مميزات الطاقة الشمسية وكذلك استخدامات الطاقة الشمسية. وسنذكر أيضًا عيوب الطاقة الشمسية، وسنتحدث أيضًا عن أهمية الطاقة الشمسية. كل هذا من خلال مقالتنا. تابع معنا.
مزايا الطاقة الشمسية
تعتبر من أهم الموارد الطبيعية المستدامة، حيث يمكن استغلالها كأحد البدائل الطبيعية لتوليد الطاقة الكهربائية، وبالتالي يمكن الاستغناء تماماً عن شركات الكهرباء، والتوقف عن دفع فواتير الكهرباء المرهقة على المجتمع. ميزانيات الأفراد والمنظمات.
– يستخدم كوقود للسيارات، حيث اخترع الإنسان سيارات تعمل بالشمس، بدلاً من استهلاك المشتقات النفطية، حيث يؤدي ذلك إلى زيادة تكلفة النقل بين المناطق، مما يؤدي إلى تقليل التلوث البيئي والدخان الناتج عن هذا الوقود. .
وتعتبر أنظمة التبريد والتدفئة من أهم الطرق التي يمكن من خلالها استغلال هذه الطاقة، حيث توفر الماء الساخن طوال الوقت، وذلك من خلال وضع الألواح الشمسية أو الأحواض على أسطح المباني والمنازل في الأيام المشمسة.
وهي متوفرة بنسبة عالية ولفترات طويلة، وتقلل من كمية الخطوط الواصلة بين المباني وانتشار الأعمدة على الطرق.
– يمنع التلوث الناتج عن استخدام مولدات الطاقة الصناعية.
– يحمي من التلوث الضوضائي، حيث أنه لا يصدر أي أصوات مزعجة، كما أنه لا يسبب أضرار بيئية أخرى.
– لا يحتاج إلى جهود متواصلة في أعمال الصيانة والتركيب، حيث أن أنظمته متينة وغير معرضة للتلف السريع.
– يستخدم في تعقيم المياه وجعلها صالحة للشرب والاستهلاك البشري والزراعي.
استخدامات الطاقة الشمسية
1- تسخين المياه بالطاقة الشمسية :
تستخدم الطاقة الشمسية لتسخين المياه عن طريق السخان الشمسي، وهي طريقة أنظف وأقل تكلفة في التشغيل من المواقد التي كانت تستخدم لهذا الغرض والتي تعتمد على حرق الخشب أو الفحم.
على الرغم من انخفاض تكلفة النفط والغاز الطبيعي في أوائل القرن العشرين، ولجأت بعض الدول إلى استبدال سخانات المياه الشمسية بهما، إلا أن بعض الدول الأخرى، مثل أستراليا وإسبانيا، لا تزال تشترط استخدامها في أي بناء جديد.
بالإضافة إلى ذلك، تستغل ما يقرب من 28 دولة نامية الطاقة الشمسية لتنقية المياه لجعلها صالحة للشرب بشكل يومي، وذلك عن طريق تعبئة المياه في زجاجات بلاستيكية ثم تعريضها لأشعة الشمس لعدة ساعات.
2- توليد الكهرباء:
تستغل العديد من المصانع حرارة الشمس لتوليد الطاقة الكهربائية حيث أنها مصدر وفير للطاقة المتجددة. وتعتمد هذه العملية على استخدام المرايا التي تتبع الشمس وتعكس أشعتها إلى نقطة مركزية في أعلى برج تحتوي على أنابيب تحتوي على سائل يمتص الحرارة.
ثم يتم ضخ هذا السائل عندما يصبح ساخنا إلى مولد يحوله إلى بخار، ويقوم هذا البخار الناتج بتشغيل التوربين المسؤول عن توليد الكهرباء.
3- تدفئة المنازل :
يمكن الاعتماد على الطاقة الشمسية في تدفئة الغرف والمنازل، ويمكن توضيح ذلك من خلال نموذج (الغرفة الشمسية). وفي هذا النموذج تسمح الغرفة الزجاجية بمرور ضوء الشمس إليها خلال النهار من خلال خاصية الزجاج الشفاف الذي يقوم بتجميع هذه الأشعة. للحصول على تدفئة الغرفة.
من أجل الاستمرار في الحصول على التدفئة بعد غروب الشمس، من الممكن إضافة نباتات وصخور في الغرفة كنوع من أنواع الديكور، حيث سيتم استخدام هذه الصخور لتخزين الحرارة ومن ثم الاستفادة منها بعد غروب الشمس.
4- شحن البطاريات بالطاقة الشمسية :
من الممكن الاستفادة من ضوء الشمس خلال النهار عن طريق شحن بعض أنواع البطاريات. مثل بطاريات تشغيل ألعاب الفيديو مثلاً، بالإضافة إلى الاستفادة من الطاقة المخزنة أثناء النهار واستخدامها ليلاً، أو في حالات انقطاع التيار الكهربائي.
يعد شحن البطاريات باستخدام الطاقة الشمسية عملية سريعة جدًا في الأيام المشمسة، لكن الشحن يتطلب وجود منظم جهد لحماية البطارية من التلف.
5- نقل الطاقة الشمسية :
وتتميز وسائل النقل التي تعمل بالطاقة الشمسية بتغلبها على الانبعاثات الضارة الناجمة عن وسائل النقل البري العادية، ولهذا الغرض يتم استخدام مركبات تعمل بالطاقة الكهربائية بنسبة 100%، مما يعني انتفاء التلوث الناتج بشكل كامل.
ومع ذلك، لا ينبغي أن يتبادر إلى الذهن أن الألواح الشمسية مثبتة على الجزء الخلفي من السيارة. بل تستخدم المركبة ببساطة بطاريات يتم شحنها باستخدام الطاقة الشمسية، ومن أهم المركبات التي تعمل بهذه الطريقة هي الحافلات.
عيوب الطاقة الشمسية
تعتمد الطاقة الشمسية على أشعة الشمس التي تشرق خلال النهار، وتختلف كمية الطاقة التي تجمعها الألواح الشمسية باختلاف الفصول والوقت من اليوم.
جودة الألواح الشمسية في تحويل الطاقة الشمسية إلى كهرباء ليست عالية حيث تصل إلى 20% فقط رغم تكلفتها العالية.
فعالية الطاقة الشمسية تتناقص تبعا للمنطقة. كلما ابتعدنا عن خط الاستواء نحو القطبين، قلت القدرة على جمع الطاقة الشمسية. على سبيل المثال، تعاني روسيا وكندا من نقص كبير في الطاقة الشمسية.
– انخفاض القدرة على تجميع الطاقة الشمسية عند وجود السحب والضباب والأمطار.
– تركيب الألواح الشمسية في الخارج وتعريضها لأشعة الشمس بشكل مستمر مما قد يزيد من تلفها نتيجة تعرضها للظروف الخارجية؛ مثل المطر، والثلج، والأوساخ، والغبار، والرياح، واختلاف درجات الحرارة.
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. ولولا 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:
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.