דודי שמש

מבוא: 
דוד השמש הביתי הינו מכשיר שימושי ונפוץ בארצנו הנראה לעיני כל על גגות
הבתים. מזה שנים מתבצע מאמץ להגדיל את השימוש באנרגיה ירוקה. בחלק
מהמתקנים אשר ממירים את אנרגיית השמש קיימת מערכת עקיבה. במחקר זה
רצינו להכיר את עקרון הפעולה של דוד השמש וכן רצינו לבדוק האם ניתן לייעל את
עבודתו על ידי קולט דינאמי.
עקרונות פיזיקליים מרכזיים
– מעבר חום על ידי קרינה, הולכה והסעה
– הספק ונצילות
שאלות המחקר:
לו היה ברשותנו מערכת דוד שמש אשר בה הקולט עוקב אחר מסלול השמש
ונשאר מאונך לכיוון הקרניים, בכמה נייעל את עבודתו לעומת הקולט הסטאטי
שמותקן לרוב בזווית 45 מעלות ביחס הקרקע ולכיוון דרום?
מהלך המחקר 
בניסויים המקדימים חקרנו את עקרון תנועת המים כלפי מעלה כתוצאה מהפרש
טמפרטורות וכן את הקשר בין זווית הפגיעה של קרני האור במשטח פוטווולטאי
והאנרגיה שניתן להפיק בהמרת האור לחשמל. בניסוי זה ראינו קשר לינארי בין
סינוס זווית הפגיעה לעוצמת הזרם מהלוח.
בניסוי המרכזי השתמשנו בדגם לימודי של דוד שמש, אותו מילאנו במים והצבנו
לסירוגין את הקולט פעם בניצב לכיוון קרני השמש ופעם במנח המקובל של 45
מעלות-דרום. חזרנו על הניסוי מספר פעמים לאורך התקופה פברואר-יוני.

הקולט ניצב במנח של 45 מעלות לכיוון דרום

הקולט ניצב אנכית לכיוון הקרניים

ביצענו השוואה של מיצוע ערכי רווח האנרגיה שהתקבל משני המערכים והשווינו
לתוצאה משוערת שחישבנו על בסיס על תוצאות הניסוי המקדים עם הלוח הפוטו-
וולטאי בתנאי מעבדה.
תוצאות עיקריות:

בזווית 45 מעלות לכיוון דרום.

הקולט ניצב לקרני השמש.

ציפינו לפי חישובים המבוססים על השערתנו לשיפור של 146% בתפוקת אנרגיית
חום של המערכת המתכווננת לעומת זאת הסטאטית ובפועל קיבלנו שיפור של
111%.
מסקנות:
העלינו מספר הסברים לפער הקטן יחסית של תפוקת האנרגיה בין שני המערכים:
– בניגוד לתנאי המעבדה חלק ניכר מקרינת השמש הנקלטת היא קרינה
מפוזרת (לא ישירה) ומגיעה מהחזרים מעננים, קרקע ובניינים בסביבה. זו
קרינה שמשותפת לשני המערכים (הסטאטי והדינאמי) ומשקלה מסך
הקרינה נע בין 10% ביום בהיר לכמעט 100% ביום עם עננות כבדה.
– ככל שהטמפרטורה במערכת עולה כך עולים ההפסדים לסביבה.
– כאשר מקטינים את הזווית ביחס לקרקע כדי להישאר מאונכים לכיוון
הקרניים (רלוונטי לצהריי אביב-קיץ) מפל הגובה בין הכניסה הקרה ליציאה
החמה בקולט יורד ומפחית את יעילות מנגנון תנועת המים.
כמו כן הסקנו על סמך התוצאות שאין כדאיות כלכלית לשימוש במערכת
המתכווננת בשל יוקר הייצור, התפעול והתחזוקה שאינו מצדיק את הרווח
האנרגטי ביחס למערכת הסטאטית המותקנת כיום בבתים.

הקולט ניצב אנכית לכיוון הקרניים

ביצענו השוואה של מיצוע ערכי רווח האנרגיה שהתקבל משני המערכים והשווינו לתוצאה משוערת שחישבנו על בסיס על תוצאות הניסוי המקדים עם הלוח הפוטו-וולטאי בתנאי מעבדה.

תוצאות עיקריות:
בזווית 45 מעלות לכיוון דרום.

ציפינו לפי חישובים המבוססים על השערתנו לשיפור של 146% בתפוקת אנרגיית חום של המערכת המתכווננת לעומת זאת הסטאטית ובפועל קיבלנו שיפור של 111%.

מסקנות:

העלינו מספר הסברים לפער הקטן יחסית של תפוקת האנרגיה בין שני המערכים:
– בניגוד לתנאי המעבדה חלק ניכר מקרינת השמש הנקלטת היא קרינה מפוזרת (לא ישירה) ומגיעה מהחזרים מעננים, קרקע ובניינים בסביבה. זו קרינה שמשותפת לשני המערכים (הסטאטי והדינאמי) ומשקלה מסך הקרינה נע בין 10% ביום בהיר לכמעט 100% ביום עם עננות כבדה.
– ככל שהטמפרטורה במערכת עולה כך עולים ההפסדים לסביבה.
– כאשר מקטינים את הזווית ביחס לקרקע כדי להישאר מאונכים לכיוון הקרניים (רלוונטי לצהריי אביב-קיץ) מפל הגובה בין הכניסה הקרה ליציאה החמה בקולט יורד ומפחית את יעילות מנגנון תנועת המים.

כמו כן הסקנו על סמך התוצאות שאין כדאיות כלכלית לשימוש במערכת המתכווננת בשל יוקר הייצור, התפעול והתחזוקה שאינו מצדיק את הרווח האנרגטי ביחס למערכת הסטאטית המותקנת כיום בבתים.

אוקטובר 2021
יום ראשון יום שני יום שלישי יום רביעי יום חמישי יום שישי שבת
26 בספטמבר 2021

חופשת סוכות

חופשת סוכות
27 בספטמבר 2021

חופשת סוכות

חופשת סוכות
28 בספטמבר 2021

חופשת סוכות

חופשת סוכות
29 בספטמבר 2021

חופשת סוכות

חופשת סוכות
30 בספטמבר 2021 1 באוקטובר 2021 2 באוקטובר 2021
3 באוקטובר 2021 4 באוקטובר 2021 5 באוקטובר 2021 6 באוקטובר 2021 7 באוקטובר 2021 8 באוקטובר 2021 9 באוקטובר 2021
10 באוקטובר 2021 11 באוקטובר 2021 12 באוקטובר 2021 13 באוקטובר 2021 14 באוקטובר 2021 15 באוקטובר 2021 16 באוקטובר 2021
17 באוקטובר 2021

חופשת יום הולדת של הנביא

חופשת יום הולדת של הנביא
18 באוקטובר 2021

חופשת יום הולדת של הנביא

חופשת יום הולדת של הנביא
19 באוקטובר 2021 20 באוקטובר 2021 21 באוקטובר 2021 22 באוקטובר 2021 23 באוקטובר 2021
24 באוקטובר 2021 25 באוקטובר 2021 26 באוקטובר 2021 27 באוקטובר 2021 28 באוקטובר 2021 29 באוקטובר 2021 30 באוקטובר 2021
31 באוקטובר 2021 1 בנובמבר 2021 2 בנובמבר 2021 3 בנובמבר 2021 4 בנובמבר 2021 5 בנובמבר 2021 6 בנובמבר 2021