דבר, 23 ינואר 1976 — יקותיאלי בעקבות ארכימדם [כתבה]
יקותיאלי בעקבות ארכימדם
מאת ארגון מגן
במכון וייצמן נסתיים לאחרונה פית!_ת גלאי־שמש חדש, שבעזרת!אפשר לעק!ב אהד השמש ולנצל באופן יעיל יותר את ?ר־ ניד. לייצור חשמל. פיתוח הגלאי נעשה על־ידי פרופסור גדעון יקותיאלי מהמחלקה לפיסיקה גר־ עינית וחוקרים ומהנדסים ממחלקה זו וממחלקות אחרות במכון. אפשר כמובן לשאול, מה לפיסיקאי גרעיגי !לאנרגיית השמש. על כך אפשר להשיב שלוש תשומת: ראשית, גם אנרגיית השמש היא. ביסודו של דבר, אנרגיה גרעינית' שהרי היא מצרת מתהליכי הית!ר גרעיניים בליבה של השמש. שנית, הטיפ!ל בניצ:ל אנרגיית השמש נתון כמם בע1לם בידיהם של מדענים ומהנדסים מתחוימים רבים; למשל' אחת התכניות השאפתניות בי!תר לניצ1ל אנרגיה זו בארת"ב מסורה בידי ארבע חברות־מט!סים דווקא. והת־ שובה השלישית, והיא התשובה האמיתית: פרופ' יקותיאלי, בן , 49 יליד הארץ, רואד. באנרגיית הש־ מש את אנרגיית העתיד של יש--אל. נפט אין, פתם אין, אורניום יש רק מעט• :אילו שמש יש לנו :שפע: אם נפחית את הלילות 'את הימים המעוננים, עדיין נשא־ ־ות לנו, מתוך מספר כולל של 876( שעות בשנה, כ2500* שעות :שנה עם קרינת־שמש מלאה, ו־ :את למספר־שגים בלתי־מ:גבל _:אלא־אם־בן נביא בחשבון, שב* »ד מיליוני שנים עלולה השמש י דעוך' כפי שמנבאים לנו האסט־ ־ופיסיקאים. (שלא להזכיר, בי זו צורת האנרגיה ה"נקיה" ביותר 'משוש־ליבו של כל אקולוג. אי־רציפות ו"דלילות" בטרם נספר על טיבו של הגלאי . "חדש' נביא בקצרה את הבעיות ־. עיקריות הכרוכות בניצול אנרגיית השמש.
הבעיה האחת היא אי רציפותה מל הקרינה. גם היום הבהיר :יותר בא אל קצו עם ערב, וגם לא כל הימים הם בהירים. אס :_ניח, כי בממוצע שנתי יש קרינת שמש במשך שמונה שעות ביממה - משמע שמיתקו המתמיד אנר־ ;יית שימש לחשמל צריך להיות בעל _זספק מותקן גדול פי שלושה מה־ . "ספק הממיצע הדרוש לצרכנים. ; וסף לכך יש לצרף אליו מיתקנים
לאגירת חום או השמל, שמחירם משתווה לפעמים למחיר המיתקן תראש1ני. הבעיה השניה היא ר". דליל1ת" של קרינת השמש. אילו באת זו אלינ!בצורת הקרניים העבות, המרמזות, המופיעות בציורי ילדים — גיומו. למעשה היא מפוזרת במידה שווה על כל השטח, והקרינה הנופלת על כל יחידת שטח עשויה, אם מתקינים _קולטייקרינה מתאימים, לחמם מים עד 70, 60 או 80 מעלות' אבל לא ליצור קיט:ר בטמפרטורה של כ־300 מע־ לוח' כפי שנחוץ להנעת טורבינות להפקת חשמל. אפשר איפ!א לחש־ תמש בקרינה הבלתי־ממבזת לע־ שיית אמבטיה חמה ז !אמנם את גגות בתיה של ישראל מכערים כ־150, 000 דודי־שמש, החוסכים כ* _IOCOOC טונות דלק בשנה (כ• 1. 5% מצריכת הדלק הכללית של־ נו. (אבל להסקה, שלא לדבר על הפקת חשמל, אין _דודי־השמש מספיקים. עם זאת יש כיום אנשים בעו---לם, לרבות בישראל (למשל, ד"ר צבי תבור, (שבאמתחתם תכניות _להפיכת הקרינה המפוזרת של . *שמש לחשמל _באמצעות טורבי-:-ה, המסוגלת לפעול במים בטמ־ 'רטורה של כ־90 מעלות. אולם
דגם של מגדל־כוח שמשי
אסכולה אחרת, שעימה גפנה גס פרופ' יקותיאלי ' דוגלת בניצול אנרגיית השמש ת:ך ר י כ!ז הקרינה שלה. מגדל-הכוח עיון כספרי ההיסטוריה מלמד, כי עוד ־ממציא היווני ארכימדס השתמש בשיטה זו: בשעת המצוד של אניות רומיות על העיר סיר־ קהה הוא ריכז, בעזרת מראות
יקותיאלי
ענקיות, את קרני השמש אל אניות האויב והעלה אותן באש. אולם _ב־2200 השנים שחלפו מאז ארכימסדם ועד יקותיאלי נעשה מעט מאד בכיוון זת לאחרונה צצה בארה"ב תכנית יומרנית בכיוון זח: מגדל הכוה השמשי , ובאנגלית: Power Tower Solar חרעיון הוא להקים בדרום־מערב ארה"ב מגדל־ ב־טון בגובה של עשרות מטרים ולפזר סביב, !על שטח של מאות רתמים, אלפי מראות _הליוססא־ טיות, דהיינו "קבועות אל השמש, "המלוות את התנועה המדומה של השמש בשמיים (ולמעשה: את תנועת בדור־האר'ן סביב צירו יםביב השמש. (כל המראות מטילות את קרני השמש אל מכל־מים בראש המגדל :יוצרות שם קיטור בטמפרטורה של כ־400 מעלות. הקיטור מוזרם לטורבינד, בתחתית המגדל, והתוצאה הסופית היא — זרם חשמלי. ליד מיתקן זה ייבנה אוגר־חום, כדי "לגשר" על־פני הלילות והימים המעוננים. מנדל הכוח" כבר חרג מגדר " תכניות על הנייר: "ארדה'" המיג־ ד, ל האמריקני לחקר האנרגיה ול־ פיתוחה, חתם הסכם עם ארבע תברות־ענק לייצור מטוסים' ביני־ תן "מקדינל־דאגלס" ו"בואיננ, "
לבניית מיתקן ניסויי מסוג זה, אשר יפיק 10 מגאוואט חשמל. "מיתקן של "מקדוגל־דאגלס" יכ* לול מגדל בגובה 94 מי. סביבו, 1נל שטח 540 על 600 מ' (בשליש ? _מייר. (יפוזרו 2470 מראות הליום־ ;זאטיות. לפי לוח הזמגים של 'ארדה" יתחיל המיתקן הניסויי לפעול _ב־. 1980_אהר־כך ייבנה !:_יתקו־חדגכח בעל הספק של 50 מג':" ולבס!ף — מיתקן מסחרי טל 100 עד 300 מג"ו. במיתקן וד, יגיע גובה המגדל למאות מט--ים ומספר המראות — לרבבות אחדות. לפי אחת התחזיות יופקו :ארה"ב בשנת 2000 ממיתקנים :אלה 40, 000 מג_^' חשמל — פי y מההספק ־נוכחי של ישראל - במחיר שיוכל להתחרות עם מחירו של חשמל המיוצר בדךך _;_ונוונציונליח.
התבייתות מכד מצב אהד הקשיים במיתקנים המרכזים את אור־השמש הוא הצורך לעקוב אחר תנועת השמש!!במיתקן כמן "מגדל־הכוח" יש לצייד כל מראה הליוסטאטית במע־ רכת־עיקוב מדוייקת מאוד. ואמ־ נם יש מערכות כאלה. אחת המערכות המקובלות לעניין זה עושה את העיקוב הגם בעזרת מחשב, ואילו העיקוב המדוייק נעשה בעזרת טלסקופ בעל זווית־פתיחה של 5 מעלות, _המתכולז אל מרכז השמש באמצעות ארבעח תאי־ שמש. דא עקא' שמערכת כזאת יקרה מאוד. !כאן מגיעים אנו לגלאי של פד:פי יקותיאלי ועמיתיו. לפי מה שמוכן יקותיאלי לספר, גלאי זד. שונה מאוד מכל מערכות־העיקוב הקיימות. הוא פתוח לכל העברים, כלומר הוא פועל בזורות עד 360 מעלות ז וכאשר השמש זורחת, יכול הגלאי לגל:תה :להתביית עליה מכל מצב;הוא ננעל עליה ועוקב אחריה בדייקנות. הגלאי אינו חייב לעקוב אחרי השמש ברציפות. כאשר זו מסתתרת מאחורי העננים לזמן ממושך, מפ־ סיקים מנועי!לפעול ')ועל־ידי כך מושג חסכון בצריכת חשמל) וב־ רגע שהשמש מופיעה מחדש, הוא מתביית עליה _בבת־אחת. כיוצא באליה בלילה: הגלאי מסיים את חיום כשהמראה מכוונת כלפי השמש השוקעת במערב > והנה בבוקר, כאשר קרני השמש הזור-
חת מופיעות במזרח, חוא חש בהן ב"עורפז" ועושה תפנית חדה של כ־180 מעלות!. _אחרון־אחרון חביב: זהו גלאי פשוט, יעיל ונר הימן ואפשר לייצר!במחיר נמוך מאוד.
גם לתאי־שמש ועדיין לא סיימנו לספר בשבחיו של הגלאי החדש. הוא רב־תכליתי !איננ: מוגבל ל"מגדל־הכוה. " פרופ' יקותיאלי אומר, כי אפשר להשתמש בו בכל מערכת המכוונת לרכז את קרני השמש, ולאו דווקא לחימום קיטור. שימוש אפשרי הוא, למשל. בתאי־שמש — גבישים קטנים, מדוייקים' מעין טדנ" זיסטורים עשויים צורן א!ה1מר אתר, ההופכים את אדנגיית השמש ישר לחשמל. כיום השימוש בתאי־ שמש מצומצם מאוד !הוא מוח רק במיתקנים, שבהם המחיר איננ: "משחק:" בחלליות' בתהנ:ת*שי־ דור מבודדות, _במנדלורים על איים ממדדים, באותות־אזהרה למטוסים על פסגות הרים, וכדומה. א1לם כאשר מרכזים את קרינת השמש 1מגנ:ירים את עוצמתה פי אלף ויותר, תגדל בהתאם גם עוצמת ־זרם החשמלי שמפיק תא־השמש המוקרן. מחיר התא יהיה איפוא נמוך יחסית לכמות החשמל המופקת, וגם אם נצרף את מחיר
המראות ההליוסטאטיות ואת הגלאים שלהן' עדיין י1שג חסמן. פר!פ' יק!תיאלי מאמין' כי ת:ך 15 עד 30 שניה אפשר יהיה להחיל את אנרגיית השמש כדי כך' שהובל להתחרות עם צורות־האנר־ גיד, הקונוונציונליות — והוא כולל במונח "קונוונציונלי" גם את האנרגיה הגרעינית. ישראל, אומר הוא, היתד, בין החלוצות בניצ1ל אנרגיית השמש, _בהתקיגה מספר גדול של _דודי־שמש. בינתיים "עלו על הגל" הרבה מדינות אחרות, ואילו אנו קופאים על השמרים. הגיעה העת, שישראל תיטול הלק נכבד בפיתוח הניצול של אנרגיה זו' ולא רק כדי לספק את צורכי האנרגיה שלה ולהגיע לאי־תלות במדימת אחר!ת. עליה גם לייצא מרכימם של מערכות לניצול אנרגיית השמש, ועל־ידי כך תימצא תעסוקה לפיסיקאים !למדענים בתחומים אהרים, המתקשים היום למ־ _צוא עבודה במקצועם. באחת: ישראל חייבת לפתה תעשייה של " אנרגיית שמש. "