Return to Video

כיצד פועל לוח סולרי? - ריצ'ארד קומפ

  • 0:08 - 0:11
    כדור הארץ מקבל הרבה אנרגיה סולרית:
  • 0:11 - 0:15
    ביחידות של הספק: 173 אלף טרה-ואט.
  • 0:15 - 0:19
    זה פי עשרת אלפים יותר ממה
    שצורכת אוכלוסית הפלנטה.
  • 0:19 - 0:21
    אז האם זה אפשרי שיום אחד
  • 0:21 - 0:24
    העולם יסתמך אך ורק על אנרגיה סולרית?
  • 0:24 - 0:26
    כדי לענות על השאלה,
  • 0:26 - 0:32
    ראשית אנו צריכים לבחון איך לוחות סולריים
    ממירים אנרגיה סולרית לאנרגיה חשמלית.
  • 0:32 - 0:36
    לוחות סולריים עשויים מיחידות קטנות
    הנקראות תאים סולריים.
  • 0:36 - 0:39
    התאים הסולריים הנפוצים ביותר
    עשויים מסיליקון,
  • 0:39 - 0:43
    מוליך למחצה שהוא היסוד
    השני הכי נפוץ על פני כדור הארץ.
  • 0:43 - 0:45
    בתא סולרי,
  • 0:45 - 0:49
    סיליקון גבישי נמצא
    בין שתי שכבות מוליכות.
  • 0:49 - 0:54
    כל אטום סיליקון מחובר לשכניו
    על ידי ארבעה קשרים חזקים,
  • 0:54 - 0:58
    ששומרים על האלקטרונים במקומם
    ולא מאפשרים קיום זרם חשמלי.
  • 0:58 - 0:59
    הנה המפתח:
  • 0:59 - 1:04
    תא סיליקון סולרי משתמש
    בשתי שכבות שונות של סיליקון.
  • 1:04 - 1:07
    סיליקון מסוג ״N״ שיש לו אלקטרונים נוספים,
  • 1:07 - 1:12
    וסיליקון מסוג ״P״ שיש לו
    מקומות לאלקטרונים נוספים, הנקראים חורים.
  • 1:12 - 1:14
    במקום בו שני סוגי הסיליקון נפגשים,
  • 1:14 - 1:18
    אלקטרונים יכולים לנדוד מסוג אחד לשני,
  • 1:18 - 1:20
    מה שישרה מטען חיובי בצד אחד של הצומת
  • 1:20 - 1:23
    ומטען שלילי באחר.
  • 1:23 - 1:27
    אתם יכולים לחשוב על אור
    כזרם של חלקיקים זעירים
  • 1:27 - 1:28
    שנקראים פוטונים,
  • 1:28 - 1:30
    הנורים מהשמש.
  • 1:30 - 1:34
    כשאחד הפוטונים האלה
    פוגע בתא הסיליקון עם מספיק אנרגיה,
  • 1:34 - 1:39
    הוא יכול לנתק אלקטרון
    מהקשר שלו, ולהשאיר חור.
  • 1:39 - 1:43
    האלקטרון הטעון במטען שלילי
    והחור הטעון במטען חיובי
  • 1:43 - 1:46
    חופשיים כעת לנוע.
  • 1:46 - 1:49
    אבל בגלל השדה החשמלי בצומת ה-P/N,
  • 1:49 - 1:51
    הם ינועו רק לכיוון אחד.
  • 1:51 - 1:53
    האלקטרון ימשך לצד ה-N,
  • 1:53 - 1:56
    ואילו החור ימשך לצד ה-P.
  • 1:56 - 2:02
    האלקטרונים הניידים נאספים
    על ידי אצבעות מתכת דקות בראש התא.
  • 2:02 - 2:05
    משם, הם זורמים דרך מעגל חיצוני,
  • 2:05 - 2:06
    ומבצעים עבודה חשמלית,
  • 2:06 - 2:08
    כמו הדלקת נורה,
  • 2:08 - 2:12
    לפני שהם חוזרים דרך
    לוח האלומיניום המוליך שבגב התא.
  • 2:12 - 2:15
    כל תא סיליקון מנפיק רק חצי וולט,
  • 2:15 - 2:19
    אך ניתן לחבר כמה תאים יחד במודולים
    כדי לקבל יותר אנרגיה.
  • 2:19 - 2:23
    שנים עשר תאים פוטו וולטאים
    מספיקים כדי לטעון טלפון סלולרי,
  • 2:23 - 2:26
    בעוד שנדרשים מודולים רבים
    כדי לספק אנרגיה לבית שלם.
  • 2:26 - 2:29
    אלקטרונים הם החלקים הנעים היחידים
    בתא הסולרי,
  • 2:29 - 2:32
    וכולם חוזרים למקום ממנו באו.
  • 2:32 - 2:34
    אין שום דבר שמתבלה או מתכלה,
  • 2:34 - 2:37
    כך שתאים סולריים
    יכולים להחזיק מעמד במשך עשורים.
  • 2:37 - 2:43
    אז מה עוצר אותנו מלהסתמך אך ורק
    על אנרגיה סולרית?
  • 2:43 - 2:45
    ובכן, ישנם גורמים פוליטיים,
  • 2:45 - 2:49
    שלא לדבר על עסקים,
    שדוחפים לשמור על הסטטוס קוו.
  • 2:49 - 2:53
    אבל בינתיים, בואו נתמקד
    על האתגרים הפיזיים והלוגיסטיים,
  • 2:53 - 2:54
    והבולט מבינהם
  • 2:54 - 2:59
    הוא שאנרגיה סולרית לא מחולקת באחידות
    על פני הפלנטה.
  • 2:59 - 3:01
    אזורים מסויימים
    מקבלים יותר קרני שמש מאחרים.
  • 3:01 - 3:03
    היא גם לא עקבית.
  • 3:03 - 3:07
    אנרגיה סולרית הינה פחות זמינה
    בימים מעוננים או במשך הלילה.
  • 3:07 - 3:10
    אז הסתמכות אך ורק על אנרגיה סולרית
  • 3:10 - 3:14
    תדרוש דרכים יעילות להעביר חשמל
    מאזורים שמשיים לאזורים מעוננים,
  • 3:14 - 3:17
    וכן אחסון יעיל של אנרגיה.
  • 3:17 - 3:20
    היעילות של התא עצמו
    גם היא מהווה אתגר.
  • 3:20 - 3:23
    אם אור שמש מוחזר במקום נספג,
  • 3:23 - 3:28
    או אם אלקטרונים שהתנתקו נופלים חזרה
    לתוך החור לפני שהם עוברים דרך המעגל,
  • 3:28 - 3:31
    האנרגיה של הפוטון הזה אובדת.
  • 3:31 - 3:33
    התא הסולרי הכי יעיל שקיים כיום
  • 3:33 - 3:39
    ממיר 46% בלבד מאנרגיית השמש הזמינה לחשמל,
  • 3:39 - 3:44
    ורוב התאים הסולריים המסחריים
    הם בעלי יעילות של 15-20% בלבד.
  • 3:44 - 3:46
    למרות המגבלות האלו,
  • 3:46 - 3:47
    ניתן יהיה למעשה
  • 3:47 - 3:51
    לספק אנרגיה לעולם כולו
    עם הטכנולוגיה הסולרית של היום.
  • 3:51 - 3:53
    נצטרך את המימון לבנות את התשתית
  • 3:53 - 3:55
    והרבה מקום.
  • 3:55 - 3:59
    שטח מוערך של עשרות
    עד מאות אלפי קילומטרים רבועים,
  • 3:59 - 4:01
    שנראה כמו הרבה,
  • 4:01 - 4:06
    אבל מדבר סהרה לבדו הוא בגודל
    של יותר מ 7.8 מליון קילומטרים רבועים.
  • 4:06 - 4:09
    בינתיים, תאים סולריים נעשים טובים יותר,
    זולים יותר,
  • 4:09 - 4:12
    ומתחרים בחשמל מהרשת.
  • 4:12 - 4:17
    וחידושים, כמו חוות סולריות צפות,
    אולי ישנו את הנוף לחלוטין.
  • 4:17 - 4:19
    אם נשים בצד את הניסוי המחשבתי,
  • 4:19 - 4:21
    יש את העובדה שיש יותר ממיליארד אנשים
  • 4:21 - 4:24
    שאין להם גישה לרשת חשמל אמינה,
  • 4:24 - 4:27
    בעיקר במדינות מתפתחות,
  • 4:27 - 4:29
    שהרבה מהן שמשיות.
  • 4:29 - 4:30
    אז במקומות כאלה,
  • 4:30 - 4:35
    אנרגיה סולרית הינה זולה יותר ובטוחה יותר
    מהפתרונות הזמינים האחרים,
  • 4:35 - 4:37
    כמו נפט למשל.
  • 4:37 - 4:39
    עבור פינלנד או סיאטל, לעומת זאת,
  • 4:39 - 4:42
    אנרגיה סולרית אפקטיבית
    עדיין רחוקה מלהוות פתרון.
Title:
כיצד פועל לוח סולרי? - ריצ'ארד קומפ
Description:

צפו בשיעור המלא: https://ed.ted.com/lessons/how-do-solar-panels-work-richard-komp

כדור הארץ מקבל הרבה אנרגיה סולרית: ביחידות הספק של 173,000 טרה-ואט. זה פי 10,000 יותר אנרגיה ממה שצורכת אוכלוסיית הפלנטה. אז האם זה אפשרי שיום אחד העולם יסתמך אך ורק על אנרגיה סולרית? ריצ'ארד קומפ בוחן כיצד לוחות סולריים ממירים אנרגיה סולרית לאנרגיה חשמלית.

שיעור מאת ריצ'ארד קומפ, אנימציה של גלוביזקו.
more » « less
Video Language:
English
Team:
closed TED
Project:
TED-Ed
Duration:
04:59

Hebrew subtitles

Revisions

Our website uses cookies for analysis purposes.