ייצור חשמל: כל מה שאתם צריכים לדעת על התהליך

חשמל וייצור חשמל הם נושאים מורכבים ואין תשובה אחת לשאלה: איך מייצרים חשמל באופן הטוב ביותר? חשמל הוא מקור אנרגייה מרכזי מאוד בשימוש החברה האנושית המודרנית. בבתים פרטיים נעשה שימוש קבוע במגוון רחב של מכשירי חשמל, ומעבר לשימוש הביתי, נמצא החשמל בשימוש נרחב בעולם העסקים ובתעשייה. מאחורי הקלעים של שימוש זה יש גם תשתית אספקת חשמל רחבה, אבל איך עובדת תשתית זו? במאמר שלפניכם ניתן את כל המידע שאתם צריכים לדעת על תהליך ייצור חשמל. בואו נתחיל.

מהו חשמל?

חשמל הוא תופעת טבע מיוחדת במינה שהאנושות רותמת לטובתה זה זמן רב. אם שואלים מהו חשמל מבחינה פיזיקאלית, הנושא הופך להיות מורכב למדי. החשמל הוא מקור אנרגייה רב אפשרויות, דוגמאות ידועות לכך הן שהוא יכול לייצר חום (וכך יש לנו נורות להט) ושהוא מקור לשדה מגנטי סביב מוליכים ותודות לכך יש לנו את המנוע החשמלי.

מהן הדרכים לייצור חשמל?

ניתן לייצר חשמל בדרכים רבות ובהן:

• שימוש בתנועה – טכניקה ישנה יחסית של רתימת התנועה לשם הזזת מוליכים חשמליים ביחס לשדה מגנטי, דבר הגורם ליצירת מתח חשמלי. אפשר לנצל לשם כך מקורות תנועה רבים, נפוצה מאוד היא שרפת דלקים שונים לשם יצירת תנועה, אשר ממנה מפיקים בשיטה זו חשמל.
• ניצול חום – ניצול חום שנוצר בצורות שונות, כגון חום ממקור גאותרמי או מתחנות כוח גרעיניות. כך אפשר לחמם מים באופן שגורם ליצירת קיטור מתפשט המאפשר ליצור תנועה. איך מייצרים חשמל מתנועה זו? בשיטה שהזכרנו קודם לכן. יש גם דרכים להפיכת חום בצורה ישירה יותר לחשמל באמצעות מה שנקרא ה-Thermoelectric effect.
• כימיה – אפשר להפיק חשמל גם באופן כימי, בלא תנועה וחום, כפי שרואים למשל במצברים ובסוללות. גישה אחרת, מתוחכמת יותר וחשובה למדי היא לעשות זאת באמצעות תא דלק (Fuel cell).
• קוגנרציה – שימוש בחום שמיוצר במילא במערכות שונות לשם הפקת חשמל. הכוונה למשל למצב שבו אזור מסוים בתחנת כוח מתחמם מאוד ובמקום לקרר אותו, מנצלים חום זה כדי להפיק עוד חשמל. זו היא כמובן גישה חכמה וחסכונית אשר מפיקה את מרב האנרגיה (או קרוב לכך) מכל מערכת ייצור חשמל. אפשר להשתמש בכך גם במערכות המפיקות חום והן לא מערכות הפקת חשמל. למשל מכונה מסוימת במפעל, אשר מתחממת מאוד ולמשך שעות רבות בכל יום.

הפקת חשמל מאנרגיה לא מתחדשת

כיצד מפיקים חשמל ממקורות אנרגיה שאינם מתחדשים? אלה דרכים בולטות:

פחם

אנרגיה ממקור שאינו מתחדש, משמע אנרגיה שמקורה במקור מתכלה. הכינוי הכללי לכך הוא למעשה דלק. פחם הוא חומר דלק מהנפוצים ביותר. זהו חומר טבעי שמקורו במכרות, ובישראל הפחם לייצור אנרגיה המוני מגיע כחומר מיובא מחו”ל.

נפט

נפט הוא מקור אנרגיה ותיק יחסית ונפוץ ביותר. זו היא דוגמה לדלק המגיע בצורה נוזלית, בשונה מהפחם שהוא מוצק. יש לכך יתרונות שונים, כגון יכולת להזרים אותו בצינורות. סולר הוא תוצר לוואי של תהליכי זיקוק נפט והוא בשימוש בעיקר למנועי דיזל.

גז

גז, בהקשר ייצור אנרגיה, הוא גז טבעי, שהוא למעשה תערובת של גזים שונים. שרפת גז לייצור אנרגיה, הוא תהליך פחות מזהם ביחס לשרפת דלקים מוצקים כגון פחם.

הפקת חשמל מאנרגיה מתחדשת

יש דרכים רבות להפיק חשמל ממקורות אנרגיה מתחדשים, כאשר הדרכים המובילות הן אלה:

שמש

רתימת אנרגיית השמש בדרכים שונות לשם יצירת חשמל. אגב, התשובה לשאלה איך מייצרים חשמל מהשמש אינה רק פאנלים סולאריים, אם כי זו היא שיטה שנחשבת לבולטת מאוד. הפאנל הסולארי מבוסס על תאים פוטו ולטאיים, אשר מגיבים לחשיפה לאור (לא בהכרח מהשמש) בהפקת מתח חשמלי. ובאתר וולטה סולאר תמצאו עוד מידע מעניין על אנרגיה סולארית.

רוח

אנרגיית הרוח זמינה לעיתים במקומות מסוימים, בעוצמה שמעלה את הכדאיות של רתימתה להפקת חשמל.

מים

שימוש בתנועת גלי הים לשם ייצור חשמל. יש דרכים רבות להשיג זאת, כולל השיטה המתבקשת מאליה של מצופים שהגלים יניעו.

איך מייצרים חשמל בישראל?

בפועל החשמל בישראל מיוצר בשיטות האלה:

• ייצור המוני – הייצור העיקרי של חשמל בישראל מבוצע באמצעות שרפת נפט, פחם או גז טבעי.
• יוזמות מסחריות נוספות – אשר מנצלות שדות של פאנלים סולאריים, אנרגיית רוח, מים וביו גז.
• ייצור פרטי – ייצור פרטי בהיקף קטן, בעיקר באמצעות פאנלים סולאריים, בעסקים ואצל אנשים פרטיים. יש עמוד באתר וולטה סולאר שבו תוכלו לקרוא עוד על מערכת סולארית ביתית ומידע נוסף.

היתרונות בייצור חשמל ממקורות אנרגיה מתחדשים

לשימוש במקורות אנרגיה מתחדשים יש היתרונות העיקריים האלה:

• הם מתחדשים – מקורות אלה, כשמם כן הם, הם מקורות לאנרגיה שלא נגמרת.
• הם משלימים את הקיים – מקורות אלה משלימים את מקורות האנרגיה הנפוצים שבהם משתמשים בדרך כלל. בכך, הם מאפשרים לאזן מצבים של עומס על מערכות אספקת החשמל הרגילות.
• הם מנצלים משאבים מקומיים – מקורות אנרגיה מתחדשים הם מקורות מקומיים המנצלים היכן שהם נמצאים. זה אומר למשל ניצול אנרגיית השמש המגיעה היישר לגג שלכם, באופן שחוסך צורך להשיג חומרי גלם לייצור אנרגיה ממקומות רחוקים. ברמה ארצית, הדבר עשוי לצמצם צורך בייבוא דלקים.
• הם עלולים לפגוע פחות בסביבה – תהליכי ייצור חשמל שונים עלולים להיות שונים למדי זה מזה. מקורות החשמל המתחדשים הם בין אלה העשויים לקדם מאוד דרכי ייצור ידידותיות לסביבה.

לסיכום

בין אם אתם בוחרים בייצור חשמל סולארי עצמאי או בכל אפשרות אחרת, כדאי להיות עם האצבע על הדופק באשר להתפתחויות. זהו תחום דינאמי שבו מחירים יורדים וטכנולוגיות חדשות משנות את התמונה בהתמדה. כך שיש כאן לא מעט אפשרויות לחסוך ולהתייעל, בבית וגם בעסקים.