طاقة شمسية

طاقة شمسية

الألواح الشمسية لمحطة توليد الكهرباء

ما هي الطاقة الشمسية؟

المصدر الأساسي لجميع الطاقة على كوكب الأرض هو من شمس . الطاقة الشمسية هي الطاقة المولدة مباشرة من ضوء الشمس . يمكن استخدام الطاقة الشمسية ل طاقة حرارية أو تحويلها إلى طاقة كهربائية.

طاقة متجددة

عندما نستخدم الطاقة الشمسية ، فإننا لا نستخدم أيًا من موارد الأرض مثل الفحم أو النفط. هذا يجعل الطاقة الشمسية مصدر طاقة متجددة. الطاقة الشمسية هي أيضًا طاقة نظيفة لا تولد الكثير من التلوث.

الطاقة الشمسية للتدفئة



يمكن استخدام الطاقة الشمسية لتدفئة المنازل والمباني الأخرى. في بعض الأحيان يمكن أن تكون الطاقة الشمسية للتدفئة سلبية. يحدث هذا في حالة عدم وجود مكونات ميكانيكية مستخدمة لتحريك الحرارة. تساعد التدفئة السلبية على إبقاء المنازل دافئة في الشتاء ، وتسخين حمامات السباحة ، بل وتجعل سيارتنا دافئة عندما نوقفها بالخارج (وهو أمر لطيف في الشتاء ، ولكن ليس كثيرًا في يوم صيفي حار)

يحدث التسخين النشط عندما تكون هناك مكونات ميكانيكية للمساعدة في تحريك الحرارة. يمكن استخدام الشمس لتسخين الماء أو الهواء الذي يتم ضخه بعد ذلك حول المبنى لتوفير حرارة متساوية في جميع الغرف.

الطاقة الشمسية للكهرباء

عندما يفكر معظمنا في الطاقة الشمسية ، فإننا نفكر في الخلايا الشمسية التي تحول أشعة الشمس إلى كهرباء. تسمى الخلايا الشمسية أيضًا بالخلايا الكهروضوئية. تأتي كلمة 'فوتوفولتيك' من كلمة 'فوتونات' ، وهي جسيمات تشكل ضوء الشمس ، وكذلك كلمة 'فولت' ، وهي مقياس للكهرباء.

تستخدم الخلايا الشمسية اليوم بشكل شائع في الأجهزة المحمولة الصغيرة مثل الآلات الحاسبة وساعات المعصم. لقد أصبحوا أكثر شيوعًا للمباني والمنازل حيث أصبحوا أكثر كفاءة. أحد الأشياء اللطيفة حول الخلايا الشمسية هو أنه يمكن وضعها على سطح مبنى أو منزل ، دون أن تشغل أي مساحة إضافية.

الألواح الشمسية في المنزل
خلايا شمسية في منزل يستخدم في صناعة الكهرباء

كيف تعمل الخلايا الشمسية؟

تقوم الخلايا الشمسية بتحويل طاقة الفوتونات من الشمس إلى كهرباء. عندما يضرب الفوتون أعلى الخلية ، تنجذب الإلكترونات إلى سطح الخلية. يؤدي هذا إلى تشكيل جهد بين الطبقتين العلوية والسفلية للخلية. عندما يتم تشكيل دائرة كهربائية عبر الجزء العلوي والسفلي من الخلية ، يتدفق التيار ، مما يؤدي إلى تشغيل المعدات الكهربائية.

يتطلب الأمر الكثير من الخلايا الشمسية لتشغيل مبنى أو منزل. في هذه الحالة ، يتم توصيل عدد من الخلايا الشمسية بمجموعة كبيرة من الخلايا التي يمكنها إنتاج المزيد من الطاقة الإجمالية.

تاريخ الطاقة الشمسية

تم اختراع الخلية الكهروضوئية في عام 1954 من قبل الباحثين في مختبرات بيل. منذ ذلك الحين ، تم استخدام الخلايا الشمسية في أشياء صغيرة مثل الآلات الحاسبة. لقد كانت أيضًا مصدرًا مهمًا للطاقة لسفن الفضاء والأقمار الصناعية.

ابتداءً من التسعينيات ، مولت الحكومة الأبحاث وقدمت حوافز ضريبية للأشخاص الذين يستخدمون الطاقة النظيفة والمتجددة مثل الطاقة الشمسية. حقق العلماء تقدمًا في كفاءة الخلية الشمسية. تتمتع الخلايا الشمسية حاليًا بكفاءة بنسبة تتراوح من 5 إلى 15٪ ، مما يعني إهدار الكثير من طاقة ضوء الشمس. يأملون في تحقيق 30٪ أو أفضل في المستقبل. سيؤدي ذلك إلى جعل الطاقة الشمسية بديلاً للطاقة أكثر اقتصادا وقابلية للتطبيق.

هل هناك أي عيوب للطاقة الشمسية؟

الطاقة الشمسية لها عيبان رئيسيان. عيب واحد هو أن كمية سطوع الشمس في مكان معين تتغير بسبب الوقت من اليوم والطقس ووقت السنة. العيب الآخر هو أنه مع التكنولوجيا الحالية ، يتطلب الأمر الكثير من الخلايا الكهروضوئية باهظة الثمن لإنتاج كمية مناسبة من الكهرباء.

حقائق ممتعة عن الطاقة الشمسية
  • تقع أكبر محطات الطاقة الشمسية الحرارية في العالم في ولاية كاليفورنيا.
  • يتم بناء العديد من محطات الطاقة الكهروضوئية الكبيرة حول العالم. يقع بعض أكبرها في الصين وكندا والولايات المتحدة (نيفادا).
  • إذا كانت 4 ٪ فقط من صحاري العالم مغطاة بالخلايا الكهروضوئية ، فيمكنها توفير كل الكهرباء في العالم.
  • يعتقد الكثير من الناس أنه عندما تصبح الألواح الشمسية أكثر كفاءة وأقل تكلفة ، فإنها ستصبح سمة قياسية للمنازل والمباني الجديدة.
  • في عام 1990 ، حلقت طائرة تعمل بالطاقة الشمسية عبر الولايات المتحدة بدون وقود.
  • البرت اينشتاين حصل على جائزة نوبل في عام 1921 عن أبحاثه في الطاقة الكهروضوئية.