תחנות כוח מאפשרות להמיר את הנפט, הגז והפחם לאנרגיה. שלושתם חומרי בערה ששריפה שלהם מאפשרת לייצר חשמל. ההבדלים ביניהם הם ברמת זיהום האוויר שנוצר מייצור החשמל מכל אחד מהם.

הפחם מזהם מאד את כדור הארץ והנפט מזהם מעט פחות, אבל הוא עדיין גורם לפגיעה באיכות הסביבה. הגז הכי פחות מזהם ולכן עדיף להשתמש בו ליצירת חשמל. אבל הכי טוב לייצר חשמל מאנרגיית השמש, שאינה נגמרת ולא מזהמת את הסביבה.


הילי הילדה שמסבירה כיצד נוצר החשמל כך (עברית):

https://youtu.be/6Qrm9SHjkOE


כל תהליך ייצור החשמל, בשיטות וחומרים שונים ועד הבית (עברית):

http://youtu.be/mPMyyAwrDJ8?t=9s


והתחליף המופלא שאנו רק צריכים לבחור בו (מתורגם):

https://youtu.be/_6gV8Fzszjg

אנרגיה סולארית (Solar energy) היא אנרגיה שמופקת מקרני השמש. זוהי למעשה אנרגיה שִׁמְשִׁית, אנרגיית השמש המהווה כיום את אחת מצורות הפקת האנרגיה החלופית והמתחדשת החשובות ביותר.

את קרני השמש קולטים תאים סולריים. בתהליך פשוט יחסית של המרת החום לאנרגיה חשמלית, מיוצר מהם חשמל נקי, שהוא גם טוב לסביבה, כי הוא חוסך עשן וזיהום אוויר, האופייניים לחשמל הנוצר בשריפת נפט או פחם.

השימוש העתיק ביותר באנרגיית השמש הוא ייבוש הכביסה על חבל, לאור השמש. אך שימושי האנרגיה שמקורה בשמש הם מגוונים הרבה יותר.

הבולטים שבהם הם דודי השמש, המשמשים לחימום מים לצריכה הביתית. יישום של האנרגיה הסולרית החלל ניתן לראות בתחנת החלל הבינלאומית, לה מספקים חשמל, שורות של משטחים פוטו-וולטאים המתנוססים על כנפיים מעליה.

מבנים רבים בעולם מפיקים כיום בעצמם את צריכת החשמל שלהם. הם עושים זאת באמצעות לוחות סולריים, המוצבים על הגג. את האנרגיה הסולרית הזו ניתן לנצל מיד או לאגור להמשך, ובהתאם לצורך - להפיק מהם את האנרגיה מאוחר יותר.

כיום כבר ברור שהמעבר לאנרגיית השמש הוא מרכיב מרכזי בעצירת משבר האקלים החמור והתחממות כדור הארץ שהיא חלק ממנו. מאז המצאת האנרגיה הסולארית, הטכנולוגיה הזו צומחת בקצב מעריכי (אקספוננציאלי), כלומר בקצב מטורף ומהיר.

המומחים מעריכים שעד שנות ה-40 של המאה הנוכחית תיהפך האנרגיה הסולארית למקור האנרגיה הגדול בעולם. כבר כיום היא משמשת לייצור של אנרגיה ביותר ויותר תחומים, כולל מערכות התפלת מים, קירור בתים והפעלת מחשבים לבינה מלאכותית.

בנוסף להיותה נקייה וטובה לסביבה ולאדם, מורידה האנרגיה הסולארית את מחיר החשמל והאנרגיה יותר ויותר.


הנה סיפורה של האנרגיה הסולארית:

https://youtu.be/o3hR0uiuCfY


הכרחי לעבור לאנרגיות חלופיות:

https://youtu.be/Ljuyf2EVHyk


כך מייצרים חשמל בפאנלים סולריים (מתורגם):

https://youtu.be/xKxrkht7CpY


בהאיטי מבשלים באמצעות פאנל סולארי המאפשר בישול בשמש:

https://youtu.be/QFbCPM1izaM


וקרני השמש שמייצרות אנרגיה חשמלית:

http://youtu.be/YzbtvGmOYZQ

כוחה של הרוח הוא גדול ולרוח אין סוף. את כוחה ליצור אנרגיה הבינו כבר לפני אלפי שנים. מסירות מפרש ועד לתחנות רוח, השתמשו בכוח הרוח כדי ליצור כוח ואנרגיה. להשיט סירות או לטחון קמח הרוח הצליחה בקלות.

אז אם בימי קדם הרוח סייעה לטחנות רוח לטחון חיטה לקמח, שממנו הכינו לחם, כיום מייצרים מהן חשמל.

כשבונים טחנת רוח מודרנית, במקום שבו יש רוחות עזות, הכנפיים של הטחנה מסתובבות בזכות הרוח. הכנפיים הללו מחוברות לטורבינות, מנועים שתוך כדי הסיבוב שלהם מייצרים חשמל נקי וזול.


הנה כוח הרוח ולמה יש לטורבינות רוח 3 להבים:

https://youtu.be/RNPIRfxUTQ4


וכך פועלות הטורבינות לייצור חשמל מהרוח (מתורגם):

http://youtu.be/kSFy-0xE-1U

קרני השמש יכולות לשמש לייצור חשמל. תאים סולאריים קולטים את קרני השמש ומייצרים מהן חשמל.

בשנים האחרונות, מתקינים אנשים רבים על גג ביתם קולטים סולאריים ומייצרים חשמל. את החשמל הם מוכרים לחברת החשמל. כך ניתן לייצר חשמל נקי יותר ולחסוך עשן וזיהום אוויר משריפה של הנפט או הפחם, היקרים והמזהמים יותר.

באמצעות המרה של המתח והזרם הדרושים למכשירים חשמליים, מאפשר החשמל שמייצרים מהפאנל הסולארי להפעילם.

את החשמל המופק מהשמש ניתן גם להמיר לזרם חילופין, הזהה למתח המסופק על ידי חברת החשמל ברשת החשמל שלה. רבים מבעלי קולטים הסולריים הללו מקבלים בעבור "החשמל שלהם" תמורה כספית.


#איך הופך אור השמש לחשמל בתאים הסולאריים?
ייצור החשמל על ידי תאים סולארים כאלה ממיר את האור הפוגע בתא הפוטו-אלקטרי לחשמל. התהליך הוא מעניין:

התא הפוטו-חשמלי הזה מורכב משני חומרים שונים. אם מחברים לשני החומרים הצמודים הללו מוליכים חשמליים, מקבלים זרם חשמלי.

פגיעה של פוטונים בעלי אנרגיה בחומר שנקרא סיליקון, למשל, מביאה מטענים חשמליים חיוביים ושליליים לעבור ממצב סטטי למצב דינמי. כך נוצר זרם ישר.

כך נוצר החשמל בתאים הסולאריים, באמצעות האפקט הפוטו-וולטאי, שגורם לפליטת אנרגיה חשמלית.


כך יכולות קרני השמש לייצר אנרגיה חשמלית (עברית):

http://youtu.be/YzbtvGmOYZQ


מעט ממה שעוד תאפשר לנו אנרגיית השמש, אם ננצל אותה כראוי (מתורגם):

http://youtu.be/S6QJtado9dw


וזו כבר כימיה - מה יקרה אם נביא חלק מהשמש לכדור הארץ (מתורגם):

https://youtu.be/J0ldO87Pprc?long=yes

רבים כבר יודעים שבניגוד לייצור חשמל מנפט וגז, שיש אותם בכמות מוגבלת בעולם ושייצור חשמל מהם נעשה בתהליכים הרסניים לכדור הארץ, ייצור של חשמל מקרני השמש הוא נקי, לא מזיק וטוב הרבה יותר.

פאנלים סולאריים (solar panels), אותם לוחות סולאריים שעל הגג או במקומות שונים לייצור חשמל, מאפשרים ליצור חשמל זול, בריא ורב,שאינו מבזבז משאבים מתכלים ואינו מזהם את כדור הארץ.

ייצור חשמל על ידי תאים סולאריים מבוסס על אפקט פוטו-וולטאי, ההופך את קרני השמש לחשמל. האפקט הזה מדבר על אור הפוגע בתא פוטו-חשמלי, שמורכב מחומרים המאפשרים להמיר את קרינת השמש לאנרגיה חשמלית. חיבור מוליכים חשמליים לשני החומרים הצמודים הללו ממיר את האנרגיה הזו לזרם חשמלי.

מבחינה מדעית, אם נפשט את התהליך, ייצור חשמל בשיטה זו מתבסס על כך שפגיעה בסיליקון, של פוטונים בעלי אנרגיה, המצויים בקרני השמש, גורמת למטענים חיוביים ושליליים, המצויים בחומר, לעבור ממצב סטאטי למצב דינאמי וליצור זרם חשמלי. אחרי המרה לזרם חילופין שמשמש ברשת החשמל של חברת החשמל, משמש החשמל הזה במערכת החשמל הרגילה.

אז התאים הסולאריים קולטים את קרני השמש, שעומדות לרשותנו בכמות לא מוגבלת, ומייצרים מהן חשמל. בכך הם מאפשרים לייצר חשמל נקי ובריא יותר, לחסוך ים של אנרגיה הדרושה להפקת נפט וגז מהאדמה ולמנוע עשן וזיהום אוויר משריפה של הנפט או הפחם, היקרים והמזהמים יותר.


כך מייצרים חשמל בפאנלים סולריים (מתורגם):

https://youtu.be/xKxrkht7CpY


פעולת הפאנל הסולארי (עברית):

https://youtu.be/H0PaPTVhpjo


כך קרני השמש מייצרות אנרגיה חשמלית (עברית):

http://youtu.be/YzbtvGmOYZQ


חברה ישראלית שמייצרת פאנלים סולריים קלים, גמישים וחדישים (עברית):

https://youtu.be/rVJocBVIssI


ומעט ממה שתאפשר לנו בין השאר אנרגיית השמש, אם ננצל אותה כראוי (מתורגם):

http://youtu.be/S6QJtado9dw

סכרים (Dams) הם מחסומים מלאכותיים שנבנים לרוחב נתיבים של זרימת מים, למטרות שונות.

לרוב בונים סכרים לצורך חסימה של זרם המים, האטה של הזרם או בקרה על זרם המים. למרבית הסכרים יש אפשרות לשליטה על זרם המים העובר בהם ופעמים רבות הסכר גורם ליצירה של מאגר מים.


#אבל מה הסיבה לבנייתם של סכרים?
למה משקיעים כל כך הרבה עבודה וכסף בהקמת סכרי ענק בעולם?

הסיבות הנפוצות לבנייתם של סכרים הן:

יצירת חשמל בכוח המים - על ידי שימוש בטורבינות שמפיקות חשמל מהאנרגיה המכנית של זרימת המים.

אגירת המים לשם השקיה - במקומות שאין בהם מספיק מים לחקלאות או בזמנים של מחסור בגשמים.

מניעת הצפות - באזורים מישוריים הנמוכים מגובה פני הים, כמו הולנד, הסכר מונע הצפה של מי הים.


הנה סכר הובר כדוגמה לבניית סכרי ענק (מתורגם):

http://youtu.be/rzcHP2KAJ_Y


ההשפעות של בניית סכרים ענקיים על רעידות אדמה (עברית):

http://youtu.be/_Rd9eKIMLGw


סכר הובר העצום, המספק מים וחשמל:

http://youtu.be/NyklSsIhXkk


וסרטון תיעודי על הסכרים הגדולים בעולם:

https://youtu.be/ciw5h6R8atU?long=yes

מה עושות טורבינות הרוח?
איך עובדות טורבינות רוח?


טורבינות הרוח מאפשרות לאדם להפיק חשמל מכוחה של הרוח ולא מפחם ומזוט, שעולים הון ומזהמים את כדור הארץ.

זוהי אחת הדרכים הטובות לייצר אנרגיה ירוקה, כלומר אנרגיה שלא מנצלת חומרים שכמותם מוגבלת ושהשימוש בהם מזהם והורס את כדור הארץ.

טורבינות הרוח מתאימות למקומות גבוהים ופתוחים ולמעשה בכל האזורים שבהם הרוח מרובה. הן נחשבות מהמכשירים הטובים ביותר ליצירת אנרגיה חלופית וזולה. לכן כל המדינות החכמות מקימות חוות טורבינות ומייצרות בכך חשמל זול ונקי.


הנה מצגת וידאו שמסבירה את היתרונות של טורבינות הרוח להפקת חשמל:

http://youtu.be/NXUPMWDbzYs


כך יוצרות טורבינות הרוח המודרניות חשמל מהרוח:

https://youtu.be/qSWm_nprfqE


האם אפשר לסמוך על חשמל מרוח ושמש (מתורגם):

https://youtu.be/ObvdSmPbdLg


קבלו את טורבינות הרוח שעל רמת הגולן:

https://youtu.be/ubLoCHKu_pA


והצד הפוליטי של טורבינות הרוח (עברית):

https://youtu.be/pymi6O16GY8?long=yes

כולנו יודעים שטורבינת חשמל היא אחת הדרכים הטובות ביותר לייצר אנרגיה ירוקה, שלא מנצלת חומרים שכמותם מוגבלת ושהשימוש בהם מזהם והורס את כדור הארץ.

אבל כיצד מייצרת הטורבינה את החשמל?

ובכן, תודות למבנה שלה, טורבינת רוח מסתובבת בכל פעם שיש רוח. משום כך נוהגים להציב אותן באזורים שהרוחות בהם מרובות. כשהרוח הנושבת, היא מסובבת את כנפי הטורבינה ובכך מעבירה את אנרגיית הרוח למנוע.

כנפי הטורבינה מחוברות למנוע שהוא למעשה גנרטור. גנרטור שפותח כדי להמיר אנרגיה סיבובית לחשמל. המשמעות של זה היא שסיבובי המנוע שנוצרים מהכנפיים והרוח מייצרים עתה חשמל.

כל שנותר עתה למערכת הוא להעביר את החשמל שנוצר מהסיבובים הללו שגרמה הרוח, אל מערכת החשמל האזורית והארצית.

ואכן, החשמל הזה עובר מהטורבינה אל רשת החשמל. באמצעות כבלי חשמל הפרושים בכל האזור, נאסף החשמל מכל הטורבינות. הוא מועבר מכאן לשימוש בנייני המגורים, התעשייה והעסקים בכל רחבי האזור והמדינה.


כך נוצר חשמל מטורבינות רוח (מתורגם):

http://youtu.be/kSFy-0xE-1U


וכך פועלות טורבינות רוח:

https://youtu.be/cuKpaPbxlvk

האנרגיה הסולארית בכדור הארץ הולכת והופכת שימושית. ככל שמחירי הדלק עולים והעולם פחות ופחות מעוניין להיות תלוי בדלק, גדל הרצון לנצל את השמש לייצור של חשמל זול ונקי לסביבה. בשנים האחרונות חוקרים יותר ויותר את האפשרות לייצר אנרגיה סולארית מהחלל.

היתרונות בהוצאת הלוחות הסולאריים לחלל הם גדולים ואפשר לסכם אותם בקיצור בכך שאין שום דבר שמפריע לקרני השמש וחוסם חלק מהן, בדרך אל הלוח הסולארי שימיר אותן לחשמל. לא עננים, לא אטמוספרה ולא שום דבר - הדרך פנויה להפקת כמות האנרגיה המירבית.

מערכות חשמל סולארי חללי (Space Solar Power או SSPS) יוכלו לקלוט את קרני השמש ולהמירן לאנרגיה. את האנרגיה ישדרו המערכות החלליות לתחנות קליטה על פני כדור הארץ, בצורה של קרני לייזר או מיקרוגל. שם הן יומרו לחשמל, שישמש לתאורה, חימום ושאר השימושים האנושיים בחשמל.

ביפאן עובדים על תחנה כזו במסגרת תכנית החלל שלהם הנקראת JAXA. הם מבטיחים שעד 2030 תוצב תחנת הכוח החללית הראשונה בחלל ותחל לעבוד. סין כבר הודיעה שתקדים גם היא לעשות זאת וכבר ב-2025 היא מתכוונת למקם חווה סולארית בחלל.


כך ניתן לייצר חשמל בחלל בעתיד בטכנולוגיית SSPS, מה שסין עומדת לעשות בקרוב:

https://youtu.be/zrO3OZ92Znc


הסבר של הרעיון:

https://youtu.be/y2eQfpXQeTQ


כך תועבר האנרגיה שתצטבר בתחנת החלל אל תחנת הממסר שעל כדור הארץ ומשם אל הערים הגדולות והישובים:

https://youtu.be/BoxXlF9mepU


גם כאן:

https://youtu.be/vJcev0Jq3Ig


ומודל של תחנות כוח חלליות שיעבירו חשמל כדי להאיר ערים שלמות על פני כדור הארץ:

https://youtu.be/MrVyr-ndElw

כוחם של המים הזורמים בנהרות הוא עצום. המון אנרגיה משתחררת ממים זורמים אלו. בעולם נבנות על נהרות וסכרים הרבה תחנות כוח הידרואלקטריות.

בתחנת כוח הידרואלקטרית המים זורמים או נופלים מגובה וכך מניעים טורבינות ענקיות, המייצרות חשמל. כך כוח המים וכוח הכבידה המושך אותם למטה מסייעים לייצור של חשמל.

יש מדינות שהחשמל מיוצר בהן רק בטכנולוגיה הידרו-אלקטרית, כמו נורבגיה שכמעט כל החשמל מיוצר בה מכוח זרמי הנהרות.


כך מייצרים חשמל ממים (מתורגם):

http://youtu.be/FUCkaXsqRP8


וזו הדרך בה המים מסייעים לייצר חשמל (מתורגם):

http://youtu.be/zBXf4jogihw

תא סולארי המבוסס על אנרגיה פוטו-וולטאית הוא התקן סולארי שמפיק אנרגיה חשמלית ישירה על ידי קליטת הקרינה האלקטרומגנטית של השמש, כלומר האור שלה. כיום עושים שימוש בלוחות סולאריים לייצור חשמל באופן פרטי ואף באופן מסחרי.

מיקום של לוחות סולריים על גג הבית מאפשר לייצר חשמל מאור השמש ואף למכור אותו לחברת החשמל. בעלי מבנים גדולים או שטחים להקמת חוות סולאריות משקיעים כיום כסף רב ומרכיבים מערכות סולריות על הגגות או בשטחים הפנויים ומוכרים את החשמל לחברת החשמל.


כך משמשים התאים הסולאריים לייצור חשמל באופן פרטי על גג הבית (עברית):

http://youtu.be/SHjmKPLJJ4U


דרך פעולת הפאנלים הסולאריים (מתורגם):

https://youtu.be/xKxrkht7CpY


פרסומת לפאנלים סולאריים לגג הבית (עברית):

http://youtu.be/mAvjT1QKJTI


ובעלי מבנים גדולים המנצלים את האפשרות להתקין גגות סולאריים ולהרוויח כסף מהגג שלהם (עברית):

http://youtu.be/oYjYTx6Qilg

כור גרעיני הוא מתקן שבו מבצעים ביקוע גרעיני מבוקר. במרבית המקרים המטרות של הכור הגרעיני הן הפקה של אנרגיה חשמלית (על ידי הנעה של תחנות כוח המייצרות חשמל) או לצורכי מחקר.

בהפקת אנרגיה חשמלית יש יתרון גדול לכור הגרעיני על פני תחנות הכוח הפחמיות ודומותיהן. הסיבה היא שתהליכי ייצור אנרגיה באמצעות כורים גרעיניים מייצרים אנרגיה גבוהה יותר ובצריכה קטנה יותר של דלק, מאשר בתחנות חשמל העושות שימוש בתהליכים כימיים ומונעות בפחם או נפט.

מעבר לסיכונים המוכרים שבשימוש במתקנים גרעיניים, חשוב לזכור עדיין שבהתנהלות רגילה, הם מזהמים פחות.


כך פועל כור גרעיני להפקת אנרגיה (מתורגם):

http://youtu.be/DlE2Ba9qRyc


ומפני שכור גרעיני מקל מאד על ייצור של נשק גרעיני השמיד צה"ל בעבר כור גרעיני שהקימו בעיראק (עברית):

http://youtu.be/A2fFHzN8btw