أهمية الطاقة الشمسية وكذلك مميزات الطاقة الشمسية، كما سنقدم ما هي الطاقة الشمسية، وكذلك سنتحدث عن فوائد الطاقة الشمسية، وكل هذا من خلال مقالنا هذا تابعوا معنا.
محتويات المقال
أهمية الطاقة الشمسية
1- أهمية الطاقة الشمسية في وجود الحياة:
إنّ وجود الحياة على سطح الأرض وتأثير الطاقة الشمسية في ذلك يعدّ أهم المزايا التي توفرها الشمس للأرض وسكانها، فتساعد الطاقة الحرارية الواصلة من الشمس بالإبقاء على جوّ الأرض دافئاً، بينما يساعد الغلاف الجوي الذي يحيط بالأرض في حفظ هذه الطاقة بكميةٍ مناسبة.
كما تعدّ الطاقة الشمسية عاملاً مهمّاً للحيوانات والنباتات على حدٍّ سواء، إذ إن عملية البناء الضوئي في النبات لا تتم إلا بوجود هذه الطاقة، والتي لولاها لما بقي الأكسجين الذي تتنفسه جميع الكائنات الحية على سطح الكوكب بنسبٍ متوازنة، فتقوم عملية البناء الضوئي بتحويل ثاني أكسيد الكربون إلى أكسجين مرةً أخرى لتتمكن الكائنات الحية من تنفسه.
أمّا الضوء الذي توفره أشعة الشمس فهل يمكن لك أن تتخيل الحياة على سطح الأرض من دون ذلك الضوء؟ وحتى الضوء الخافت الذي يصلنا في الليل من القمر يكون بفعل انعكاس أشعة الشمس على سطح القمر، فلولا ذلك الضوء لكانت الأرض ظلاماً دامساً، عدا عن أهمية الطاقة الشمسية في دورة المياه في الطبيعة كونها العامل الرئيسي في هذه الدورة وغيرها العديد.
كما يتمّ بناء العديد من المواد اللازمة لبقاء الإنسان على قيد الحياة بفعل أشعة الشمس، كفيتامين د على سبيل المثال، والذي يعدّ ذا أهميةٍ كبيرةٍ في تمتع الإنسان بصحته.
2- أهمية الطاقة الشمسية كطاقةٍ متجددة:
لقد بدأ الإنسان بالاستفادة من كلّ ما حوله منذ أن وجد على سطح الأرض، وكذلك الأمر بالنسبة للطاقة الشمسية التي أصبحت محطّ الأنظار في تطوير الإنسان حول الطاقة النظيفة والمتجددة، فمنذ الثورة الصناعية ازداد الطلب بشكلٍ هائلٍ على أشكال الطاقة المختلفة، وأصبح الوقود الأحفوري هو الخيار الأول لدى الإنسان، إلّا أنّ المضار الذي يشكله هذا الوقود وعدم ديمومته أدت إلى النظر إلى مصادر أخرى للطاقة فكانت الطاقة الشمسية أولى هذه المصادر، حيث إنها طاقة متجددة غير قابلةٍ للنضوب، كما أنها طاقة نظيفة.
حتى لو نظرنا إلى أشكال الطاقة المتجددة الأخرى فسيكون أصلها الطاقة الشمسية، فتتكون طاقة الرياح على سبيل المثال بفعل الطاقة الشمسية، إذ إنّ أشعة الشمس تصل إلى المناطق المختلفة على سطح الأرض بكمياتٍ غير متساوية، فيتمّ تسخين خط الاستواء على سبيل المثال أكثر من القطبين، ممّا يسبب فروقاً في الضغط الجوي، ويسبب بالتالي حركة الرياح على سطح الأرض، فبهذا يكون السبب الرئيسي وراء حركة الرياح التي يتمّ استخدامها كطاقة متجددة هي الطاقة الشمسية.
كذلك الأمر بالنسبة لاستخدام الأنهار والشلالات كمصدرٍ للطاقة المتجددة، إذ إنّ معظم الأنهار تستمر بالجريان نتيجة دورة المياه في الطبيعة وسقوط الأمطار في منابع الأنهار، وما كانت الأمطار لتحدث لو لم تبخرها أشعة الشمس في المقام الأول من على سطح الأرض.
مميزات الطاقة الشمسية
1- الاستدامة:
تعتبر الطاقة الشمسية البديل الأمثل لمنتجات الوقود الأحفوري التي تتضمن النفط، والغاز، والفحم الحجري، ذلك لأن هذه المصادر قاربت على الانتهاء، أما الطاقة الشمسية فهي غير قابلة للنفاذ لاعتمادها على أشعة الشمس التي يُتَوقع أن تستمر بالتوهج لمليارات السنين.
2- صديقة للبيئة:
إن التكنولوجيا المستخدمة في إنتاج الطاقة الشمسية ليس لها تأثير يذكر على البيئة المحيطة مقارنة بالوقود الأحفوري، أي أنها طاقة آمنة، ونظيفة على جميع الكائنات الحية.
3- اكتفاء الدول ذاتيًا في إنتاج الطاقة:
توفر الطاقة الشمسية الاستقلالية في إنتاج الطاقة على المستوى الدولي، فالشمس تشع على جميع الدول.
4- المحافظة على الموارد المائية:
لا تتطلب عملية توليد الطاقة الشمسية استهلاك للمياه أو تلويثها، مقارنة بالوقود الأحفوري ومحطات الطاقة النووية التي تستهلك أو تلوث الكثير من الماء.
5- التنافسية:
تساهم التقنيات المتجددة على تقليل تكاليف الطاقة المتجددة قدر الإمكان، حتى تصبح على قدرٍ عالٍ من المنافسة أمام أنواع الطاقة الأخرى التقليدية، وبذلك أثرت الطاقة الشمسية على الجانب الاقتصادي على مستوى العالم.
6- توفيرها فرص عمل:
ساهمت الطاقة الشمسية بتوفير العديد من الفرص المحلية للعمل، وذلك لتوفرها في كل مكان في العالم، وليست مقتصرة على بيئة معينة.
ما هي الطاقة الشمسية
الطاقة الشّمسية أو ما يسمّى بالإشعاع الشمسيّ (بالإنجليزية: solar energy) هي الطاقة المنبعثة من أشعّة الشّمس بشكلٍ رئيسيّ على شكل حرارة وضوء وهي نتاج التفاعلات النووية داخل النجم الأقرب إلينا وهو الشّمس، ولهذه الطاقة أهمية كبيرة في الكرة الأرضية والكائنات الحية الموجودة على سطحها وتعتبر كمية هذه الطاقة الناتجة تفوق بكثير متطلّبات الطاقة الحالية في العالم بشكل عام، وإذا تم تسخيرها واستغلالها بشكلٍ مناسب فقد تلبي جميع احتياجات الطاقة المستقبلية.
فوائد الطاقة الشمسية
1- توليد الطاقة الحرارية:
من أكثر المجالات شيوعاً لاستغلال الطاقة الشمسية هو تحويلها إلى مصدر للطاقة الحرارية، وتتم هذه العملية عبر وضع مجموعة من الألواح الشمسيّة والتي تحتوي على طبقة معدنية سوداء، مُغطّاة بلوح أو اثنين من الزجاج، حيث يتم تسخينها عند تعرضها المباشر لأشعة الشمس، ويتم نقل الحرارة المخزّنة في الطبقة المعدنية السوداء إلى الوسط المُلامس لها في الأسفل سواء كان هواء أو ماء، والتي يتم استخدامها بشكل مباشر أو قد يتم نقلها إلى وسط آخر ليتم تخزينها واستخدامها في الليل وفي فترات غياب أشعة الشمس، وتُستخدم الطاقة الحرارية الناتجة في سخّانات المياه الشمسية والتدفئة المركزية في المنازل عند سريان المياه الساخنة في أنابيب التدفئة في الأرضيات والأسقف.
2- توليد الكهرباء:
يمكن استخدام الطاقة الشمسية والإشعاع الشمسي في إنتاج الطاقة الكهربائية بواسطة الخلايا الشمسية (الخلايا الكهروضوئية)، وتعمل هذه الخلايا على توليد جهد كهربائي صغير عند تعرضها لأشعة الشمس بشكل مباشر، حيث تحتوي الخلايا الشمسية على مواد شبه موصلة (مثل السليكون) والتي تعمل على تحويل الطاقة الضوئية للشمس إلى طاقة كهربائية، ويمكن للخلية الشمسية المنفردة أن تولد 2 واط من الكهرباء فقط، وبجمع أكثر من خلية شمسية على شكل مجموعات تسمى (مصفوفات) والقادرة على توليد مئات أو حتى آلاف الكيلوواط من الطاقة الكهربائية لتشغيل المصانع وتزويد التجمعات السكانية بالكهرباء.
3- تحلية المياه:
قام فريق من مركز (نويت) بتطوير نظام لتحلية المياه بواسطة الطاقة الشمسية، باستخدام تقنية النانو، حيث يتم تحلية المياه عن طريق فصل مجرى الماء البارد والماء الساخن بغشاء رقيق، ويتم سحب بخار الماء عبر هذا الغشاء من الجانب الساخن إلى البارد وتصفية جزيئات الملح المُذابة فيه، وتم تطوير النظام بإضافة المزيد من الأغشية وجزيئات نانو الكربون الأسود التي تحوّل طاقة ضوء الشمس إلى حرارة، والتي تقوم أيضاً بتسخين الغشاء الفاصل، وبالتالي لا يحتاج هذا الغشاء إلى المزيد من الإمدادات الثابتة للمياه الساخنة، حيث يتم تسخين الغشاء مباشرة عن طريق أشعة الشمس، ولا يحتاج لطاقة لتسخين المياه.
وبذلك يعد هذا النظام بكامل مكوناته موفّراً أساسياً للطاقة بحيث يعتمد على وجود ألواح الطاقة الشمسية، حيث يحتاج فقط إلى مضخة لدفع الماء السائل خلال العملية، واستطاع القائمون على النظام من زيادة كفاءته عن طريق زيادة تركيز أشعة الشمس، حيث قاموا باستخدام عدسة لتركيز الأشعة الشمسية بمقدار 25 مرة ووصلت الطاقة الناتجة إلى 17.5 كيلو واط لكل متر مربع من مساحة الأشعة الشمسية المركّزة، وبالتالي ارتفع إنتاج الماء بنحو ستة لترات لكل متر مربع في الساعة.
4- استخدامات أخرى:
تُستخدم الطّاقة الشمسية في بعض الأحيان لإنتاج الهيدروجين النظيف والمتجدد، والتي تشبه إلى حد كبيرة مبدأ عملية التمثيل الضوئي، حيث يتم فصل الأوكسجين عن الهيدروجين في المياه.
