الطاقة الشمسية ، هي الإشعاع الشمسي الذي تبعثه الشمس ينتج عنه الحراره ،حيث قام الإنسان بتسخيرهما لمصلحته منذ العصور القديمة من خلال مجموعه من وسائل التكنولوجيا ، وتستخدم أيضاً في كثير من المجالات وتتحول إلي العديد من الأشكال مثل الطاقة الكهربائية و الطاقة الحرارية ، ومن خلال هذا المقال سوف نعرض عليكم من اخترع الطاقة الشمسية .
من اخترع الطاقة الشمسية
يعود تاريخ الطاقة الشمسية إلي أكثر من 100 عام ، بتشغيل محرك بخاري بواسطه مجمع لأشعه الشمس عام 1890 ، وبدأت البشر في تسخير الطاقة وتخزينها في بطاريات عام 1958 ، ثم صنع عام 1958 جهاز راديو يعمل بالطاقة الشمسية وكانت هذه مفجأه لم يتوقعها أحد ومازال هذا الراديو موجود حتي الان في مكتب “لاري كازميرسكي (احد أشهر علماء مختبر الطاقة المتجدده الوطني) .
انتشرت الطاقة الشمسية بشكل كبير العام الماضي، وكان ذلك منذ أزمه الوقود ، وكان يراها الكثير في ذلك القوت عباره عن طاقة مستقبليه لانها لم تلبي نسبة كبيرة من الحاجه للطاقة .
واجهت الطاقة الشمسية في بداية اكتشافها العديد من الخيبات بسبب مشكلة غياب الشمس لانها لا تعمل إلا في أشعه الشمس فعند عياب الشمس لا تولد كهرباء بالإضافة إلي زياده نسية تكليفتها بشكل ملحوظ فتعتبر الألواح الشمسية أكثر تكلفه من النفط ، ولكن ظهرت العديد من الاكتشافات والتقنيات الحديثه ومحطات الطاقة الشمسية والكثير من الابتكارات الآخري في مجال الطاقة ، ومازال حتي الان هناك العديد من التقنيات الاخري التي يعمل عليها العلماء والمهندسين في مجال الطاقة الشمسية في الولايات المتحده الامريكيه .
مميزات الطاقة الشمسية
تستعمل الطاقة الشمسية في كثير من المجالات كما ذكرنا سابقاً ومن أهم فوائده الطاقة الشمسية هي :
- تستخدم كأحد البدائل الطبيعية لتوليد الكهرباء لذلك يمكن الاستغناء عن شركات الكهرباء بشكل كامل .
- تعمل علي توليد الطاقة الحرارية وتعد من أكثر المجالات شهره و استخداماً وتتم من خلال وضع مجموعه من الألواح الشمسية(طبقه معدنية سوداء تغطي بلوح من الزجاج) تسخن عند تعرضها مياشراً لأشعه الشمس ، ويتم نقل الماء أو الهواء الناتج عن تسخنها إلي الوسط الملامس لها في الأسفل حيث تنقل مباشراً لتخزينها واستخدامها وقت الحاجه (أثناء غياب أشعة الشمس) ، كما أن للطاقه الحراراية الناتجه عده استخدامات مثل استخدامها في سخانات المياة الشمسية والتدفئة المركزية في المنزل .
- تعمل علي توليد الطاقة الكهربائية من خلال الخلايا الشمسية التي تملكها فعند تعرض هذه الخلايا إلي الشمس تتولد الكهرباء بطريقة مباشره ، كما تحتوي علي السليكون (مواد شبه موصله) الذي يعمل علي الطاقة الضوئية إلي طاقة كهربائية ، وهناك أيضاً ما يسمي بالخلية المنفرده التي تولد 2 واط من الكهرباء فيعمل علي تجميع أكثر من خلية شمسية في مجموعات تسمي بالمصفوفات تولد ألاف الكيلوواط من الطاقة الكهربائية .
- تستخدم كوقود للسيارات من خلال ابتكار سيارات تعمل بالطاقة الشمسية بدل من الوقود مما يعود بالنفع علي البلد الذي تستخدم فيه لتخفيف التلوث البيئي وقله التكلفة .
- تستخدم في تحلية المياه من خلال تقنية الناتو التي استخدمها مركز نويت لتحلية الماء بالطاقة الشمسية باستخدام غشاء رقيق لفصل مجري الماء الساخن والبارد ، ثم يستخدم هذا الغشاء من الساخن إلس البارد في سحب بخار الماء وتصفيته من جزيئات الملح .
- تستخدم في انتاج الهيدروجين المتجدد والنظيف بفصل الأوكسجين عن الهيدروجين في المياة كعملية التمثيل الضوئي .
- تستخدم ايضاً في عملية التبريد والتسخين ، فتوفر المياة الساخنه طول الوقت من خلال وضع الألواح الشمسية فوق أسطحه المباني في الأيام المشمسة .
- تحمي من التلوث الضوضائي فهي لا تنتج أصوات مزعجه ولا أضرارا بيئية وتمنع التلوث الناتج عن المولدلت الصناعية للطاقة.
- تقلل من الخطوط التي تتوصل بين المباني وبعضها و تقلل من انتشار الأعمده في الطرقات .
- تكون أنظمتها متينة لا تتلف بسرعه لذلك لا تحتاج إلي جهود متواصله لأعمال الصيانة .
- تبقي لسنوات عديده جداً قد يصل إلي خمس وعشرون سنة .
عيوب الطاقة الشمسية
للطاقة الشمسية العديد من العيوب علي الرغم من مميزاتها وفوائدها العديده ومنها :
- ذات تكلفة عالية قد لا تتناسب محدودي الدخل .
- تقل كفائة الطاقة الشمسية في الغيوم وأيام المطر ،وتستفيد منها في فترات وجود أشعه الشمس ،لذلك ننصح بتخزين اربع ايام لتفادي انقطاع التيار .
- إذا لم تستطيع تنظيفها جيداً خلال فترات قصيره فتتراكم عليها الاتربة والاوساخ وتسبب عبئ علي الأشخاص .
- تخزين الطاقة في بطاريات مكلف جداً ، فيضطر الأشخاص إلي تخزين البطاريات خلال النهار حتي تستعمل في الليل لانها لا تعمل إلي في أشعه الشمس ، أما في المناطق الريفية لا تحتاج إلي تخزين للطاقة لانها لا تستخد إلا في النهار فقط ، لذلك يزداد استخدمها في المناطق الريفية مثل الهند والواحات التي توجد في مصر .
- تتطلب عند تركبها في الشركات الكبيرة مساحه كبيره جداً لتكون فعاله لتوفير الكهرباء علي عكس تركيبها في المنازل فهي لا تحتاج إلي مساحه كبيرة ، لذلك تعتبر المساحه عنصر أساسي لاستخامها .
أنواع الطاقة الشمسية
هناك ثلاث أنواع لمحطات الطاقه الشمسية هما :
- محطات توليد الطاقه الشمسية تعتمد عليها أنظمة المجمعات المرتبطة بمحرك “ستيرلنغ”
- محطات الطاقه الشمسية التي تعمل من خلال الأبراج الشمسية .
- محطات الطاقه الشمسية التي تعمل من خلال مجمعات القطع المكافئ .
