تبدو الطاقة الشمسية جذابة لعدة أسباب يبحث الكثير من الأشخاص عن هذه الأسباب لما للطاقة الشمسية من أهمية كبيرة بالنسبة للأرض، حيث أن الأرض هي أحد الكواكب ضمن المجموعة الشمسية المعروفة وتوجد على سطحها حياة لأسباب عديدة أهمها وجود الطاقة الشمسية حيث أن الشمس هي المصدر الرئيسي للطاقة على الأرض.
تبدو الطاقة الشمسية جذابة لعدة أسباب
الطاقة الشمسية جذابة لعدة أسباب:
- تُستخدم الطاقة الشمسية لتوليد الكهرباء والحرارة، وتبخير مياه البحر وإنتاج الملح.
- كما يستخدم في عملية تحلية المياه، أي تحويل المياه المالحة إلى مياه صالحة للشرب.
- استخدام الطاقة الشمسية لإنتاج مصادر بديلة للطاقة النظيفة المتجددة وهي الهيدروجين، وذلك من خلال فصل الماء إلى هيدروجين وأكسجين.
- ومن فوائد الطاقة الشمسية أنها تستخدم للإضاءة، على سبيل المثال، في إشارات التوقف، أو علامات تحديد السرعة، أو في الألواح المستخدمة في أعمال البناء.
أهمية الطاقة الشمسية
تكمن الأهمية الخاصة للطاقة الشمسية في القدرة على استغلال الطاقة الشمسية وتحويلها إلى طاقة كهربائية أو حرارية، ويمكن استخدامها في العديد من المجالات الأخرى، مثل ما يلي:
- توليد الطاقة الحرارية: يعد توليد الطاقة الحرارية من أكثر المجالات شيوعاً في استخدام واستغلال الطاقة الشمسية، حيث تتم هذه العملية عن طريق وضع مجموعة من الألواح الشمسية التي تحتوي على طبقة معدنية سوداء، وتكون مغطاة بطبقة من الزجاج أو اثنان، ومن ثم يتم تسخينها عند تعرضها لأشعة الشمس المباشرة، ومن ثم يتم نقل الحرارة التي يتم نقلها وتخزينها ليلا وأيضا خلال فترات غياب الشمس، والطاقة الحرارية التي تنتج من سخانات المياه والتدفئة المركزية التي يستخدم في المنازل عند جريان الماء الساخن في أنابيب التدفئة في الأسقف والأرضيات.
- توليد الكهرباء: تستخدم الطاقة الشمسية لإنتاج الطاقة الكهربائية من خلال الخلايا الشمسية والتي تعرف بالخلايا الكهروضوئية. عند تعرضها لأشعة الشمس مباشرة، تولد هذه الخلايا جهدا كهربائيا صغيرا، حيث تتكون الخلايا الشمسية من مواد شبه موصلة مثل السيليكون، وتقوم بتحويل الطاقة الشمسية المتولدة من الشمس إلى طاقة كهربائية. يمكن للخلايا الشمسية توليد 2 واط من الكهرباء، وعند تجميع أكثر من خلية شمسية تسمى المصفوفات وهي قادرة على إنتاج مئات أو حتى آلاف الكيلووات من الطاقة الكهربائية، والتي بدورها تستطيع تشغيل المصانع ويمكنها إمداد المحطات السكانية بالكهرباء .
- تحلية المياه: وباستخدام تكنولوجيا النانو، عمل فريق من مركز يدعى نوي على تطوير نظام تحلية المياه باستخدام الطاقة الشمسية، حيث تتم عملية التحلية عن طريق فصل تيار الماء الساخن عن الماء البارد من خلال غشاء رقيق، ومن ثم يتم سحب بخار الماء من خلال هذا يتم بعد ذلك تصفية الغشاء من جانب الماء الساخن الذي يمر عبر جزيئات الملح الذائبة.
تطبيقات الطاقة الشمسية
هناك العديد من التطبيقات التي تعتمد على الطاقة الشمسية كمصدر للطاقة، حيث يتم تحويلها في كثير من الأحيان إلى طاقة كهربائية. وأهم هذه التطبيقات هي:
- استخدام الألواح الشمسية في المنازل: تستخدم الألواح الشمسية التي توضع على أسطح المنازل، وقد زاد اعتماد الناس عليها في الفترة الأخيرة بسبب انخفاض تكلفتها وتطور صناعتها، رغم أنها تحتاج في بداية تركيبها إلى مبلغ كبير من المال. ولكن بعد ذلك يوفر نفقات الكهرباء بشكل كبير ويعتبر هذا استثمار ناجح على المستوى البعيد.
- إنارة الشوارع الرئيسية: نحن الآن نرى الألواح الشمسية على أعمدة الإنارة وقد أصبح الأمر مألوفاً بالنسبة لنا. وقد تم اعتماد هذه الطريقة وبالتالي أصبح من الممكن إلغاء الكابلات الكهربائية بين أعمدة الإنارة.
- الأجهزة المحمولة الشمسية: هناك العديد من الأجهزة المحمولة التي تعتمد على الطاقة الشمسية، مثل الهواتف المحمولة، والشواحن، والساعات، والمصابيح الكهربائية، والعديد من الأجهزة التي يتم تزويدها بالخلايا الشمسية.
- تطبيقات الديكور: هناك العديد من التصميمات التي تم فيها دمج الخلايا الشمسية الكهروضوئية وأضفت لمسة جمالية على هذا المكان
- رفع الماء من الأرض: يتم رفع المياه من الأرض عن طريق مضخات المياه التي تعمل بالطاقة الشمسية. تحظى هذه المضخات بشعبية كبيرة في بعض البلدان، كما أنها تستخدم في المناطق النائية التي قد لا تصلها الكهرباء أو في المناطق التي يصعب فيها توفير الوقود.
مميزات الكهرباء المولدة من الطاقة الشمسية
وهناك العديد من المزايا الناتجة عن الاعتماد على الطاقة الشمسية لتوليد الكهرباء بدلا من استخدام المحطات التقليدية التي قد تعتمد على الوقود والديزل لتوليد الكهرباء. وإليكم أهم هذه المزايا:
- آمنة وموثوقة ومضمونة وخالية من الصيانة.
- إنارة الأماكن المعزولة عن الشبكة .
- مجدية اقتصاديًا وفعالة لإضاءة الأماكن النائية.
- توريد محطات الإتصالات عن بعد.
- مرنة حيث يمكن زيادة حجم الخلايا الشمسية مستقبلاً حسب الحاجة.
- ويتم ضخ المياه واستخدامها لري المحاصيل الزراعية.
- إنارة الشوارع والطرق.
- إضاءة المنازل السكنية.
- ويمكن استخدامه بدلاً من شبكة الكهرباء العامة، حيث سيتم استخدام الألواح الشمسية، وسوف يولد الكهرباء، وبالتالي لن نحتاج لدفع فواتير الكهرباء.
- الطاقة الشمسية هي طاقة دائمة ومتجددة ولا تنضب. ويمكن استخدامه كوقود للسيارات أو لإضاءة المنزل أو لتسخين المياه.
- استخدام الطاقة الشمسية لا يتطلب الكثير من الصيانة.
- الطاقة الشمسية هي منتج طاقة صامت لا يسبب الإزعاج والضوضاء.
- محطات الطاقة الشمسية المنزلية والألواح الشمسية لا تسبب أي آثار ضارة على البيئة.
أشهر الاستخدامات المنزلية للطاقة الشمسية
بدأ العديد من أصحاب المنازل بالتوجه إلى الطاقة الشمسية، ويتم توليد الكهرباء عن طريق تركيب الألواح الشمسية على سطح المنزل، ويمكن استخدام الطاقة الشمسية في المنزل من خلال القيام بالعديد من الأمور، ومنها ما يلي:
- استبدال أو زيادة التيار الكهربائي، ويجب هنا موازنة كمية الطاقة المستهلكة والمنتجة.
- الإضاءة الداخلية والتي تعتمد على ضرورة إيجاد بطاريات تخزينية تسمح باستخدام نظام الإضاءة ليلاً ونهاراً، أو عن طريق وجود أنابيب خاصة تستخدم لتوجيه ونقل الطاقة الشمسية إلى مساحة معمارية محددة والعمل على تحسين مستوى الراحة الضوئية ، وهذا الاستخدام يكون عند شروق الشمس فقط.
- وهي مصدر الطاقة للساعات والآلات الحاسبة التي تحتاج إلى القليل من الطاقة، والشمس هي مصدر الطاقة.
- طهي الطعام باستخدام أفران شمسية خاصة، وتعتمد هذه الطريقة على جمع وتركيز أشعة الشمس في نقطة واحدة، مما يؤدي إلى تسخين هذه المنطقة ورفع درجة حرارتها.
وفي نهاية المقال أوضحنا ذلك تبدو الطاقة الشمسية جذابة لعدة أسباب وأهمها توليد الكهرباء وبعض الاحتياجات المنزلية ومنها تسخين المياه، حيث أشارت بعض الدراسات إلى أن تسخين المياه في المنازل يؤدي إلى استهلاك ربع متوسط ناتج الشمس.