يعد استخدام الطاقة الشمسية لتوليد الكهرباء من أكثر استخدامات الطاقة الشمسية شيوعاً ويتم تحويل الطاقة الشمسية إلى كهرباء بطريقة بسيطة، ومن خلال هذا المقال الموجود على الموقع سنتعرف على كل ما يتعلق بالطاقة الشمسية واستخداماتها. في الكهرباء.
إقرأ أيضاً:
جدول المحتويات
معنى الطاقة الشمسية
- الطاقة الشمسية هي الطاقة التي يتم الحصول عليها من الشمس وتستخدم هذه الطاقة لتوليد الطاقة الكهربائية والحرارية.
- تعتبر الطاقة الشمسية أفضل أشكال الطاقة على وجه الأرض، فهي طاقة نظيفة ومتجددة، وتستخدم الطاقة الشمسية في العديد من المجالات اليومية.
- تنشأ الطاقة الشمسية، مثل أي طاقة، من سلسلة من التفاعلات الكيميائية، وتحدث هذه التفاعلات في الشمس من خلال الاندماج النووي الحراري.
- وبعد ذلك تخرج هذه الطاقة بكل ما تحمله من عناصر من الشمس نحو الأرض، ولكن معظمها يمتصه الغلاف الجوي، حتى لا تضر الأرض.
- وتستخدم هذه الطاقة بشكل تجريدي من قبل العديد من الكائنات الحية، حيث توفر العناصر الأساسية التي يحتاجها الإنسان، كما تستخدمها النباتات في عملية التمثيل الضوئي وإنتاج الأكسجين.
إقرأ أيضاً:
استخدام الطاقة الشمسية لإنتاج الكهرباء
يتم توليد الطاقة الكهربائية من الشمس ويمكن الاستفادة منها في العديد من المجالات المفيدة للإنسان، ويتم توليد الكهرباء من الشمس بطريقتين:
القوة البصرية
يتم توليد الكهرباء من الشمس باستخدام الطاقة الكهروضوئية، وهي إحدى الطرق التي تم الاعتماد عليها منذ القدم.
وتتكون هذه الطريقة من استخدام الخلايا الكهروضوئية، والتي تتكون بالإضافة إلى المواد المساعدة من طبقات من السيليكون.
تكون هذه الخلايا على شكل مربعات، لذلك تحدث تفاعلات كيميائية بمجرد تعرضها لأشعة الشمس، مما يؤدي إلى إطلاق إلكترون وإنتاج تيار كهربائي، والذي يستخدم في العديد من التطبيقات.
طاقة حرارية
إحدى التقنيات التي تستخدم للحصول على الطاقة الكهربائية من الشمس وتعتمد هذه التقنية على العاكسات.
تعمل هذه العاكسات على توليد البخار، مما يؤدي إلى تركيز ضوء الشمس، وهذا يؤدي إلى تشغيل مولد كهربائي.
هناك تقنية خاصة لاستخدام ضوء الشمس لإنتاج غاز مضغوط أو حتى بخار: ويحدث هذا عندما يتم تسخين غاز الهيدروجين أو الهيليوم بواسطة ضوء الشمس.
كما يمكن أن تعكس المرايا أشعة الشمس، والتي يمكن أن تحول السائل إلى بخار يمكنه تشغيل التوربينات، مما يؤدي إلى توليد الكهرباء.
إقرأ أيضاً:
فوائد استخدام الطاقة الشمسية لتوليد الطاقة الكهربائية
إن استخدام الطاقة الشمسية في توليد الكهرباء له العديد من الفوائد والمميزات التي تجعله الخيار الأفضل بين طرق توليد الطاقة، ومن أهم فوائد الطاقة الشمسية في توليد الكهرباء ما يلي:
مصدر للطاقة الدائمة والمتجددة
نحن ندعوك للقراءة
تعتبر الطاقة الشمسية كونها مصدراً متجدداً للطاقة، هي الميزة الأفضل التي جعلت العالم كله يتجه إلى الشمس كمصدر رئيسي للطاقة، وهي:
- الطاقة الشمسية هي طاقة لا تنضب، وهي متوفرة في كل مكان على وجه الأرض ولا يمتلكها أحد.
- وبالتالي فإن استخدام الطاقة الشمسية لتوليد الكهرباء وغيرها من الأغراض لا يجعل الناس يشعرون بالقلق من نفاذها أو فقدانها، وهذا ما أدى إلى زيادة الاعتماد عليها.
تقليل النفقات الشهرية
على الرغم من أن إنتاج الطاقة الكهربائية من الشمس مكلف للغاية في البداية، إلا أن التكاليف الشهرية التي يتحملها الناس لا تذكر للأسباب التالية:
- إن إنتاج الطاقة الكهربائية من الشمس لا يتطلب دفع فواتير شهرية مثل الغاز والكهرباء من مصدر آخر.
- يمكنك أيضًا كسب أجور إضافية إذا تجاوزت الكهرباء التي تنتجها الشمس احتياجات منزلك.
انخفاض تكلفة الصيانة
من المعروف أن أي جهاز في المنزل يحتاج إلى صيانة، وعندما تكثر المعدات داخل المنزل تزيد الصيانة، ولكن هذا لا ينطبق على توليد الطاقة الكهربائية من الشمس ويتجلى في النقاط التالية:
- وذلك لأن الألواح المستخدمة لتوليد الطاقة الكهربائية من ضوء الشمس لا تحتاج إلى صيانة باهظة الثمن، كما أن فترات الصيانة تتم على فترات طويلة.
- وإذا نظرنا إلى الألواح الشمسية سنجد أن هذه الألواح تأتي مع ضمان من 20 إلى 25 سنة وهي فترة طويلة جداً، ولا تحتوي هذه الألواح على أجزاء متحركة وتحتاج إلى صيانة دورية.
- وإذا نظرنا إلى العاكس من وجهة نظر متطلبات الصيانة، فسنجد أن فترة ضمانه طويلة أيضًا: من 5 إلى 10 سنوات.
براعه
للطاقة الشمسية العديد من الاستخدامات التي تعتبر ضرورية في أي منزل حيث يمكن استخدام الطاقة الشمسية في:
- توليد الكهرباء التي تتيح لنا استخدامها في أجهزتنا الكهربائية.
- يتم تحويل الطاقة الشمسية إلى طاقة حرارية تستخدم في التدفئة وكذلك تقطير المياه، مما يجعل المياه متوفرة في المناطق البعيدة عن المياه النظيفة.
- تستخدم الطاقة الشمسية في استكشاف الفضاء وهي المصدر الرئيسي للطاقة في الفضاء.
إقرأ أيضاً:
حل عيوب توليد الطاقة الشمسية
وفي سياق الحديث عن استخدام الطاقة الشمسية لإنتاج الكهرباء، يجب أن نعلم أن هناك العديد من السلبيات لإنتاج الكهرباء من الطاقة الشمسية، والتي تزيد من ارتفاع التكاليف الأولية للمشروع، فضلا عن عدم وجود الشمس ليلا. والحاجة إلى مساحات كبيرة، ولذلك قام عدد من العلماء بتطوير جهاز لحل هذه المشاكل، ويكون شكل هذا الجهاز كالتالي:
- تم تصميم الجهاز على شكل خزان كبير من الملح المنصهر. وقد تم اختيار الملح لقدرته على تحمل الحرارة بالإضافة إلى قدرته على امتصاصها.
- يتم تركيب جهاز يعرف باسم (الهيليوستات) في مكان مرتفع ويقوم بتوجيه ضوء الشمس للتركيز على الملح الموجود في الخزان باستخدام تقنيات خاصة.
- ومن خلال الملح المنصهر، تصل هذه الحرارة بالكامل إلى الخزان.
- عند توليد الكهرباء يصل الملح الساخن إلى مولد البخار ويعود الملح البارد إلى قاع الخزان.
- في الليل، عندما لا نحصل على ما يكفي من أشعة الشمس، تغلق فتحات الخزان للاحتفاظ بالحرارة.
- وبهذه الطريقة، يتم الاحتفاظ بالحرارة واستخدامها في الليل.
كيفية تخزين الطاقة الشمسية
عند الحديث عن استخدام الطاقة الشمسية لتوليد الكهرباء، لا بد من الإشارة إلى أن تخزين الطاقة الشمسية يمثل تحديًا يواجهه أولئك الذين يرغبون في تعميم الطاقة الشمسية كبديل قوي لمصادر الطاقة غير المتجددة.
- يتم تخزين هذه الطاقة باستخدام تقنية الكتلة الحرارية، حيث يتم تحويل الطاقة الشمسية إلى حرارة، ثم يتم تخزينها ومن ثم استخدامها في التطبيقات المختلفة.
- كما يمكن استخدام الطين والماء والملح لتخزين الحرارة التي نحصل عليها من الشمس، وهذه الأدوات غير مكلفة.
- وتستخدم الطاقة المخزنة خلال فترات عدم وجود الشمس سواء في الليل أو خلال فترات الشتاء عندما تقل قوة الشمس ومساحتها على الأرض.
إقرأ أيضاً:
وفي نهاية مقالنا عن استخدام الطاقة الشمسية لتوليد الكهرباء، نود أن نذكركم بأن الشمس مصدر دائم للطاقة وعلينا أن نوجه قدراتنا للاستفادة منها على أكمل وجه.