שינויים

הטמפרטורה הגבוהה יחסית של כדור הארץ, המתאפשרת הודות לאנרגיית השמש, מהווה את אחד הגורמים ההכרחיים לקיום החיים על כדור הארץ. בנוסף, קרינת השמש מהווה גורם הכרחי נוסף לקיום החיים בכדור הארץ בכך שהיא מהווה את מקור האנרגיה העיקרי של [[הביוספרה]] במשך מיליארדי שנים. האנרגיה הסולארית מספקת גם את האנרגיה הדרושה לתנועה של [[מחזור ביוגאוכימי|מחזורים ביוגאוכימיים]] ובכך תורמת עוד תרומה חשובה לקיום החיים.

הטמפרטורה הגבוהה יחסית של כדור הארץ, המתאפשרת הודות לאנרגיית השמש, מהווה את אחד הגורמים ההכרחיים לקיום החיים על כדור הארץ. בנוסף, קרינת השמש מהווה גורם הכרחי נוסף לקיום החיים בכדור הארץ בכך שהיא מהווה את מקור האנרגיה העיקרי של [[הביוספרה]] במשך מיליארדי שנים. האנרגיה הסולארית מספקת גם את האנרגיה הדרושה לתנועה של [[מחזור ביוגאוכימי|מחזורים ביוגאוכימיים]] ובכך תורמת עוד תרומה חשובה לקיום החיים.

עבור האדם, אנרגיית סולארית היא סוג של [[אנרגיה מתחדשת]] ונעשה בה שימוש בטכנולוגיות מסורתיות במשך מאות שנים. בעשרות השנים האחרונות משתמשים באנרגיה סולארית בשיטות שונות כדי לייצר חשמל וחום. מאז שנות ה-2000 יש גידול מהיר בכמות השימוש באנרגיה סולארית לצורכי הפקת חשמל וירידה ניכרת במחירים של פאנלים סולאריים, כמו גם הגברת העניין בתחומים הקשורים בה מצד חוקרים וחברות. מלבד השימוש באנרגיה סולארית בצורה ישירה, היא מניעה כאמור גם את הרוחות והזרמים ומספקת אנרגיה לצמחים ולכן היא זו שמאפשרת סוגי אנרגיה מתחדשת אחרים כמו [[אנרגיית רוח]], [[אנרגיית גלי ים]] ו[[ביו דיזל|ביו-דלקים]].

עבור האדם, אנרגיית סולארית היא סוג של [[אנרגיה מתחדשת]] ונעשה בה שימוש בטכנולוגיות מסורתיות במשך מאות שנים. בעשרות השנים האחרונות משתמשים באנרגיה סולארית בשיטות שונות כדי לייצר חשמל וחום. מאז שנות ה-2000 יש גידול מהיר בכמות השימוש באנרגיה סולארית לצורכי הפקת חשמל וירידה ניכרת במחירים של פאנלים סולאריים, כמו גם הגברת העניין בתחומים הקשורים בה מצד חוקרים וחברות. מלבד השימוש באנרגיה סולארית בצורה ישירה, היא מניעה כאמור גם את הרוחות והזרמים ומספקת אנרגיה לצמחים ולכן היא זו שמאפשרת סוגי אנרגיה מתחדשת אחרים כמו [[אנרגיית רוח]], [[אנרגיית גלי ים]] ו[[ביו דיזל|ביו-דלקים]].  

[[סוכנות האנרגיה הבינלאומית]] העריכה בשנת 2014 העריכה בתרחיש שנקרא "אנרגיה מתחדשת רבה" (High renewables) כי עד שנת 2050 [[פאנלים פוטווולטאים]] יתרמו 16% ואנרגיית שמש מרוכזת תתרום 11% מסך צריכת החשמל העולמית, וכי אנרגיית שמש תהיה מקור החשמל הבודד החשוב ביותר בעולם. רוב ההתקנות של מערכות סולאריות צפוי להיות בסין ובהודו. {{הערה|[http://www.iea.org/publications/freepublications/publication/TechnologyRoadmapSolarPhotovoltaicEnergy_2014edition.pdf Technology Roadmap - Solar Photovoltaic Energy] International Energy Agency ,2014}} נכון לשנת 2016, כוח סולארי מספק רק 1% מסך צריכת החשמל העולמית, אך קצב הגידול שלו היא 33% בשנה.

[[סוכנות האנרגיה הבינלאומית]] העריכה בשנת 2014 העריכה בתרחיש שנקרא "אנרגיה מתחדשת רבה" (High renewables) כי עד שנת 2050 [[פאנלים פוטווולטאים]] יתרמו 16% ואנרגיית שמש מרוכזת תתרום 11% מסך צריכת החשמל העולמית, וכי אנרגיית שמש תהיה מקור החשמל הבודד החשוב ביותר בעולם. רוב ההתקנות של מערכות סולאריות צפוי להיות בסין ובהודו. {{הערה|[http://www.iea.org/publications/freepublications/publication/TechnologyRoadmapSolarPhotovoltaicEnergy_2014edition.pdf Technology Roadmap - Solar Photovoltaic Energy] International Energy Agency ,2014}} נכון לשנת 2016, כוח סולארי מספק רק 1% מסך צריכת החשמל העולמית, אך קצב הגידול שלו היא 33% בשנה.

===הפקת חשמל===

===הפקת חשמל===

; '''[[תא פוטו-וולטאי]]''' : מתקן המאפשר המרה ישירה של אנרגיית האור מהשמש ל[[חשמל]] על בסיס [[האפקט הפוטו אלקטרי]]. הניצולת של תא כזה היא נמוכה, (כ-15%) ומחירו יקר, בשל טכנולוגית הייצור המורכבת שלו. כיום מתמקדות מספר חברות במזעור התאים הסולאריים לגדלים זעירים ביותר (כ-100 [[ננומטר]]ים), ולשיטות ייצור מתקדמות המאפשרות הדפסה של התאים על יריעות פלסטיק, דבר שיוזיל את עלות הפקת החשמל בדרך הזו.  

; '''[[תא פוטו-וולטאי]]''' : מתקן המאפשר המרה ישירה של אנרגיית האור מהשמש ל[[חשמל]] על בסיס [[האפקט הפוטו אלקטרי]]. הניצולת של תא כזה היא נמוכה, (כ-15%) ומחירו יקר, בשל טכנולוגית הייצור המורכבת שלו. כיום מתמקדות מספר חברות במזעור התאים הסולאריים לגדלים זעירים ביותר (כ-100 [[ננומטר]]ים), ולשיטות ייצור מתקדמות המאפשרות הדפסה של התאים על יריעות פלסטיק, דבר שיוזיל את עלות הפקת החשמל בדרך הזו.  

;'''[[אנרגיה תרמו סולארית]]''' : המרת קרינת השמש לחום לשם ייצור קיטור, אשר מניע טורבינות שייצרו חשמל. שיטה זו נחשבת למבטיחה ומחיר החשמל בשיטה זו עשוי להגיע למחירו בשיטות הקיימות היום. מספר חברות ישראליות עוסקות בפיתוח תחום זה - ביניהן "[[אנרטי גלובל]]", "[[אורמת]]", "[[לוז]]" ו[[סולל]]"  

;'''[[אנרגיה תרמו סולארית]]''' : המרת קרינת השמש לחום לשם ייצור קיטור, אשר מניע טורבינות שייצרו חשמל. שיטה זו נחשבת למבטיחה ומחיר החשמל בשיטה זו עשוי להגיע למחירו בשיטות הקיימות היום. מספר חברות ישראליות עוסקות בפיתוח תחום זה - ביניהן "[[אנרטי גלובל]]", "[[אורמת]]", "[[לוז]]" ו[[סולל]]"  

[[תמונה:Solar Two 2003.jpg|left|thumb|250px|מגדל [[אנרגיה תרמו סולארית|תרמו סולארי]], "סולאר 2" בקליפורניה, 2003, בעל תפוקה של 10 מגה-וואט.]]

[[תמונה:Solar Two 2003.jpg|left|thumb|250px|מגדל [[אנרגיה תרמו סולארית|תרמו סולארי]], "סולאר 2" בקליפורניה, 2003, בעל תפוקה של 10 מגה-וואט.]]

:[[מגדל השמש]] שנבנה ב[[מכון ויצמן למדע]] פועל בשיטה דומה, זהו מגדל המיועד לאסוף קרינת שמש משטח גדול, וזאת בעזרת מספר רב של מראות המרכזות את אור השמש אל קולט שנמצא בראש מגדל. הקולט מחמם אוויר דחוס המניע טורבינה^{[http://lib.cet.ac.il/pages/item.asp?item=3748&id=5]}.

:[[מגדל השמש]] שנבנה ב[[מכון ויצמן למדע]] פועל בשיטה דומה, זהו מגדל המיועד לאסוף קרינת שמש משטח גדול, וזאת בעזרת מספר רב של מראות המרכזות את אור השמש אל קולט שנמצא בראש מגדל. הקולט מחמם אוויר דחוס המניע טורבינה^{[http://lib.cet.ac.il/pages/item.asp?item=3748&id=5]}.

; '''המרה תרמו-חשמלית''': המרת החום ישירות לאנרגיה חשמלית על ידי שימוש בצמד מתכות. הפרשי חום בין המתכות גורמים להיווצרות זרם חשמלי היוצא מהן, ולהפך, העברת חשמל במתכות עשויה לגרום להתקררות המתכת האחת בעוד השנייה מתחממת. יעילות מערכות אלו קטנה יחסית.  

; '''המרה תרמו-חשמלית''': המרת החום ישירות לאנרגיה חשמלית על ידי שימוש בצמד מתכות. הפרשי חום בין המתכות גורמים להיווצרות זרם חשמלי היוצא מהן, ולהפך, העברת חשמל במתכות עשויה לגרום להתקררות המתכת האחת בעוד השנייה מתחממת. יעילות מערכות אלו קטנה יחסית.  

==זמינות אנרגיית שמש==

==זמינות אנרגיית שמש==

[[תמונה:Solar land area.png|left|thumb|300px|מפה של משאבי השמש העולמיים. הצבעים מצביעים על האנרגיה הזמינה באופן ממוצע בגובה פני השטח (מדידות בין 1991-1993). לשם השוואה הדיסקים השחורים מסמלים את שטח האדמה שנדרש כדי לספק את כלל צריכת האנרגיה הראשונית באמצעות לוחות פוטוולטרים בהנחת יעילות המרה של 8%.]]

[[תמונה:Solar land area.png|left|thumb|300px|מפה של משאבי השמש העולמיים. הצבעים מצביעים על האנרגיה הזמינה באופן ממוצע בגובה פני השטח (מדידות בין 1991-1993). לשם השוואה הדיסקים השחורים מסמלים את שטח האדמה שנדרש כדי לספק את כלל צריכת האנרגיה הראשונית באמצעות לוחות פוטוולטרים בהנחת יעילות המרה של 8%.]]

יש שפע של אנרגיה שמקורה מהשמש ב[[כדור הארץ]]. המאגרים והזרמים של [[אנרגיה]] בפלנטה הם גדולים מאוד יחסית ל[[משק האנרגיה העולמי|צרכים האנושיים]] הנוכחיים. עם זאת קיים קושי רב לתרגם את האנרגיה הזאת לאנרגיה שימושית, בין היתר בגלל שתרגום כזה דורש בעצמו השקעה של אנרגיה (ראו [[החזר אנרגיה על השקעת אנרגיה]]).  

יש שפע של אנרגיה שמקורה מהשמש ב[[כדור הארץ]]. המאגרים והזרמים של [[אנרגיה]] בפלנטה הם גדולים מאוד יחסית ל[[משק האנרגיה העולמי|צרכים האנושיים]] הנוכחיים. עם זאת קיים קושי רב לתרגם את האנרגיה הזאת לאנרגיה שימושית, בין היתר בגלל שתרגום כזה דורש בעצמו השקעה של אנרגיה (ראו [[החזר אנרגיה על השקעת אנרגיה]]).  

* כמות האנרגיה שנכנסת לכדור הארץ במשך דקה גדולה מכמות האנרגיה בה משתמשת [[האוכלוסייה האנושית]] במשך שנה. <ref name="NREL"> [[http://rredc.nrel.gov/tidbits.html RRedC Energy Tidbits]] NREL Renewable Resource Data Center</ref>

* כמות האנרגיה שנכנסת לכדור הארץ במשך דקה גדולה מכמות האנרגיה בה משתמשת [[האוכלוסייה האנושית]] במשך שנה. <ref name="NREL"> [[http://rredc.nrel.gov/tidbits.html RRedC Energy Tidbits]] NREL Renewable Resource Data Center</ref>

* האוקיינוסים הטרופיים בולעים 560 טריליון ג'יגה גאולס (GJ) של אנרגיה סולארית בכל שנה, גודל הגדול פי 1,600 מצריכת אנרגיה האנושית השנתית. <ref name="NREL"/>

* האוקיינוסים הטרופיים בולעים 560 טריליון ג'יגה גאולס (GJ) של אנרגיה סולארית בכל שנה, גודל הגדול פי 1,600 מצריכת אנרגיה האנושית השנתית. <ref name="NREL"/>

* האנרגיה שאצורה ברוח שנושבת מעל ארצות הברית בכל שנה יכולה להניב 16 מיליארד GJ חשמל - יותר מפי 1.5 מכמות החשמל שארצות הברית צרכה בשנת 2000.  

* האנרגיה שאצורה ברוח שנושבת מעל ארצות הברית בכל שנה יכולה להניב 16 מיליארד GJ חשמל - יותר מפי 1.5 מכמות החשמל שארצות הברית צרכה בשנת 2000.  

* כמות הפוטוסינתזה השנתית אקוולנטית ל-50 מיליארד GJ, דבר המקביל ל-צריכה שנתית של 60% מ[[דלק מחצבי|הדלקים המחצביים]].<ref name="NREL"/>

* כמות הפוטוסינתזה השנתית אקוולנטית ל-50 מיליארד GJ, דבר המקביל ל-צריכה שנתית של 60% מ[[דלק מחצבי|הדלקים המחצביים]].<ref name="NREL"/>

'''מערכות סולאריות פסיביות''' משתמשות בקליטה, המרה והפצה של אור שמש לצורות שימושיות של חימום, תאורה או איוורור. טכניקות אלה כוללות בחירת חומרים עם תכונות תרמיות רצויות, תכנון של חללים שגורמים לסירקולציה טבעית של האוויר והתייחסות לכיוון המבנה מול השמש.  

'''מערכות סולאריות פסיביות''' משתמשות בקליטה, המרה והפצה של אור שמש לצורות שימושיות של חימום, תאורה או איוורור. טכניקות אלה כוללות בחירת חומרים עם תכונות תרמיות רצויות, תכנון של חללים שגורמים לסירקולציה טבעית של האוויר והתייחסות לכיוון המבנה מול השמש.  

* מערכות פסיביות לחימום מים סולארי משתמשות בתרמוסיפון לסירקולציה של הנוזל.  

* מערכות פסיביות לחימום מים סולארי משתמשות בתרמוסיפון לסירקולציה של הנוזל.  

* קיר Trombe מסחרר את האוויר על ידי סחרור טבעי ופועל כמסה תרמית שקולטת חום בזמן היום ופולטת חום במשך הלילה.  

* קיר Trombe מסחרר את האוויר על ידי סחרור טבעי ופועל כמסה תרמית שקולטת חום בזמן היום ופולטת חום במשך הלילה.  

* חלונות Clerestory, ארובות אור, וכו'.  

* חלונות Clerestory, ארובות אור, וכו'.  

* מערכות סולאריות להתפלת מים עשוית להשתמש בפעולה קפילרית כדי לשאוב מים.  

* מערכות סולאריות להתפלת מים עשוית להשתמש בפעולה קפילרית כדי לשאוב מים.  

==פריסה==

==פריסה==

{|class="wikitable floatright" style="text-align: center; width: 230px; font-size: 0.9em;"

{|class="wikitable floatright" style="text-align: center; width: 230px; font-size: 0.9em;"

!colspan=3 |ייצור חשמל בעולם מאנרגיית שמש

!colspan=3 |ייצור חשמל בעולם מאנרגיית שמש

|-

|-

| colspan=3 style="text-align: left; font-size: 0.85em; background-color: #f2f2f2;" |'''Source''': [[BP]]-Statistical Review of World Energy, 2016

| colspan=3 style="text-align: left; font-size: 0.85em; background-color: #f2f2f2;" |'''Source''': [[BP]]-Statistical Review of World Energy, 2016

|}

|}

החל משנות ה-1990 החל [[תהליך]] מתגבר של התקנת עוד ועוד מערכות סולאריות - הן מערכות המותקנות על גגות בנייני-דיור ומבנים מסחריים והן תחנות סולאריות מסחריות. תהליך האצה זה התקיים בגלל קשיי הפקה של [[נפט]] ו[[גז טבעי]] ([[שיא תפוקת הנפט]], [[שיא תפוקת הגז]]), חששות מפני [[התחממות עולמית]] וירידה במחירי הלוחות הסולאריים ביחס לטכנולוגיות אנרגיה אחרות. בתחילת שנות ה-2000 האימוץ מדיניות לתעריפי הזנה לרשת החשמל, שהעניק למשאבים מתחדשים מחיר טוב יותר ומחיר קבוע שמאפשר החזר בטוח של ההשקעה הוביל להגדלה ניכרת בהתקנת לוחות סולאריים באירופה.  

החל משנות ה-1990 החל [[תהליך]] מתגבר של התקנת עוד ועוד מערכות סולאריות - הן מערכות המותקנות על גגות בנייני-דיור ומבנים מסחריים והן תחנות סולאריות מסחריות. תהליך האצה זה התקיים בגלל קשיי הפקה של [[נפט]] ו[[גז טבעי]] ([[שיא תפוקת הנפט]], [[שיא תפוקת הגז]]), חששות מפני [[התחממות עולמית]] וירידה במחירי הלוחות הסולאריים ביחס לטכנולוגיות אנרגיה אחרות. בתחילת שנות ה-2000 האימוץ מדיניות לתעריפי הזנה לרשת החשמל, שהעניק למשאבים מתחדשים מחיר טוב יותר ומחיר קבוע שמאפשר החזר בטוח של ההשקעה הוביל להגדלה ניכרת בהתקנת לוחות סולאריים באירופה.  

בשנים האחרונות יש עליה ניכרת בכמות החשמל שנוצרת משימוש באנרגיה סולארית. נכון לשנת 2015 חשמל זה מייצג רק 1% מסך צריכת החשמל המיוצר (שבעצמו אינו מייצג את כלל [[צריכת האנרגיה העולמית]]). עם זאת הדבר גם מייצג עליה מהירה מאוד בכמות החשמל הסולארי - בתוך עשור אחד בלבד כמות החשמל הסולארי גדלה פי 100 הן במונחים מוחלטים והן ביחס לאחוז החשמל המסופק לאוכלוסיית העולם.  

בשנים האחרונות יש עליה ניכרת בכמות החשמל שנוצרת משימוש באנרגיה סולארית. נכון לשנת 2015 חשמל זה מייצג רק 1% מסך צריכת החשמל המיוצר (שבעצמו אינו מייצג את כלל [[צריכת האנרגיה העולמית]]). עם זאת הדבר גם מייצג עליה מהירה מאוד בכמות החשמל הסולארי - בתוך עשור אחד בלבד כמות החשמל הסולארי גדלה פי 100 הן במונחים מוחלטים והן ביחס לאחוז החשמל המסופק לאוכלוסיית העולם.  

במשך מספר שנים עיקר הגידול העולמי בהתקנת פאנלים סולאריים התרחש באירופה, אבל מאז הגידול העיקרי עבר לאסיה ובמיוחד לסין וליפאן, וכן למספר גדל של מדינות ברחבי העולם כולל אוסטרליה, קנדה, צ'ילה, הודו, ישראל, מקסיקו, דרום אפריקה, דרום קוריאה, תאילנד, וארצות הברית.  

במשך מספר שנים עיקר הגידול העולמי בהתקנת פאנלים סולאריים התרחש באירופה, אבל מאז הגידול העיקרי עבר לאסיה ובמיוחד לסין וליפאן, וכן למספר גדל של מדינות ברחבי העולם כולל אוסטרליה, קנדה, צ'ילה, הודו, ישראל, מקסיקו, דרום אפריקה, דרום קוריאה, תאילנד, וארצות הברית.  

מאז שנת 2000 התקנת פאנלים סולאריים גדלה ב-40% בממוצע בכל שנה, והכמות הכוללת שהותקנה הגיעה ל-139 ג'יגה-וואט נכון לסוף 2013. גרמניה הייתה המדינה שהתקינה הכי הרבה במצטבר (35.7 GW) ואיטליה המדינה שיש בה הכי הרבה ייצור של חשמל מלוחות PV - בשיעור של 7%. היצרנים הגדולים של לוחות PV נמצאים בסין.

מאז שנת 2000 התקנת פאנלים סולאריים גדלה ב-40% בממוצע בכל שנה, והכמות הכוללת שהותקנה הגיעה ל-139 ג'יגה-וואט נכון לסוף 2013. גרמניה הייתה המדינה שהתקינה הכי הרבה במצטבר (35.7 GW) ואיטליה המדינה שיש בה הכי הרבה ייצור של חשמל מלוחות PV - בשיעור של 7%. היצרנים הגדולים של לוחות PV נמצאים בסין.

==יתרונות וחסרונות==

==יתרונות וחסרונות==