ما هي الطاقة الشمسية
إنها الطاقة التي تأتي مباشرة من أشعة الشمس وهي في شكل ضوء ودرجة حرارة عالية. تنتج الطاقة الشمسية نتيجة التفاعلات النووية التي تحدث داخل الشمس. كمية الطاقة الشمسية التي يتم إنتاجها من أشعة الشمس أكبر بكثير مما نتوقع. إذا تم تسخير هذه الطاقة ، فستغطي احتياجات المجتمع بأكمله. الطاقة الشمسية ذات أهمية قصوى للمجتمع والإنسانية ككل.
انتاج الطاقة الشمسية
يتم توليد الطاقة الشمسية وتحويلها إلى أي شكل آخر يمكن استخدامه بطريقة يكون من المهم فيها تجميع الفوتونات التي تخرج من الطاقة الشمسية باستخدام بعض التقنيات وتحويلها إلى كهرباء. أمثلة على هذه التقنيات هي:
المصفوفات الكهروضوئية
يحول الطاقة الشمسية إلى كهرباء عن طريق جمع الفوتونات من خلال العملية الكهروضوئية. المصفوفة عبارة عن مجموعة من الخلايا مرتبطة ببعضها البعض بواسطة مركبات معدنية. كل خلية ضوئية مصنوعة من السيليكون.
عاكسات:
هو الجزء المسئول عن تحويل طاقة الشمس إلى شيء يمكن الاستفادة منه ، لأن الطاقة الكهروضوئية تنتج نوعًا من الكهرباء به مشاكل لأنها تنتج تيارًا كهربائيًا مستمرًا ، وهذا النوع لا يصلح لجميع الأجهزة الكهربائية ، لذلك يمكن يؤدي إتلاف بعض المعدات إلى محولات التيار المستمر إلى حل هذه المشكلات عن طريق تحويل التيار المباشر إلى تيار متردد.
ما هي اهمية الطاقة الشمسية
- إنها مسؤولة عن عملية التمثيل الضوئي التي تحدث في النباتات.
- يساعد في زراعة الأراضي الزراعية وإنتاج وزراعة المحاصيل الزراعية.
- إنها مسؤولة عن مصادر الطاقة المتجددة لأنها لا تنفد.
- منذ أن أصبح مصدرًا للطاقة المتجددة في وقت يتضاءل فيه الغاز والوقود والفحم ، زادت أهميته.
- في النباتات ، تساعد في إنتاج الغذاء للنباتات وإنتاج كتلة العضلات.
مزايا الكهرباء المنتجة من الطاقة الشمسية
- تكاليف الكهرباء منخفضة كما أنها تسمح لأصحاب المنازل ببيع الكهرباء الزائدة لأشخاص آخرين.
- الإنتاج وإنتاج الطاقة بتكلفة مخفضة.
- الطاقة الشمسية هي مصدر متجدد للطاقة وهي طاقة مستمرة لإنتاج الكهرباء لمدة تصل إلى 6 مليارات سنة.
- سيسمح للجميع بتقليل تكلفة فواتير الكهرباء الخاصة بهم.
- تعتبر الطاقة الشمسية صديقة للبيئة ولا تسبب التلوث إطلاقا ، فهي طاقة نظيفة.
- الإشعاع الشمسي موجود في جميع أنحاء البلاد.
- يمكن استخدام الألواح الشمسية في المنازل.
- تدعم الحكومات والدول الأخرى مالياً أي شخص يستخدم الطاقة الشمسية.
- لا تحتوي على العديد من الأجزاء المتحركة ، لذلك يتم تقليل الصيانة المتكررة لأنها ليست مثل طاقة الرياح.
مساوئ استخدام الطاقة الشمسية
- يؤدي استخدام الطاقة الشمسية إلى تغير في الأحوال الجوية أو المناخية ، لأن التغير في الطقس صيفاً وشتاءً يؤدي إلى عدم كفاية استخدامها.
- تتطلب الطاقة الشمسية تكاليف عالية لأنها تتطلب تقنية عالية.
- لا يمكن استخدام الطاقة الشمسية إلا في الصباح ، حيث لا يمكن استخدامها في الليل ، لذلك يجب تخزينها في شيء مثل البطارية للحفاظ عليها.
- يتطلب تخزين الطاقة الشمسية مساحات كبيرة لتخزين الطاقة الشمسية.
طرق تخزين الطاقة الشمسية
يتم تخزينها في بطاريات مصممة للطاقة الشمسية بحيث يمكن استخدامها أثناء الليل. يستخدم ضوء الشمس في الوقود لأنه يتم إنتاجه بطريقة تستخدم فيها الخلايا الكهروضوئية طاقة الشمس لتقسيم جزيئات الماء إلى هيدروجين وأكسجين ، ويتم تخزين هذا في شكل وقود.
عند الحاجة للكهرباء ، يتم فصل الأكسجين عن الهيدروجين باستخدام خلية تسمى خلية الوقود ، وتنتج هذه الطريقة الكهرباء ، ويمكن تخزين الطاقة الحرارية من ضوء الشمس في محلول ملحي وتخزينها في درجة حرارة عالية.
وعند الحاجة للكهرباء ، يتم فصل الطاقة من المحلول الملحي إلى الماء باستخدام جهاز يغير الحرارة ويحولها إلى بخار ، وبهذه الطريقة يتم إنتاج الكهرباء.
أشهر استخدامات الطاقة الشمسية في المنازل
- تستخدم الطاقة الشمسية للتدفئة من خلال أجهزة التدفئة الخاصة بنظام التدفئة الخاص.
- يتم استخدام أنظمة تسخين المياه بالطاقة الشمسية المستخدمة في المنازل.
- المراوح التي يتم تنفيسها خارجيًا تستخدم الطاقة الشمسية لأنها تعتمد على الحرارة في التشغيل.
- يتم شحن البطاريات باستخدام الطاقة الشمسية.
توسيع المنازل والشركات بالطاقة الشمسية
- استخدام الموقد الشمسي في المطبخ للطبخ حيث يعتمد على الطاقة الشمسية.
- استخدام الطاقة الشمسية لإضاءة المنازل.
كيف يتم استخدام الطاقة الشمسية؟
هناك طريقتان لاستخدام الطاقة الشمسية ، الطريقة الحديثة والطريقة القديمة التي كانت تستخدم في الماضي. سنشرح هاتين الطريقتين أدناه.
التطبيقات الأقدم:
في العصور القديمة ، كانت المنازل موجهة نحو الشمس لتحقيق أقصى استفادة من أشعة الشمس. كما استخدموا بعض المواد في البناء لامتصاص الحرارة من أشعة الشمس وتخزينها في المنازل.تمت الزراعة في البيوت البلاستيكية لأنها تحول أشعة الشمس إلى طاقة حرارية ، مما ساعد على زراعة النباتات في غير موسمها.
استخدام الطباخ الشمسي وهو عبارة عن صندوق تستخدم فيه الطاقة الشمسية لطهي الطعام وتم تعديل ما يسمى بالطباخ الشمسي بحيث يمكن تعقيم أواني المطبخ قبل بدء عملية الطهي أو استخدامها في العيادات الطبية بالترتيب لتعقيم أدوات التشغيل.
أيضًا ، تم اختراع شيء يسمى السخان الشمسي ، والذي يتم عن طريق تسخين أشياء مثل تسخين المياه في المنزل للاستحمام والعديد من الأغراض الأخرى. من خلال الطاقة الشمسية يمكن تعقيم مياه الشرب حيث تم إجراء دراسات أدت إلى بعض النتائج وهي أن الماء يتعرض للشمس لعدة ساعات مما يساعد على قتل الطفيليات والبكتيريا الموجودة فيه ويساعد على تعقيمه.
حتى الآن ، هناك أكثر من مليوني شخص يستخدمون الطاقة الشمسية للمياه يوميًا ، من البلدان النامية.
التطبيقات الحديثة:
يتم إنتاج الطاقة الشمسية من خلال الخلايا الشمسية ، والتي تقوم بتحويل طاقة الشمس مباشرة إلى كهرباء ، من خلال تجميع عدد كبير من الخلايا ووضعها على أسطح بعض المنازل ، مثل الألواح الخشبية ، حتى يتم إنتاج الكهرباء. الطاقة الموجودة في خلية واحدة لا يمكنك توليد الطاقة من خلالها لأن طاقتها منخفضة.
تم استخدام هذه الخلايا الشمسية في الآلات الحاسبة والمباني التجارية والأقمار الصناعية وحتى في الملاعب.في عام 2009 ، تم بناء ملعب كبير في تايوان مع حوالي 8800 لوح خشبي في الأعلى.
يتم استخدام تكنولوجيا الطاقة الشمسية واستخدام الحرارة الشمسية بدلاً من ضوء الشمس.
يقودنا هذا إلى نهاية مقالنا ونأمل أن نكون قد أوضحنا ماهية الطاقة الشمسية ومعناها وطرق تخزينها.