التأثيرات الإيجابية للطاقة الشمسية

بشكل عام يعتبر الإشعاع الشمسي أمراً أساسياً للحياة على الأرض، حيث أنه يوفر الإمداد المستمر بالطاقة، والتي تغذي كل نظام بيئي تقريباً على هذا الكوكب، وأيضاً إلى جانب جعل وجودنا ممكناً جذبت الطاقة المنبعثة من الشمس الانتباه لعقود من الزمان كبديل نظيف ومتجدد للوقود الأحفوري، وعلى الرغم من أن الطاقة الشمسية لا توفر في الوقت الحالي سوى جزء بسيط من الطاقة العالمية إلا أن صناعة الطاقة الشمسية هي حقاً مكون سريع التوسع في قطاع الطاقة المتجددة، وبينما يستمر الجدل بالتأكيد حول التكلفة والتطبيق العملي وأداء منشآت الطاقة الشمسية على نطاق صناعي فإن التكنولوجيا قد تقدم الكثير من الأمل كمصدر مستدام للطاقة.

تنتج الشمس الطاقة من خلال عملية الاندماج الحراري النووي في قلبها، حيث يتم إطلاق هذه الطاقة عادةً من النجم على شكل نيوترينوات وإشعاع كهرومغناطيسي أو شمسي، وبعد رحلة قد تستغرق حوالي 8 دقائق تقريباً عبر 150 مليون كيلومتر (93.000.000 ميل) من الفضاء يصل حوالي نصف تريليون من الإشعاع الشمسي الناتج عن الشمس إلى سطح الأرض.

ويعكس الغلاف الجوي حوالي 29 بالمائة من هذه الطاقة الواردة، ويمتص حوالي 23 بالمائة، ويصل حوالي 48 بالمائة من الطاقة إلى سطح الأرض، ومن ثم قد تستخدم الكائنات الحية الضوئية مثل: النباتات الخضراء هذه الطاقة – لتصنيع الكربوهيدرات من الكربون والماء، وقد تترجم عملية الإشعاع الشمسي إلى شكل يمكن استخدامه بواسطة الكائنات الحية الأخرى أيضاً.

قد تنقسم تكنولوجيا الطاقة الشمسية الحديثة إلى فئات سلبية ونشطة، وتستغل الطاقة الشمسية السلبية حرارة أو ضوء الشمس مباشرة كما هو الحال في مبنى مصمم لتوفير الضوء الطبيعي، وتشمل تكنولوجيا الطاقة الشمسية النشطة أنظمة كهروضوئية وأنظمة حرارية شمسية، ويولد التركيب الكهروضوئي الكهرباء من ضوء الشمس باستخدام أشباه الموصلات، وهي مادة تنتج شحنة كهربائية عندما تثير الفوتونات الشمسية إلكتروناتها.

ومن ثم تُوجه الحرارة الشمسية إما لأغراض: التدفئة في المنازل أو لتزويد المولدات الكهربائية التي تعمل بالبخار على نطاق صناعي بالوقود، وعلى مستوى أوسع قد يُعتبر الإشعاع الصادر عن الشمس أيضاً المحرك النهائي للعديد من مصادر الطاقة الأخرى، فعلى سبيل المثال قد تتكون بقايا الكائنات الحية التي تعمل بأشعة الشمس من الفحم والهيدروكربونات.

عادةً تؤدي عملية حرق الوقود الأحفوري إلى إدخال غازات الدفيئة مثل: ثاني أكسيد الكربون والميثان في الغلاف الجوي، وسميت غازات الدفيئة بهذا الاسم لأنها تمتص إشعاع الموجة الطويلة الصادرة من الكوكب، ويعتقد أن مثل هذه الغازات قد تزيد من درجات الحرارة العالمية على كوكب الأرض، ومن ناحية أخرى لا تنبعث هذه الغازات عند استخدام الطاقة الشمسية على الرغم من أن الانبعاثات يمكن أن تنتج عن إنتاج وتركيب تكنولوجيا الطاقة الشمسية.

وعلى سبيل المثال اقترح تقييم نشرته وكالة الطاقة الدولية أن بعض أنظمة الطاقة الكهروضوئية والحرارية يمكن أن تشكل أكبر مصدر لتوليد الكهرباء في العالم بحلول عام 2050، وهذا السيناريو حسب تقدير الوكالة يمكن أن يمنع أكثر من حوالي 6 مليارات طن من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون السنوية.

بالإضافة إلى انبعاث غازات الدفيئة يمكن أن يؤدي احتراق الوقود الأحفوري إلى تلوث الهواء والماء، مما قد يؤثر بدوره سلباً على صحة الإنسان على المستويين: المحلي والإقليمي، ويقيس اتحاد العلماء المهتمين التداعيات الاقتصادية لمثل هذه المشاكل الصحية في بعض دول العالم بما يتراوح بين حوالي 361.7 و886.5 مليار دولار.

وعلى النقيض من ذلك فإن الطاقة الشمسية غير ملوثة، ويمكن للتكنولوجيا أيضاً أن تقلل فعلاً من التلوث الضوضائي المرتبط بتوليد الطاقة، حيث أن العديد من التركيبات الشمسية الكهروضوئية صامتة بشكل أساسي، وتعتبر آمنة للإنسان للعمل، ومن غير المحتمل أن تنتج كميات خطيرة من الإشعاع، كما يمكن أيضاً استخدام الطاقة الشمسية: لمعالجة أو تنقية مياه الشرب، وهي فائدة كبيرة للصحة العامة في العالم النامي.

بالمقارنة مع احتياطيات الوقود الأحفوري (الفحم والنفط الخام والغاز) المحدودة على النطاق الزمني البشري فيعتبر الإشعاع الشمسي هو مورد متجدد على نطاق غير عادي، وكما ذكر أعلاه فإن الطاقة الشمسية هي من أكبر مصادر للطاقة على وجه الأرض التي لا تنضب.

وأيضاً إن كمية الطاقة الشمسية التي قد تتلقاها الأرض في عام واحد تتجاوز الطاقة التي تم الحصول عليها من: النفط والغاز الطبيعي والفحم والمصادر النووية في تاريخ البشرية، كما أن الكمية التي يتلقاها الكوكب في ساعة واحدة أكبر من الاستهلاك العالمي للطاقة سنوياً، ونظراً لأن منشآت الطاقة الشمسية يمكن أن تنتشر على نطاق واسع، ولأنها تتكون من العديد من الأجهزة المنفصلة فهي حقاً محمية بشكل أفضل ضد الأحداث التخريبية مثل العواصف، والتي يمكن أن تقطع الطاقة عن أعداد كبيرة من السكان عن طريق: إتلاف مولد واحد أو محطة محول في شبكة كهرباء مركزية.

تعتبر الطاقة المتجددة بشكل عام أكثر كثافة في العمالة من قطاع الوقود الأحفوري، وبالتالي فهي قادرة على دعم المزيد من الوظائف، فعلى سبيل المثال وفقاً للتعداد الوطني لوظائف الطاقة الشمسية لعام 2013 عمل أكثر من حوالي 142000 شخص في صناعة الطاقة الشمسية بالولايات المتحدة في عام 2013 بزيادة قدرها 20 في المائة تقريباً عن عام 2011.

وأيضاً يوجد هناك العديد من الدول التي يمكنها أن تولد ما لا يقل عن حوالي 25 في المائة من الكهرباء من مصادر متجددة بحلول عام 2025، ويمكن أن يؤدي الجهد إلى أكثر من ثلاثة أضعاف عدد الوظائف الجديدة التي سيتم إنشاؤها من خلال الاعتماد على الوقود الأحفوري.