طاقة شمسية

يتجه العالم الحديث الآن نحو استخدام الطاقة المتجددة، حيث توقع العلماء أن تنفد مصادر الطاقة من النفط والغاز وغيرهما، بالإضافة إلى أنها ليست دائمة، فهي أيضًا من أهم الأسباب البيئية التلوث والمشاكل والعيوب البيئية. هذا هو السبب في أن مصادر الطاقة البديلة تحظى باهتمام كبير من الحكومات والعلماء، مثل طاقة الرياح وطاقة المحيطات والطاقة الشمسية والعديد من مصادر الطاقة النظيفة الأخرى. يمكن اعتبار الطاقة الشمسية من أهم أنواع الطاقة المتجددة، حيث تتوفر بكثرة وفي معظم مواسم السنة. تُعرَّف الطاقة الشمسية بأنها الحرارة والضوء المنبعثان من الشمس، ويمكن تسخيرهما من خلال الأجهزة التكنولوجية الحديثة في خدمة البشر. يمكن استخدام الطاقة الشمسية مباشرة للتدفئة، أو يمكن تحويلها إلى طاقة حركية أو طاقة كهربائية.

استخدامات الطاقة الشمسية

يصل ما يقرب من 174 بيتاوات من الإشعاع الشمسي إلى الغلاف الجوي يوميًا، ينعكس 30٪ منها ويدخل الباقي إلى الأرض حيث تمتصه المحيطات والبحار والأرض. يمكننا استغلال الإشعاع الشمسي في العديد من جوانب الحياة المختلفة، بما في ذلك

  • تسخين المياه يمكن استخدام أنظمة التدفئة المختلفة التي تعتمد على الإشعاع الشمسي لتسخين المياه وتزويد المنازل بها. حسب بعض الدراسات فإنه من الممكن توفير ما يقرب من 60-70٪ من الماء الساخن الذي تصل درجة حرارته إلى 60 درجة مئوية للمنازل الواقعة في مناطق تقل درجة حرارتها عن 40 درجة مئوية.
  • تطبيقات التدفئة والتبريد والتهوية يذهب حوالي 50٪ من الطاقة المستخدمة في المناطق السكنية للتبريد والتدفئة والتهوية، وبالتالي فإن استخدام الطاقة الشمسية يمكن أن يوفر كميات كبيرة من الطاقة.
  • معالجة المياه لجعل المياه المالحة ومياه البحر والأنهار صالحة للشرب باستخدام التقطير الشمسي.
  • الطبخ باستخدام ما يعرف بالطباخ الشمسي وهو جهاز يستخدم ضوء الشمس لتجفيف وبسترة وطهي الطعام.

توليد الكهرباء باستخدام الطاقة الشمسية

أحد أكثر تطبيقات الطاقة الشمسية شيوعًا هو استخدامها في الطاقة الكهربائية من خلال ما يعرف بالمحولات الكهروضوئية (الخلايا الكهروضوئية). تستخدم هذه المحولات لتزويد الأجهزة المختلفة بالطاقة الكهربائية. يمكن استخدامها كمحفز لتزويد المنازل بالطاقة، أو يمكن استخدامها لتوليد الطاقة الكهربائية بالكامل في المناطق التي لا تصل إليها المحطات الكاملة المتخصصة في توليد الطاقة الكهربائية من خلال الشمس.

تتطلب الطاقة مصدرًا داعمًا لإمدادات الطاقة، لذلك يمكن أيضًا استخدام مصادر أخرى للطاقة المتجددة مثل الرياح أو الأمواج، وهذا ما يعرف بالأنظمة الهجينة لأنها تستخدم أكثر من نوع واحد من الطاقة. يتم إنتاج البطاريات أيضًا للتخزين أثناء النهار واستخدامها في أوقات لاحقة مثل الليل أو عند غروب الشمس.