كيفية استخدام الطاقة الشمسية في المنزل

• ذات صلة
• كيفية استخدام الطاقة الشمسية في توليد الكهرباء
• مجالات استخدام الطاقة الشمسية

الطاقة الشمسية

تُعدّ الطّاقة الشّمسيّة من أهمّ أنواع الطّاقة المُتجددة، إذ تعتمد الحياة على الأرض تقريبًا على الطاقة الشمسية في الغذاء سواء كان اعتمادًا مباشرًا أو غير مباشر، والكائنات المُنتجة تعتمد مباشرة على الطاقة الشمسية وذلك لأنّها تمتص أشعة الشمس وتحوّلها إلى المواد الغذائية من خلال عملية تسمى التمثيل الضوئي، وتشمل النباتات والطحالب والبكتيريا والفطريات، وتعتمد الحيوانات العاشبة، والحيوانات آكلة اللحوم على الطاقة الشمسية بشكل غير مباشر، ومن الجدير بالذّكر أنّ موجات الأشعة تحت الحمراء والمرئية والأشعة فوق البنفسجية التي تصل إلى الأرض تُشارك في عملية الاحترارعلى الكوكب، وحوالي 30 ٪ من الطاقة الشمسية التي تصل إلى الأرض تنعكس مرة أخرى في الفضاء، وتمتص باقي الأشعة في الغلاف الجوي للأرض، ويسخن الإشعاع سطح الأرض، ويشع السطح بعض الطاقة على شكل موجات الأشعة تحت الحمراء، وعندما ترتفع عبر الغلاف الجوي تعترضها غازات الدفيئة مثل بخار الماء وثاني أكسيد الكربون، إذ إنّ غازات الدفيئة تحبس الحرارة التي تنعكس في الغلاف الجوي، وبهذه الطريقة تُصبح مثل الجدران الزجاجية، فتحدث ظاهرة الاحتباس الحراري، وإنّ تأثير الدفيئة هذا يبقي الأرض دافئة بما يكفي للحفاظ على الحياة.^[١]

كيفية استخدام الطاقة الشمسية في المنزل

توسعت استخدامات الطاقة الشمسية ولم يقتصر استخدامها على المصانع، ومراكز البحوث، إذ تتالت الأفكار والاختراعات حتى دخلت للمنازل كحلول جذرية، فباتت الألواح الشمسية عنصرًا شائعًا، وفيما يأتي ذكر لبعض استخدامات الطاقة في المنزل:^[٢]

• للإضاءة: باستخدام الألواح الكهروضوئية التي تثبت غالبًا على الأسطح أو الأرض لغاية الإضاءة، لتوليد 10 واط أو أكثر لكل قدم مربع.
• الأفران الشمسية: يعد حلًا للمناطق النائية لطهي الطعام، أو للحالات الطارئة كانقطاع الكهرباء.
• سخانات المياه الشمسية: تشغل بالألواح الشمسية الكهروضوئية، وتسخن المياه، وهذا بديل مشجع لخفض فاتورة الطاقة.
• مكيفات الهواء: توسع استخدام الطاقة الشمسية للمنازل، إذ بدأ استخدامها لغاية التبريد والتدفئة، وذلك من خلال تسخين المياه الشمسية، ولكنه يستخدم الماء الساخن في نظام تكييف الهواء من أنظمة تكييف الهواء بالطاقة الشمسية لتدفئة المنزل وإنتاج مياه ساخنة منزلية.
• شواحن لوحية: طور اليابانيون في سبعينات القرن الماضي خلايا شمسية صغيرة متنقلة لشحن الأجهزة، كالهاتف المتنقل، والساعات وغيرها، إما لتحل محل البطارية، وتتميز برقة ألواحها ودقتها.^[٣]
• تسخين برك السباحة: ابتكرت بطانية شمسية عائمة لتسخين برك السباحة، وتمتص حرارة الشمس وتنقلها بدورها للماء.^[٤]

إنشاء محطة خلايا شمسية

قد يرغب البعض بإنشاء محطة للخلايا الشمسية لتوفير الطاقة، لبيته، أو مصنعه، أو مزرعته، أو حتى كمشروع أستثماري يعود إليه بمردود مادي، ولكن من يقدم على مشروع كهذا لا بد وأن يأخذ عدة اعتبارات ترفق بالجدوى الاقتصادية لها، ومن أهم هذه الخطوات:^[٥]

• عمل جدوى اقتصادية وفقًا للمصروفات المعتادة، واحتساب الفرق في الطاقة البديلة.
• اختيار المكان المناسب كالسقف الخاص والتأكد من تعرضه بالأحوال العادية للشمس، وتجنب الأماكن المظللة طوال اليوم، كما لا بد من أن تكون المساحة خالية من العوائق.
• اختيار نوع خلايا النظام الخاص، فثمة خلايا كهروضوئية تستخدم مصفوفات الخلايا لتحويل أشعة الشمس إلى كهرباء، وأخرى حرارية تستخدم أشعة الشمس لتسخين الماء أو الهواء.
• بعد ذلك بالإمكان البدء بتركيب الألواح الكهروضوئية لنظام PV، وذلك بتثبيتها على قوائم معدنية بميل محدد والحرص على وضع دعائم لها، وتمدد خطوط الطاقة تحت الأرض، من ثم توصل الكابيلات بالشبكة وتشغل المنظومة، وتتطلب كل خطوة الانتباه لتفاصيل العمل، فلا بد قبل تثبيت الألواح من تحديد الوحدات الكهروضوئية حسب تصنيفها "واط الذروة" (Wp) والذي هو الطاقة المولدة عند مستوى الإشعاع الشمسي من 1000 واط / م 2.^[٦]

مزايا الطاقة الشمسية

إن تزايد توليد الطاقة الشمسية كان بناء على عدة مزيا شجعت الدول والأفراد، فأصبحت طاقة منافسة فتحت آفاقًا جديدة لاستخدامها، فزاد الطلب عليها، لعدة أسباب، منها:^[٧]

• الطاقة الشمسية طاقة متجددة مستدامة.
• تعد طاقة صديقة للبيئة، فلا انبعاثات غازية، ولا مخاطر تذكر للألواح الشمسية على البيئة.
• الطاقة الشمسية اقتصادية ومنخفضة التكلفة على المدى البعيد؛ أي بعد التركيب.
• توفر فرص عمل وذلك مع تزايد استخدامها وتصنيعها.
• سهولة الصيانة، ناهيك أن الألواح الشمسية قليلة الأعطال.
• سهلة الاستخدام والتركيب ضمن المساحات المتاحة، والمناسبة.
• يمكن توسعة مشروع الطاقة الشمسية وفق الاحتياجات.
• متعددة الاستخدامات، إذ إن هناك الكثير من الأجهزة التي تعتمد على الطاقة الشمسية.

عيوب استخدام الطاقة الشمسية

توجد عدة عيوب للطاقة الشمسية على الرغم من ميزاتها التي حدت من تلوث الهواء، والضوضاء، إذ تقل إنتاجية الألواح الشمسية في الليل وحسب الموسم، فمعظم الألواح الشمسية تتطلب تكاليف باهظة لإنشائها أول مرة، فضلًا عن حاجتها لبطارية كمزود طاقة، ولا بد من توفر مساحات كبيرة كما أن استخدامها في مجال النقل كالسيارات لا يعد مجديًا، وذلك لبطء سرعتها، ومع كل تلك العيوب تحل ألمانيا في المرتبة الأولى في مجال توليد الطاقة الشمسية، إذ تنتج نحو 35 جيجاواط، ووفقًا لأرقام الوكالة الدولية للطاقة لعام 2013 تليها كل من الصين، واليابان، والولايات المتحدة الأمريكية.^[٨][٩]

المراجع

1. ↑ "Solar energy", nationalgeographic, Retrieved 20-11-2019. Edited.
2. ↑ Avery Thompson , Joseph Truini (19-11-2019), "8 Ways to Power Your Home With Renewable Energy"، popularmechanics, Retrieved 20-11-2019. Edited.
3. ↑ "7 USES OF SOLAR ENERGY", freedomsolarpower, Retrieved 20-11-2019. Edited.
4. ↑ Timothy Thiele (8-1-2019), "Top 10 Residential Uses for Solar Energy"، thespruce, Retrieved 20-11-2019. Edited.
5. ↑ JULIAN SPECTOR (6-4-2016), "Want Solar Panels on Your Roof? Here's What You Need to Know"، citylab, Retrieved 20-11-2019. Edited.
6. ↑ "Solar for the grid ", ashden, Retrieved 20-11-2019. Edited.
7. ↑ " 10 ADVANTAGES OF SOLAR ENERGY", grupoterravita, Retrieved 20-11-2019. Edited.
8. ↑ " Solar Power 101: Advantages & Disadvantages", environmentalscience, Retrieved 20-11-2019. Edited.
9. ↑ SEPCO (26-1-2012), "and Disadvantages"، sepco-solarlighting, Retrieved 20-11-2019. Edited.