דלקים תחליפיים לסולר

    מחבר:
  • שלמה שמואלי

מחירו של הסולר, הולך ועולה עם השנים. מחיר הסולר בעשר השנים האחרונות, עלה באנגליה עד פי שלושה. מכאן נמצא הטעם, לבדוק איזה דלק יחליף אותו בעתיד הקרוב, או היותר רחוק.

לצורך זה, נבחנו  צורות האנרגיה או הדלקים התחליפים שלהלן: ביוגאז, תאי דלק, אנרגיה סולארית, דיזל-חשמל. וביודיזל. היות וההשוואה נעשתה בבריטניה, ששם ה"גאזוהול" (בנזין עם כחמישית מהנפח באלכוהול) לא נפוץ, לא לקחו אותו כאופציה

מבוסס על מאמרו של אוליבר מארק ב"פארמרז וויקלי", מאי 20

במבחנים הושמו הדגשים על הנקודות: 1) עד כמה הוא נפוץ וזמן גמר הפיתוח שלו, 2) רמת הפיתוח והמחקר הנדרשים, 3) החוזק ורמת האנרגיה שבו.

בכל אחד משלושה אלה, הדלק קיבל ציון של מתוך 10, שזה שליש מתוך הציון הכולל שהוא 30.

ההישג הסופי, דורג להיות הטוב או הגרוע בדרוג הכללי.

הבעיה הגדולה כיום, האי מניעת הזיהום והיצרנים נאלצים להשקיע את רוב האמצעים, למניעת הפליטה ממנועי הדיזל.

עם זאת, אפילו לאחר שכל התקנות למניעת זיהום האוויר תושגנה, נראה שעדיין יש סיכוי, שיצרני הטרקטורים יאלצו למצוא את מקור האנרגיה המתאים להפעלת המיכון החקלאי.

מכל המועמדים, המתאן נראה כאופציה הכי מעשית. הוא בשלב הסופי לייצור מלא וגם יעילותו התרמית גבוהה למדי.

אמנם קיימות אופציות נוספות, אבל חוקי הפיזיקה מקשים על חלקן. לדוגמה,  הכמות והמשקל של מצברים, מקשה מאוד על הביצוע של מערכות חשמליות ושל תאים סולאריים.  ואילו תאי דלק הם יעילים, אך יקרים מכדי לשמש בחקלאות.

מתאן

מתאן הוא תרכובת אורגנית של פחמן ומימן, שנוסחתו היא: CH4 והוא גאז דליק, חסר צבע וריח. המתאן הוא המרכיב העיקרי, (מעל 70% בנפח), של גאז טבעי ולכן הוא נחשב כדלק חשוב. בעירה של פרודה אחת שלו, יוצרת פרודה אחת של פחמן דו חמצני ושתי פרודות של מים.

ביוגאז

ביוגאז הוא דלק, אשר נוצר בתהליך של ריקבון של חומרים אורגניים, כמו שאריות מזון, וזבל בעלי חיים. הפירוק של אלה, בתנאים ללא חמצן, מפיק תערובת של גזים שונים, בעיקר מתאן ( 50-75% ) ופחמן דו חמצני.

 תאי דלק

תא דלק, הוא תא אלקטרו כימי, שממיר אנרגיה כימית לזרם חשמלי. החשמל בתא, נוצר בריאקציה של דלק וחומר מחמצן, בנוכחות אלקטרוליט. החומרים שמשתתפים בתהליך, זורמים אל תוך התא והתוצרים, זורמים החוצה ממנו, אך האלקטרוליט, נשאר בתוכו. תאי דלק יכולים לפעול ללא הגבלת זמן, כל עוד נמשכת אליהם הזרימה של הדלק והחומר המחמצן. תאי הדלק מנצלים בעיקר מימן והחמצן, מגיע מן האוויר.

דיזל חשמלי

רכב דיזל-חשמלי,  הוא  שילוב, של מנוע חשמלי ומנוע דיזל. המנוע החשמלי, משמש לסיבוב הגלגלים ולהפעלת כלי הרכב, בעוד שמנוע הדיזל, משמש כגנרטור, המספק חשמל למנוע החשמלי. למעשה כלי הרכב הוא רכב חשמלי, הנושא עמו את תחנת הכוח שלו. שיטת הנעה זו, נחשבת ליעילה יותר מהנעת דיזל ישירה, משום שרק מנועים חשמליים, מסוגלים לספק מומנט  מלא במצב עמידה, דבר אשר מנועי דיזל, אינם מסוגלים לעשות. הדבר עשוי אף לתת אחוז מסוים של חיסכון בדלק, (שמקובל גם בהנעה היברידית), בנוסף למומנט מלא, במצב עמידה.

תאי שמש

תאי שמש הם מתקנים, אשר הופכים ישירות, את אנרגית השמש לאנרגיה חשמלית. התפעול של תא השמש, מבוסס על משפחת חומרים שנקראים חצי-מוליכים, שמהם מכינים גם את ה"ג'וקים" שמשמשים במחשבים.

העיקרון הפיזיקלי, אשר עליו מבוססת פעולתו של תא השמש, הוא האפקט הפוטו-וולטאי. אור שפוגע בצומת, שמורכבת משני חצאי מוליכים שונים, גורם לשינוי של אלקטרון בצומת לאלקטרון חופשי, שיכול לנוע בחומר. ברגע שמחברים מוליך חשמלי, שיוצר מעגל חשמלי סגור סביב הצומת, האלקטרונים זורמים דרכה, וכך יוצרים את הזרם החשמלי. על מנת להשיג את ההספק שטרקטור דורש, צריך לוח ענקי של תאי שמש וזה מקשה על התפעול, אלא אם התאים ייטענו את המצברים בזמן שהכלי לא פועל.

ואלה תוצאות הדירוג של התחליפים השונים. מהן אפשר לראות שהמתאן והביוגאז, הם התחליפים המתאימים ביותר להחלפת הסולר, כשמחירו יעלה מאוד.

  1. ביודיזל- 28 מתוך 30
  2. ביוגאז – 24 מתוך 30
  3. תאי דלק –  22 מתוך 30
  4. דיזל חשמלי – 20 מתוך 30
  5. תאי שמש – 18 מתוך 30