נתונים

המחקר מבוסס על נתוני כלל מבני המגורים בארץ בשנת 2012, כפי שמופיעים בבנט"ל (בסיס הנתונים הטופוגרפי הלאומי) – שכבת נתוני GIS של המרכז למיפוי ישראל (מפ"י). עבור כל מבנה חושב פוטנציאל ייצור החשמל באופן פרטני לפי הפרמטרים הבאים: שטח פוליגון הגג, מספר הקומות במבנה, מספר משקי הבית שמתגוררים בו והאזור הגיאוגרפי אקלימי בו הוא מצוי. הסבר מפורט על אופן עיבוד הנתונים ועריכת החישובים ניתן למצוא בנספח A של העבודה.


בנייני מגורים

פוטנציאל הייצור של הבניין נקבע בעיקר לפי גודל שטח הגג הפנוי ומספר הקומות במבנה. ככל ששטח הגג מתחלק בין פחות דיירים, כך כמות החשמל שכל דירה תהיה זכאית לה יגדל. בבניין סטנדרטי של 3 קומות ו-2 דירות בכל קומה, כל אחת מששת המשפחות תהיה זכאית לנתח גדול יותר משטח הגג ביחס לבניין של 8 קומות, וזאת למרות ששטח הגג בבניין הגבוה גדול יותר אבסולוטית.

בנוסף, ככל שהבניין גבוה יותר כך שטח הגג הפנוי שלו קטן יותר. במרבית הבניינים הגבוהים קיימות דירות פנטהאוז שגורעות משטח הגג המשותף. כמו כן, בבניינים הגבוהים שטח הגג מנוצל לצרכים ייחודיים כמו חדר מעליות, פיר מדרגות חיצוני, וגנראטורים, שלא קיימים בבניינים נמוכים.

משתנה שלישי שמשפיע על פוטנציאל ייצור החשמל הוא הצללה. גגות שבהם יש שמש חלקית בגלל עצמים או מבנים סמוכים ייצרו פחות חשמל. היות ובמחקר לא התאפשר לבדוק את השטח המוצל עבור כל מבנה באופן פרטני, נלקח יחס סטטיסטי לגורמים מצלים ששוקלל יחד עם שיעור שטח הגג הפנוי.

גם מיקומו הגיאוגרפי של המבנה משפיע על כמות החשמל שתיוצר. שלושת האלמנטים הסביבתיים המשפיעים על תפוקת הפאנל הם טמפרטורה, רוח ועוצמת קרינת השמש. בבאר שבע לדוגמא, רמות הקרינה גבוהות מאשר בחיפה, ובירושלים קריר יותר מאשר בתל אביב. כל מבנה מגורים מוין לאחד מארבעת האזורים הגיאוגרפים-אקלימיים הבאים: צפון, מרכז, דרום ואזור ירושלים, ולפיו חושבה תפוקת התא הפוטו-וולטאי בו.

גודלה הנדרש של מערכת פוטו-וולטאית נקבע לפי רמת צריכת החשמל השנתית של משק הבית. נתון זה חושב במחקר לפי מספר הנפשות הממוצע בכל דירה, ולאחר מכן לפי מספרם במבנה המגורים כולו. קיימים בארץ מבנים רבים, בעיקר בתים פרטיים, בהם שטח הגג הפנוי גדול מהשטח הנדרש להקמת מערכת, ולכן חלקים ממנו יישארו ללא שימוש. הסיבה לכך היא שהקמת מערכות פוטו-וולטאיות נעשית כיום תחת הסדרת ה"מונה נטו" לפיה ייצור החשמל משמש לצריכה האישית של משק הבית, ולכן לא מתקיים תמריץ להקמת מערכת שתספק יותר מהצריכה השנתית של משק הבית.

עבודת המחקר מצאה שניתן לחלק את פוטנציאל ייצור החשמל של המדינה לשניים: הפוטנציאל המוגבל, שיושג תחת ההסדרה של המונה נטו; והפוטנציאל המקסימלי, שמתייחס לכלל שטחי הגג ללא מגבלת כמות הצריכה של משקי הבית. אולם, בנוסף לנתוני הפוטנציאל שנמצאו, יש לזכור כי ההסדרה לייצור חשמל סולארי מבוססת כיום על מכסות ייצור שנגזרות מיכולתה המוגבל של הרשת לקלוט כמויות משתנות של חשמל סולארי.

מידע נוסף אודות אופן מציאת פוטנציאל ייצור החשמל ניתן למצוא בפרק 3 בעבודת המחקר.


דודי שמש

דוד השמש זו המצאה מצוינת. מאז שנות השבעים הוא צמצם לרובנו את חשבונות החשמל וחסך זיהום אוויר שהיה נוצר בתהליך חימום המים אילולא היה קיים. אבל החדשות הטובות הן שהטכנולוגיה לניצול קרני השמש התפתחה מאוד בשנים האחרונות וכיום פאנלים פוטו-וולטאים מסוגלים להפיק די חשמל גם לחימום מי המקלחת, וגם לצרכי החשמל הנוספים של משק הבית (תלוי כמובן בשטח הגג הפנוי העומד לרשות המבנה). ניצול שטחי גגות מבני המגורים בארץ באמצעות פאנלים פוטו-וולטאים יכול לספק 33% מצריכת החשמל של המדינה בעוד דודי שמש מספקים כיום רק כ-3.5% של אנרגיה תרמית שוות ערך לחשמל.

הסיבה העיקרית לעדיפותה של הטכנולוגיה הפוטו-וולטאית, היא שעם מים חמים אי אפשר להפעיל את הטלוויזיה, וגם לא את המקרר או המזגן. דודי שמש אומנם יעילים מאוד בחימום מים, אבל כמות המים החמים שדרושים למשק בית סטנדרטי היא מוגבלת, ודווקא בקיץ כשקרינת השמש בשיאה והצריכה של המים החמים בשפל, דוד השמש כמעט ואינו פעיל ומרבית קרני השמש שפוגעות בו אינן מנוצלות. במערכת הפוטו-וולטאית לעומת זאת, אין מגבלת תפוקה והיא תמשיך לייצר חשמל מכל דקה של קרינת שמש. חלק מהחשמל יזרום ישירות לדירות בבניין וחלק יעבור לרשת החשמל, ייספר כקרדיט ויקזז את הוצאות החשמל של משקי הבית.

עם זאת, במחקר נמצא שחלק לא מבוטל מדודי השמש יוכלו להישאר במקומם ולצדם יוצבו הפאנלים הפוטו-וולטאים החדשים שייצרו חשמל ליתר צרכי דיירי המבנה.

מידע נוסף אודות יתרונותיה של הטכנולוגיה הפוטו-וולטאית בהשוואה לדודי השמש ניתן למצוא בפרק 3.4 בעבודת המחקר.