الطاقة الشمسية:
إن الشمس عبارة عن كتلة من الغازات الملتهبة يحيطها حوال 1,4 مليون كم وهي بذلك أكبر من الأرض بمئة مرة. وتدور الشمس حول نفسها بفترة 27 يوماً تقريباً. وتطلق الطاقة من الشمس نتيجة التفاعل النووي بين الغازات المخزنة للشمس من الكربون والنايتروجين النوويين والهيدروجين مكوّناً الهليوم. وأن هذا التفاعل تنتج منه طاقة هائلة، لذلك تقدر درجة حرارة الشمس من الداخل بحوالي 20 مليون درجة مئوية.
وتُقدَّر درجة حرارة الشمس من الخارج ب 6000 ك. وهي بذلك تشبه الجسم الأسود في إشعاعها. والشمس تشع بكل الأطوال الموجية. ولكن معد إشعاعها يكون بالطول الموجي 0.5 ميكرون. وإن الإشعاع الشمسي ينقسم حسب الطول الموجي إلة ثلاثة أقسام وهي:
- الأشعة فوق البنفسجية: حيث تبدأ من الطول الموجي 0.1 – 0.4 ميكرون وتشمل أشعة كاما واكس والأشعة فوق البنفسجية، فتكون حوالي 8% من الإشعاع الشمسي الواصل إلى أعلى الغلاف الغازي.
- الأشعة المرئية: حيث تبدأ من الطول الموجي 0.4 – 0.75 ميكرون. وتحتوي على الطيف الشمسي المرئي من اللون البنفسجي إلى اللون الأحمر. وتكون حوالي 41% من الإشعاع الشمسي الواصل إلى أعلى الغلاف الغازي.
- الأشعة تحت الحمراء: حيث تبدأ من الطول الموجي 0.75 ميكرون إلى أطوال تصل إلى المليمترات. وتكون حوالي 51% من الأشعة الشمسية الواصلة إلى أعلى الغلاف الغازي.
كما تنتقل الطاقة من الشمس إلى الأرض يالإشعاع. وبعد دخول الإشعاع الغلاف الغازي يضاف التوصيل، الحمل إلى طرق انتقال الطاقة، فالتوصيل لا يعمل إلا من خلال الأجسام الصلبة القابلة للتوصيل ويكون بطيئاً. أمّا الحمل فهو يعمل في السوائل والغازات فقط، حيث يكون أسرع وأوسع من التوصيل ويلعب دوراً أكبر في الغلاف الغازي.
كما أن من أهم الطرق التي تنقل الطاقة ما بين الشمس والغلاف الغازي تكون بطريقة الإشعاع؛ وذلك لأن الفضاء الخارجي الذي يكون خالي من الهواء لا تنتقل الأشعة فيه، إلا عن طريق موجات الإشعاع التي لا تحتاج إلى وسيط لنقلها. فإن الأجسام التي تكون فيها درجة الحرارة أعلى من الصفر يكون اشعاعها بشكل أمواج طولية تتناقص كلما ارتفعت حرارتها. ولأن الشمس جسم ملتهب وحرارة مرتفعة، حيث يشع بأطوال موجية مختلفة معدلها 0.5 ميكرون. لذلك فإن الإشعاع الشمسي يمكن أن يصل إلى الغلاف الغازي من الشمس حاملاً طاقة مقدارها 2 سعرة/ سم مربع/دقيقة حيث تعادل 1395 واط/ متر مربع، فهذه الكمية من الطاقة تسمى الثابت الشمسي.
