الطاقة الشمسية {أهميتها واستخداماتها}
يسعى الإنسان منذُ القدم إلى استغلال الطبيعة والظواهر الخارجية لصالحه، فجميعنا نعلم أنَ الحياة البدائية كانت صعبة وشاقة على الناس القدماء، ولذلك حاولوا اكتشاف الأشياء من حولهم واستغلالها وتطويرها عبرَ الزمن كُلّما تقدّمت الحضارات، والشمس تُعدّ المصدر الرئيسي للضوء وهيَ أقرب نجم للأرض، وتكون الشمس ساطعة بشكلٍ كبيرٍ في العديد منَ البلدان حولَ العالم طوالَ العام، ولذلك حاولَ الإنسان استغلالها لصالحه وتوليد الكهرباء منها كونها لا تُلوّث البيئة وبديلة للطاقات الصناعية الأخرى، فما هيَ الطاقة الشمسية؟ وما هيَ أهميتها؟ واستخداماتها؟
صديقي القارئ،، نُقدّم لكَ في هذا المقال بحث شامل عن الطاقة الشمسية، وأهم فوائدها، ومميزاتها، واستخداماتها:
ما المقصود بالطاقة الشمسية؟
تُعدّ الطاقة الشمسية Solar Energy عبارة عن تشكّل الضوء والحرارة من أشعة الشمس الساطعة، فالشمس قادرة على توليد الكهرباء عن طريق وجود ألواح تكتظ بها أسطح المباني والمعامل والشركات، ولا يُمكن الاستغناء عنها وتُسمى {باللوح الشمسي}، وبسبب أهمية الشمس في حياتنا حاولَ الباحثين والعلماء استغلالها عن طريق الطاقة الشمسية التي تُزوّد الأفراد بجميع أشكال الطاقة.
ومنَ الجدير بالذكر، أنهُ تعود هذه الفكرة العظيمة إلى {إدموند بيكيريل} الذي اكتشفها في عام 1839 ولاحظَ أنهُ إذا تعرّضَ القطب الكهربائي للضوء وذلكَ عن طريق وضعه في محلول سيُسهم في إنتاج تيارٍ كهربائي، وبالفعل تمَ تطوير هذه الفكرة فيما بعد واعتمادها بشكلٍ كبيرٍ في الوقت الحاضر.
علاوة على ذلك، بالتأكيد سيُراودكَ سؤال مهم، وهوَ كيفَ ستأتي الطاقة منَ الشمس؟ الطاقة الكبيرة التي تُسهم في توليد الكهرباء مصدرها أشعة الشمس، فالشمس تحتوي على الكثير منَ التفاعلات النووية والانفجارات وتُنتج الطاقة على هيئة إشعاع ضوئي يُمكن تحويله إلى حرارة وكهرباء والاستفادة منهُ قدر الإمكان.
ومنَ الجدير بالملاحظة أنهُ إذا تمَ اعتماد هذه الطاقة واستغلالها بشكلٍ صحيح لن تُعاني بعض الدول من مشكلة انقطاع التيار الكهربائي وستُسهم في تلبية احتياجات مهمة منَ الطاقة في المستقبل.
ما أهمية الطاقة الشمسية واستخداماتها؟
لا يُمكن إنكار أهمية الطاقة الشمسية في عصرنا الحالي، فهيَ ساهمت في:
- تُعدّ الطاقة الشمسية واحدة من أهم مصادر الطاقة المتجددة والمستمرة دون وجود أي مشاكل، حيثُ أنها لا تنفذ أبداً وليست ملكاً لأحد.
- يُمكن تسخين المياه من خلالها وزيادة درجتها، وخاصةً في فصل الشتاء ضمنَ الأماكن التي تُعاني من انقطاعٍ مستمر في التيار الكهربائي، فيكون منَ الصعب تسخين المياه لذلك تُوّفر الطاقة الشمسية الماء الساخن لليوم بأكمله.
- تُسهم في زيادة حرارة المناخ وتدفئة الأجواء.
- مهمة جداً للنباتات، كون الطاقة الشمسية تُساعد في عملية البناء الضوئي، وتُسهم في جعل الأكسجين بنسبٍ متوازنة لتتنفسه النباتات بشكلٍ أفضل.
- تُسهم في إصدار الضوء وإضاءة الأماكن بأكملها، فالكرة الأرضية كوكب معتم ولا يُمكن إضائته إلّا منَ الشمس فقط، وحتى القمر الذي يُضيء الأرض في الليل هوَ انعكاس لأشعة الشمس في الصباح.
- تدفئة المنازل والغرف الباردة.
- مهمة جداً لصحة الإنسان، فالشمس غنية بفيتامين د الذي يحتاجه الجسم البشري، ونقصانه يُعرّض الإنسان للعديد منَ الأعراض {كآلام العظام والظهر، آلام العضلات، تساقط الشعر، كثرة الإصابة بالامراض}.
- لا تحتاج إلى عملية الحرق كغيرها من أنواع الوقود، بل تُعتبر صديقة للبيئة وطاقة نظيفة ولا تُؤثر على الأفراد أو الأجواء.
ما هيَ إيجابيات الطاقة الشمسية؟
كما ذكرنا في الأعلى أنَ للطاقة الشمسية أهمية كبيرة في حياتنا، وبالفعل توجد عدّة إيجابيات تجعل أي شخص يعتمد عليها، مثل:
- تُعدّ مصدر قليل التكلفة، وذلكَ كونها لا تحتاج إلى أي نوعٍ منَ الوقود لإنتاجها.
- لا تحتاج إلى الكثير منَ المعدات والقطع لتحريكها أو تشغيلها.
- تُعدّ الحل المثالي والأفضل للمناطق النائية والبعيدة.
- العمر الافتراضي للألواح الشمسية طويل ولهُ ضمان لسنواتٍ عديدة.
- تقليص مصاريف فواتير الكهرباء، وذلكَ لعدم الاعتماد عليها إلّا في المساء أحياناً.
- تتميز أي شركة أو معمل يعتمد عليها في سرعة الإنجاز مقارنةً بالاعتماد على الكهرباء وأعطالها الدائمة.
- لا تُصدر أي صوتٍ أو ضوضاء يُزعج الآخرين.
ما هيَ سلبيات الطاقة الشمسية؟
لا بدَّ لنا من ذكر بعض السلبيات التي تتعلّق بالطاقة الشمسية، بالرغم من فوائدها الكبيرة، ولكن هذه السلبيات لن تُغيّر رأيك بأهميتها في الحياة:
- لا يُمكن استخدام الألواح الشمسية في الأماكن الضيقة أو التي لا تصلها أشعة الشمس إلّا بقدرٍ قليل.
- تقلّ كفائتها بشكلٍ خفيف في فصل الشتاء والأجواء الباردة.
- المناطق التي تتميز بوجود كثافة عالية منَ الأمطار، تكون الطاقة الشمسية قليلة الكفاءة فيها.
- يجب أن تكون الألواح الشمسية نظيفة بشكلٍ دائم، أي لا وجود للأتربة والغبار الكثيف عليها.
- لا يُمكن الحصول على الطاقة في الليل، كون أنظمتها تعمل بوجود أشعة الشمس فقط.
ما هيَ تقنيات توليد الطاقة الشمسية؟
ينبغي توّفر عدّة تقنيات تُسهم في جمع الفوتونات التي تنتج منَ الأشعة التي تُصدرها الشمس، وبدورها تُحوّلها إلى حرارة أو مصدر للكهرباء، وتتمثل هذه التقنيات في:
- المصفوفات الكهروضوئية: تحتوي هذه المصفوفات على خلايا كهروضوئية متشابكة مع بعضها البعض عن طريق عدّة موادٍ فلزية، وبدورها تُسهم في تحويل طاقة الشمس إلى كهرباء وذلكَ عن طريق خلاياها، كما أنَ هذه الخلايا تتكوّن منَ السليكون لنقل الكهرباء من خلالها.
- جهاز العاكس: يُسهم هذا الجهاز في تحويل الكهرباء منَ المصفوفة إلى شكل يُمكن الاستفادة منهُ في تشغيل الأجهزة التي يحتاجها الفرد، ويُسهم أيضاً في علاج العديد منَ المشكلات أهمها تحويل التيار المستمر إلى متردد ليتناسب معَ الأجهزة.
- أجهزة للتحكم بالمصفوفة: يجب استخدام جهاز في هذه المرحلة مختص بتعقب الطاقة الشمسية، فهوَ يُسهم في تتبع موقع الشمس بواسطة مستشعرات الضوء الموجودة داخله.
ما هيَ أفضل الطرق لتخزين الطاقة الشمسية؟
ذكرنا في السلبيات أنهُ يُمكن الاستفادة منَ الطاقة الشمسية في ظهور الشمس فقط، أما في غياب الشمس فتوجد 3 طرق يُمكنها تخزين الطاقة أشارَ إليها موقع Popular Mechanic الأمريكي وهيَ:
الهيدروجين:
يُمكن تحويل الطاقة الشمسية إلى هيدروجين عوضاً عن الكهرباء، والسر في هذه الطريقة هوَ الماء، فمنَ المُمكن أن ينقسم الماء إلى شكله الأولي، ومن ثمَ التوجه لتجميع الهيدروجين ضمن خزان وحرقه.
وأشارَ الباحث {ماير} أنَ خطته تتضمّن استخدام الطاقة الشمسية لتحويل ثاني أكسيد الكربون إلى الميثانول، وفي الليل يتم حرق الميثانول كوقود، وتحويله إلى ثاني أكسيد الكربون، وهذا بدوره سيُخزّنه لوقتٍ إضافيٍ في المساء.
الملح:
أشارَ العلماء أنهُ يُمكن تحويل طاقة الشمس إلى حرارة، وذلكَ من خلال التقاطها في صهاريج التخزين الحرارية، ولذلك قامت شركة إسبانية ببناء عدّة محطات للطاقة الشمسية والتي بدورها تُخزّن الطاقة الزائدة في الملح المصهور، ويُمكنه امتصاص درجات حرارة عالية دون أي تغيير يطرأ عليه.
البطاريات:
لجأَ الباحثون إلى خلايا الوقود، فهيَ بدورها تعمل على تشغيل كبسولات الطائرات والكبسولات الفضائية أيضاً، وبالاستفادة منَ التفاعلات التي تُسهم في تحويل الطاقة الكيميائية إلى جزيئاتٍ صغيرة عضوية مثل الميثانول إلى الكهرباء، اكتشفوا أنهُ يُمكنهم صناعة العديد منَ الخلايا الوقودية التي تعمل بطريقة معاكسة أي تُسهم في تحويل الكهرباء إلى عناصرٍ كيميائية، ومن هنا يُمكن للبطارية أن تُخزّن الطاقة.
تُعدّ الشمس واحدة من أهم مصادر الطاقة الموجودة على كوكبنا، فعلينا أن نُقدّر قيمتها ونحمد الله دائماً على هذه النعمة العظيمة، فالشمس مصدر للصحة ومن دونها لا تستمر الحياة، فهل لكَ أن تتخيل الحياة بدون ضوء وأشعة ساطعة؟ والطاقة الشمسية حقاً فكرة مثالية، وسيتم اعتمادها بشكلٍ واسعٍ في العالم، وخاصةً من قِبَل المنازل والمصانع والشركات، فهيَ الخيار الأمثل والأوفر للطاقة والضوء والحرارة.
{{نأمل أن يعجبكم المقال أيها الرائعون}}.
اقرأ أيضًا: الأحجار الكريمة وفوائدها