كيفية استخدام الطاقة الشمسية سوف نتحدث كذلك عن فوائد استخدام الطاقة الشمسية وكيف يتم تسخين الماء بالطاقة الشمسية؟ وإيجابيات الطاقة الشمسية وأهمية الطاقة الشمسية كل تلك الموضوعات تجدونها من خلال مقالنا هذا.
محتويات المقال
كيفية استخدام الطاقة الشمسية
-عندما تصطدم الفوتونات بخلية شمسية، فإن الذرات تفقد إلكتروناتها، في آلية تدعى الظاهرة الكهروضوئية «Photovoltaic effect».
-من المعلوم أنه إذا تم ربط الجانب الموجب مع السالب في الموصّلات مع وجود مصدر كهربائي فإنها تكوّن دائرة كهربائية، وعندما تتدفق الإلكترونات خلال هذه الدائرة، تكون ما يعرف بالخلايا الكهربائية المتعددة لتشكل لوحة شمسية.
-يمكن توصيل لوحات متعددة (وحدات) معًا لتكوين مجموعة شمسية، وكلما زادت عدد اللوحات، زادت الطاقة التي يمكن توليدها.
فوائد استخدام الطاقة الشمسية
1-إمداد الأرض بالطاقة الشمسية الكافية لعمليات البناء الضوئي. توليد الكهرباء من أشعة الشمس باستخدام أشباه الموصلات.
2-توفير الكثير من فرص العمل في قطاع الطاقة الشمسية، مقارنةً بقطاعات العمل في الوقود الأحفوري.
3-تقليل تلوث الضوضاء المرتبط بتوليد الطاقة وبالتالي تكون أكثر أمنًا على صحة الإنسان.
4-تزويد الطاقة المحتملة المحلية وتقليل اعتماد الدولة على مصادر الطاقة الأجنبية.
5-انخفاض تكاليف تشغيل تكنولوجيا الطاقة الشمسية، حيث إنّ الضوء والحرارة المنبعثة من الشمس مجانية.
6-تخفيض انبعاثات غازات الدفيئة في الغلاف الجوي مثل الميثان وثاني أكسيد الكربون.
7-استدامة الطاقة الشمسية مقارنةً مع احتياطيات الوقود الأحفوري.
8-ميل تكنولوجيا الطاقة الشمسية لكونها مرنة وذات تكاليف صيانة منخفضة.
كيف يتم تسخين الماء بالطاقة الشمسية؟
-يتم تحويل طاقة الشمس إلى طاقة حرارية من خلال السخان الشمسي، حيث تتم عملية تسخين المياه بواسطته باستخدام أشعة الشمس فقط.
-يتم تثبيت السخان الشمسي أعلى المباني بزاوية ميل معينة ويتم توصيله بخط المياه البارد والساخن بالمنشأ ليقوم بمهمة تسخين المياه.
-تقوم السخانات الشمسية بتقديم توفيرًا كبيراً في الطاقة مع الحفاظ على نسبة الاكسجين الطبيعية، وذلك لأن يتم استخدام ألواح من ضمن مكونات السخانات الشمسية.
إيجابيات الطاقة الشمسية
1-استقلالية الطاقة: بما أن الشمس تشرق يوميا وترسل أشعتها لكل مناطق العالم، فإن كل دولة يمكن أن تعد دولة منتجة للطاقة، مما يزيد من استقلالية الدول فيما يخص الطاقة لو أمكن هذه الدول استغلالها.
2-تأثير منخفض على البيئة: أسهمت الطاقة الشمسية بخفض الضرر على البيئة كونها لا تتطلب حرق الوقود الذي ينعكس سلبا على البيئة. فرغم أن محطات الطاقة الشمسية لا تتطلب الكثير من الماء لتعمل بكفاءة بحسب التكنولوجيا المستخدمة، لكن الخلايا الشمسية الضوئية لا تتطلب الماء إطلاقا عند توليد الكهرباء.
3-الاستدامة: من أهم إيجابيات الطاقة الشمسية أنها تعد بديلا مستداما للوقود الأحفوري.
– ففي الوقت الذي يرجح فيه نضوب مصدر الوقود الأحفوري بأسرع مما يتوقع البعض، نجد بأن الشمس مصدر قد لا ينضب إلا بعد مليارات السنين، والعلم عند الله. علما بأن الشمس ترسل للأرض يوميا ما مقداره 73 ألف تيراواط يوميا، وهذه الكمية تزيد 10 آلاف مرة على احتياجات الكرة الأرضية من الطاقة، مما يعني توفر كمية هائلة من الطاقة الفائضة على الحاجة والتي تنتظر الوسائل التكنولوجية المتقدمة التي يمكنها من استيعابها.
4-اعتبرت أكثر مصادر الطاقة النظيفة ارتفاعا بالأسعار، إلا أنه ومع انخفاض أسعار هذا المصدر خلال السنوات الخمس الماضية.
أهمية الطاقة الشمسية
-إمكانات الطاقة الشمسية هائلة حيث تتلقى الأرض كل يوم طاقة شمسية حوالي 200000 ضعف إجمالي قدرة توليد الكهرباء في العالم. وعلى الرغم من أنها طاقة مجانية إلا أن التكلفة العالية لجمعها وتحويلها وتخزينها حدت من استغلال هذه الطاقة، ومع ذلك يقوم الباحثون بتجارب الطاقة الشمسية للكثير من المشاريع للاستفادة من هذه الطاقة، وأحد المشاريع التي تم اقتراحها للمستقبل هو استخدام محطات الطاقة الشمسية عبر الأقمار الصناعية لتزويد الأرض بالطاقة وفي هذا المشروع يقوم القمر الصناعي المجهز بألواح شمسية كبيرة بجمع الطاقة الشمسية باستمرار دون التأثر بالغلاف الجوي وبعد ذلك يتم تحويل الكهرباء إلى أفران ميكروويف ثم يتم بثها إلى الأرض حيث يتم تحويل طاقة الميكروويف مرة أخرى إلى كهرباء للتوزيع.
-يتغير مستوى جمع الطاقة الشمسية حَسَبَ المناخ لذلك من الصعب توفير احتياجات الطاقة بشكل دائم، وبالتالي من الضروري وجود شكل من أشكال تخزين الطاقة لتوفيرها للاستخدام في الأوقات التي يكون فيها ضوء الشمس قليلًا أو منعدمًا. فيمكن تخزين الطاقة الكهربائية من الخلايا الكهروضوئية في بطاريات تخزين كهربائية، وفي الأنظمة التي تستخدم الطاقة المجمعة لتسخين السوائل يمكن تخزين السوائل مباشرة في خزانات معزولة أو يمكن نقل الطاقة إلى وَسَط تخزين آخر مثل طبقة من الصخور.
