أهمية الطاقة الشمسية

أهمية الطاقة الشمسية وكذلك مميزات الطاقة الشمسية. وسنقدم أيضًا ما هي الطاقة الشمسية، وسنتحدث أيضًا عن فوائد الطاقة الشمسية، وكل هذا من خلال مقالتنا. تابع معنا.

أهمية الطاقة الشمسية

1- أهمية الطاقة الشمسية في وجود الحياة:

إن وجود الحياة على سطح الأرض وتأثير الطاقة الشمسية عليها من أهم المزايا التي توفرها الشمس للأرض وسكانها. تساعد الطاقة الحرارية القادمة من الشمس على إبقاء الغلاف الجوي للأرض دافئاً، بينما يساعد الغلاف الجوي الذي يحيط بالأرض على الحفاظ على هذه الطاقة بكمية مناسبة.
كما تعتبر الطاقة الشمسية عاملاً مهماً للحيوانات والنباتات على حد سواء، حيث أن عملية التمثيل الضوئي في النباتات لا تتم إلا بوجود هذه الطاقة، والتي بدونها لن يبقى الأكسجين الذي تتنفسه جميع الكائنات الحية على سطح الكوكب في حالة توازن. وبالتالي فإن عملية التمثيل الضوئي تحول ثاني أكسيد الكربون إلى أكسجين مرة أخرى حتى تتمكن الكائنات الحية من تنفسه.
أما بالنسبة للضوء الذي يوفره ضوء الشمس، فهل يمكنك تخيل الحياة على الأرض بدون هذا الضوء؟ وحتى الضوء الخافت الذي يصل إلينا ليلاً من القمر يرجع إلى انعكاس أشعة الشمس على سطح القمر. وبدون ذلك الضوء لكانت الأرض في ظلام دامس، بالإضافة إلى أهمية الطاقة الشمسية في دورة المياه في الطبيعة، فهي العامل الأساسي في هذه الدورة وغيرها الكثير.
كما أن العديد من المواد الضرورية لبقاء الإنسان تنتجها أشعة الشمس، مثل فيتامين د على سبيل المثال، والذي له أهمية كبيرة في تمتع الإنسان بالصحة.
2- أهمية الطاقة الشمسية كطاقة متجددة:

لقد بدأ الإنسان يستفيد من كل ما حوله منذ وجوده على سطح الأرض، وكذلك الأمر بالنسبة للطاقة الشمسية التي أصبحت محور الاهتمام في التنمية البشرية حول الطاقة النظيفة والمتجددة. منذ الثورة الصناعية، زاد الطلب على أشكال الطاقة المختلفة بشكل هائل، وأصبح الوقود الأحفوري هو الخيار الأول. إلا أن الضرر الذي يشكله هذا الوقود وعدم استدامته أدى إلى النظر إلى مصادر أخرى للطاقة، وكانت الطاقة الشمسية أولى هذه المصادر، فهي طاقة متجددة لا تنضب، وهي أيضا طاقة نظيفة.
وحتى لو نظرنا إلى الأشكال الأخرى للطاقة المتجددة، فإن أصلها سيكون الطاقة الشمسية. فطاقة الرياح، على سبيل المثال، تتكون من الطاقة الشمسية، حيث تصل أشعة الشمس إلى مناطق مختلفة على سطح الأرض بكميات غير متساوية. فخط الاستواء مثلا يسخن أكثر من القطبين، مما يسبب اختلافات في الضغط الجوي، وبالتالي يسبب حركة الرياح على سطح الأرض. وبالتالي فإن السبب الرئيسي وراء حركة الرياح التي تستخدم كطاقة متجددة هي الطاقة الشمسية.
الأمر نفسه ينطبق على استخدام الأنهار والشلالات كمصدر للطاقة المتجددة، حيث تستمر معظم الأنهار في التدفق نتيجة لدورة المياه في الطبيعة وهطول الأمطار على منابع الأنهار. ولم يكن من الممكن أن يهطل المطر لو لم تبخره أشعة الشمس أصلا من على سطح الأرض.

مزايا الطاقة الشمسية

1- الاستدامة:

تعتبر الطاقة الشمسية البديل الأمثل لمنتجات الوقود الأحفوري التي تشمل النفط والغاز والفحم، لأن هذه المصادر شارفت على الانتهاء، والطاقة الشمسية لا تنضب لأنها تعتمد على ضوء الشمس الذي من المتوقع أن يستمر في التوهج لمليارات السنين.
2- صديقة للبيئة:

إن التكنولوجيا المستخدمة في إنتاج الطاقة الشمسية لها تأثير ضئيل على البيئة المحيطة مقارنة بالوقود الأحفوري، أي أنها طاقة آمنة ونظيفة لجميع الكائنات الحية.
3- تحقيق الدول الاكتفاء الذاتي في إنتاج الطاقة:

توفر الطاقة الشمسية الاستقلالية في إنتاج الطاقة على المستوى الدولي، حيث تشرق الشمس على جميع البلدان.
4- الحفاظ على الموارد المائية:

إن عملية توليد الطاقة الشمسية لا تستهلك أو تلوث المياه، مقارنة بالوقود الأحفوري ومحطات الطاقة النووية، التي تستهلك أو تلوث الكثير من المياه.
5- التنافسية :

تساهم التقنيات المتجددة في تقليل تكاليف الطاقة المتجددة قدر الإمكان، بحيث تصبح ذات قدرة تنافسية عالية مع أنواع الطاقة التقليدية الأخرى، وبالتالي كان للطاقة الشمسية تأثير اقتصادي على المستوى العالمي.
6- توفير فرص العمل:

ساهمت الطاقة الشمسية في توفير العديد من فرص العمل المحلية، فهي متوفرة في كل مكان في العالم، ولا تقتصر على بيئة محددة.

ما هي الطاقة الشمسية

الطاقة الشمسية أو ما يسمى بالإشعاع الشمسي (بالإنجليزية: Solar power)، هي الطاقة المنبعثة من أشعة الشمس بشكل رئيسي على شكل حرارة وضوء، وهي نتاج التفاعلات النووية داخل النجم الأقرب إلينا، والتي هي الشمس. ولهذه الطاقة أهمية كبيرة بالنسبة للأرض والكائنات الحية على سطحها وتعتبر كمية كمية. وهذه الطاقة الناتجة تتجاوز بكثير متطلبات الطاقة الحالية للعالم بشكل عام، وإذا تم تسخيرها واستغلالها بشكل مناسب، فإنها قد تلبي جميع احتياجات الطاقة المستقبلية.

فوائد الطاقة الشمسية

1- توليد الطاقة الحرارية :

من أكثر مجالات استغلال الطاقة الشمسية شيوعاً هو تحويلها إلى مصدر للطاقة الحرارية. وتتم هذه العملية من خلال وضع مجموعة من الألواح الشمسية التي تحتوي على طبقة معدنية سوداء، مغطاة بلوحة أو لوحتين من الزجاج، حيث يتم تسخينها عند تعرضها لأشعة الشمس المباشرة، ويتم نقل الحرارة المخزنة. في الطبقة المعدنية السوداء إلى الوسط الملامس لها في الأسفل سواء الهواء أو الماء الذي يستخدم مباشرة أو قد ينقل إلى وسط آخر ليتم تخزينه واستخدامه ليلاً وفي فترات غياب ضوء الشمس، وما ينتج عن ذلك تستخدم الطاقة الحرارية في سخانات المياه بالطاقة الشمسية والتدفئة المركزية في المنازل عندما تتدفق المياه الساخنة عبر أنابيب التدفئة في الأرضيات والأسقف.
2- توليد الكهرباء:

يمكن استخدام الطاقة الشمسية والإشعاع الشمسي لإنتاج الطاقة الكهربائية باستخدام الخلايا الشمسية (الخلايا الكهروضوئية). تولد هذه الخلايا جهداً كهربائياً صغيراً عند تعرضها لأشعة الشمس المباشرة، حيث تحتوي الخلايا الشمسية على مواد شبه موصلة (مثل السيليكون) تعمل على تحويل الطاقة. يتم تحويل الطاقة الكهروضوئية الصادرة عن الشمس إلى طاقة كهربائية. يمكن للخلية الشمسية الواحدة أن تولد 2 واط فقط من الكهرباء، وذلك من خلال تجميع أكثر من خلية شمسية على شكل مجموعات تسمى (المصفوفات)، وهي قادرة على توليد المئات أو حتى الآلاف. كيلووات من الطاقة الكهربائية لتشغيل المصانع وإمداد المراكز السكانية بالكهرباء.
3- تحلية المياه :

قام فريق من مركز نوي بتطوير نظام لتحلية المياه باستخدام الطاقة الشمسية، باستخدام تقنية النانو، حيث تتم تحلية المياه عن طريق فصل تيار الماء البارد والماء الساخن بغشاء رقيق. يتم سحب بخار الماء من خلال هذا الغشاء من الجانب الساخن إلى الجانب البارد ويتم ترشيح جزيئات الملح الذائبة. وفيه تم تطوير النظام بإضافة المزيد من الأغشية وجزيئات الكربون السوداء النانوية التي تحول طاقة ضوء الشمس إلى حرارة، والتي تعمل أيضًا على تسخين الغشاء الفاصل، وبالتالي لا يحتاج هذا الغشاء إلى إمدادات أكثر ثباتًا من الماء الساخن، حيث يتم تسخين الغشاء مباشرة عن طريق الأشعة الشمس، ولا تحتاج إلى طاقة لتسخين الماء.
وبالتالي فإن هذا النظام بكل مكوناته يعد موفراً أساسياً للطاقة، حيث يعتمد على وجود الألواح الشمسية، حيث يحتاج فقط إلى مضخة لدفع الماء السائل خلال العملية. وتمكن القائمون على النظام من زيادة كفاءته من خلال زيادة تركيز ضوء الشمس، حيث استخدموا عدسة لتركيز الأشعة الشمسية بمقدار 25 مرة، ووصلت الطاقة الناتجة إلى 17.5 كيلووات لكل متر مربع من مساحة الإشعاع الشمسي المركز، وبالتالي زاد إنتاج المياه بحوالي ستة لترات لكل متر مربع في الساعة.
4- استخدامات أخرى:

تُستخدم الطاقة الشمسية أحيانًا لإنتاج الهيدروجين النظيف والمتجدد، وهو يشبه إلى حد كبير مبدأ التمثيل الضوئي، حيث يتم فصل الأكسجين عن الهيدروجين الموجود في الماء.