דוד שמש

מתוך ויקיפדיה, האנציקלופדיה החופשית
קפיצה אל: ניווט, חיפוש
דוד שמש

דוד שמש הוא מתקן סולארי לחימום מים, לשימוש ביתי, תעשייתי ולשימושים אחרים.

היסטוריה[עריכת קוד מקור | עריכה]

דוד השמש פותח לראשונה על ידי בוטנאי שווייצרי בשם הוראס דה-ססר, בשנת 1777. המתקן הורכב מקופסת עץ שהכילה קולט ומכל שבו ניתן היה לחמם מרק. דוד השמש הנפוץ כיום הוא, ככל הנראה, פיתוח ישראלי של ד"ר צבי תבור, מחלוצי השימוש באנרגיה סולארית בישראל.‏[1]

מבנה[עריכת קוד מקור | עריכה]

דוד שמש עם קולט צינורות ואקום

הדוד מורכב משני חלקים עיקריים - מכל המים, וקולטני השמש.

גוף חימום[עריכת קוד מקור | עריכה]

רוב דודי השמש בישראל מכילים גוף חימום. ישנם דודי שמש המכילים במקום גוף חימום, צינור ספירלי, אך אלו יקרים בהרבה‏[2].

מכל המים[עריכת קוד מקור | עריכה]

המכל הוא בדרך כלל בצורת גליל מוארך העשוי מפלדה עמיד בפני לחץ מים שסביבו גליל פח מגולוון כאשר ביניהם קיים חומר בידוד תרמי מפוליאוריתן מוקצף (בעבר השתמשו לצורך הבידוד בצמר סלעים). חלקו הפנימי של דוד הפלדה מצופה בחומר מבודד שנועד למנוע התפתחות קורוזיה וחלודה. מצויים בשוק מספר ציפויים: ציפוי צבע (פנולי או אפוקסי), ציפוי מלט (פוליטון) וציפוי אמייל[3]. רב דודי השמש בישראל הם בעלי ציפוי מלט שהוא זול יותר מאמייל. על פי התקן הישראלי מותר השימוש בציפוי בטון בעובי של לפחות מילימטר אחד. במדינות אחרות ציפוי בטון אסור לגמרי, מכיוון שהוא סובל מבלייה ועם הזמן מתפתחות קורוזיה וחלודה. אלו עשויות להפריש למים בדוד מתכות כבדות כעופרת, ניקל וקדמיום, ברמות הגבוהות מהתקן המותר ובכך לסכן את בריאות השותים את המים מהדוד.‏[4]. ביוני 2014 המליצה ועדה של מכון התקנים הישראלי לאסור מכירת דודי שמש מבוטנים‏[5], אך המליצה לתת שנה לאיסור על שיווק בדודים אלו, בכדי שיצרנים יוכלו להיערך לשנות את קווי הייצור. לעומת זאת משרד הבריאות התנגד לאשר ציפוי מלט מסיבות בריאותיות‏[6].

בנוסף לדודי פלדה, יש יצרנים המציעים דודי נירוסטה, שאינם סובלים כלל מחלודה וקורוזיה, אך עלותם גבוהה משמעותית מעלות דודי הפלדה.

הקולטנים[עריכת קוד מקור | עריכה]

קולטן שמש הוא תיבה מלבנית, שעשויה רובה ממתכת, פרט לדופן הקדמית העשויה זכוכית או מפלסטיק שקוף. בתוך קולטן השמש עובר צינור מים מפותל הצבוע בצבע שחור. בצמוד מאחורי הצינור המפותל לוח פח צבוע בצבע שחור שתפקידו להעביר (באמצעות הולכת חום) את החום הנוצר מבליעת קרני השמש שאינן נבלעות בדופן הצינור עצמו.

באזורים בעלי קרינה נמוכה ניתן להתקין קולטן עשוי מצינורות זכוכית עם דופן כפולה. בין שתי הדפנות יש ואקום המשמש לבידוד (כדוגמת תרמוס). הדופן הפנימית מצופה בשכבה שחורה הקולטת חום ומעבירה אותו למים הנמצאים בחלק הפנימי של הצינור. הצינורות מחוברים לסעפת המהווה גם דוד. סוג זה של קולט נפוץ בסין.

הקולט מותקן בדרך כלל על גג הבית, או במקום אחר החשוף לשמש. הקולט מותקן בשיפוע, כשהוא פונה דרומה (בחצי הצפוני של כדור הארץ), לשם חשיפה מרבית לקרני השמש.

אופן הפעולה[עריכת קוד מקור | עריכה]

צינור מתשתית המים הביתית מחובר לקצה אחד של הצינור העובר בקולט השמש, ולקצה השני מחובר המכל באמצעות צינור נוסף. קרני השמש פוגעות בקולט, ובשל הצבע הכהה של הקולט הופכת קרינת השמש לאנרגיית חום, הנשארת ברובה כלואה בתוך הקולט. המים שבצינור מתחממים באמצעות הולכה ממתכת הצינור שמקיף אותם.

לרוב ממוקם המכל גבוה מהקולטים, ואז כאשר המים בצינורות הקולטן חמים יותר מהמים שבמכל, ייעלו במעלה הצינור לכוון המכל ותיווצר תחלופה שמזרימה לקולטן מים מתחתית הדוד שהם קרים יחסית ומים חמים מהקולטנים יוחדרו לחלקו העליון של הדוד. אם המכל ממוקם נמוך יותר מן הקולטים, יש ליצור תנועת מים מאולצת באמצעות מנוע חשמלי זעיר. תחלופה מאולצת מצויה בבתים שבהם מסיבות ארכיטקטוניות הדוד ממוקם מתחת לקולטנים או בבניינים שבהם מערכת סולארית משותפת.

למכל יש פתח נוסף בצידו העליון של הדוד, דרכו יוצאים המים לתשתית המים החמים הביתית.

במקרים רבים מותקן בתוך המכל גוף חימום חשמלי, המשמש לחימום מים כאשר החימום על ידי קרני השמש אינו מספק. סביב גוף החימום ניתן להתקין "שרוול", שמבודד כמות מים קטנה יחסית משאר נפח הדוד ומאפשר חימום של שכבת הדוד העליונה בלבד. בדרך זו נחסכת אנרגיה וזמן בחימום מיותר של כל נפח הדוד. התקן זה מכונה "מאיץ". בשל העלייה המהירה בטמפרטורה שבשרוול מצטברת כמות רבה יותר של אבנית ביחס לגוף חימום שאין סביבו מאיץ.

דוד שמש בישראל[עריכת קוד מקור | עריכה]

דודי השמש נכנסו לשימוש בישראל באמצע שנות ה-50. בשנת 1955 ייצר מפעל מירומית באשקלון דודי שמש, על פי פיתוח של המהנדס ל. ישר‏[7][8] וחברת אולימפיה מכרה גם היא דודי שמש‏[9]. כבר בשנת 1957 דווח העיתון דבר שהשימוש בדודי שמש רווח בישראל‏[10]. באותה שנה התאחדו מירומית ואולימפיה‏[11] ולשוק נכנסו יצרנים נוספים‏[12][13]. בשנים 1963-1964 היווה דוד השמש סמל להצלחה כלכלית המתנוסס על גג הבית‏[14][15].

הממשלה לא עודדה שימוש בדודי שמש. חברת החשמל סירבה להעניק מחיר נמוך לצרכני חשמל עבור דודי שמש, כפי שנתנה לבעלי דודי חשמל‏[16]. חברת שיכון עובדים התנגדה לשימוש בדודי שמש בטענה שהם מביאים לכיעור הנוף העירוני. החברה פעלה להסיר דודי שמש מדירותיה וספקה עם כל דירה שמכרה דוד חשמל‏[17].

מחקר שנעשה בשנת 1973 מצא שהשימוש בדוד שמש יקר מהשימוש בדוד חשמל‏[18].

בעקבות משבר האנרגיה של שנות השבעים נקבעה בחוק בשנת 1976 החובה להתקין דודי שמש לכל דירה הנבנית בישראל, מלבד לדירות בבתים גבוהים מאוד, שבהם שטח הגג אינו מספיק לחימום מים אפקטיבי. חריג ייחודי בתקנה האזרחית היא שכונת הרובע היהודי בירושלים שבה קיימת תקנה נופית האוסרת על הצבת מתקנים על הגגות, ובכללם נאסרת הצבת דודי שמש.

בישראל נעשה באנרגיה סולארית שימוש רב באמצעות דודי השמש לחימום מים. עד לאחרונה נהוג היה לחשוב שיש דודי שמש בכ-95% מבתי האב, ודודי שמש מספקים 4% מצריכת האנרגיה של המדינה. בדיקה חדשה העלתה שהחוק המיושן, והגידול המשמעותי בבניית בניינים גבוהים, הביאו לירידה מהירה במספרם היחסי של דודי השמש. לפי נתוני מרכז המחקר והמידע של הכנסת בשנת 2012 היו דודי שמש בכ-85% ממשקי הבית ואלו הביאו לחיסכון של כ-8% בצריכת החשמל‏[19].

מפעלי תעשייה אינם מחויבים על פי החוק בישראל לחמם מים באמצעות קולטי שמש ומעדיפים את הפתרון הנוח יותר של שימוש במזוט.

בישראל קיימים כעשרה יצרנים מאושרים על ידי מכון התקנים הישראלי של דודי שמש. במגזר הערבי קיים יצרן אחד של דודי שמש.

היתרים[עריכת קוד מקור | עריכה]

על פי החוק, כל תוספת על הגג חייבת ברישיון, וכך גם דוד השמש, אך לרוב לא בקשו תושבים רישיונות כאלו‏[20]. באשקלון נדרשו תושבים לבנות מעקה על הגג שיסתיר את הכיעור של דוד השמש‏[21].

החל משנות התשעים נוהגות הוועדות המקומיות לתכנון ולבניה לאסור התקנת דודי שמש על גגות רעפים אלא קולטנים בלבד בצמוד לגג המשופע וזאת לשם שמירת חזות העיר. בבתים אלה מותקן הדוד בתוך חלל הגג במקום נמוך יחסית אשר מחייב לעתים התקנת משאבה לסחרור המים ופוגע במידת מה ביעילות הדוד.

דוד שמש בהלכה[עריכת קוד מקור | עריכה]

השימוש בדוד שמש בשבת מעורר שאלה הלכתית, מפני שכאשר מוציאים מים מן הדוד נכנסים לדוד במקומם מים קרים, שכעת מתחממים מן השמש או מן המים החמים שנשארו בדוד. נמצא שהאדם גורם לחימום המים בשבת, וחימום נוזלים (לחום ש"היד סולדת בו" ונכווית ממנו. מקובל לאמוד זאת ב- 45 מעלות צלזיוס) נחשב כבישול.

הנושא נדון בין פוסקי ההלכה בדור האחרון, ורובם נטו להתיר זאת‏[22]. ברקע הדיון עומדת סוגיה בתלמוד‏[23] הקובעת שמותר לבשל בשבת ישירות מחום השמש, אך לא בעזרת מתווך שהתחמם על ידי השמש ("תולדות חמה", כגון הטמנת ביצה בחול רותח). הפוסקים המתירים את השימוש בדוד שמש מחשיבים את חימום המים בצינור של הקולט כחימום ישיר מן השמש, למרות התיווך של הצינור, כי אם הצינור יוסתר מן השמש - לא ירתיח את המים. אמנם המים החדשים עשויים להתחמם גם מן המים החמים שנשארו בדוד, והם "תולדות חמה" שהבישול בעזרתם אסור, אבל הדבר אינו הכרחי, מאחר שבדרך כלל יש שכבה של מים פושרים בין המים הקרים למים הרותחים. ומאחר שהאדם הפותח את הברז מעוניין במים שכבר רתחו, ואין לו עניין ברתיחת המים החדשים בשבת עצמה (בשבת אין מתקלחים במים חמים, ובדרך כלל די במים שהתחממו ביום שישי לכל צורכי השבת) - הרי זה דבר שאינו מתכוון. יש שאסרו זאת מחשש שישתמשו בדוד גם בימות החורף, כאשר החימום מבוסס על גוף החימום, ובמקרה זה אין ספק שכניסת המים החדשים ורתיחתם נחשבת כבישול‏[24].

לעומת זאת, ישנם האוסרים כמו דוד חשמל‏[25].

קישורים חיצוניים[עריכת קוד מקור | עריכה]

הערות שוליים[עריכת קוד מקור | עריכה]

  1. ^ יעל עברי-דראל, פואד: פרס ישראל ל"אבא" של דודי השמש, ynet, ‏03/09/2008
  2. ^ שושנה חן, דודי שמש: ממשיכים לצפצף על החוק, באתר ynet‏, 25 באוגוסט 2004
  3. ^ דודי שמש וחשמל, משב
  4. ^ כולבוטק תוכנית 1: תחקיר המים הרעילים שמגיעים לברז שלכם, באתר נענע10, 23/10/2013
  5. ^ בעקבות תחקיר "כלבוטק": תקן חדש יהפוך את מי השתייה שלנו לראויים, באתר נענע10, 10/06/2014
  6. ^ דוד רפאלי, דודי השמש המסוכנים יימכרו גם שנה לאחר ביטול התקן, באתר כלכליסט, 12 באוגוסט 2014
  7. ^ מפעל ראשון לייצור מכונות מיזוג אויר ומחממי מים, חרות, 7 בפברואר 1955
  8. ^ ניצול קרני השמש, הצופה, 18 במאי 1955
  9. ^ דוד שמש אולימפיה, מעריב, 5 באפריל 1956
  10. ^ בין הסל לערסל, דבר, 19 ביולי 1957
  11. ^ מירומית אולימפיה, דבר, 30 בדצמבר 1959
  12. ^ קרן אור, מעריב, 20 בספטמבר 1957 (מודעה)
  13. ^ אשרום, מעריב, 8 באפריל 1960 (מודעה)
    דודי שמש אידאל, מעריב, 23 ביוני 1960 (מודעה)
  14. ^ אהרן בירן, בדרך אל הביסוס, מעריב, 8 ביוני 1964
  15. ^ עזרא ינוב, מושב ברכיה - עולם בפני עצמו, מעריב, 15 בדצמבר 1963
  16. ^ מדוע אין מתקינים מונה חשמל מיוחד לבעלי דודי שמש לחימום, מעריב, 1 בינואר 1960
  17. ^ מתנגדים להתקנת דודי שמש בדירות שיכון, דבר, 27 במאי 1971
  18. ^ נאוה איזין, מחקר: דוד שמש אינו משתלם יותר מחשמל, דבר, 20 בפברואר 1974
  19. ^ ד"ר יניב רונן, ‏אפשרות התקנת דודי שמש בבניינים שגובהם מעל תשע קומות וצריכת אנרגיה לחימום מים במגזר התעשייתי, באתר מרכז המחקר והמידע (ממ"מ) של הכנסת, ע' 2, 29 בנובמבר 2012
  20. ^ עיריית חיפה תפעל נגד מציבי דודי השמש על הגגות, דבר, 21 בדצמבר 1964
  21. ^ התקנת דוד שמש באשקלון, חרות, 16 ביוני 1964
  22. ^ הרב אליעזר ולדנברג בשו"ת ציץ אליעזר חלק ז סימן יט. הרב עובדיה יוסף בשו"ת יביע אומר חלק ד סימן לד. הרב יהושע נויבירט, שמירת שבת כהלכתה, מהדורה ראשונה, פרק א הלכה כט (לאחר מכן חזר בו מהיתרו).
  23. ^ בבלי שבת, לט, א
  24. ^ שמירת שבת כהלכתה, מהדורה שנייה, פרק א סעיף מה
  25. ^ הרב יוסף כ"ץ, דוד שמש בשבת, חרות, 3 במרץ 1965