי
מהו הצבע שיהפוך משטח צבוע לסולארי?



צבע סולארי (Solar paint) הוא החלום של שוחרי הסביבה ויוכל להיות גם הפתרון שיספק לנו בעתיד אנרגיית שמש חינמית בכמויות וללא הגבלה. נסו להזכר כמה יקר להתקין דוד שמש וכמה יקרים קולטי השמש שלו..

באוניברסיטאות שונות וסטרטאפים ירוקים מפותחים בשנים האחרונות צבעים שיכולים להפוך כל משטח לתא סולארי. במילים אחרות, שיהפכו את קרני השמש לאנרגיה חשמלית. חלקם מבוססים על ננו-חלקיקים המכונים "נקודות קוונטום", שיאפשרו את התכונות הנדרשות להמרת אור לאנרגיה.

היתרון ברור. אנרגיה שמקורה בשמש היא אנרגיה מתחדשת, חינמית ודי קבועה בימים שאינם ימי החורף הקשים. נסו לחשוב כמה טפשי זה להשתמש בחשמל, שמקורו בפחם או בגז מתכלים, בארץ חמה עם כל כך הרבה ימי שמש.

החוקרים מעריכים שבעתיד יהפוך הצבע הסולארי הזה למוצר מסחרי ושווה לכל נפש ויאפשר להפוך כמעט כל משטח למקור אנרגיה בריא וירוק.


מדען מסביר את הצבע הסולארי של העתיד:

https://youtu.be/upI7QJis3bY


יש סטארטאפ ישראלי שמפתח מוצר דומה:

https://youtu.be/4R8-ylw0Hf4


וספריי סולארי שיבוא בעתיד:

https://youtu.be/vLTak-gY2jM
כבשן סולארי
מה זה כבשן סולארי?



כבשן סולארי (solar furnace) הוא מתקן שמרכז את קרני השמש כדי להפיק טמפרטורות גבוהות. כדי ליצור כבשן סולארי בונים מבנה הכולל מערך גדול של מראות או מראה פרבולית אחת, שמרכזים את האור על נקודת מוקד קטנה. ריכוז האור בנקודת המוקד יכול להביא את הטמפרטורה בה עד ל-3,000 מעלות צלזיוס.

החום העצום שנוצר בנקודת המוקד של הכבשן הסולארי משמש כדי לחמם מים למערכות חימום מרכזי בארצות קרות, להתיך מתכות כמו פלדה או להפעיל טורבינה להפקת חשמל.

הכבשן הסולארי הגדול בעולם הוא הכבשן הסולארי בגובה 9 קומות שנבנה ב-1970 באודילו שבהרי הפירנאים בצרפת. קראו עליו באאוריקה בתגית "הכבשן הסולארי באודילו".

כיום בונים בעולם יותר מגדלים סולאריים, שבנויים על עיקרון דומה, אבל בצורה חסכונית וקלה יותר להפקת אנרגיה.


הנה הכבשן הסולארי באודילו שבצרפת:

http://youtu.be/k9YfyzJ7S8Q

אנרגיה סולארית

מגדלים סולאריים
אילו מבנים ייצרו חשמל בעתיד?



המירוץ לייצור חשמל ואנרגיה נקיים ולא מתכלים הוא בעיצומו. חברות רבות בעולם מנסות לחשוב על רעיונות יצירתיים לייצור של אנרגיה מהשמש, הרוח והמים.

חברות שונות כבר בנו דגמים בגודל טבעי של איים סולאריים שמייצרים חשמל מהשמש בלבד. איים כאלה ירוצפו בלוחות סולריים, קולטים סולריים של קרני השמש, שימירו את החום של קרני הזמש לאנרגיה חשמלית.

הכוונה היא שאם הדגמים הללו יוכחו ככדאיים, כבר בעשור הבא יתחילו בבניית איים כאלו בלב ים. רעיונות אחרים עדיין בשלב הסקיצות ובדיקת התכנות, ביניהם גשרים לייצור חשמל ומגדלים סולאריים שייצרו אנרגיה מאוויר חם שעולה ואוויר קר שיורד.


הנה התכנית של איים סולאריים לייצור חשמל:

http://youtu.be/D1XyR3YOVZQ


אבטיפוס של האי הסולארי כבר נבנה:

http://youtu.be/TcC3WHkAnuM


גשרים שיוכלו להיות תחנות כוח של ממש:

http://youtu.be/TkaPjhYuPtQ


ואולי הפתרון הוא מגדלים סולאריים בגובה של קילומטר:

http://youtu.be/0tWlP0knKQU
מכונית סולארית
מהי המכונית הסולארית?



האם ראיתם פעם את אבא או אמא מתעצבנים על מחירי הדלק הגבוהים? - ובכן, זכרו לומר להם שייתכן שבעתיד הקרוב הם יוכלו לנסוע על אור השמש..

המכונית הסולארית (Solar car), ודאי כבר הבנתם, נוסעת על אנרגיה שהיא צוברת מאור השמש. זוהי מכונית שהתאים הפוטו-וולטאיים שעל גגה ממירים את אנרגיית השמש לאנרגיה חשמלית. אנרגיה זו מאפשרת לה נסיעה חסכונית וירוקה, כלומר כזו ששומרת על הסביבה. בלי דלק ואפילו בלי חשמל מתחנות הכוח המזהמות.

מכוניות סולארית, רכבים סולאריים, או איך שלא תרצו לקרוא להם - כיום הטכנולוגיה הסולארית עדיין לא מספיקה לנסיעה של מכונית שמתבססת רק עליה. הסיבות הן מחירה היקר של התשתית הסולארית, השטח הרב שהתאים הסולאריים הדרושים לנסיעה סבירה תופסים על המכונית וכמובן העובדה שבימים שאין בהם שמש המכונית פשוט לא תיסע.

לכן המכוניות הסולאריות שקיימות בימינו הן מכוניות היברידיות. כלומר, הן משלבות כמה מקורות אנרגיה, שניתן להחליף ביניהם על פי המצב. בימי שמש הן משתמשות בחשמל מקרני השמש ונוסעות למרחקים של יותר מ-100 קילומטרים ואפילו מהר יחסית. בימי עננות, בחורף ובלילה, הן נוסעות על דלק רגיל.

הרכב ההיברידי-נטען שהציגה חברת פורד בשנים האחרונות, מטעין בקרני השמש את סוללות מנוע העזר החשמלי וכך מאפשר נסיעה בעיר ובנסיעות קצרות. למרחקים גדולים יותר, הוא משלב נסיעה חשמלית ונסיעה מבוססת דלק ומצליח להגיע לטווחי נסיעה מצוינים של 1000 קילומטרים!


הנה הלייט ייר - מכונית סולארית שניצחה את המתחרות שלה ומצליחה להפוך למוצר נמכר גם אם יקר (עברית):

https://youtu.be/zz3llJT7qxs


כך פועלת מכונית סולארית:

http://youtu.be/7CBod7xTGeI


רכב סולארי ישראלי שגם הוא היברידי, עם סוללה נטענת בנוסף לשמש (עברית):

https://youtu.be/1qIlnEI4wKc


מכונית מרוץ סולארית שמגיעה למהירות של 140 קילומטרים לשעה:

http://youtu.be/pYtWl0TtaKU


תחרות למכוניות מירוץ סולאריות:

http://youtu.be/dD9sfBGTXCw


הרכב הסולארי היברידי של חברת פורד:

http://youtu.be/Fc2rZC4vSqQ


ורכב סולארי קל שבנה מהנדס לבדו בבית:

http://youtu.be/ir89zC8QIDg
אנרגיית השמש
איך מפיקים אנרגיה מקרני השמש?



קרני השמש יכולות לשמש לייצור חשמל. תאים סולאריים קולטים את קרני השמש ומייצרים מהן חשמל.

בשנים האחרונות, מתקינים אנשים רבים על גג ביתם קולטים סולאריים ומייצרים חשמל. את החשמל הם מוכרים לחברת החשמל. כך ניתן לייצר חשמל נקי יותר ולחסוך עשן וזיהום אוויר משריפה של הנפט או הפחם, היקרים והמזהמים יותר.

באמצעות המרה של המתח והזרם הדרושים למכשירים חשמליים, מאפשר החשמל שמייצרים מהפאנל הסולארי להפעילם.

את החשמל המופק מהשמש ניתן גם להמיר לזרם חילופין, הזהה למתח המסופק על ידי חברת החשמל ברשת החשמל שלה. רבים מבעלי קולטים הסולריים הללו מקבלים בעבור "החשמל שלהם" תמורה כספית.


#איך הופך אור השמש לחשמל בתאים הסולאריים?
ייצור החשמל על ידי תאים סולארים כאלה ממיר את האור הפוגע בתא הפוטו-אלקטרי לחשמל. התהליך הוא מעניין:

התא הפוטו-חשמלי הזה מורכב משני חומרים שונים. אם מחברים לשני החומרים הצמודים הללו מוליכים חשמליים, מקבלים זרם חשמלי.

פגיעה של פוטונים בעלי אנרגיה בחומר שנקרא סיליקון, למשל, מביאה מטענים חשמליים חיוביים ושליליים לעבור ממצב סטטי למצב דינמי. כך נוצר זרם ישר.

כך נוצר החשמל בתאים הסולאריים, באמצעות האפקט הפוטו-וולטאי, שגורם לפליטת אנרגיה חשמלית.


כך יכולות קרני השמש לייצר אנרגיה חשמלית (עברית):

http://youtu.be/YzbtvGmOYZQ


מעט ממה שעוד תאפשר לנו אנרגיית השמש, אם ננצל אותה כראוי (מתורגם):

http://youtu.be/S6QJtado9dw


וזו כבר כימיה - מה יקרה אם נביא חלק מהשמש לכדור הארץ (מתורגם):

https://youtu.be/J0ldO87Pprc?long=yes
אנרגיה חלופית
מה זו אנרגיה חלופית?



אנרגיה חלופית (Alternative energy) היא אנרגיה שמיוצרת בתהליכים שאינם פוגעים בסביבה. זוהי אנרגיה ממקור חלופי, שהוא בלתי מתכלה.

הפחם והגז הם מקורות המבוססים על דלק מאובן, שאריות פריסטוריות של צמחים ובעלי חיים קדומים ששקעו ונרקבו. הם מוגבלים בכמותם בכדור הארץ. המקורות החלופיים לעומתם, הם אינסופיים.

מקור חלופי לאנרגיה הוא גם נקי יותר מאשר יצור אנרגיה ממקורות מתכלים ומזהמים. אם משתמשים בחומרים כמו פחם וגז, תהליך הזיקוק והשריפה שלהם מזהם את הסביבה מאד. התהליכים הללו הם בלתי נמנעים בשימוש במקורות אנרגיה כאלה. לכן האנרגיה החלופית עדיפה לאדם ולסביבה.

מה שמקשה על האנושות לעבור לאנרגיות חלופיות וכמובן אנרגיות ירוקות הוא חוסר היכולת נכון להיום, לאגור את האנרגיה הזו לזמנים בהם השמש לא זורחת והרוח לא נושבת. אם אינך יכול לשמור את החשמל שצברת מהשמש הקיצית עד לעונת החורף, איך תסתדר בלי פחם או גז בחורף הקר?

זו השאלה הגדולה וזה האתגר הטכנולוגי בגדול ביותר של זמננו, בהם ברור שמשבר האקלים לא יסתיים מעצמו והשעון מתקתק.

בין סוגי האנרגיה החלופית ניתן למצוא את האנרגיה הסולארית, את אנרגיית רוח, אנרגיית המים, אנרגיה זמינה מדלקים ביולוגיים, אנרגיה שנוצרת ממשאבי החום שבכדור הארץ, אנרגיית גאות ושפל שמנצלת את שינוי גובה פני הים להפעלת טורבינות ליצירת חשמל ועוד.


הנה החזון הנפלא של אנרגיה שלא הורסת את העולם (מתורגם):

https://youtu.be/_6gV8Fzszjg


דוגמאות לשתי שיטות של אנרגיה חלופית (עברית):

http://youtu.be/OOilTP0lJag


הקושי הגדול למעבר מלא לאנרגיה החלופית הוא אגירת האנרגיה (עברית):

https://youtu.be/DhCMYteuM3o


על האפשרויות שגלומות בפיתוח האנרגיה הסולארית:

https://youtu.be/NDZzAIcCQLQ


והעתיד של מקור האנרגיה החלופית עשוי להיות בחלל:

https://youtu.be/1JHY4KLz4M4


הליוסטט
מהו הליוסטט?



הליוסטטים (Heliostats) הם מראות קעורות, שמאפשרות ייצור של חשמל מקרני השמש. המראות הללו עוקבות אחרי השמש על ידי תנועה לזוויות שונות, כך שיכוונו בכל שניה את קרניה בצורה הטובה ביותר לעבר מגדל סולארי. המגדל הסולארי ממיר את הקרניים שמופנות אליו מההליוסטטים לחשמל, לרוב על ידי חימום מים ויצירת קיטור.

כל הליוסטט (Heliostat) עוקב בנפרד אחר מיקום השמש ביחס אליו, באמצעות תוכנת מחשב המחשבת את מיקומו המדויק ומסובבת אותו כך שיכוון את קרני השמש לכיוון המגדל. הנתונים שבהם משתמשת התוכנה הם מיקום המראה עצמה על פני כדור הארץ ומיקומו של המגדל הסולארי שאליו יכוונו הקרניים. אלה נבחנים באלגוריתם ממוחשב, על פי הזמן המדוייק בחלקי שניות ומערכת הבקרה הממוחשבת מסובבת את ההליוסטט ומכוונת אותו בזווית הנכונה לשיגור קרני השמש אל המגדל הסולארי. לפי הוראת המחשב מניעים מנועים חשמליים את המראה בצידוד והגבהה לזווית המדויקת והאופטימלית שאליה היא צריכה לפנות.

כמובן שזה קורה בו-זמנית באלפי הליוסטטים שסובבים את המגדל הסולארי. הקולטים הנעים הללו מנצלים את קרני השמש ומאפשרים יצירה של יותר חשמל, ביעילות גדולה יותר ובשטחים קטנים יותר מאשר אלו הנדרשים לחוות קולטים גדולות או לריצוף גגות בקולטים רגילים. חוות הליוסטטים כזו מבטיחה את הניצול המרבי של קרני השמש ליצירת חשמל, בכל שעה ביום ובשנים האחרונות גם בלילה.


הנה המגדל הסולארי הראשון בעולם שמייצר חשמל 24 שעות ביממה:

http://youtu.be/14F1sW7U7GM


מגדל השמש שבנגב שלנו, עם 50 אלף הליוסטטים, הוא הגדול ביותר בעולם:

https://youtu.be/No12saDyyoU


ההליוסטטים, כלומר המראות ששולחות את קרני השמש אל המגדל הסולארי:

http://youtu.be/LMWIgwvbrcM


כך מסתובב הליוסטט ממוחשב:

http://youtu.be/RSjefWkZAzI


והליוסטט פשוט עובד כך:

http://youtu.be/AiwAFCa5CEI
מהו המגדל הסולארי?



"מגדל השמש", תחנת כוח תרמו-סולארית, או המגדל הסולארי (Solar tower), הוא מגדל שתפקידו לנצל את אנרגיית השמש להפקת חשמל. סביב המגדל הסולארי מוצבות אלפי מראות קעורות, העוקבות אחרי השמש (הליוסטטים) כל הזמן, קולטות את אורה ומרכזות את הקרניים לעבר המגדל.

במרכז המגדל הסולארי מומרת האנרגיה העצומה שנאגרת מקרני השמש לקיטור, שמיוצר מחימום המים ומומר לאחר מכן לחשמל.

תפוקת המגדל הסולארי משתנה בהתאם למספר ההליוסטטים, כלומר המראות ששולחות אליו את קרני השמש. יש מגדלים סולאריים שמסביבם מוצבים עשרות אלפי מראות מתכווננות כאלה.

בשנים האחרונות הוקמה בנגב תחנת הכוח התרמו-סולארית הגדולה ביותר בעולם.


הנה מגדל סולארי שהוקם בנגב בכדי לייצר חשמל באמצעות כוונון של קרני השמש (ללא מילים):

https://youtu.be/EUOfpgVDqdM


הסבר על תחנת הכוח התרמו-סולארית העצומה שבנגב (עברית):

https://youtu.be/n7e65NONaME


הסבר באנגלית:

https://youtu.be/0OkqJw1oTMk


אולי הפתרון הוא מגדלים סולאריים בגובה של קילומטר:

http://youtu.be/0tWlP0knKQU


ההסבר המדעי של המגדלים הללו:

http://youtu.be/2japP5d0qCI


דגם שמסביר את זה יפה:

http://youtu.be/rMMlmqohOJs


דיון על הטכנולוגיה של המגדלים הסולאריים:

http://youtu.be/8sLej0oD1Ak


והחווה הסולארית הגדולה Ivanpah שבמדבר מואבי בקליפורניה:

https://youtu.be/JHNPKue1lyo
מה יהיו הדרכים הסולאריות?



דרך סולארית (Solar road) היא רעיון "פורץ דרך", לדרך, שלכל אורכה תהיה מורכבת מפאנלים סולאריים, לוחות הקולטים את אור השמש וממירים אותו לחשמל. על הלוחות הסולאריים הללו ניתן לצעוד ולנסוע עם מכוניות ומשאיות, הם אינם נשברים בקלות, שכן הם מצופים בזכוכית מחוסמת שחוזקה הוא גדול בהרבה מאספלט של כבישים, מבטיחים לשרוד מיליארדי שנים ויש להם יתרונות שונים נוספים.

למשל העובדה שהם יכולים לכלול נורות לד, שיאירו את הדרך לכל אורכה, או החימום שמותקן בהם, בכדי למנוע הצטברות של שלג וקרח על הכביש בחורף. יש בהם יכולות תקשורת, בינם לבין עצמם, בינם לבין מרכזי בקרה ועם מכוניות שנוסעות עליהם.


הנה טכנולוגיית הדרך הסולארית:

https://youtu.be/YQba3ENhlKA


הטכנולוגיה:

https://youtu.be/qlTA3rnpgzU


בצרפת היו הראשונים לסלול דרך סולארית:

https://youtu.be/I7H2qPZZwa4


החברה הזו כבר פיתחה את הקולטים הסולאריים כך שיציגו תמרורים וצבעים על הדרך:

https://youtu.be/-n7R6I5Q5uY


ויש גם שיטה מעניינת ליצירת חשמל מהנסיעה בכביש:

https://youtu.be/MraQUltjkQ8
האם מכונית השמש תסייע למאבק במשבר האקלים?



היא הבטיחה אבל לא הצליחה. מכונית השמש המרהיבה של חברת "סטלה" (Stella Lux Sun car), שם שהוא עצמו היה סוג של טייק אוף על שמה של ה"טסלה" החשמלית, הייתה מכונית השמש מהראשונות הבשלות בעולם המוטורי ומהטובות שבהן בתקופתה.

אמנם כבר בשנת 1978 הופיעה מכונית השמש הבכורה, הרכב הסולארי הראשון, אבל בהמשך הלך והסתבר שהבעיות בפיתוח הזה משמעותיות במיוחד.

מהבעיה המיידית של מה עושה רכב סולארית בימים מעוננים שבהם אין שמש ועד לסוגיות כמו טווח הנסיעה של אנרגיית השמש שיכול לאגור רכב כזה לנסיעות ארוכות.

את שתי הבעיות פתרו בכך שבהווה מדובר כמעט תמיד על רכב היברידי, המתבסס גם על טעינה חשמלית וגם על אגירת אנרגיה מקרני השמש.

כך הצליחה לדוגמה מכונית השמש ההיברידית "סטלה", לנסוע 800 ק"מ בין טעינות, במהירות של רכב רגיל ובזכות קרני השמש שאפשרו את ההגדלה הנאה של הטווח הרגיל שמאפשר רכב חשמלי.

מכל מקום, בשנים האחרונות מצליחות מתחרות חזקות יותר לנצח בזירה הזו. למשל הלייט ייר - מכונית סולארית מרשימה, שהצליחה לנצח את המתחרות שלה ולהפוך ממכונית קונספט למוצר שממש נמכר, גם אם ביוקר רב.

או ה"סונו סיון" שהפכה את הלוחות הסולריים לחלק מגוף הרכב ומבטיחה להימכר בגרושים ביחס למתחרותיה היקרות כל כך.

אז תמיד היו גם כלי רכב סולאריים משעממים, שניסו לעשות את העבודה גם בלי לרגש וגם כאלו שנראו כאילו באו מהעתיד. כמו רכב האפטרה (Aptera) האמריקאי, שכמו נלקח מהעתיד ומבטיח להציע שינוי נהדר. הוא מביא איתו גם בשורה עיצובית וגם יכולת מוטורית לא קטנה.

בכך מקווה האפטרה העכשווית והעתידנית לשלב את כל מה שאמריקה חולמת - גם רכב מרגש, מעוצב כמו מהחלל וכזה שאין לשכנים וגם אחד שמבטיח שביום יום הוא לא יצטרך תחנת הדלק.


הנה סקירה של מכוניות סולאריות עכשוויות וה-DIY הישראלית (עברית):

https://youtu.be/1qIlnEI4wKc


סטלה לוקס - רכב השמש הגרמני שלא הגיע לקו המטרה:

https://youtu.be/1vTKnwsYPxA


הלייט ייר - מכונית סולארית שניצחה את המתחרות שלה ומצליחה להפוך למוצר נמכר גם אם יקר (עברית):

https://youtu.be/zz3llJT7qxs


ה"אPטרה" האמריקאית שהופכת כסף לזהב, עם יכולות ועיצוב מפעימים:

https://youtu.be/W8RYs9OcycQ


ה"סונו סיון" בה הלוחות הסולריים הם חלק מגוף הרכב והמחיר נמוך להרהיב:

https://youtu.be/4AmykB6Gpho


ובחזרה לעבר - מכונית השמש הראשונה בהיסטוריה (עברית):

https://youtu.be/8dhBEMopItQ
איך פועלים פאנלים סולאריים?



רבים כבר יודעים שבניגוד לייצור חשמל מנפט וגז, שיש אותם בכמות מוגבלת בעולם ושייצור חשמל מהם נעשה בתהליכים הרסניים לכדור הארץ, ייצור של חשמל מקרני השמש הוא נקי, לא מזיק וטוב הרבה יותר.

פאנלים סולאריים (solar panels), אותם לוחות סולאריים שעל הגג או במקומות שונים לייצור חשמל, מאפשרים ליצור חשמל זול, בריא ורב,שאינו מבזבז משאבים מתכלים ואינו מזהם את כדור הארץ.

ייצור חשמל על ידי תאים סולאריים מבוסס על אפקט פוטו-וולטאי, ההופך את קרני השמש לחשמל. האפקט הזה מדבר על אור הפוגע בתא פוטו-חשמלי, שמורכב מחומרים המאפשרים להמיר את קרינת השמש לאנרגיה חשמלית. חיבור מוליכים חשמליים לשני החומרים הצמודים הללו ממיר את האנרגיה הזו לזרם חשמלי.

מבחינה מדעית, אם נפשט את התהליך, ייצור חשמל בשיטה זו מתבסס על כך שפגיעה בסיליקון, של פוטונים בעלי אנרגיה, המצויים בקרני השמש, גורמת למטענים חיוביים ושליליים, המצויים בחומר, לעבור ממצב סטאטי למצב דינאמי וליצור זרם חשמלי. אחרי המרה לזרם חילופין שמשמש ברשת החשמל של חברת החשמל, משמש החשמל הזה במערכת החשמל הרגילה.

אז התאים הסולאריים קולטים את קרני השמש, שעומדות לרשותנו בכמות לא מוגבלת, ומייצרים מהן חשמל. בכך הם מאפשרים לייצר חשמל נקי ובריא יותר, לחסוך ים של אנרגיה הדרושה להפקת נפט וגז מהאדמה ולמנוע עשן וזיהום אוויר משריפה של הנפט או הפחם, היקרים והמזהמים יותר.


כך מייצרים חשמל בפאנלים סולריים (מתורגם):

https://youtu.be/xKxrkht7CpY


פעולת הפאנל הסולארי (עברית):

https://youtu.be/H0PaPTVhpjo


כך קרני השמש מייצרות אנרגיה חשמלית (עברית):

http://youtu.be/YzbtvGmOYZQ


חברה ישראלית שמייצרת פאנלים סולריים קלים, גמישים וחדישים (עברית):

https://youtu.be/rVJocBVIssI


ומעט ממה שתאפשר לנו בין השאר אנרגיית השמש, אם ננצל אותה כראוי (מתורגם):

http://youtu.be/S6QJtado9dw
איך אגירת אנרגיה תפתור את משבר האקלים?



המצבר, אותו מתקן פשוט ויעיל, שאוגר חשמל ושומר אותו לשעת הצורך, שינה לחלוטין את חיינו בעידן המודרני. אין מכשיר המשמש אותנו כשאנו ניידים, שאינו מופעל על ידי מצברים כלשהם.

אבל מצברים כאלו הם מוגבלים. הם קטנים ומשמשים לאגירת כמויות קטנות של חשמל ולא יכולים לאגור אנרגיה בכמות שתאפשר יותר.

הצורך באגירת אנרגיה (Energy storage) בימינו הוא עצום. הוא הכרחי בעידן ההתחממות הגלובלית, עידן בו נעשים מאמצים לעבור לאנרגיות חלופיות ונקיות במקום האנרגיות המזהמות והמתכלות כמו פחם, דלק וגז.

ובעידן הזה מורגש יותר מתמיד חסרונם של מצברים או פתרונות אגירה של אנרגיה ירוקה בכמויות ענק.

למעשה, מה שמקשה יותר מכל על האנושות לעבור לאנרגיות חלופיות, ובמיוחד לאנרגיות נקיות, הוא חוסר היכולת הנוכחית לאגור את האנרגיה הירוקה והעצומה שניתן לייצר באמצעים הללו, לזמנים בהם השמש לא זורחת או שהרוח לא נושבת.

כי טורבינות רוח ענקיות, חוות ענק סולאריות המייצרות חשמל מאור השמש, סכרים עם טורבינות מים שמפיקות חשמל מכוח המים הזורמים וכדומה - כולם טובים ומייצרים חשמל בנדיבות, אבל איך נשמור ונאגור את החשמל שהם מייצרים ללא סוג מתאים של מצברים או אמצעי אגירה כלשהם?

הרי אם אינך יכול לשמור לחורף את החשמל שצברת מהשמש הקיצית, איך תסתדר בלי פחם או גז מזהמים בחורף הקר?

זו השאלה הגדולה וזה האתגר הטכנולוגי הגדול ביותר של פיזיקאים וממציאים בזמננו, כשברור שמשבר האקלים לא יסתיים מעצמו, שהשעון מתקתק וממש לא לאיטו.

חברות טכנולוגיה מנסות לפתח את האמצעים הללו, שיצילו במידה רבה את העולם. בעולם משתמשים באנרגיה הנותרת מעודף הייצור הירוק, כדי להחזיר את המים בחזרה למאגר העליון. זה יאפשר להשתמש בהם שוב כשיהיה צורך בחשמל רב, אבל מחייב מערכות עצומות ויקרות ושטחים נרחבים.

בישראל פועל מיזם פורץ דרך שכבר הוכיח את יכולתו באגירת החשמל לסלעים אבל נתקל בבירוקרטיה מרגיזה שמונעת פתרון ארצי והפיכה למעצמה המובילה בתחום. בפינלנד מפתחים טכנולוגיה שבה יאגרו את חום השמש בחול, עד לשימוש בו בעונת החורף. נקווה לטוב.


הנה כתבה מצוינת על הצורך באגירת אנרגיה בעולם המתחמם (עברית):

https://youtu.be/DhCMYteuM3o


ישראל הפכה בשנים האחרונות למעצמת אגירה (עברית):

https://youtu.be/DGJYEf30GcY


פטנט ישראלי לאגירת חום בסלעים הוא מוצלח ומבטיח (עברית):

https://youtu.be/-6Rzs5mrEqs


אגירת מים קרים בלילה כפתרון למיזוג חסכוני של בניינים בשעות היום (עברית):

https://youtu.be/GRd-2iTQJDQ


האם אלה מצברי העתיד?

https://youtu.be/ZXo66rawpHQ?long=yes


אולי ים יוכל לשמש לאיחסון של אנרגיה?

https://youtu.be/gd1fTJ-csio?long=yes


וסרטון תיעודי על הצורך הגדול בפתרונות אגירת אנרגיה למעבר לאנרגיה חלופית:

https://youtu.be/EoTVtB-cSps?long=yes
מהי קפסולת המגורים המקיימת את עצמה?


ה"אקו קפסולה" (Ecocapsule) היא מבנה מגורים, בצורת ביצה, המציע סוג של מענה לבעיות הדיור של רבים בעולם. יתרונו הראשוני והבולט ביותר הוא שניתן למקמו בכל מקום, גם ללא חיבור לרשת החשמל או המים. עם היכולת להסיע את הקפסולה כקרוואן, תוכלו לחיות בה בכל מקום שתרצו, גם בטבע ואף ללא החשבונות שיש לשלם.

מבני ה"אקו-קפסול" נועדו לתפוס מרחב מינימלי לספק למשתכן בהם מקסימום נוחות ואחסון ובו בזמן לתפוס מרחב מינימלי. יתרונם הוא בכך שהם לגמרי מקיימים את עצמם. עם זאת, הקפסולות הללו מבוססות לגמרי על אנרגיה חשמלית.

בית הקונספט הקטן, שמייצרת חברת Nice Architects הסלובקית, מאפשר לדייר לחיות במה שמנסה להיות סוג של מינימליזם מקסימלי. ה-“Ecocapsule” דמוי הביצה מכיל שלל רעיונות ידידותיים לסביבה ולמתגוררים בו. צורתה העגלגלה של הקפסולה משמרת אנרגיה טוב יותר ומאפשרת לאגור מי גשם וטל מהלילה לשימוש חוזר.

בצד החשמל יש טורבינת רוח גדולה, הסובבת מעל הקפסולה ואוגרת כמעט 10 אלפים ואט בשעה ועד לפאנלים הסולאריים שמספקים את שאר החשמל הדרוש ליום יום ולקיום עצמי של 100 אחוזים. מצבר גדול, האוגר את האנרגיה העודפת לשימוש מאוחר ובידוד תרמי המגן ממזג אוויר קשה משלימים את התמונה.


הנה הקפסולה שמקיימת את עצמה לגמרי:

https://youtu.be/rvsUAukQE_8


והצצה שקטה:

https://youtu.be/n5RGM5osphA
מהם תאים סולאריים?



תא סולארי המבוסס על אנרגיה פוטו-וולטאית הוא התקן סולארי שמפיק אנרגיה חשמלית ישירה על ידי קליטת הקרינה האלקטרומגנטית של השמש, כלומר האור שלה. כיום עושים שימוש בלוחות סולאריים לייצור חשמל באופן פרטי ואף באופן מסחרי.

מיקום של לוחות סולריים על גג הבית מאפשר לייצר חשמל מאור השמש ואף למכור אותו לחברת החשמל. בעלי מבנים גדולים או שטחים להקמת חוות סולאריות משקיעים כיום כסף רב ומרכיבים מערכות סולריות על הגגות או בשטחים הפנויים ומוכרים את החשמל לחברת החשמל.


כך משמשים התאים הסולאריים לייצור חשמל באופן פרטי על גג הבית (עברית):

http://youtu.be/SHjmKPLJJ4U


דרך פעולת הפאנלים הסולאריים (מתורגם):

https://youtu.be/xKxrkht7CpY


פרסומת לפאנלים סולאריים לגג הבית (עברית):

http://youtu.be/mAvjT1QKJTI


ובעלי מבנים גדולים המנצלים את האפשרות להתקין גגות סולאריים ולהרוויח כסף מהגג שלהם (עברית):

http://youtu.be/oYjYTx6Qilg
מהו הרובר שחקר את קרקע המאדים?



הרובר "ספיריט", רובוט מונע מרחוק, הוא כלי רכב חללי שהונחת לכוכב המאדים למטרות מחקר בשנת 2004. ביחד עם רובוט נוסף שנשלח עימו, האופרטוניטי, הוא חקר והעביר מידע רב וחשוב לסוכנות החלל האמריקאית נאס"א. בין השאר הוא חקר את הגאולוגיה של מארס ואת הרכבי הסלעים שבו.

את האנרגיה שלו קיבל הרובר "ספיריט" מלוחות סולאריים שהותקנו עליו. בשנת 2007 אף גרמה סופת חול שהתרחשה על המאדים לחסימת הלוחות הסולאריים מהשמש ולהפרעה ביצירת אנרגיה מאור השמש. בנס של כמעט הרגע האחרון נפסקה הסופה ולא גרמה לנזקים של ממש לרוברים.

בשנת 2009 נתקע הרובר באדמה טובענית על קרקע הכוכב ולאחר נסיונות של חודשים רבים לחלצו משם, באמצעים שונים ומרתקים, הוכרז על ידי נאסא שאי אפשר לתקנו עוד והקשר עימו אבד. בשנת 2010 הרובר הפסיק לשדר סופית ממאדים. הוא פעל משך זמן של פי 25 ממה שתוכנן לבצע והצליח לבצע 5 משימות נוספות לזו שמילא בהתחלה!


הנה סיפורו של הרובר:

https://youtu.be/0LfwUGz30Tw


כך נראית הגעת הספיריט למאדים:

http://youtu.be/XRCIzZHpFtY


והמסוק שמצלם מלמעלה ושולח את התמונות אל הרובר:

https://youtu.be/CfBogLbeZJ4


מי המציא את דוד השמש?



דוד שמש הוא מוצר פופולארי בבתי ישראל. הוא חוסך כסף רב על חימום המים והוא מההמצאות הבולטות בתחום הסולארי - בתחום החשוב של ניצול קרני השמש ליצירת אנרגיה.

הראשון שבנה סוג קדום של דוד שמש היה חוקר שוויצרי שב-1777 עשה זאת, אך לא ידע להפוך את המצאתו למוצר של ממש.

200 ומשהו שנה אחר כך, לא רבים יודעים שמי שהמציא את דוד השמש, כפי שאנו מכירים אותו, הוא חוקר ישראלי בשם פרופסור צבי תבור מהאוניברסיטה העברית בירושלים.

המדען הישראלי, שעלה לארץ מאנגליה בתחילת שנות ה-50, החליט להתרכז במחקר שילמד אותו כיצד ניתן לנצל את מקורות האנרגיה הטבעיים שקיימים בארץ.

הוא התמקד במחקר על אנרגיה סולארית וכיצד ניתן לנצלה לשימושים הכרחיים, בבית למשל.

ממצאיו של צבי תבור הובילו די מהר לפיתוחו של דוד השמש הסולארי, שבלעדיו אי אפשר כיום לדמיין כמעט שום בניין ישראלי ורבים מהבתים בעולם.


הנה סיפורו של צבי תבור מפיו:

http://youtu.be/9j8jAMR80jE?t=18s


וההמצאה הישראלית המופלאה שלו - דודי השמש (עברית):

https://youtu.be/Rd6P8lVgU4Y
מהו המטוס שמונע על אור השמש?



ממש כמו לפני 100 שנה, שוב יוצאים טייסים אמיצים לעשות צעד גדול לעולם התעופה.

המטוס הסולארי ''סולאר אימפולס 2'' המריא למשימת הקפת העולם, כשהוא מונע ללא דלק. זהו מטוס שכל האנרגיה שלו מבוססת על אור השמש.

המטוס הסולארי הזה נושא לא פחות מ-17 אלף תאים סולאריים, שיספקו כוח, הן לארבעת המדחפים וגם להטענת 4 מצברים גדולים, שמיועדים לאפשר למנועים להמשיך לפעול בלילות.

עם מוטת כנפיים עצומה של 72 מטרים, גוף קל שעשוי מסיבי פחמן קלים ומנועים חלשים יחסית, התקווה היא שמזג האוויר יאפשר למטוס להשלים את המשימה ולהוכיח את האפשרויות שמציעה השמש לעולם התעופה.

המטוס השוויצרי המריא מאבו דאבי ויצא להקפה סביב העולם, טיסה במרחק של 35 אלף קילומטר. מפתחי המטוס הראשיים, השווייצרים אנדרה בורשברג וברטרנד פיקאר, יטיסו את המטוס לסירוגין.

השניים מקווים להוכיח שאנרגיית השמש תאפשר למטוסי העתיד לחסוך דלק ולשמור על הסביבה. הם אמורים לצלוח את האוקיינוס האטלנטי ואת האוקיינוס השקט, משימה שלבדה תיקח לפחות 5 יממות.


הנה סיפורו של המטוס הסולארי "הסולאר אימפולס 2" (עברית):

https://youtu.be/4_nrf_CvneI


המשך עלילותיו בהגיעו לסן פרנסיסקו:

https://youtu.be/IvE9l0CL21I


הסיפור שלו כולו:

https://youtu.be/i_QUPJZMAb4


יוצא למשימתו הגדולה:

https://youtu.be/Oeh0L_FKyMo


וכתבה בתכנית הטלוויזיה "60 דקות" על המטוס הסולארי הראשון שמקיף את העולם:

https://youtu.be/T43LTodCxHE?long=yes
איך יטוסו חלליות העתיד לכוכבים רחוקים?



טיסות החלל מתבצעות באמצעות חלליות שמונעות בדלק נוזלי רב. חללית חייבת לשאת דלק רב למסע ארוך בחלל. לא רבים יודעים שהחללית הראשונה שהביאה אסטרונאוטים אל הירח כמעט ונכשלה בגלל מחסור בדלק. האסטרונאוטים שנחתו בנחתת על הירח התקשו למצוא מקום טוב לנחיתה, והדלק הלך ואזל במיכלים. כשנחתה לבסוף הנחתת "איגל" על קרקע הירח, נותר במנועה דלק ל-20 שניות טיסה בלבד.

מקרה זה מדגים עד כמה רגישות משימות כאלה בחלל. שימוש באנרגיה גרעינית להפעלת מערכות החללית היה אולי אפשרי, אבל מסוכן מחשש לקרינה.

שימוש באנרגיה מקולטי שמש הוא כנראה העתיד של הנעה לחלליות העתיד. החללית Juno שטסה לכוכב הלכת צדק, מרחק של 800 מיליון קילומטרים, כבר טסה עם הנעה סולארית כזו. טיסות מאוישות יצטרכו התאמות, הן בהספק החשמלי שלהן והן במערכת כפולה, לצורך גיבוי של תקלה במערכת הראשית.


הנה התכנון של טיסות רחוקות בחלליות מאוישות:

http://youtu.be/js1r4stQbXs


חלליות העתיד כפי שרואה אותם סטיבן הוקינג, שינועו בזמן, אל העתיד:

http://youtu.be/YzMrNFd4oOk


המערכות הסולאריות של החללית ג'ונו:

http://youtu.be/YthXivgXTaM


וסרט תיעודי על חלליות בעתיד וטכנולוגיות לתנועה בחלל שיבשילו בעתיד:

https://youtu.be/ecSt6hsliGQ?long=yes
מה קרה לנחתת החלל פילאה?



נחתת החלל "פילאה", שנשלחה מהחללית "רוזטה" לנחות על השביט צ'וריומוב גרסימנקו P67, לא הצליחה להיאחז במקום הנחיתה ולכן קפצה מספר פעמים עד שהצליחה להתמקם סופית על צ'ורי, כינוי החיבה של כוכב השביט הקטן. המדענים מסוכנות החלל האירופית היו בטוחים שמשימת המחקר עומדת להתחיל, אך במהרה הם הבינו את הקושי במיקום - בניגוד לתכניות, "פילאה" חנתה ליד צוק גבוה שהסתיר לה את אור השמש. בלי אור השמש, ידעו החוקרים, יתרוקנו במהירות הסוללות הסולאריות, שנטענות מאור השמש.

ואכן, הסוללות המתרוקנות אפשרו לנחתת רק כמה שעות של מחקר. נחתת החלל הספיקה לפעול בהיקף מלא רק זמן קצר. בין השאר העבירה צילומים על צבעו האדום של השביט (בניגוד לסברות שצבעו אפור) והספיקה לבצע מעט בדיקות. מאז היא ממשיכה בפעילות נמוכה, שכן התאים הסולאריים נחשפים לאור השמש רק כשעה וחצי ביום בלבד. משימות המחקר שלה נפגעו אבל מתבצעות לאיטן.


הנה הנחיתה של הפילה על כוכב השביט:

http://youtu.be/xCo8GB6Q37I


תכנית הנחיתה המקורית של הפילאה אמורה הייתה לירות ברגי התחברות לקרקע ולא הצליחה:

https://youtu.be/uI7D7FGh7cY


ועל החשיבות של בחירת מקום הנחיתה הנכון, מה שהפך אכן לבעיה:

http://youtu.be/KiYLqX20I74
מהו "זהב השוטים" ולמה הוא שווה הון?
מהו העץ הסולארי?
איפה הכבשן הסולארי הגדול בעולם?
איך בעתיד ייצרו חשמל בחלל?
כיצד דודי השמש מייצרים מים חמים?


אֵאוּרִיקַה - האנציקלופדיה של הסקרנות!

העולם הוא צבעוני ומופלא, אאוריקה כאן בשביל שתגלו אותו...

אלפי נושאים, תמונות וסרטונים, מפתיעים, מסקרנים וממוקדים.

ניתן לנווט בין הפריטים במגע, בעכבר, בגלגלת, או במקשי המקלדת

בואו לגלות, לחקור, ולקבל השראה!

אֵאוּרִיקַה - האנציקלופדיה של הסקרנות!

שלום,
נראה שכבר הכרתם את אאוריקה. בטח כבר גיליתם כאן דברים מדהימים, אולי כבר שאלתם שאלות וקיבלתם תשובות טובות.
נשמח לראות משהו מכם בספר האורחים שלנו: איזו מילה טובה, חוות דעת, עצה חכמה לשיפור או כל מה שיש לכם לספר לנו על אאוריקה, כפי שאתם חווים אותה.