الهندسةهندسة المياه والبيئة

أشهر الحقائق عن الطاقة الشمسية

اقرأ في هذا المقال
  • مقدمة عن الطاقة الشمسية.
  • أشهر الحقائق المختلفة عن الطاقة الشمسية.

مقدمة عن الطاقة الشمسية:

يتزايد استهلاك المصادر غير المتجددة مثل النفط والغاز والفحم بمعدل ينذر بالخطر، لقد حان الوقت أخيرًا للاهتمام ببعض مصادر الطاقة المتجددة الأخرى مثل الطاقة الشمسية وطاقة الرياح والطاقة الحرارية الأرضية، على الرغم من أن العديد من البلدان بدأت في استخدام الطاقة الشمسية على نطاق واسع إلا أنه لا يزال يتعين عليها قطع شوط طويل لاستغلال هذه الطاقة المتجددة لتلبية احتياجاتها اليومية من الطاقة.


تشير الطاقة الشمسية إلى الطاقة التي تأتي من الشمس لا سيما أن الشمس أنتجت الطاقة لمليارات السنين، تعتبر الطاقة الشمسية أهم مصدر للطاقة لأشكال الحياة وهي مصدر متجدد للطاقة على عكس المصادر غير المتجددة مثل الوقود الأحفوري، تستخدم تقنيات الطاقة الشمسية طاقة الشمس لإضاءة المنازل وإنتاج الماء الساخن وتدفئة المنازل.


الفائدة الأساسية للطاقة الشمسية هي أنها لا تنتج أي ملوثات وهي من أنظف مصادر الطاقة، لا سيما أنها مصدر متجدد للطاقة ويتطلب صيانة منخفضة وسهلة التركيب، القيد الوحيد الذي تمتلكه الطاقة الشمسية هو أنه لا يمكن استخدامها في الليل وتعتمد كمية ضوء الشمس التي يتم تلقيها على الأرض على الموقع والوقت من اليوم والوقت من السنة والظروف الجوية.


مع كل المخاوف المتزايدة بشأن التنمية المستدامة في جميع أنحاء العالم لا بد أن تصبح صناعة الطاقة الشمسية صناعة مزدهرة في غضون بضع سنوات، لن يؤدي ذلك إلى خلق العديد من فرص العمل للأشخاص فحسب بل سيساعدنا أيضًا في البقاء الصديق للبيئة.


ليس من المستغرب أن يبحث الجميع عن بعض مصادر الطاقة البديلة التي من شأنها أن تساعدهم في الحفاظ على الموارد غير المتجددة بشكل أفضل قليلاً لأجيالهم القادمة، الطاقة الشمسية هي بالتأكيد أفضل مصدر للطاقة بالنسبة لهم وهي بلا شك مستقبل كوكبنا.

أشهر الحقائق المختلفة عن الطاقة الشمسية:

  • الطاقة الشمسية هي مصدر مجاني تمامًا للطاقة وهي متوفرة بكثرة، على الرغم من أن الشمس تبعد 90 مليون ميل عن الأرض إلا أن الضوء يستغرق أقل من 10 دقائق للانتقال من تلك المسافة البعيدة.

  • يمكن تسخير الطاقة الشمسية التي تتكون من حرارة مشعة وضوء من الشمس ببعض التقنيات الحديثة مثل الخلايا الكهروضوئية والتدفئة الشمسية والتركيب الضوئي الاصطناعي والعمارة الشمسية والكهرباء الحرارية الشمسية.

  • يمكن تمييز تكنولوجيا الطاقة الشمسية إلى تقنية نشطة وسلبية، تعد الألواح الكهروضوئية والمجمعات الحرارية الشمسية التي تسخر الطاقة الشمسية أمثلة على تكنولوجيا الطاقة الشمسية النشطة، تتضمن التكنولوجيا السلبية بناء غرف لتحسين دوران الهواء وتوجيه المساحة لاستخدام ضوء الشمس بشكل إيجابي.

  • تحصل الأرض على 174 بيتاوات من الإشعاع الشمسي الوارد في الغلاف الجوي العلوي وحوالي 30٪ تنعكس مرة أخرى إلى الفضاء والباقي تمتصه المحيطات والغيوم وكتل اليابسة.

  • تعتبر دورة المياه نتيجة مهمة للعزل الشمسي، حيث تمتص الأرض والمحيطات والغلاف الجوي الإشعاع الشمسي وترتفع درجة حرارتها ومن ثم يرتفع الهواء الدافئ من المحيطات مسبباً الحمل الحراري، عندما يرتفع هذا الهواء إلى ارتفاعات عالية تتشكل السحب عن طريق تكثيف بخار الماء، تتسبب هذه السحب في هطول أمطار تعيد المياه إلى سطح الأرض مما يكمل دورة المياه.

  • الطاقة الشمسية لها استخدام آخر وهو عن طريق التمثيل الضوئي، حيث يتم تحويل الطاقة الشمسية إلى طاقة كيميائية عن طريق النباتات الخضراء والتي تخلق الكتلة الحيوية التي تشكل الوقود الأحفوري.

  • تسعى البستنة والزراعة إلى تحقيق أقصى استفادة من الطاقة الشمسية وتشمل هذه تقنيات مثل توقيت دورات الزراعة وخلط الأصناف النباتية، تستخدم البيوت الزجاجية أيضًا لتحويل الضوء إلى حرارة لتعزيز زراعة المحاصيل الخاصة على مدار العام.

  • أنظمة تسخين المياه بالطاقة الشمسية تستخدم الطاقة الشمسية لتسخين المياه، في مناطق معينة يمكن توفير 60 إلى 70٪ من المياه المستخدمة محليًا لدرجات حرارة تصل إلى 60 درجة مئوية عن طريق التسخين الشمسي.

  • المداخن الشمسية هي أنظمة تهوية شمسية سلبية وهي أيضاً مهاوي تربط بين الداخل والخارج للمبنى، يمكن تحسين الأداء عن طريق التزجيج واستخدام مواد الكتلة الحرارية.

  • يمكن أيضًا استخدام الطاقة الشمسية لصنع مياه صالحة للشرب أو قليلة الملوحة أو مالحة، بدون استخدام الكهرباء أو المواد الكيميائية يمكن معالجة مياه الصرف الصحي، حيث يعد إنتاج الملح من مياه البحر أيضًا أحد أقدم استخدامات الطاقة الشمسية.

  • الطاقة الشمسية هي أكثر استخدامات الطاقة الشمسية إثارة، كما أنها الطريقة التي يتم بها تحويل الطاقة الشمسية إلى كهرباء باستخدام إما الطاقة الكهروضوئية (الطريقة المباشرة) أو الطاقة الشمسية المركزة (غير المباشرة)، يتم تركيز حزم أشعة الشمس الكبيرة في شعاع صغير باستخدام المرايا أو العدسات في حالة الطاقة الشمسية المركزة، يتم استخدام التأثير الكهروضوئي بواسطة الخلايا الكهروضوئية لتحويل الطاقة الشمسية إلى طاقة كهربائية.

  • تحل العمليات الكيميائية الشمسية محل الوقود الأحفوري كمصدر للطاقة الكيميائية ويمكن أن تجعل الطاقة الشمسية قابلة للتخزين والنقل ويمكن أن ينتج عن البناء الضوئي أنواع مختلفة من الوقود، تعد تكنولوجيا إنتاج الهيدروجين مجالًا رئيسيًا للبحث الكيميائي الشمسي.

  • يمكن تجفيف الملابس في الشمس باستخدام حبال الغسيل ورفوف القماش وما إلى ذلك، يمكن طهي الطعام أو تجفيفه أو بسترته باستخدام الطاقة الشمسية.

  • كشفت أزمة النفط في عام 1970 عن الطبيعة الحساسة للوقود الأحفوري كمصدر للطاقة في العالم، على هذا النحو اكتسب البحث في تكنولوجيا الطاقة المتجددة البديلة مثل الطاقة الشمسية وطاقة الرياح زخمًا.

  • يمكن لأنظمة التخزين الحراري تخزين الطاقة الشمسية على شكل حرارة باستخدام مواد شائعة ذات حرارة عالية محددة مثل الحجر والأرض والماء، يمكن أيضًا تخزين الطاقة الشمسية في أملاح منصهرة.

  • يمكن للطاقة الشمسية أن تقلل بشكل كبير من فواتير الكهرباء، علاوة على ذلك هناك العديد من الحوافز الضريبية وبرامج الحسم المصممة لتحفيز استخدام الطاقة الشمسية وتوفير أموال أصحاب المنازل في نفس الوقت.

  • يتكون نظام الألواح الشمسية المنزلية من عدة ألواح شمسية وعاكس وبطارية ومنظم شحن وأسلاك ومواد داعمة، يتم امتصاص ضوء الشمس بواسطة الألواح الشمسية ويتم تحويله إلى كهرباء بواسطة النظام المركب ومن ثم تخزن البطارية الكهرباء التي يمكن استخدامها في وقت لاحق مثل الأيام الملبدة بالغيوم أو أثناء المساء.

  • تمنع السحب والتلوث أشعة الشمس من الوصول إلى الأرض.

  • إذا كانت صحراء موهافي مصطفة بمصفوفات من الألواح الشمسية فإن حصاد الطاقة الشمسية هناك ليوم واحد سيولد طاقة أكثر مما تستخدمه الولايات المتحدة للكهرباء سنويًا، مما يعني أنه لن يوفر الكثير من المال فحسب بل سيقلل أيضًا من استخدام الموارد غير المتجددة للوقود الأحفوري على قدم وساق.

  • تم استخدام الطاقة الشمسية لأكثر من 2700 عام، ففي عام 700 قبل الميلاد تم استخدام العدسات الزجاجية لإشعال النار عن طريق تكبير أشعة الشمس.

  • الشمس هي أيضًا المصدر الرئيسي للوقود الأحفوري غير المتجدد (الفحم والغاز والبترول) والذي بدأ حياته كنباتات وحيوانات منذ ملايين السنين.

  • الاستثمار الضخم هو أحد الأسباب الرئيسية لعدم استخدام الطاقة الشمسية من قبل العديد من الأشخاص في جميع أنحاء العالم.

  • تُستخدم الطاقة الشمسية في العديد من التطبيقات بما في ذلك الكهرباء والتبخير والكتلة الحيوية وتدفئة المياه والمباني وحتى النقل.

  • انخفضت تكلفة الألواح الشمسية بنسبة مذهلة بلغت 99٪ منذ عام 1977، حيث تعتبر الألواح الشمسية أساسية لغرض حصاد الطاقة الشمسية، وفقًا لتقارير السوق الصادرة عن جمعية صناعات الطاقة الشمسية فإن تكلفة الخلية الشمسية الآن هي 0.21 دولارًا فقط لكل واط مقارنة بـ 77 دولارًا لكل واط عام 1977.

المصدر
كتاب النظام البيئي والتلوث د. محمد العوداتكتاب علم وتقانة البيئة للمؤلف فرانك ر.سبيلمانكتاب البيئة وحمايتها للمولف نسيم يازجيكتاب الانسان وتلوث البيئة للدكتور محمد صابر/2005

مقالات ذات صلة

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *

زر الذهاب إلى الأعلى