אנרגיה ומקורות אנרגיה מתחדשים

מדעים · לכיתות ה׳–ח׳

אנרגיה היא היכולת לגרום לשינוי — להזיז, לחמם, להאיר. מקורות אנרגיה מתחדשים, כמו שמש, רוח ומים זורמים, לא נגמרים ומזהמים מעט, ואילו נפט, פחם וגז טבעי הם מקורות מתכלים שיום אחד ייגמרו.

מה זו אנרגיה?

כל דבר שקורה צריך אנרגיה: מכונית שנוסעת, מנורה שמאירה, קומקום שמרתיח מים וגם אתם כשאתם רצים. לאנרגיה יש צורות רבות: אנרגיית תנועה, אנרגיית חום, אור, אנרגיה חשמלית, ואנרגיה כימית שאגורה במזון, בדלק ובסוללות.

אחד הכללים החשובים במדע הוא שאנרגיה לא נוצרת יש מאין ולא נעלמת — היא רק עוברת מצורה לצורה. כשאוכלים, האנרגיה הכימית שבמזון הופכת בגוף לתנועה ולחום. בפנס, האנרגיה הכימית שבסוללה הופכת לחשמל, והחשמל הופך לאור ולקצת חום.

מקורות מתכלים

רוב החשמל בעולם עדיין מיוצר משריפת פחם, נפט וגז טבעי. החומרים האלה נקראים דלקים מחצביים, כי הם נוצרו לאורך מיליוני שנים משרידים של צמחים ובעלי חיים קדומים שנקברו עמוק באדמה.

יש להם שתי בעיות גדולות. הראשונה: הם מתכלים — הם נוצרו במשך מיליוני שנים, ואנחנו משתמשים בהם הרבה יותר מהר מהקצב שבו הם יכולים להיווצר מחדש. השנייה: כששורפים אותם משתחררים זיהום אוויר ופחמן דו־חמצני, שתורם להתחממות כדור הארץ. בישראל מפיקים כיום גז טבעי ממאגרים מתחת לקרקעית הים התיכון, והוא מזהם פחות מפחם, אבל גם הוא מקור מתכלה.

מקורות מתחדשים

שמש: לוחות סולאריים, שנקראים גם תאים פוטו־וולטאיים, הופכים את אור השמש ישירות לחשמל. בישראל השמש זורחת ברוב ימות השנה, וזה יתרון גדול. על גגות רבים בארץ יש דוד שמש שמחמם מים בעזרת קרני השמש, ובנגב הוקמו שדות סולאריים ותחנות כוח סולאריות גדולות.

רוח: טורבינות רוח הן מגדלים גבוהים עם להבים ענקיים. הרוח מסובבת את הלהבים, והסיבוב מפעיל מחולל שמייצר חשמל. בישראל יש טורבינות רוח בעיקר ברמת הגולן.

מים: בסכרים גדולים בעולם מים זורמים מגובה ומסובבים טורבינות. יש גם מקורות נוספים, כמו החום שבתוך כדור הארץ, ואנרגיה שמפיקים מפסולת חקלאית וצמחית.

גם למקורות המתחדשים יש אתגרים: השמש לא זורחת בלילה והרוח לא נושבת תמיד. לכן מפתחים דרכים לאגור את האנרגיה, למשל בסוללות ענקיות.

איך מגיע החשמל הביתה?

ברוב תחנות הכוח יש מחולל: מכונה שבה מגנטים וסלילי מתכת מסתובבים אלה ליד אלה, והסיבוב יוצר זרם חשמלי. בתחנה ששורפת דלק, החום מרתיח מים, והקיטור שנוצר מסובב טורבינה שמחוברת למחולל. בטורבינת רוח, הרוח עצמה מסובבת את המחולל.

מהתחנה החשמל עובר בכבלים ארוכים, דרך עמודי חשמל ותחנות משנה, עד לשקע בקיר. הלוחות הסולאריים שונים: אין בהם חלקים מסתובבים, והאור הופך לחשמל ישירות בתוך הלוח.

מה אנחנו יכולים לעשות?

האנרגיה הכי נקייה היא זו שלא צריך לייצר בכלל. לכבות אור כשיוצאים מהחדר, לא להשאיר מזגן פועל בחדר ריק, לסגור חלונות כשהמזגן עובד, להעדיף הליכה, אופניים או תחבורה ציבורית בנסיעות קצרות — כל אלה חוסכים אנרגיה וכסף, ומקטינים את הזיהום.

גם בבית הספר אפשר לעשות הרבה: לבדוק אם האורות והמזגנים בכיתה כבויים בסוף היום, להכין שלטי תזכורת ליד מתגי החשמל, ולהציע להנהלה רעיונות כמו לוחות סולאריים על הגג. כשהרבה אנשים עושים צעדים קטנים יחד, החיסכון הכולל גדול מאוד.

✅ חידון: אנרגיה ומקורות אנרגיה מתחדשים

1. מה קורה לאנרגיה לפי הכלל החשוב במדע?

2. איזה מהבאים הוא מקור אנרגיה מתחדש?

3. למה פחם ונפט נקראים מקורות מתכלים?

4. מה עושה לוח סולארי?

5. מה מסובב את הלהבים של טורבינת רוח?

6. איזה הפך אנרגיה מתרחש בפנס?

7. מה אחד האתגרים של אנרגיית שמש?

8. מה מזהם פחות: חשמל משמש או חשמל משריפת פחם?

🖨️ דף עבודה להדפסה

8 שאלות, שאלות לחשיבה ודף תשובות עם הסברים.

📘 מושגים מהשיעור

💬 שאלות לשיחה

  1. עקבו יום אחד אחרי כל המכשירים החשמליים שהשתמשתם בהם. באילו הייתם יכולים לחסוך?
  2. למה לדעתכם ישראל מתאימה במיוחד לאנרגיית שמש?
  3. אם הייתם מתכננים בית ספר חדש, אילו רעיונות הייתם מכניסים כדי שיחסוך באנרגיה?

📖 קטע קריאה בנושא: ☀️ הדוד שעל הגג

מי שמסתכל על גגות הבתים בישראל רואה כמעט על כל גג שחורים ודוד לבן. זה הדוד השמשי, ובזכותו הבתים בארץ מחממים מים בעזרת אור השמש, בלי לשלם על כך בחשמל. ישראל נחשבת לאחת המדינות המובילות בעולם בשימוש בדודי שמש.

איך זה עובד? הקולט הוא קופסה שטוחה עם מכסה זכוכית, ובתוכה לוח מתכת צבוע שחור וצינורות דקים שבהם זורמים מים. צבע שחור בולע את רוב האור שמגיע אליו והופך אותו לחום. המים בצינורות מתחממים, ואז קורה דבר מעניין: מים חמים קלים מעט ממים קרים באותו נפח, ולכן הם עולים למעלה, אל הדוד שנמצא מעל הקולט. מים קרים מתחתית הדוד יורדים במקומם אל הקולט ומתחממים בתורם. כך נוצרת זרימה מעגלית בלי שום משאבה. התופעה הזאת נקראת .

הזכוכית שמעל הקולט עוזרת לשמור את החום בפנים, בדומה לחממה, והדוד עצמו עטוף בשכבת , כדי שהמים יישארו חמים גם בערב. בימים מעוננים בחורף יש בדוד גם גוף חימום חשמלי, שמפעילים בעזרת מתג — ״הדוד״ המפורסם שצריך לזכור לכבות.

הסיפור של הדוד השמשי בישראל התחיל כבר בשנות החמישים, כשהיה בדלק ובחשמל. מהנדסים ישראלים פיתחו דגמים יעילים, והרעיון התפשט. בשנת 1980 חוק שמחייב להתקין מערכת לחימום מים בעזרת השמש ברוב הבניינים החדשים. כך חוסכת המדינה כל שנה כמות גדולה של חשמל, ומונעת זיהום אוויר מתחנות כוח.

דוד השמש הוא דוגמה לשימוש — אנרגיה ממקור שלא נגמר. היום משתמשים בשמש גם בדרך אחרת: לוחות , שהופכים את אור השמש ישירות לחשמל. אפשר לראות אותם בשדות סולאריים בערבה ובנגב, וגם על גגות של בתים, בתי ספר ומפעלים.

📖 מילון הקטע
  • קולטים — לוחות שקולטים את חום השמש
  • מרבית — רוב
  • הסעה — מעבר חום עם נוזל או גז שזורם
  • בידוד — שכבה שלא נותנת לחום לברוח
  • מחסור — מצב שאין מספיק ממשהו
  • נכנס לתוקף — התחיל לחול
  • אנרגיה מתחדשת — אנרגיה ממקור שלא נגמר
  • פוטו־וולטאיים — שהופכים אור לחשמל

שאלות

1. למה לוח המתכת בקולט צבוע שחור?
2. למה המים החמים עולים מהקולט אל הדוד?
3. מה תפקיד הבידוד שסביב הדוד?
4. מה קבע החוק שנכנס לתוקף ב־1980?
5. מה ההבדל בין דוד שמש ללוח פוטו־וולטאי?
6. הסבירו בעזרת הקטע למה בדוד שמש אין צורך במשאבה כדי שהמים יזרמו.

עוד שיעורים במדעים

לכל 60 השיעורים במדעים ←

חוברת ומבחן לדוגמה לכיתה

שאלות נפוצות

מה ההבדל בין אנרגיה מתחדשת לאנרגיה מתכלה?

אנרגיה מתחדשת מגיעה ממקורות שלא נגמרים, כמו שמש ורוח. אנרגיה מתכלה מגיעה מדלקים כמו פחם ונפט, שהכמות שלהם מוגבלת וייגמרו בסוף.

מה זה דוד שמש?

דוד שמש הוא מערכת על הגג שבה קולטים לוחות שחורים את חום השמש ומחממים מים, ששמורים במכל מבודד. כך מקבלים מים חמים כמעט בלי חשמל.

למה חשוב לחסוך בחשמל?

רוב החשמל עדיין מיוצר משריפת דלקים שמזהמים את האוויר. כל קילוואט שעה שנחסך מקטין זיהום, וגם חוסך כסף למשפחה.

שווה להסתכל גם על מדע וטכנולוגיה, ולומדים.

האם זה עזר?
חדש בעוגה בוגה: מבקשים — ואנחנו מכינים ✨חסר לכם דף עבודה, חוברת או משחק? ספרו לנו, בחינם.
לבקשת דף ←או בוואטסאפ