הצפת פאנלים סולריים בשיטה חדשנית

קיים עניין גדל והולך בניצול גופי מים כגון אגמים, נהרות, תעלות, מאגרים, סכרים ובריכות דגים לצורך התקנת אנרגיה סולרית. המניע העיקרי הינו ניצול "נדל"ן זמין", שלעיתים אין לו שימוש כלכלי אחר. לחילופין, באזורים מסויימים אין אדמה פנויה ומתאימה להקמה של חוות PV (סינגפור היא דוגמא קלאסית). בנוסף, עבור תפוקה דומה, התקנה על המים דורשת, בדרך כלל, פחות שטח מהתקנה על האדמה. מניע חשוב נוסף, רלוונטי במיוחד לאזורים חמים, אך לא רק - כיסוי גופי מים מקטין התאדות ואובדן משאב יקר. 
כתוצאה, התפתח ממש בשנים האחרונות ענף שלם המכונה Floating Photovoltaics – FPV. תחום זה צובר תאוצה ואף הוקם לטובתו פורום מקצועי בינ"ל Floating Solar Conference 
(https://www.floatingsolarconference.com)

שמושבו בהולנד והמפגש הראשון שלו נתקיים ב-2019. יצויין כי במפגש זה, בו השתתפו כ-300 איש, כשליש מהם היו מישראל, מה שמלמד על מקומנו האפשרי בענף צומח זה.
תחום ה-FPV יכול לעשות שימוש בפאנלים סולריים מן ההיצע הקיים בשוק ; יש המתאימים יותר והמתאימים פחות. האתגר הגדול הינו מערכות הציפה והעגינה. על אלה להיות יעילות מבחינת קיום הציפה על פני המים, שמירה על מקשה אחת (קרי, שחלקים לא יתנתקו), עמידה ברוחות וגלים וכד' לאורך זמן. כמו כן, יש חשיבות ומשמעות כלכלית גדולה לשיטות ההתקנה והתחזוקה.

הצפה באמצעות מיכלי אוויר 

שיטת הציפה השכיחה ביותר עושה שימוש במצופים מפלסטיק קשיח HDPE, המיוצרים בשיטת Rotational Molding. המצופים מחוברים אלה אל אלה באמצעות קורות מתכתיות. שיטה זו מונהגת על-ידי שני השחקנים השולטים בשוק ה-FPV העולמי כיום: הצרפתים Ciel et Terre והסינים Sungrow.  עם זאת, למערכות אלה מספר מגבלות:

• המצופים עצמם הינם מעין "מיכלי אוויר". אם נבקע המיכל, יחדרו מים ואפקט הציפה יאבד.
• המערכות כבדות במשקל וקשות להנחה על המים. הן מחייבות עבודות הכנה רבות ובנייה של מעין "מספנה" זמנית-ייעודית, כולל צוות גדול וכלים, כגון מנופים וכדומה. משך ההתקנה ארוך. כתוצאה מכך, שיטה זו מתאימה לחוות גדולות ואינה מתאימה לגופי מים קטנים. היא גם מחייבת דרכי גישה נוחות.
• המערכות כבדות המשקל מחייבות אמצעי עגינה כבדים.
• הפאנלים הסולרים מותקנים על גבי הקורות במרחק של כמה עשרות סנטימטרים מן המים. בכך נמנעת מן הפאנלים האפשרות להיות מקוררים על-ידי המים (קירבה למים מוכחת כדרך להגביר יעילות התפוקה ה-FPV).
• בשל המרחק מן המים, גם יעילות הקטנת ההתאיידות נמוכה.
• המצופים תופסים נפח רב. הובלתם למרחקים עשויה להיות בלתי יעילה, שכן הם בעיקר מובילים אוויר. גם איחסון חלקי חילוף תופס מקום רב. 

קיימת סכנה במקרה של סופות, כי הרכיבים כבדים ועשויים לגרום לנזק אם ישתחררו ו"יעופו".

היתרון הבולט של שיטת מצופי ה-HDPE היא שמדובר בשיטה מוכחת היטב, הנמצאת בייצור המוני, נהנית מיתרון לגודל ומוצעת במחירים נמוכים יחסית.

הצפה באמצעות ספוג עם תאים סגורים 

פלציב עין הנצ"יב, חברה בינ"ל מובילה בתחום ייצור ועיבוד פוליאתילן מוקצף מצולב בעל תאים סגורים, בחרה להתמודד עם האתגר בדרך חדשנית וייחודית. 

פלציב מתמחה, מאז שנות ה-70', בפוליאתילן מוקצף ומצולב (Cross-Linked Polyethylene Foam). חומר זה הינו מעין "ספוג" עם תא סגור (קרי, אינו סופג!), המשמש ליישומי ציפה (למשל ספינות ומזחים) ויישומים רבים אחרים (כגון בידוד, אריזה ועוד).

הצלבת מולקולות הפולימר במהלך תהליך הייצור (Cross-Linking Process) מבטיחה תכונות פיזיקליות מצויינות ועמידות/יציבות החומר במשך שנים, כמו גם בתנאי סביבה קשים. ריבוי התאים בחומר (מאות אלפי מיקרו-תאים למ3, הנוצרים בעת תהליך ההתפחה) מבטיח כי אף אם החומר "ייפצע" (למשל על-ידי גוף חד) לא תיווצר ספיגה ותכונות הציפה יישמרו. חומר פלציב מיוצר בתהליך תעשייתי רציף (אקסטרוזיה), בניגוד בולט ל-rotational molding המיושם ביחידות בדידות. את חומר פלציב ניתן "לעבד" לכל מידה וצורה נדרשת – העיבוד עצמו גם הוא התמחות של פלציב ומתבצע באוטומציה מירבית. פתרון פלציב הינו תוצרת הארץ. גם חומר הגלם העיקרי, גרגירי פוליאתילן LDPE, נרכש על-ידי פלציב בישראל.

חומר פלציב מוצע ב"צפיפויות" שונות, אך לצורך שמירה על ציפה מוטב לבחור במתאר עם צפיפות נמוכה. קרי, הרבה "אוויר" מוכל בתאי ה-Foam. הצפיפות הנמוכה מאפשרת גופי ציפה קלים מאד במשקל (40-50 ק"ג/מ3), אך פוגעת בקושיות ובחוזק המיכני (משום המסה המועטה). כדי להתגבר על כך עבור רכיבים מסויימים במערכת הציפה הדורשים ביצועים מיכניים גבוהים יותר, פלציב "מלמנטת" (Lamination) שכבת יריעת HDPE אל פני השטח של ה-Foam. התוצר הינו "סנדוויץ" (או Composite) שבמרכזו הספוג וצידיו החיצוניים יריעות HDPE. היריעה נהנית ממשקל קל, ובו בזמן מקושיות (rigidity) ומעמידות מכנית גבוהה (mechanical robustness). קומפוזיט זה, המכונה בפלציב פנלו Panelo, הינו הבסיס לפתרון הציפה. לפלציב פטנטים בנושא זה.

מצופי פנלו מתאימים לתחום ה-FPV בשני מיתארים:

פאנלים PV קשיחים

המדובר בתחליף ישיר למערכות המצופים של הצרפתים והסינים שהוזכרו לעיל.
היתרונות: 

• משקל קל, קלות ומהירות התקנה, אמצעי עגינה פשוטים יותר. 
• את מערכות פלציב ניתן להציב במים ידנית, אין צורך במנופים או באמצעים כבדים. 
• מצופי פלציב עצמם יכולים לשמש כמעברי הליכה (walkways) לצורך גישה אל הפאנלים (אין צורך בגשרי מתכת כבדים). 
• חלקי המתכת הם מעטים ; ישנן תצורות גם ללא חלקים מתכתיים כלל.

פאנלים PV גמישים ושטוחים

תחום הפאנלים הגמישים עולה בחשיבותו בזמן האחרון, עם הגדלת יעילותם בתפוקה. פאנלים אלה הינם דקים ושטוחים, כמעין דף נייר גדול (כ-2 מ2). פלציב פיתחה מספר עיצובים להצפה של פאנלים שטוחים אלה על המים. 

התקנת פיילוט 

במהלך חודש נובמבר 2020 הקימה פלציב פיילוט בבריכת הדגים של קיבוץ עין-הנציב. פיילוט זה משמש להוכחת ישימות שיטות ההצפה בספוג עם תא סגור בסביבת עבודה אמיתית, וכן להכנסת שינויים ושיפורים לקראת החדרת הדורות הבאים של מערך ההפצה של פלציב אל השוק. תפוקתו 250Kw והוא מאפשר גם ניצול מקומי של החשמל המופק לטובת הפעלה של חמצניות בבריכת הדגים. 

בכוונת פלציב להקים מתקנים דומים באתרים אחרים בארץ - בבריכות דגים ומאגרים כאחד. פלציב גם נמצאת במגעים לקראת התקנות ראשונות בשוקי ייצוא, עם דגש על פאנלים סולאריים גמישים. 

ההתקנה בבריכה כללה שני קונספטי התקנה עיקריים: האחד "גג על המים" - שימוש בקונסטרוקציות גג קונבנציונליות על גבי מצופי פלציב ; והשנייה - התקנה על גבי מצוף העשוי ברובו מחומרי פלציב. עוד נעשה ניסוי בשימוש בפאנלים מסוגים שונים ובשיטות חיבור ייחודיות.

פלציב, יחד עם צוות מומחים, נתנה מענה לכלל ההתקנה, כולל הורדת המתקן למים, עיגונו וביצוע עבודות החשמל. כל אלו בוצעו בהמשך לאנליזות מתקדמות ובסטנדרט ביצוע גבוה.

עוד פרטים בסרטון >> | לפניות >>