ما هي الطاقة الشمسية
هي الطاقة التي تخرج من أشعة الشمس مباشرة وتكون على شكل ضوء وحرارة عاليين، وتحدث الطاقة الشمسية نتيجة التفاعلات النووية التي تحدث داخل الشمس، وكمية الطاقة الشمسية التي تنتج من ضوء الشمس. أكبر بكثير مما نتوقعه وإذا تم استخدام هذه الطاقة فإنها ستلبي احتياجات المجتمع بأكمله حيث أن الطاقة الشمسية لها أهمية قصوى للمجتمع والإنسانية ككل.
توليد الطاقة الشمسية
يتم توليد الطاقة الشمسية وتحويلها إلى أي شكل آخر يمكن استخدامه بطريقة يكون من المهم فيها تجميع الفوتونات التي تخرج من الطاقة الشمسية من خلال بعض التقنيات وتحويلها إلى كهرباء. أمثلة على هذه التقنيات هي:
المصفوفات الكهروضوئية
تعمل على تحويل الطاقة الشمسية إلى كهرباء عن طريق تجميع الفوتونات من خلال عملية كهروضوئية. المصفوفة عبارة عن مجموعة من الخلايا متصلة ببعضها البعض عن طريق مركبات معدنية، وكل خلية كهروضوئية مصنوعة من السيليكون.
عاكسات:
هو الجزء المسئول عن تحويل الطاقة الشمسية إلى شيء يمكن الاستفادة منه حيث أن الطاقة الكهروضوئية تنتج نوعًا من الكهرباء مع مشاكل حيث تنتج تيارًا كهربائيًا ثابتًا وهذا النوع لا يناسب جميع الأجهزة الكهربائية لذلك قد يعمل على تدميرها. بعض الأجهزة بسبب التيار المستمر تعالج المحولات هذه المشاكل عن طريق تحويل التيار المباشر إلى تيار متردد.
ما هي اهمية الطاقة الشمسية
- إنها مسؤولة عن عملية التمثيل الضوئي التي تحدث في النباتات.
- يساعد في زراعة الأراضي الزراعية وإنتاج وزراعة المحاصيل الزراعية.
- وهي مسؤولة عن مصادر الطاقة المتجددة لأنها لا تتضاءل.
- ولأنه أصبح مصدرًا للطاقة المتجددة في وقت يتراجع فيه الغاز والوقود والفحم، زادت أهميته.
- يساعد النباتات على إنتاج الغذاء للنباتات وإنتاج كتلة عضلية.
مزايا الكهرباء المنتجة من الطاقة الشمسية
- تكلفة الكهرباء منخفضة وتسمح أيضًا لأصحاب المنازل ببيع فائض الكهرباء لأشخاص آخرين.
- إنتاج الطاقة وتوليدها بتكاليف مخفضة.
- تعتبر الطاقة الشمسية مصدر طاقة متجددة لأنها طاقة مستمرة تنتج الكهرباء لمدة تصل إلى 6 مليار سنة.
- سيسمح للجميع بتقليل تكلفة فواتير الكهرباء.
- تعتبر الطاقة الشمسية صديقة للبيئة ولا تسبب التلوث إطلاقا، فهي طاقة نظيفة.
- الإشعاع الشمسي موجود في جميع أنحاء الجمهورية.
- يمكن استخدام الألواح الشمسية في المنازل.
- تدعم الحكومات والدول الأخرى كل من يستغل الطاقة الشمسية.
- لا تحتوي على العديد من الأجزاء المتحركة، لذلك هناك صيانة أقل تكرارا. إنها ليست مثل الطاقة التي تولدها الرياح.
مساوئ تسخير الطاقة الشمسية
- يعمل استغلال الطاقة الشمسية على تغيير الأحوال الجوية أو المناخ، حيث يؤدي تغير الطقس في الصيف والشتاء إلى عدم الاستفادة منها بالشكل المناسب.
- الطاقة الشمسية تحتاج إلى تكلفة عالية، لأنها تتطلب تقنيات عالية.
- لا يمكن استخدام الطاقة الشمسية إلا في الصباح، حيث لا يمكن استخدامها في الليل، لذلك يجب تخزينها في شيء مثل البطاريات لتوفيرها.
- يحتاج تخزين الطاقة الشمسية إلى أماكن كبيرة يتم من خلالها تخزين الطاقة الشمسية.
طرق تخزين الطاقة الشمسية
يتم تخزينها في بطاريات مخصصة للطاقة الشمسية بحيث يمكن استخدامها أثناء الليل. يستخدم ضوء الشمس في الوقود حيث يتم إنتاجه بطريقة تستخدم فيها الخلايا الكهروضوئية الطاقة الشمسية لتقسيم جزيء الماء إلى هيدروجين وأكسجين ويتم تخزينها في شكل وقود.
عندما تكون هناك حاجة للكهرباء، يتم فصل الأكسجين عن الهيدروجين من خلال خلية تسمى خلايا الوقود. يتم إنتاج الكهرباء بطريقة. يمكن تخزين الطاقة الحرارية من ضوء الشمس في محلول ملحي وتخزينها في درجة حرارة عالية.
عند الحاجة للكهرباء، يتم فصل الطاقة من محلول المحلول الملحي إلى الماء عن طريق جهاز يغير الحرارة ويتحول إلى بخار، ويتم إنتاج الكهرباء بهذه الطريقة.
أشهر استخدامات الطاقة الشمسية في المنازل
- تستخدم الطاقة الشمسية لتسخينها عن طريق أجهزة التدفئة الخاصة بها مع نظام تدفئة خاص.
- تستخدم أنظمة التدفئة الشمسية للمياه المستخدمة في المنازل.
- المراوح التي يتم تهويتها بالاستخدام الخارجي للطاقة الشمسية من خلال اعتمادها على الحرارة أثناء التشغيل.
- يتم شحن البطاريات باستخدام الطاقة الشمسية.
مد البيوت والمحلات التجارية بالطاقة الشمسية
- استخدام البوتاجاز الشمسي في المطبخ اثناء الطهي حيث يعتمد على الطاقة الشمسية.
- استخدام الطاقة الشمسية في إنارة المنازل.
كيف يتم استخدام الطاقة الشمسية؟
هناك طريقتان لاستغلال الطاقة الشمسية، طريقة حديثة وطريقة قديمة كانت تستخدم في الماضي، وفيما يلي سنشرح الطريقتين.
التطبيقات القديمة:
قديماً كانت البيوت تتجه نحو الشمس لتحقيق أقصى استفادة من أشعة الشمس، حيث كانت تستخدم مواد معينة في البناء يتم من خلالها امتصاص حرارة أشعة الشمس وتخزينها في المنازل. ساعد هذا على زراعة النباتات في غير موسمها.
استخدام البوتاجاز الشمسي وهو عبارة عن صندوق تستخدم فيه الطاقة الشمسية في عمليات طبخ الطعام وهذا ما يسمى بالطباخ الشمسي تم تعديله بحيث يتم تعقيم ادوات الطبخ قبل بدء عملية الطهي او استخدامها في عيادات طبية من أجل تعقيم أدوات العملية.
تم أيضًا اختراع شيء يسمى السخان الشمسي، والذي يتم عن طريق تسخين أشياء مثل تسخين مياه المنزل للاستحمام والعديد من الأغراض الأخرى. من خلال الطاقة الشمسية يمكن تعقيم مياه الشرب، حيث أجريت دراسات أسفرت عن بعض النتائج وهي أن الماء يتعرض للشمس لعدة ساعات. يساعد في قتل الطفيليات والبكتيريا الموجودة فيها ويساعد على تعقيمها.
هناك أكثر من مليوني شخص يستخدمون الطاقة الشمسية في المياه كل يوم حتى الآن، وهم من البلدان النامية.
التطبيقات الحديثة:
يتم توليد الطاقة الشمسية من خلال الخلايا الشمسية التي تقوم بتحويل الطاقة الشمسية مباشرة إلى كهرباء، ويتم ذلك عن طريق تجميع عدد كبير من الخلايا ووضعها على أسطح بعض المنازل، مثل تلك الموجودة في الألواح الخشبية، حتى يتم توليد الكهرباء مثل الطاقة. في خلية واحدة لا يمكن أن تولد الطاقة من خلالها لأن طاقتها قليلة.
تم استخدام هذه الخلايا الشمسية في الآلات الحاسبة والمباني التجارية والأقمار الصناعية أيضًا، وحتى استخدامها في الملاعب، حيث تم بناء ملعب كبير في عام 2009 في تايوان، وتم وضع حوالي 8800 لوح خشبي على سطح هذا الاستاد.
يتم استخدام تكنولوجيا الطاقة الشمسية وحرارة الشمس بدلاً من الإشعاع الشمسي.
ومن هنا وصلنا إلى نهاية مقالنا ونأمل أن نوضح لكم ماهية الطاقة الشمسية وأهميتها وطرق تخزينها.