דוד שמש
דוד שמש הוא מתקן סולארי לחימום מים, לשימוש ביתי, תעשייתי ולשימושים אחרים.
תוכן עניינים |
היסטוריה [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 סולרית בישראל.[1]
מבנה [עריכה]
הדוד מורכב משני חלקים עיקריים - מכל המים, וקולטני השמש. המכל הוא בדרך כלל בצורת גליל מאורך העשוי מפלדה עמיד בפני לחץ מים שסביבו גליל פח מגולוון כאשר ביניהם קיים חומר בידוד תרמי מפוליאוריתן מוקצף (בעבר השתמשו לצורך הבידוד בצמר סלעים). 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 [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 נוצרת כמות רבה יותר של אבנית ביחס לגוף חימום שאין סביבו מאיץ.
דוד שמש בישראל [עריכה]
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. 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.
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 משרד התשתיות שפורסמו ב'ידיעות אחרונות (8.12.2011) בשנת 2005 היו דודים בכ-88 אחוזים מהבתים ובשנת 2011 היו דודים רק בכ-82 אחוזים מבנייני המגורים[2].
מפעלי תעשייה אינם מחויבים על פי החוק בישראל לחמם מים באמצעות קולטי שמש ומעדיפים את הפתרון הנוח יותר של שימוש במזוט.
דוד שמש בהלכה [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[3]. ברקע הדיון עומדת סוגיה בתלמוד[4] 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[5].
קישורים חיצוניים [עריכה]
| מיזמי קרן ויקימדיה |
|---|
- ראשית השימוש באנרגיה סולארית בישראל, וראיון עם צבי תבור, מפתח דוד השמש
- צבי פלטיאל, דוד-שמש - שמיש גם בחורף, באתר הספרייה הווירטואלית של מטח - מתוך פי האטום, פברואר 1988
הערות שוליים [עריכה]
- ^ יעל עברי-דראל, פואד: פרס ישראל ל"אבא" של דודי השמש, ynet, 03/09/2008
- ^ "למה דודי השמש נעלמים מהגגות: קו פרשת המים החמים", עמיר בן-דוד, ידיעות אחרונות, ע' 20, 8.12.2011
- ^ 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).
- ^ בבלי שבת, לט, א
- ^ שמירת שבת כהלכתה, מהדורה שנייה, פרק א סעיף מה
