אחד הסיפורים הכי מוכרים בהקשר של חשמל הוא זה של בנג׳מין פרנקלין והעפיפון. הממציא, הפילוסוף ואחד מאבות האומה האמריקאית יצא על פי האגדה ביום חורפי סוער בפילדלפיה של שנת 1752, כשהוא חמוש בעפיפון. כוונתו הייתה להוכיח שניצוץ חשמלי וברק פועלים באותה דרך, ולייצר כליא ברק שיידע לאגור את עוצמת הברק במקרה של פגיעה – ולהגן על בתי התושבים. חוקרים הטילו ספקות רבים ביכולת של פרנקלין לשרוד מכת ברק ישירה שמוליכה זרם חשמלי אדיר מהעפיפון ובמורד החוט הרטוב, אבל גם אם הניסוי האמיתי היה רומנטי ומסעיר הרבה פחות – הוא קידם את הידע האנושי.
התגלית של פרנקלין פרצה את הדרך להבנה שניתן לרתום מטען חשמלי לכוח חשמלי. בשנת 1800 המציא וולטה את הסוללה הראשונה, אדיסון שכלל את הנורה ב-1878 ובהמשך בנה את תחנת הכוח הראשונה. לאחר מכן הגיעו תנורי החימום, המקררים הביתיים, מכשירי הטלוויזיה והאינטרנט. בזכותם של פרנקלין, וולטה, אדיסון, טסלה ואחרים הפעלת מכשירים חשמליים נראית לנו מובנת מאליה. אבל מהו התהליך שמוביל לכך שהחשמל מגיע לבית שלנו?
הופכים אנרגיה טבעית לאנרגיה חשמלית
השלב הראשון ביצירת זרם חשמלי, כמו בניסוי של פרנקלין, הוא בהפיכה של אנרגיה אחת לאנרגיה אחרת. טורבינות רוח מסובבות גנרטורים שמייצרים זרם חשמלי ;לוחות סולאריים ממירים את אור השמש לחום שמתורגם לזרם חשמלי; מים שנופלים מגובה רב מייצרים עוצמה שמסובבת טורבינות שמחוברות לגנרטורים שמתרגמים את הסיבוב לחשמל ;תחנות כוח גרעיניות הופכות את החום שנפלט מביקוע גרעיני לקיטור שמניע טורבינות, ומשם הדרך המוכרת לגנרטורים ומשם לזרם חשמלי.
מאז נפלה תחנת הכוח בנהריים (שייצרה חשמל באמצעות מי הירדן והירמוך) בידי כוחות ירדניים, הפך משק החשמל הישראלי למבוסס בעיקר על פחם, סולר ומזוט. כל אחד מהחומרים הללו משמש כ״דלק״, ששריפה שלו בדוודי הקיטור הענקיים שסביבם צינורות רבים ובתוכם זורמים מים. החום האדיר שנוצר בתהליך השריפה הופך את המים לאדים דחוסים בלחץ גבוה, שמסובב את הטורבינה שמניעה את הגנרטור, שמסתובב ומתרגם את אנרגיית החום לחשמל.
מייצרת קיטור שמניע טורבינות לייצור חשמל. בעקבות תגליות הגז הטבעי שנמצאו ליד חופי המדינה, החליטו חברת החשמל ויצרנים פרטיים לעבור לייצור חשמל באמצעות גז. אמצעי ידידותי הרבה יותר לסביבה. ע״י הסבת הדוודים לעבודה בגז טבעי ושימוש בטורבינות גז, שבהם שריפת הגז הטבעי ויצירת גזי שריפה שמסובבים את הטורבינות.
מים, רוח, שמש ואפילו פחם קל למצוא, אבל איפה מוצאים גז? כמעט כל מאגרי הגז הגדולים בעולם נמצאים בקרקעית הים. גיאולוגים מבצעים בדיקות מקיפות שמצביעות על אזורים בקרקעית שתחתם יש סבירות גבוהה להימצאות גז. כאן נכנסות לפעולה חברות הקידוח שמוציאות את הגז מהאדמה באמצעות צינורות תת קרקעיים העוברים עד לאסדה בלב ים או ישירות לתחנת הכוח.
הרשת שמובילה את החשמל הביתה
החשמל שמופק בתחנות הכוח מובל לבתים של כולנו בעזרת רשת הולכה – עמודים של קווי מתח על עליון שמגיעים לגובה של 70 מטר, שבהם זורם החשמל מתחנת הכוח עד לתחנות מיתוג ותחנות משנה המפוזרות ברחבי הארץ. לתחנות האלה תפקיד חיוני בתהליך: הן אחראיות על העברה של החשמל אל משקי הבית עם הפסד קטן ככל הניתן של מתח חשמלי בדרך.
תחנת המיתוג מעבירה/ממתגת את החשמל במתח על עליון (מתח חשמלי המגיע מתחנת הכוח בעוצמה של 400/161 קילו וולט). תחנת המשנה מורידה את המתח ל-22-33 קילו וולט (תלוי בהספק הנדרש לשימוש הביתי) ומעבירה אותו באמצעות עמודי החשמל לתחנות משנה נוספות ומשם לבתים שלנו. בישראל פרושים 250 ק״מ של עמודים בין תחנות המשנה, שמהווים את השדרה המרכזית של מערכת החשמל הביתית.
