פיתוח חדש: תא סולארי סלקטיבי המייצר חשמל ירוק ומאפשר ייצור חקלאי תחתיו

הפיתוח החדש יפחית את עלות האנרגיה לקוט”ש בישראל ב- 75%; כיסוי מחצית מהחממות בארץ בתא החדש ייצר חשמל שיעבור את היעד הלאומי שנקבע ל- 2050

חברת Red Solar Flower, נוסדה על בסיס המצאתם של  פרופ’ חיים רבינוביץ’ מהפקולטה לחקלאות, מזון וסביבה, ופרופ’ ליעוז אתגר מהמכון לכימיה באוניברסיטה העברית. המדענים פיתחו אב טיפוס של תא סולארי חדשני שיעילותו הוכחה טכנולוגית ותוצריו משנים דרמטית את חוקי המשחק בתחום אנרגיית השמש והייצור החקלאי. התא הסולארי החדשני נועד לכיסוי מלא של שטחים חקלאיים (חממות, מטעים, שדות) ומקווי מים שיאפשר יצור חשמל ותוצרת חקלאית כאחד, בלי לגזול משאבי טבע ובלי לפגוע בסביבה.

התא הסולארי החדשני המבוסס על תחכום כימי מיוצר בשיטה פשוטה וקלה יחסית  מחומרים זולים, כמו פרובסקייט, שהתמרה כימית הופכת אותו שקוף לאנרגית האור הדרושה לצמחים לתהליכי הפוטוסינתיזה ומאפשרת להמיר את ייתרת אנרגיית האור לחשמל. פרופ’ ליעוז אתגר מסביר כי: “ברור לכולם  שהאנרגיה בחממות החקלאיות מבוזבזת כבר שנים, וזאת משום שהגידולים מנצלים רק חלק מועט מקרינת האנרגיה של השמש ויתרת האנרגיה מוקרן בחזרה לאטמוספרה או הופכת לחום ממנו נדרשים החקלאים להפטר במרבית חדשי השנה”. הפתרון שלנו, מוסיף אתגר, ממקסם עד פי 2.5 את ייצור החשמל הסולארי בשטחי הגידול”. המוצר החדשני מציע מחיר זול בייצור והתקנת הפאנל בהשוואה לתאי-הסיליקון ומשפר באופן ניכר את תנאי הגידול על ידי הפחתת עומס החום, צמצום פליטות גזי החממה, חסכון במים, והגנה מפני פגעי מזג האוויר ובעקיפין הגנה חלקית מפני גורמי מחלות ומזיקים.

כל הטכנולוגיות הקיימות היום בשוק לייצור חשמל ירק בשטחים חקלאיים מבוססות על תאים פוטו-וולטאיים אטומים לאור, או שקופים חלקית למרבית הספקטרום ולכן הניצולת והתנובה פחותים. פרופ’ חיים רבינוביץ’ מציין כי: “הפיתוח הנוכחי שניתן להתקנה על כל שטח חקלאי ומעל כל מקווה מים, יאפשר להחליף במלואן את גגות מרבית החממות החקלאיות, להקל על עומסי חום במטעים ובשדות, למנוע הפיכתם של מקווי מים עליהם מציבים רפסודות או איים של תאים סולאריים למדבריות מימיים.

חישובים על בסיס הנתונים הקיימים מעלים כי השימוש בתאים החדשים יפחית את עלות האנרגיה לקוט”ש בישראל ב- 75% דבר אשר יקטין את הוצאות החקלאי, יגדיל את הכנסתו ואת רווחתו. מדובר בלא פחות ממהפכה. לצורך העניין – בישראל בנויות חממות על שטח של כ-90 אלף דונם. כיסוי הגגות של מחציתן בתאים החדשים יספק חשמל ירוק בכמות שתעבור את היעדים הלאומיים בייצור חשמל ופליטות דו תחמוצת הפחמן שנקבעו ל-2050. כדי לאמוד את הפוטנציאל הכלכלי, יש לציין שסביב אגן הים התיכון לבדו בנויות חממות על שטח של כ-2 מיליון דונם.

ממחקר שפורסם ב- Global Food Security    ב-2018 עולה כי ערכם של גידולי הירקות מהווה כ-30% מכלל ערכו של הגידול החקלאי הצמחי הנאמד בכ- 1.850 ביליון דולר, כל אלה מיוצרים על בסיס כ-10% מכלל אנרגית האור המוקרן ע”י השמש  המשמשת לפוטוסינתזה, היה זה רק ענין של זמן ומחקר יצירתי פורץ דרך למציאת הפתרון היעיל ביותר לייצור משולב של תוצרת חקלאית וחשמל על בסיס האנרגיה מן השמש שאינה משמשת לפוטוסינתיזה.  

הרעיון ותוכנית המחקר נבחנו על-ידי הרשות לחדשנות שהעניקה לחוקרים מענק נדיב לביצוע מחקר על בסיסו הוקמה חברת Red Solar Flower בשיתוף חברת יישום של האוניברסיטה העברית. בזכות המחקר, הפיתוח וההשגים זכתה החברה, בניהולם של  ד״ר שי דנציגר ואילן שרון, לאחרונה במקום הראשון בתחרות ארצית בתחום פתרונות למשבר האקלים שערכה Startup Nation .

עוד בנושא באתר הידען:

• וכעת, לבשר אחר לגמרי
• אנרגיה נקייה, עכשיו בזול
• מהנדסים את העתיד של חקר החלל
• שמן חמניות עשוי להחליף את הנפט