طاقة شمسية وهي من مصادر الطاقة المتجددة التي ساعدت في القضاء على مشكلة الكهرباء ، فمع ازدياد الثورة الصناعية وزيادة مجموعة السكان والتقدم التكنولوجي ، زاد الطلب على أنواع متعددة من الطاقة بشكل كبير لتلبية احتياجات المجتمع من الطاقة لتحقيق الأغراض الصناعية والمنزلية.
تفاصيل الطاقة الشمسية
المحتويات
-
- وهي مصدر طاقة نظيف حيث تحاول حماية البيئة فلا توجد مخلفات خطرة بيئيا مثل الطاقة الكهربائية الصناعية من الوقود الأحفوري وبالتالي يتجه العالم نحو استعمال الطاقة الشمسية لتحل محل الطاقات الصناعية المتاحة الان لأن الأبحاث أثبتت فاعلية هذه الطاقة.
- إقامة مشاريع تعتمد على كمية الإشعاع الشمسي الساقط في منطقة موحدة والمتغيرة حسب الموقع الجغرافي والمناخ العام للمنطقة.
- يمكن تعريفه على أنه الضوء والحرارة المنبعثة من الأشعة الشمسية ، سواء كانت تسخين مباشر أو تحويل ضوء الشمس لـ كهرباء باستخدام الألواح الكهروضوئية.
- يتم توليد التيار الكهربائي عبر تقنية الخلايا الكهروضوئية التي تمتص حرارة الشمس وتحولها لـ طاقة كهربائية تستخدم لأغراض متعددة ويمكن تخزينها لاستخدامها لاحقًا.
أنظمة الطاقة الشمسية
تشمل كل أنظمة هذه الطاقة:
- الألواح الشمسية: تتكون الألواح الشمسية الحديثة من الكثير من الخلايا الشمسية أو الخلايا الكهروضوئية (pv) التي تولد تيارًا مباشرًا من ضوء الشمس DC.
- العاكس الشمسي: تقوم الألواح الشمسية بتوليد الكهرباء بالتيار المستمر والتي يجب تحويلها لـ تيار متردد (AC) المستخدم في منازلنا.
- لوحة التبديل: يتم إرسال التيار المتردد المتردد لـ اللوحة حيث يتم توجيهه لـ دوائر وأجهزة متعددة في منزلك ، ويتم إرسال الكهرباء الزائدة لـ نظام تخزين أو شبكة كهربائية.
أهمية الطاقة الشمسية كمصدر للطاقة المتجددة
- تعتبر أشعة الشمس مهمة لكل كائن حي على الأرض ، لأنها تساعد على استمرار الحياة ، وتحافظ على دفء الغلاف الجوي وتوفر الضوء اللازم لإضاءة الأرض.
- تساعد الشمس النباتات على التمثيل الضوئي لأنها العامل الأساسي في إتمام هذه المهمة ، وإنتاج الأكسجين الذي نتنفسه والتخلص من ثاني أكسيد الكربون.
- توفر أشعة الشمس بعض الفيتامينات الضرورية للصحة ، مثل فيتامين د.
- تعد الشمس مصدرًا نظيفًا ومتجددًا للطاقة ، ومتوفر باستمرار وغير ضار.
- طاقة نظيفة خالية من النفايات الضارة التي يجب التخلص منها كما هو الحال في إنتاج الطاقة من الوقود الأحفوري.
- يقلل من التلوث الضوضائي ولا يأخذ أصوات مزعجة.
- تتوفر دائمًا الطاقة التي لا تنفد لأن الشمس لا تغرب أبدًا
- المواد المستخدمة رخيصة مقارنة بمصادر توليد الطاقة المختلفة.
- الأنظمة المستخدمة متينة ولا تبلى بسرعة ، لذا فهي لا تتطلب صيانة دورية وتستمر لفترة طويلة.
يستخدم الطاقة الشمسية
-
- حيث أنها مورد طبيعي لا انتهاء له بسبب تواجد الشمس الدائم ، فهي تستخدم في توليد الكهرباء ومن الممكن التخلي تمامًا عن شركات الكهرباء والتخلص من الفواتير باهظة الثمن.
- كما أنه يستخدم كوقود للسيارات ، والآن توجد سيارات تعمل تحت أشعة الشمس بدلاً من الزيت لأنها أرخص وأنظف للبيئة.
- يستخدم لتعقيم المياه لجعلها صالحة للشرب والاستهلاك الآدمي.
- ينتج طاقة حرارية تستخدم لتسخين المياه.
النواحي السلبية للطاقة الشمسية
هناك بعض عيوب الطاقة الشمسية ومنها:
- وتتوقف هذه الطاقة عن العمل ليلاً ومعظم أيام الشتاء بسبب قلة ضوء الشمس.
- يؤثر الغبار والأوساخ على جودة الألواح ، لذلك يجب تنظيفها باستمرار ، مما يبني عبئًا على المستخدمين.
- لا يمكن استخدامه في المناطق الباردة والممطرة.
النواحي السلبية للطاقة الشمسية
يهدف لـ الاستفادة من الطاقة الشمسية وتحويلها لـ طاقة كهربائية لسد احتياجات المنزل من الكهرباء.
- نظرًا لارتفاع تكلفة الكهرباء وتشغيل المعدات المختلفة مثل السخانات ومكيفات الهواء وغيرها ، أصبح الاتجاه لاستخدام طرق توليد الكهرباء الحديثة طريقة شائعة وتركيب الألواح الشمسية على أسطح المنازل.
- يتم استخدامها في التطبيقات منخفضة الطاقة في المنازل ، لذلك يجب أن يكون هناك توازن بين الطاقة المنتجة والمستهلكة واستخدام البطاريات الخاصة التي تسمح باستخدام نظام الإضاءة ليلًا ونهارًا.
- يتم استخدامه للطهي باستخدام أفران شمسية مصممة خصيصًا.
- تلبية احتياجات المنزل من الماء الساخن ، حيث تشير بعض الدراسات لـ أن ربع استهلاك الطاقة هو تسخين المياه.
تكلفة الإعداد
هناك نوعان من الألواح المستخدمة لتوليد هذا النوع من الطاقة في المنازل:
- الألواح الشمسية الوحيدة التي تعمل بكفاءة عالية في المناطق الباردة.
- تعمل الألواح متعددة الكريستالات بكفاءة أكبر في المناخات الحارة.
تتراوح الطاقة الإنتاجية للوحة الواحدة بين 100 و 350 واط ، والأكثر استعمالًا ينتج 250 واط ويتراوح السعر بين 130 دولارًا و 200 دولارًا لكل لوحة شمسية ، اعتمادًا على معايير أخرى مثل اسم الشركة المصنعة وجودة الألواح وشروط الضمان.
وتجدر الإشارة لـ أن تكلفة تركيب الطاقة الشمسية عالية جدًا ، لكن السنوات الطويلة التي تصل لـ عشرين عامًا كافية عندما لا تمول الفواتير وتستخدم الكهرباء مجانًا ، وتكون التكلفة أقل من ذلك مع التقدم التكنولوجي والمزيد من السيرش حول طريقة استعمال هذه الطاقة في توليد الكهرباء.
كيف تعمل الألواح الشمسية؟
عندما تصطدم الفوتونات بالخلية الشمسية ، تفقد الذرات إلكتروناتها في آلية تسمى الظاهرة الكهروضوئية ، وتتشكل دائرة كهربائية عندما يتصل الناحية الموجب بالجانب السالب في الموصلات ، وتتشكل الخلايا الكهربائية عندما تتدفق الإلكترونات ، وكلما زاد مجموعة الألواح الموجودة هناك ، كلما كثرت الطاقة التي يمكن إنتاجها.