مجالات استخدام الطاقة الشمسية

• ذات صلة
• كيفية استغلال الطاقة الشمسية
• استخدام الطاقة الشمسية لتوليد الطاقه الكهربائية

الطاقة الشمسية

يمكن تعريف الطاقة الشمسية على أنها الأشعة الناتجة من التفاعلات النووية التي تحدث داخل الشمس نفسها، والتي تصل إلى كوكب الأرض بعد رحلة تقضيها في الفضاء على صورة حزم تسمى "الفوتون"، والفوتون يعد الجسيم الأولي للضوء والحامل للقوة الكهرومغناطيسية، وتعريف الطاقة الشمسية يعلمنا ضمنيًا أن الشمس هي المصدر الأساسي والرئيسي للطاقة على سطح الكوكب الأزرق، فالشمس أكبر مصادر الضوء والحرارة في عالمنا أجمع، وقد أشارت الدراسات والأبحاث المختصة في مجال الطاقة الشمسية، أن الطاقة التي تطلقها الشمس في ساعة واحدة كفيلة بإنتاج كمية من الطاقة تكفي لتلبية جميع استخدامات البشر منها على سطح الأرض لمدة تصل إلى عام كامل.^[١][٢] فالطاقة الشمسية هي طاقة متجددة ونظيفة، واستخدامها كبديل لأنواع الطاقة الأخرى حاجة ملحة لا بد من أخذها بعين الاعتبار، فكونها طاقة لا تسبب أي تلوث يجعلها تساعد في التخفيف من ظاهرة الاحتباس الحراري وتبعاتها، كما وأنها كطاقة مجانية تساعد في التقليل من صرف الأموال على مصادر الطاقة الأخرى، وسنخصص هذا المقال للحديث عن أهم مجالات استخدام الطاقة الشمسية التي استطاع البشر استنباطها لاستغلال الكميات المأهولة من تلك الطاقة المذهلة.^[١]

مجالات استخدام الطاقة الشمسية

توجد العديد من الاستخدامات للطاقة الشمسية منها:^[٣]

• توليد الكهرباء: أصبحت الكهرباء الشمسية متاحة كثيرًا في هذا العصر، إذ انخفضت تكاليف الألواح الشمسية وزاد إدراك الناس للفوائد المالية والبيئية للطاقة الشمسية، إذ تربط الألواح الشمسية المبطنة بالسيليكون متعدد الكريستالات وتتفاعل مع أشعة الشمس عن طريق توليد شحنة كهربائية صغيرة، وعندما يحول ضوء الشمس إلى كهرباء يُرسل التيار المستمر إلى العاكس والذي يحول التيار المستمر إلى تيار متردد، فتغذي طاقة التيار المتردد لوحة الخدمة الكهربائية الرئيسية، وتستخدم لتشغيل جميع الأجهزة في المنزل.
• تسخين المياه: أحد أهم استخدامات الطاقة الشمسية وأكثرها انتشارًا، إذ تستخدم الطاقة الشمسية لهذه الغاية على نطاق واسع في العديد من الدول حول العالم، واستخدام تقنيات جديدة ومتنوعة في هذا المجال بطريقة توسع من رقعة استخدامها أكثر فأكثر، فما السخان الشمسي إلا عبارة عن سخان مائي متصل بألواح طاقة شمسية مثبتة بصورة مائلة والتي يجري فيها تسخين المياه، لتنقل فيما بعد إلى الأنابيب.
• الطبخ: قد يجهل الكثير من الناس وجود أفران تعمل بالطاقة الشمسية والتي تسمى بالأفران الشمسية، فهي من المجالات غير الشائعة بكثرة على الرغم من أهميتها، فقد بنيت هذه الأفران خصيصًا لاستخدامها في رحلات التخييم كبديل رائع عن النار، فهي اقتصادية وصديقة للبيئة، والفرن عبارة عن صندوق مع غطاء من الزجاج والمواد العاكسة التي تمتصّ حرارة الشمس، توضع فيها أطباق الطعام لتطهى بداخلها، وهي تعد تقنية غير مكلفة ناهيك عن أنها سهلة الاستخدام، ودرجة الحرارة فيها قد تصل إلى ما يقارب 180 درجة مئوية.
• الإنارة: والتي تعد من استخدامات الطاقة الشمسية الآخذة بالانتشار، إذ تستخدم الأضواء التي تعمل بالطاقة الشمسية في الإضاءة المنزلية وفي المتاجر، إذ يعد هذا النوع من الإنارة خيارًا مثاليًا للمهتمين في مجال التقنيات الصديقة للبيئة، كما وتعد مناسبة للاستخدام الداخلي والخارجي على حدٍّ سواء، ويتوفر منها العديد من الأحجام والأشكال المختلفة التي تجعلها مناسبة لأي استخدام منزليّ كان.^[٤]
• تدفئة المنزل: تعد سخانات المياه بالطاقة الشمسية وسيلة فعالة لتدفئة المنزل دون القيام باستثمار أكبر في تركيب الألواح الشمسية، إذ تسخن أشعة الشمس السخانات الشمسية وتنتج الطاقة الحرارية باستخدام السائل أو الهواء كوسيط، بينما سخانات المياه بالطاقة الشمسية تستخدم الماء كوسيلة للانتقال الحراري، ويمكن أن تستخدم أنظمة التسخين الشمسي الهواء كوسيلة لإنتاج الطاقة الحرارية وبالتالي تدفئة المنازل، بينما تستخدم الأنظمة الأخرى المضخات لتسخين المياه وتوليد الحرارة.^[٤]
• الشحن: يمكن شحن الأجهزة الإلكترونية على اختلافها وتنوعها بواسطة تلك الشواحن المعتمدة على الطاقة الشمسية، إذ تعتمد تلك الشواحن على تقنية حبس الطاقة الشمسية بداخلها، ويمكن تفريغ تلك الطاقة المحبوسة في أي جهاز كان، فيمكن استخدامها لشحن الهواتف المحمولة، فتلك الشواحن تأتي مع وصلات مختلفة لكي تلائم كافة أنواع الأجهزة مهما اختلفت، ومن الأمثلة على الأجهزة التي تعمل على الطاقة الشمسية الهاتف الخلوي، سماعات الموسيقى، مجففات الطاقة الشمسية، البطاريات القابلة لإعادة الشحن.^[٤]
• النقل: ابتكرت وسائل النقل التي تعمل بالطاقة الكهروضوئية، إذ يمكن تشغيل جميع السكك الحديدية ومترو الأنفاق والحافلات والطائرات والسيارات بالطاقة الشمسية، وأصبح النقل الشمسي بمثابة عرض شائع في قطاع الطاقة المتجددة، وفي الآونة الأخيرة شق طريق حول العالم يعمل بالطاقة الشمسية، واستخدامت الحافلات التي تعمل على الطاقة الشمسية في الصين، إذ تقلل الانبعاثات الكربونية مع الحفاظ في الوقت نفسه على النقل الجماعي الفعال في المدن المكتظة بالسكان مثل بكين، وابتكرت السيارات الشمسية في أستراليا.^[٤]

مزايا الطاقة الشمسية

توجد العديد من المزايا للطاقة الشمسية ومنها:^[٥]

• الطاقة الشمسية غير مكلفة: بمجرد سداد التكلفة الرأسمالية للتركيب، تصبح الطاقة مجانية.
• التأمين ضد ارتفاع أسعار الطاقة: تثبيت نظام الطاقة الشمسية في المنزل يمكّن من تثبيت سعر للطاقة لمدة لا تقل عن 25 عامًا من عمر الألواح الشمسية، إذ يمكن التنبؤ بمقدار الطاقة التي ستنتجها الألواح وبالتالي معرفة كم تكلفة الكيلو واط في الساعة من الطاقة خلال الـ 25 عامًا القادمة.
• طاقة متجددة: الطاقة الشمسية مصدر للطاقة المتجددة، وتقدر ناسا أن الشمس سوف تشرق لمدة 6.5 مليار سنة أخرى.
• صديقة للبيئة: استخدام الطاقة الشمسية لا يسبب التلوث عمومًا، إلا أنه توجد بعض الانبعاثات المرتبطة بإنتاج وتركيب معدات الطاقة الشمسية، فإن هذه الانبعاثات تكون ضئيلة عند مقارنتها بتوليد الكهرباء من الوقود الأحفوري.
• متاح جغرافيًا على نطاق واسع: يختلف مستوى الإشعاع الشمسي الذي يقع على الأرض باختلاف جغرافية الكوكب، فكلما اقتربنا من خط الاستواء زادت الطاقة الشمسية، ولكن يمكن استخدام الطاقة الشمسية في أي مكان.
• التقليل من تكاليف الكهرباء: يمكن لأصحاب المنازل بيع الكهرباء الزائدة، والتقليل من قيمة الفواتير خلال الأوقات التي ينتجون فيها كهرباء أكثر مما يستهلكونه بالفعل.

الشمس

تعد الشمس أقرب نجم إلى الأرض، إذ تبعد حوالي 150 مليون كيلومتر، تشع الشمس الضوء والحرارة أو ما يسمى بالطاقة الشمسية، مما يجعل الحياة ممكنة على الأرض، وتوجد العديد من الفوائد لأشعة الشمس، إذ تعطي الحرارة والدفء لكوكب الأرض، ويحتاجها الإنسان والحيوان والنباتات للنمو، واستغلت الطاقة الشمسية منذ آلاف السنين، إذ استخدمت في القدم لزراعة الأراضي وإنتاج المحاصيل وتربية الماشية، واستخدمت تقنيات الطاقة الشمسية في مجال دوران المحاصيل، إذ أدى ذلك إلى زيادة المحاصيل بالتالي النهوض بالحضارات، واستخدمت الطاقة الشمسية في تدفئة المنزل قديمًا، إذ بنيت المباني لتكون مواجهة لأشعة الشمس، وقد استخدموا النوافذ والمناور واختاروا موقعها لتكون مواجهة لأشعة الشمس وكذلك للسماح بدوران الهواء، واختيرت مواد البناء ذات الكتلة الحرارية والتي تخزن الحرارة؛ مثل الحجر والخرسانة.^[٦]

المراجع

1. ^ ^{أ ب} "What is solar energy", marketbusinessnews,15-11-2019، Retrieved 15-11-2019. Edited.
2. ↑ " Solar Energy ", energypedia,15-11-2019، Retrieved 15-11-2019. Edited.
3. ↑ " Top 10 Residential Uses for Solar Energy", thespruce,15-11-2019، Retrieved 15-11-2019. Edited.
4. ^ ^{أ ب ت ث} "How is solar energy used", energysage,15-11-2019، Retrieved 15-11-2019. Edited.
5. ↑ " How the pros and cons of solar power have changed in 2019?", solarreviews,15-11-2019، Retrieved 15-11-2019. Edited.
6. ↑ "The Power of the Sun", nationalgeographic, Retrieved 16-11-2019. Edited.