كيفية استخدام الطاقة الشمسية

كَيْفَِيْة استخدام الطاقة الشمسية

• تتعدد طرق استخدام الطاقة الشمسية، فبعض الاستخدامات تعتمد على استخدام الطاقة الحرارية المنبعثة من الشمس لتسخين المياه، وهذا ما يعرف بالسخان الشمسي.
• هناك استخدامات أخرى تعتمد على تحويل الضوء المنبعث من الشمس إلَّى طاقة كهربائية، من خلال استخدام الخلايا الشمسية التي يتم تركيبها على أسطح المباني لامتصاص أكبر قدر ممكن من ضوء الشمس.
• فِيْ بعض الدول الأوروبية، مثل ألمانيا، تستخدم الطاقة الحرارية للشمس لتسخين المياه فِيْ حمامات السباحة، ويمكن استخدام هذه الطريقة لإنشاء نظام تدفئة خاص للمنازل.

استخدام الطاقة الشمسية لتسخين المياه.

• لطالما استندت عملية تسخين المياه إلَّى استخدام الفحم وغيره من مصادر الطاقة غير المتجددة، التي يتسبب احتراقها فِيْ أضرار جسيمة تشكل تهديدًا للبيئة، ولكن من الممكن الآن تسخين المياه بالطاقة الشمسية.
• قد تجد بعض الدول أن استخدام الغاز الطبيعي والنفط لتسخين المياه هُو حل اقتصادي لها، لكن لا تزال هناك دول أخرى تميل لاستخدام الطاقة الشمسية لأنها أرخص بالنسبة لها ولا تنتج أي ملوثات.

استخدام الطاقة الشمسية لتنقية المياه

• يمكن الاعتماد على الحرارة المنبعثة من الشمس فِيْ عملية تطهِيْر المياه، حيث يتعرض الماء لحرارة الشمس لعدد كافٍ من الساعات وبالتالي يتم تطهِيْر المياه.
• تلجأ العديد من الدول النامية إلَّى هذه الطريقة، حيث يتم تعبئة المياه فِيْ زجاجات وتستخدم الطاقة الشمسية لجعل المياه صالحة للشرب، حيث لا تمتلك هذه الدول موارد طبيعية سواء النفط أو الغاز الطبيعي.

توليد الكهرباء من خلال الألواح الشمسية

• بعد ذكر كَيْفَِيْة استخدام الطاقة الشمسية فِيْ عمليات تسخين وتنقية المياه سنتحدث عَنّْ استخداماتها فِيْ انتاج الكهرباء.
• تتكون الألواح الشمسية من مواد شبه موصلة، وعَنّْدما يسقط الضوء على الخلايا، تنفجر بعض الإلكترونات، فتبدأ فِيْ التحرك مكونة تيارًا كهربائيًا، لكن التيار الكهربائي الناتج عَنّْ هذه العملية هُو تيار ثابت.
• تحتاج جميع الأجهزة المنزلية إلَّى تيار متناوب، لذلك يتم استخدام جهاز يسمى العاكس، والذي يحول ناتج التيار المستمر للألواح الشمسية إلَّى تيار متناوب يمكنه تشغيل الأجهزة والآلات.

الطاقة الشمسية واستخداماتها فِيْ التدفئة

• على الرغم من أنه يبدو أن استخدام الطاقة الشمسية فِيْ عمليات التدفئة ليس شائعًا فِيْ بلداننا العربية، إلا أنها لا تزال شائعة الاستخدام فِيْ العديد من الدول الأوروبية.
• يعتمد هذا الاستخدام على نموذج يُعرف بالغرفة الشمسية، حيث تسمح الغرفة المراد تسخينها لضوء الشمس بالمرور عبر نوافذها الزجاجية الشفافة، والتي لها وظيفة تجميع وتخزين هذه الأشعة داخل الغرفة.
• بعد غروب الشمس يتم تسخين الغرفة بواسطة الطاقة الحرارية التي تم تخزينها فِيْها طوال اليوم.

الطاقة الشمسية واستخدامها فِيْ السيارات الكهربائية

• طورت بعض الشركات الكبرى، مثل Tesla Motors، فكرة توليد الكهرباء من ضوء الشمس واستغلتها فِيْ إنتاج سيارات كهربائية صديقة للبيئة.
• لا شك أن انتشار هذه السيارات الكهربائية سيقلل من الانبعاثات الضارة التي تخلفها السيارات التي تعمل بالوقود.
• تستمد السيارات الكهربائية حركتها من الطاقة الكهربائية المخزنة فِيْ البطاريات المشحونة باستخدام الطاقة الشمسية.
• لا تزال هناك تحديات كبيرة لمصنعي هذه السيارات من حيث كَمْية الطاقة الكهربائية التي يجب أن تتوفر فِيْ البطاريات لضمان أن السيارة لديها مدى طويل قبل أن تحتاج البطاريات إلَّى إعادة شحنها.
• التحدي الآخر هُو كَمْية ووزن البطاريات، حيث يتأكد المصنعون من أن وزن البطاريات ليس ثقيلًا جدًا حتى لا يبطئ من سرعة السيارة.

تخزين الطاقة الشمسية

• يمكن استخدام بعض أنواع البطاريات لتخزين الطاقة الكهربائية الناتجة عَنّْ الألواح الشمسية، مثل عملية شحن البطاريات طوال اليوم أثناء سطوع الشمس.
• فِيْ الليل أو عَنّْد انقطاع التيار الكهربائي، تُستخدم الطاقة الكهربائية المخزنة فِيْ البطاريات لتشغيل بعض الأجهزة، وفِيْ الوقت نفسه، تكون البطاريات فِيْ مرحلة التفريغ.
• تتطلب عملية شحن البطاريات وجود جهاز يسمى منظم الجهد، والذي يعمل على تنظيم فرق الجهد عَنّْد طرفِيْ البطارية خلال فترة الشحن بأكَمْلها، بحيث لا تتعرض البطارية لاختلاف فِيْ الجهد العالي. الجهد مما تسبب فِيْ خسارته. تلف.

استخدام الطاقة الشمسية فِيْ الصناعة.

• تلجأ العديد من المصانع إلَّى الطاقة الشمسية لاحتياجاتها الحرارية، حيث تستخدم المصانع هذه الحرارة فِيْ العديد من الاستخدامات، بما فِيْ ذلك تحلية المياه ومعالجة المعادن.
• يتم توليد الطاقة الحرارية من خلال طرق مختلفة، بما فِيْ ذلك السخانات المقاومة والألواح الشمسية المتصلة بمضخات الحرارة.

استخدام الطاقة الشمسية فِيْ الطبخ

• يتساءل الكثير من الناس عَنّْ كَيْفَِيْة استخدام الطاقة الشمسية فِيْ المطبخ
  • تُعرف الطريقة الأولى باسم المكثفات الشمسية.
  • الطريقة الثانية تسمى الأفران الشمسية.
• تعتمد فكرة المكثفات الشمسية على خلق بؤرة للضوء من خلال استخدام عاكس دائري بقطر يتراوح من 0.5 إلَّى 1 متر، والحرارة فِيْ هذا البؤرة عالية جدًا، لذا فهِيْ تستخدم فِيْ عملية الطهِيْ . .
• أما الأفران التي تعمل بالطاقة الشمسية فهِيْ عبارة عَنّْ صناديق معزولة بأغطية زجاجية ولكن يمكن فتح هذه الأغطية، وتحتوي هذه الأفران على مرايا تعكس ضوء الشمس داخل الفرن، كَمْا أن الفرن مبطن من الداخل لمنع فقدان الحرارة.