מדענים בעקבות השמש

 

 

הכנס העולמי הדו-שנתי של חוקרי אנרגיית שמש (1999 ISES) התקיים באחרונה בירושלים. הכנס אורגן בידי הסקציה הישראלית לחקר אנרגיית השמש. בוועדה המארגנת השתתפו מיכאל אפשטיין, מנהל יחידת המתקנים הסולריים של המכון, וד"ר אברהם קריבוס מהמחלקה למדעי הסביבה ולחקר האנרגיה במכון.

 

במסגרת הכנס התקיים מושב מיוחד לזכרו של פרופ' אלברט סייבין, הנשיא הרביעי של מכון ויצמן למדע, אשר תרם רבות לחקר אנרגיית השמש במכון. בראש המושב המיוחד ישב פרופ' ישראל דוסטרובסקי, הנשיא החמישי של המכון, הנמנה כיום עם סגל המחלקה למדעי הסביבה ולחקר האנרגיה במכון. בנוסף לכך ביקרו משתתפי הכנס במכון, ועמדו מקרוב על ההתקדמות בבניית תחנת הכוח הנסיונית שמוקמת בצמוד למגדל השמש במכון, בשיתוף פעולה בין חברת בואינג מארה"ב והחברות הישראליות "אורמת" ו"רותם תעשיות". יחידת הכוח הנסיונית הזאת תופעל באמצעות אנרגיית שמש ובדלק. הרכיבים הסולריים בתחנה הנסיונית, אשר פותחו במכון ויצמן למדע, מהווים פריצת דרך חשובה בתחום הניצול של אנרגיית השמש.

 

בניית התחנה הניסיונית החלה בשנת 1996 במסגרת קונסורציום מיוחד שהוקם במסגרת נציבות המדע והטכנולוגיה ישראל-ארה"ב. קונסורציום זה נועד לממש וליישם טכנולוגיות שפותחו בין היתר על ידי מדעני מכון ויצמן, בקונסורציום קונסולר, במסגרת תוכנית מגנ"ט של משרד התעשייה והמסחר.

 

בתחנה הסולרית הנסיונית מיושמות טכנולוגיות שפותחו על בסיס מחקרים של מדענים במכון ויצמן למדע, והיא המתקן הראשון מסוגו בעולם שינצל אנרגיה שמקורה באור השמש להפעלה ישירה של טורבינות גז (אוויר) להפקת חשמל. השאיפה להפקת חשמל באמצעות טורבינות גז נובעת בעיקר מהעובדה שטורבינות אלה יעילות בהרבה מטורבינות הקיטור, המשמשות עדיין להפקת חשמל ברוב תחנות הכוח הקיימות כיום.

 

תחנת הכוח הסולרית הנסיונית פועלת באמצעות שדה של מראות הקולטות את אור השמש ומרכזות אותו כלפי מראה עילית שמוקמה על מגדל השמש במכון. המראה מפנה את אור השמש כלפי מטה, אל קבוצה של מערכות אופטיות מרכזות שממוקמות קרוב לקרקע. מערכות אלה ירכזו את האור עד לריכוז של פי 5,000 מהריכוז הטבעי של אור השמש המגיע לפני כדור הארץ. בשלב זה יופנה האור המרוכז לקבוצה של קולטי שמש ייחודיים שיימצאו על הקרקע. בקולטי השמש האלה יחומם אוויר דחוס, שישמש להפעלת טורבינות שיפיקו חשמל.

 

התחנה הסולרית הנסיונית מתבססת על תכנון מתקדם של מערכות ריכוז האור שפיתחו מדעני מכון ויצמן, וכן על קולט השמש החדשני המכונה "קיפוד", שגם הוא פרי מחקר של מדעני מכון ויצמן למדע בשיתוף עם "רותם תעשיות". בקולט מותקנות "סיכות" הבנויות מחומר קרמי, המוצבות במבנה גיאומטרי שמאפשר קליטה וניצול מרביים של קרינת השמש. אוויר דחוס שזורם בין הסיכות מתחמם ומוזרם אל טורבינת הגז המפיקה חשמל. אור השמש חודר אל הקולט מבעד לחלון זכוכית (קווארץ) בעל מבנה חרוטי, שיכולתו לעמוד בלחץ גדולה מכוח העמידה של פלדה. תכונה זו מאפשרת הזרמה וחימום של אוויר דחוס מאוד, הדרוש להפעלה יעילה של טורבינת הגז המפיקה חשמל.

 

על פי תוכניותיהם של השותפים לפרויקט, תושלם התחנה הניסיונית עד לקיץ שנת 2000. המערכות האופטיות והקולט ייבחנו בניסויים שיחלו להתבצע בתוך חודשים אחדים.