התפלגות ביצועי מתקנים פוטו-וולטאיים בישראל

התפלגות ביצועי מתקנים פוטו-וולטאיים בישראל

בין החודשים ספטמבר 2014 למרץ 2015 למד אנרג'י ביצעה פרויקט בנושא חקר השפעת תנודתיות מזג האוויר בישראל על תפוקת מתקנים סולאריים פוטו-וולטאיים. בין היתר, נרשמו מאפיינים סטטיסטיים של ביצועי מתקנים פוטו-וולטאים מסוגים שונים באזורים שונים בארץ. המחקר כלל גם אנליזה של הקשר בין קרינת השמש לביצועים בתקופה שבין מרץ 2010 לאוגוסט 2014, ובדיקת גורמים שונים (סביבתיים וטכניים) המשפיעים על ביצועי המערכות. מטרה נוספת של הפרויקט הייתה הכנת מודל מתקדם לחיזוי תפוקה של מערכות סולאריות פוטו-וולטאיות, בהתאם לסיווג מערכת ומיקומה באחד האזורים האקלימיים בישראל, תוך התחשבות בסיכונים אקלימיים אזוריים (מודל 2.0 PEIC). המחקר של למד אנרג'י מהווה בחינה מעמיקה של ייצור אנרגיה סולארית בטכנולוגיה פוטו-וולטאית בישראל בדגש על מתקנים קטנים ומבוזרים. המחקר מאפשר גם לבחון את חשיבות בחירת הרכיבים האלקטרוניים והתכנון ההנדסי והטכנולוגי במערכות PV בפרספקטיבה של תפוקת חשמל במערכת לאורך זמן, ובכך לאתר אלמנטים מהותיים לתכנון מיטבי של מערכת סולארית פוטו-וולטאית ושדרוגה.

איסוף נתונים של ביצועי מערכות סולאריות ברחבי הארץ בוצע בהתאם לחלוקה מיקרו-אקלימית - עמקי הצפון (יזרעאל, החולה, בית שאן, כנרת - עד 200 מטר גובה), הרי הצפון (רמת הגולן, הגליל העליון וגליל מערבי), מישור החוף ושפלה (עד 400 מטר גובה), הרי המרכז (יהודה ושומרון מעל 400 מטר גובה), צפון הנגב וערבה. במהלך הפרויקט נאספו נתונים על כל האזורים, פרט לאזור הרי המרכז. כמו כן, המערכות קוטלגו לפי סוג ממירים נפוצים - מרכזי SMA או קצירה מבוזרת Solaredge ולפי גודל מערכת (4 קו"ט, 15 קו"ט או 50 קו"ט בדיוק של 20% סטייה בכל קבוצת גודל). בכל אזור נבדקו שש מערכות מאותה קבוצת גודל וסוג ממיר. תיעוד ורישום המערכות התבצע ללא התייחסות לזהות קבלן התקנה או זהות יצרן של פאנלים. איסוף הנתונים התבצע מתוך מאגרי מידע פתוחים של מערכות SMA ומערכות Solaredge מחוברות רשת בישראל, או הזנה של נתוני מערכות פרטיות בהסכמת בעלי המערכות. בעבור כלל המערכות נקראו רק נתונים של חודשים שלמים, קריא ללא תקלות נתונים. ייתכן שחלק מהמערכות עברו שדרוגים במהלך פעילותן, אך בהיעדר נתונים מלאים לא ניתן היה לדעת ישירות האם מערכת הוגדלה או הוקטנה, הוחלפו בה ממירים, הותקנו בה מערכות לשיפור ביצועים או בוצעו בה שינויים בארכיטקטורה. מערכות שנחשדו במערכות עוקבות (טראקרים) נפסלו מהחישובים. ההנחה היא שרב המערכות עוברות ניקוי אחת לחודש בממוצע. כמו כן, ככל הנראה חלק קטן מהמערכות עברו הגדלה  על ידי תוספת של קולטים, מה שעלול היה להשפיע על דיוק ניתוח הנתונים בפרויקט. איסוף נתוני קרינת השמש בפועל בוצע מתחנות מטאורולוגיות באזורי האקלים המתאימים – תחנות של המכון המטאורולוגי ושל משרד החקלאות. 

טבלה 1. ביצועים יחסיים של מתקנים פוטו-וולטאיים בטכנולוגית ממיר מרכזי בגודל 50 קו"ט ברחבי הארץ לפי אזורים

לעיל תוצאות נומינליות של ביצועי מערכות פוטו-וולטאיות הנפוצות ביותר – מערכות בגודל 50 קו"ט עם ממיר מרכזי SMA, בפריסה לפי אזורים. במבחן של מערכות מסוג זה נמצאו הבדלים מסוימים בין הגישה המקובלת בתעשייה, שמניחה כי בדרום הארץ יש תפוקה גבוהה ואילו בצפון היא נמוכה, לבין תוצאות המחקר של למד אנרג'י. ממוצע ארצי של תפוקת מערכות מסוג זה מוגדר 100% וסטיית התקן של הביצועים היא של בערך 3%, מה שמרמז על מובהקות התוצאות. השיאים של תפוקות אזוריות נמצאו בהתאם לציפיות באזור הערבה ואילת, אך יחד עם זאת מערכות בצפון הנגב לא הראו ביצועים יוצאי דופן. בניגוד לציפיות נרשמו דווקא ביצועים טובים באזור עמקי הצפון והרי הצפון, שעלו על תפוקות במישור החוף (גוש דן והשרון). כמו כן, נמצאו עדויות שישנן תפוקות גבוהות בחלק הדרום-מזרחי של מישור החוף (שפלת יהודה), אך לא היו במחקר מספיק מערכות בכדי לקבוע מובהקות סטטיסטית בתוך אותו אזור.