الطاقة الشمسية

يُمكن تعريف الطاقة الشمسية (بالإنجليزية: Solar Energy) بأنّها كمية الطاقة الهائلة التي تولدها الشّمس وتشع عبر الفضاء كضوء مرئي قريب من الأشعة تحت الحمراء، وتحافظ هذه الطاقة على جميع أشكال الحياة على كوكب الأرض، فعندما يضرب ضوء الشّمس سطحًا ما على كوكبنا يتمّ إنتاج طاقة حرارية تسمى أيضًا الحرارة، وتقود هذه الطاقة الحرارية العديد من الظواهر الطبيعية بما في ذلك دورة المياه، وحركات الرياح، وتيارات المحيط، بالإضافة إلى عملية البناء الضوئي وهي العملية التي تُنتج فيها النباتات طعامها من خلال تحويل ضوء الشمس إلى طاقة كيميائية.[١]


استخدامات الطاقة الشمسية

تُستخدَم الطاقة الشمسية عادة في العديد من المجالات، ومن هذه الاستخدامات الاعتيادية للطاقة الشمسية:[٢]

  • الطاقة الكهربائية الشمسية: يتمّ تركيب نظام الطاقة الشمسية الكهروضوئية على أسطح المنازل، أو الشركات، أو المؤسسات؛ ليقوم بتوليد الكهرباء وتعويض استخدام المنازل أو المؤسسات من الكهرباء، وإرسال الفائض في الإنتاج إلى الشبكة الكهربائية، ويُمكن لهذا النظام أن يستمر بتوليد الطاقة خلال الليل عن طريق توصيل البطارية الشمسية بنظام الطاقة الشمسية، أو توفير طاقة احتياطية لحالات الطوارئ.
  • سخانات المياه الشمسية: يتمّ تركيب سخانات المياه الشمسية على أسطح المنازل، وتستخدِم سخانات المياه الشمسية خلية على السطح لامتصاص حرارة الشمس ونقلها إلى خزان المياه.
  • النقل الشمسي: يتمّ حاليًا تصنيع المركبات المتحركة التي تعمل بالطاقة الشمسية، مثل: السيارات، والحافلات، والطائرات، والقطارات.
  • نظام التسخين الشمسي: تعمل هذه التقنية على تدفئة المنزل عن طريق تشغيل الأرضيات المشعة أو الاقتران بنظام الهواء الساخن.
  • نظام الإضاءة الشمسية: تُعدّ هذه التقنية غير مكلفة ومتاحة بشكل سهل وواسع، ومن أشهر تطبيقاتها لافتات الطرق وأضواء الشوارع.
  • نظام التهوية الشمسية: وفيها يتمّ استخدام المراوح التي تعمل بالطاقة الشمسية للتهوية وتكييف الهواء في المنازل والشركات.
  • شحن الهواتف المحمولة: ويتمّ استخدام الشواحن التي تعمل بالطاقة الشمسية للشحن، وذلك من خلال دمج الخلايا الشمسية في الهواتف الذكية.


التطبيقات الإبداعية للطاقة الشمسية

بفضل التقدم العلمي هناك عدد كبير من التطبيقات الإبداعية للطاقة الشمسية، ومن هذه التطبيقات:[٣]

  • صناعة أقمشة الطاقة الشمسية: يُمكن الآن خياطة الألواح الشمسية الصغيرة والمرنة داخل نسيج الملابس، وهذه الخيوط الشمسية المضمنة في القمصان والمعاطف الشتوية والملابس الأخرى تجعل الملابس أكثر دفئًا، ويُمكن أن تقوم بتشغيل الهاتف، أو توفّر الطاقة للاحتياجات الإلكترونية المحمولة الأخرى.
  • صناعة الجلود الشمسية: هي تقنية شمسية جديدة تمّ إنشاؤها بواسطة شركة (Sistine Solar) التابعة لمعهد ماساتشوستس للتكنولوجيا، ويُعدّ الجلد الشمسي غطاءً جماليًا لإخفاء مظهر أيّ لوح شمسي باستخدام صور مخصصة مطبوعة، إذ تَستخدِم هذه التقنية الترشيح الضوئي الانتقائي لعرض صورة نابضة بالحياة، ونقل ضوء الشمس إلى اللوحة الشمسية الأساسية مع الحد الأدنى من فقدان كفاءتها في نفس الوقت.
  • إضاءة الطرق التي تعمل بالطاقة الشمسية: تتمتع الطرق التي تعمل بالطاقة الشمسية بقدرتها على توليد طاقة نظيفة، وإضاءة نفسها في الليل، بالإضافة إلى إذابة الثلج والجليد خلال أشهر الشتاء.
  • تخزين الطاقة الشمسية: عندما تتولد الكهرباء من الطاقة الشمسية، فإنّها تذهب إلى شبكة الطاقة بدلًا من تخزينها، ويقوم الباحثون على تطوير طرق جديدة لتخزين هذه الكهرباء على نطاق أوسع، ومن هذه الأساليب الواعدة هو تقنية تخزين الملح المصهور، إذ يَستخدِم المُجمِّع الشمسي الملح المصهور غير العضوي كسائل لنقل الحرارة بدلاً من زيوت نقل الحرارة.
  • بناء حواجز ضوضاء الطاقة الشمسية الكهروضوئية: يتمّ تركيب هذه الحواجز على طول الطرق المرورية لعكس الضوضاء بعيدًا عن المناطق المأهولة بالسكان.
  • توليد الطاقة الشمسية في الليل: تعتمد الألواح الشمسية على ضوء الشمس لتوليد الطاقة، وفي الليل لا يُمكن لهذه الألواح توليد الكهرباء، لذلك ابتكر العلماء نوعًا جديدًا من الألواح الشمسية القادرة على توليد الكهرباء أثناء الليل عن طريق التقاط ضوء الأشعة تحت الحمراء والذي يتمّ إنشاؤه بواسطة التدرج الحراري بين الخلية الشمسية والغلاف الجوي، لكن هذه الألواح الشمسية الليلية لا تنتج سوى 25% من الطاقة التي تنتجها الألواح الشمسية أثناء النهار.


مزايا استخدام الطاقة الشمسية

يوجد العديد من الصفات التي تميّز الطاقة الشمسية عن غيرها من مصادر الطاقة المتجددة وغير المتجددة، ومن هذه المميزات:[٤]

  • مصدر ثابت ومستقر للطاقة: توفر الألواح الشمسية طاقة مضمونة عندما تكون الشمس مشرقة، مما يوفر شكلًا ثابتًا ومستقرًا من توليد الطاقة طوال اليوم.
  • لا تحتاج مساحة كبيرة: ويُمكن تركيب الألواح الشمسية في مجموعة واسعة من الأماكن، إذ إنّها لا تحتاج إلى مساحة كبيرة مثل غيرها من التقنيات المتجددة، فيُمكن تركيبها في المزارع الشمسية الريفية كبيرة الحجم، أو يُمكن تركيبها على أسطح المراكز والمنازل في المدن.
  • لا تحتاج إلى الصيانة بشكل مستمر: بعد أن يتمّ تركيب الألواح الشمسية، فإنّها تحتاج إلى القليل من الصيانة، وقد لا تحتاج إلى الصيانة أبدًا، فقط هي بحاجة إلى التنظيف من حين إلى آخر كي تبقى خالية من الأوساخ والحطام.
  • لا تسبب الإزعاج: لا تسبب الألواح الشمسية أيّ تلوث ضوضائي أثناء توليد الكهرباء، وهذا يعني أنّ التركيبات ليست داخلية فتسبب الضوضاء، سواءً أكانت في المواقع الحضرية المزدحمة، أم في المناطق الريفية الهادئة.
  • مصدر آمن للطاقة: تُعدّ الألواح الشمسية آمنة للغاية، فهي تصنع غالبًا من صفائح من السيليكون، ولا يوجد خطر من تسرب الخلايا الكهروضوئية، أو إطلاق أيّ سموم أو أبخرة.


المراجع

  1. ↑ "Solar Energy", The Canadian Encyclopedia, Retrieved 9/6/2021. Edited.
  2. ↑ "7 USES OF SOLAR ENERGY", FREEDOM SOLAR POWER, Retrieved 22/6/2021. Edited.
  3. ↑ Mark Crawford (4/11/2020), "7 Creative Applications of Solar Energy", The American Society of Mechanical Engineers, Retrieved 9/6/2021. Edited.
  4. ↑ "how do solar panels work?", good energy , Retrieved 9/6/2021. Edited.