استفادت البشرية من الطاقة الشمسية منذ القدم، ولم يقتصر ذلك على السنوات الأخيرة، وحاولت ابتكار طرق تساعد في تحويل هذه الكمية الكبيرة من الطاقة الحرارية إلى طاقة كهربائية وميكانيكية.

مزايا الطاقة الشمسية

بالإضافة إلى ذلك، ظهرت العديد من التصميمات المعمارية التي يمكنها تحويل الطاقة الشمسية بشكل مباشر بسبب المزايا التي توفرها.

وباستخدام الألواح المصممة بتقنية خاصة والتي تتعرض لأشعة الشمس لساعات طويلة وتضخ الطاقة الكهربائية، يمكن تشغيل الأجهزة والأجهزة التي تحتاج إلى الكهرباء بفضل الطاقة الشمسية.

1- يساعد على تخطيط المدن

ومن مميزات الطاقة الشمسية أنه يمكن الاعتماد عليها لتحقيق الضوء ودرجة الحرارة المناسبة في تصميم المنازل التي تعمل بالطاقة الشمسية. تصمم المباني بحيث تواجه الجنوب أي الشمس وتعتمد على الضغط والطاقة. بالإضافة إلى كمية الحرارة، يتم أيضًا نقل التظليل بين الأجزاء المختلفة.

كان الفيلسوف سقراط أول من صمم منزلاً يعتمد على الطاقة الشمسية السلبية، لكن مؤخراً أصبح من الممكن تنفيذه على الكمبيوتر.

ولا يفوتك أيضاً:

2- تسهيل العمل في المناطق الزراعية

ومن مميزات الطاقة الشمسية أنها تساعد في زراعة النباتات والبساتين والخضروات المختلفة. ويحاول الخبراء في مجال الزراعة تطويرها وفق التقنيات الحديثة.

ولمواصلة تطوير هذه المنطقة، من الممكن الاستفادة من ضوء الشمس المستمر الذي لا ينضب والحصول على المحاصيل في غير موسمها من خلال خلق جو مناسب يسمى الدفيئة.

خلال العصور الجليدية، تمكن المزارعون من الحصول على المحاصيل الصيفية التي تحتاج لمزيد من الضوء والحرارة عن طريق زراعة عدد قليل من أشجار النخيل، مما ساعد على جمع أكبر قدر من الطاقة وعمل كتلة حرارية، بالإضافة إلى تسريع نضج النباتات.

وفي الآونة الأخيرة فقط، وبفضل معرفة المناخ الذي يحتاجه كل محصول، أصبح من الممكن، من خلال البيوت المحمية والطاقة الشمسية، توفير الطاقة اللازمة لبلوغ المحصول في أفضل مراحل نضجه.

3- احصل على الضوء

ومن مميزات الطاقة الشمسية أنها كانت مصدراً مهماً للضوء الذي لم يختف أو يتلاشى في العصور الوسطى.

لقد اعتمدوا فقط على ضوء الشمس للإضاءة، كما يتضح من الفتحات الموجودة في وسط أسقف المعابد في روما، ولكن بحلول منتصف القرن الثامن عشر تم تقنين أن المصدر الأساسي للإضاءة هو الوسائل الاصطناعية.

ومن الجدير بالذكر أن المصادر الصناعية هي طرق هجينة تعتمد على عوامل مختلفة منها الطاقة الشمسية والطاقات الأخرى التي يتم الحصول عليها من المصادر الطبيعية المتجددة والتي تقلل من استهلاك الطاقة القذرة.

4- تسخين الماء

يمكن استخدام بعض التقنيات التي تعمل على تحويل الطاقة الشمسية إلى طاقات أخرى لتبريد وتدفئة الأماكن، وكذلك مكيفات الهواء والأجهزة الكهربائية التي تؤثر على الصحة البدنية.

بالإضافة إلى ذلك فإن من مميزات الطاقة الشمسية أنها مصدر مهم للطاقة أثناء عملية تسخين المياه.

المياه التي تحتاج إلى تسخين إلى درجات حرارة تزيد عن 60 درجة مئوية يمكن الاعتماد على الطاقة الشمسية لتسخينها وإعطائها الكمية المناسبة من الحرارة باستخدام السخانات الشمسية.

وهناك أنواع تعمل بالتدفئة باستخدام هذه الطاقة مثل الألواح المصقولة والأنابيب المفرغة المستخدمة في حمامات السباحة.

5- تحلية المياه

يتم الاعتماد على الطاقة الشمسية لتحلية المياه المالحة والمتوسطة الملوحة وجعلها صالحة للشرب والاستخدام اليومي. وقد اخترع العرب هذه الطريقة في القرن السادس عشر وتم تحسينها مرات عديدة حتى القرن الثامن عشر حيث تم تنفيذ أول مشروع للتقطير بالطاقة الشمسية. .

وفي المحطة، التي يمكن أن تنتج ما يصل إلى 23 لترا من المياه النقية يوميا لمدة 40 عاما، كان شكل مشروع التقطير يشبه دفيئة ذات سقف مائل فردي أو مزدوج.

يحتوي على العديد من الألواح الماصة الفعالة للغاية والتي يمكن التحكم فيها في الوضع النشط أو غير النشط أو المختلط.

6- الطبخ في أفران الطاقة الشمسية

يتكون الفرن الكهربائي المستخدم لأغراض البسترة والتجفيف والخبز من ثلاثة أجزاء رئيسية: صناديق الاحتفاظ بالحرارة، الشعلات المسطحة والشعلات المنحنية. ومن الجدير بالذكر أن أبسط هذه الصناديق هي صناديق الاحتفاظ بالحرارة. يتكون من وعاء معزول بغطاء شفاف، ترتفع فيه درجة الحرارة إلى 150 درجة مئوية.

لكن المواقد المسطحة تتكون من صفيحة واحدة موجهة نحو سطح الشمس وتنتج درجات حرارة لا تقل عن 100 درجة مئوية؛ من ناحية أخرى، تنتج المواقد المنحنية درجات حرارة تصل إلى 310 درجة وأكثر، ولكنها تعمل فقط في وجود الضوء المباشر. لساعات طويلة، لأنها وسيلة لتجميع الطاقة الشمسية.

9- إنتاج الكهرباء

ومن مميزات الطاقة الشمسية أنها مصدر مهم ومستمر لإنتاج الطاقة الكهربائية، والتي أصبحت في الآونة الأخيرة أساس الحياة اليومية.

يتم تحويل الطاقة الشمسية مباشرة إلى كهرباء من خلال محولات الجهد، والخلايا الكهروضوئية، وعملية تركيز الطاقة الشمسية. هناك أيضًا بعض الطرق المختلفة التي لا تزال في المرحلة التجريبية.

يمكن الاعتماد على المحولات الكهروضوئية لتشغيل الأجهزة الصغيرة التي لا تتطلب كميات كبيرة من الطاقة الكهربائية.

كما يمكن إنتاج الكهرباء من خلال محطات كاملة تعمل على تركيز أشعة الشمس، لكن تجدر الإشارة إلى أن الطاقة الشمسية متجددة وتحتاج إلى داعم.

يمكن أن يكون هذا الدعم عبارة عن طاقة الرياح أو البطاريات أو الطاقة الكهرومائية من خلال الضخ.

يتم إنتاج الطاقة في معهد تكنولوجيا الطاقة الشمسية بجامعة كاسل من الطاقة الشمسية أو طاقة الرياح أو الغاز العضوي أو الطاقة المائية المخزنة عن طريق الضخ.

10- إنتاج السيارات التي تعمل بالطاقة الشمسية

وروجت أستراليا للطاقة الشمسية من خلال بث مسابقات للسيارات التي تعمل بالطاقة الشمسية مثل سباق نوانا، الذي يغطي الطريق من داروين إلى أديلايد. تم اختراع السيارة التي تعمل بالطاقة الشمسية في القرن العشرين.

ويعد سباق نوانا بمثابة اختبار لتطور صناعة السيارات التي تعمل بالطاقة الشمسية. السيارة التي فازت بالمركز الأول كانت سرعتها 67 كيلومترا في الساعة عام 1987. وفي عام 2007 بلغت سرعة السيارة الفائزة 90.87 كيلومتراً. كل ساعة.

وهناك بعض السيارات لجأت إلى تركيب المزيد من الألواح الشمسية لزيادة سرعتها، وهذا أكبر دليل على الاهتمام والالتزام بالطاقة الشمسية في أمريكا الشمالية وجنوب أفريقيا وأجزاء أخرى من العالم.

ولا يفوتك أيضاً:

مميزات الكهرباء المنتجة من الطاقة الشمسية

ومن مميزات الطاقة الشمسية أنها تستطيع إنتاج كميات كبيرة من الطاقة الكهربائية بمساعدة طاقة الرياح أو الطاقة الكهرومائية المنتجة عن طريق الضخ. ومن مميزات الكهرباء التي يتم الحصول عليها من الطاقة الشمسية ما يلي:

تكلفة الإنتاج أقل من الإنتاج بالطرق الأخرى.
ينتشر الإشعاع الشمسي على نطاق واسع في جميع النطاقات الجغرافية.
القضاء على ارتفاع أسعار الكهرباء لأصحاب المنازل والعقارات.
إنه مورد متجدد لأن الشمس لا تستطيع التوقف عن الانتشار.
تقليل تكلفة الكهرباء المستهلكة.
إنها صديقة للبيئة لأنها لا تلوث البيئة.
يؤدي استخدام مصفوفات الألواح الشمسية الأكبر حجمًا إلى التخلص من متاعب تركيب لوحة واحدة فقط.
جميع الحكومات في كل دولة في العالم تدعم استخدام الطاقة الشمسية في توليد الكهرباء، لذلك يتم دعم العملية بكل تفاصيلها.
نظرًا لعدم وجود العديد من الأجزاء المتحركة، يتم تقليل الحاجة إلى الإصلاح والصيانة.

استخدام الطاقة الشمسية في المنازل

وفي ضوء توضيح مميزات الطاقة الشمسية، مثل كونها صديقة للبيئة ومدعومة من قبل حكومات الدول، فمن المفيد الإشارة إلى استخدامات الطاقة الممكنة في المنازل في الجدول أدناه:

مراوح تهوية تعمل بالطاقة الشمسية.
زيادة كمية الكهرباء.
أنظمة التدفئة الشمسية.
استخدام مضخات المياه المنزلية التي تعمل بالألواح الشمسية الصغيرة.
تدفئة حمامات السباحة.
الطبخ بالأدوات المناسبة التي تستمد كل طاقتها من الطاقة الشمسية وحيث ترتفع درجة الحرارة عن 300 درجة مئوية.
أنظمة التدفئة لإنشاء أنظمة التدفئة في المنازل.
شحن أنواع البطاريات المختلفة، وخاصة بطاريات السيارات، بالطاقة الشمسية.
الإضاءة الخارجية في الأماكن العامة والشوارع الرئيسية بعيداً عن إضاءة المنزل.

كيفية تخزين الطاقة الشمسية

ومن مميزات الطاقة الشمسية أنها نظيفة وصديقة للبيئة ورخيصة الثمن ولا تنضب. ولهذا السبب يمكن تخزينها لتحل محل العديد من الطاقات المعرضة لخطر النفاذ في أي لحظة. ويمكن اتباع الطرق التالية لتخزينها:

استخدم بطاريات خاصة لتخزينها.
استخدم موسعات كبيرة لإخراجها ليلاً أو في الأيام الملبدة بالغيوم.
ويستخدمه لإنتاج الوقود.
تخزينها في الملح المذاب أو محلول ملحي عند درجة حرارة معينة.

ولا يفوتك أيضاً:

معوقات الاستفادة من الطاقة الشمسية

على الرغم من أن للطاقة الشمسية العديد من المزايا، خاصة أنها نظيفة ولا تؤثر سلباً على البيئة، إلا أن هناك بعض العوائق التي تعترض الحصول عليها:

متطلبات مساحة كبيرة وهذا غير متوفر في العديد من الأماكن.
موقع يختلف توفر الشمس من منطقة إلى أخرى، لذا اختر موقعًا به الكثير من ضوء الشمس.
الاستخدام الليلي لا تستطيع الأنظمة إنتاج الكهرباء ليلاً بسبب قلة ضوء الشمس.
تكلفة البناء الأولية نظرًا لأن تكاليف اللوحة والتركيب والعمالة مرتفعة، فيجب عليك الاستعداد لذلك بمبلغ جيد من المال.

أجرى العلماء العديد من التجارب والدراسات لإيجاد طرق بسيطة يمكن من خلالها استخدام الطاقة الشمسية لتقليل تعرض الإنسان لها وتوفير الدولارات الباهظة في الحصول على الطاقة من مصادر أخرى.