ما هو تعريف الطاقة الشمسية وفوائدها وسلبياتها وطرق تخزينها

في هذا الموضوع، سنوضح تعريف الطاقة الشمسية. تعرف الطاقة الشمسية على أنها المصدر الأساسي للطاقة على كوكب الأرض، وهي أحد مصادر الطاقة المتجددة التي لا تلوث البيئة مثل المصادر الأخرى مثل الوقود الأحفوري والبترول والغاز والفحم. يمكن استخدام الطاقة الشمسية بشكل مباشر عن طريق الطاقة الحرارية بالإشعاع أو الطاقة الضوئية، وقد استفاد الإنسان بشكل مباشر من الطاقة الشمسية لتلبية احتياجاته المختلفة التي تواكب متطلبات العصر. وفي هذا المقال، سنتحدث بشكل أكثر تفصيلًا عن تعريف الطاقة الشمسية.

تعريف الطاقة الشمسية

• تشير الطاقة الشمسية إلى الإشعاع الحراري الذي تنبعث من الشمس، ويمكن الاستفادة منها عن طريق التفاعلات الكيميائية وتوليد الكهرباء وغيرها من الاستخدامات، وتتجاوز كمية الطاقة الشمسية الإجمالية على الأرض الطاقة التي تحتاجها البشرية حالياً والتي يتوقع الحصول عليها في المستقبل.
• ومع ذلك، يجب استخدام ذلك الكم الهائل من الطاقة بأفضل الطرق لتلبية احتياجات جميع الكائنات الحية للطاقة، ومن المتوقع أن يزداد استخدام الطاقة الشمسية في القرن الحالي بسبب خصائصها غير الملوثة للبيئة وكونها طاقة متجددة ولا تنفذ.
• تُعرف الطاقة الشمسية أيضًا باسم الإشعاع الشمسي وهي تتكون بشكل أساسي من أشعة الشمس الحرارة والضوء. وهي تمثل ناتجًا للتفاعلات النووية التي تحدث داخل الشمس. يمكن الاطلاع على معلومات وتعريفات حول الطاقة الشمسية من خلال الرابط التالي.

استخدامات الطاقة الشمسية

• تُستخدم السخانات الشمسية لتسخين المياه التي يتم استخدامها في المصانع والمنازل والمؤسسات، وقد تم اكتشاف هذا الاستخدام منذ زمن بعيد، ولكن ظهر العديد من التطورات على هذه السخانات عبر الزمن لتتناسب مع احتياجات الإنسان، وأصبحت هذه السخانات تأتي بأحجام وأشكال مختلفة.
• يتم تسخين المنازل في المناطق الباردة باستخدام تطبيقات متنوعة، في حين يتم تبريد المناطق الحارة باستخدام أنظمة التبريد.
• تعمل أحواض السباحة على تسخين المياه، لجعلها مناسبة للسباحة والاسترخاء والاستجمام.
• تساعد في تحلية مياه البحر للحصول على مياه صالحة للشرب.
• يتم توليد الكهرباء عن طريق تركيز أشعة الشمس على أنابيب ومواسير يتدفق فيها الماء، حيث يتحول الماء من الحالة السائلة إلى الحالة الغازية، ثم يصل إلى التوربينات ويتم توليد الكهرباء عن طريق حركة التوربينات.
• تساعد علي طهي الطعام وصهر المواد.
• تجعل درجة حرارة الجو مناسبة للكائنات الحية .

حقائق حول الطاقة الشمسية

هناك بعض الحقائق حول الطاقة الشمسية ومنها:

• الطاقة الشمسية هي طاقة نظيفة لا تسبب أي تلوث للبيئة.
• تُعَدُّ الطاقة الشمسية مصدرًا متجددًا مثل الشمس، أي أنها لا تُنفَدُّ مثل المصادر الأخرى مثل البترول.
• يمكن استخدام الألواح الشمسية لتوليد الكهرباء في المنازل.
• تعد مفيدة ونافعة لمقاومة التغير المناخي.
• تقاس بوحدة الواط ،ومن مشتقاتها: الكيلوواط، الجيجاواط، التيراواط، والميغاواط.
• تحتاج الأشعة الشمسية إلى حوالي 8 دقائق للوصول إلى سطح الأرض، بينما تحتاج بضع ثوانٍ فقط للوصول إلى الألواح الشمسية.
• يعد استخدام الطاقة الشمسية مفيدًا لتغيير كوكب الأرض، حيث يمنع انبعاث 17000 باوند من ثاني أكسيد الكربون سنويًا.

فوائد استخدام الطاقة الشمسية 

• تتميز الطاقة الشمسية بالعديد من المصالح والفوائد عن غيرها من مصادر الطاقة، فهي تُعَدُّ مصدرًا متجددًا للطاقة، بخلاف المصادر الأخرى التي تتعرض للانحسار مثل الوقود الأحفوري كالبترول والفحم.
• إنها مصدرٌ نظيفٌ للطاقة ولا تتسبب في اختلال التوازن الطبيعي، وبالتالي فهي لا تلوث البيئة.
• تُعد الطاقة الشمسية مصدرًا غير مكلف نهائيًا، حيث تكون متاحة للجميع دون أي تكلفة، ويمكن استخدامها في أي وقت وفي أي مكان بدون أي تكلفة.

سلبيات الطاقة الشمسية

• يعود التكلفة العالية لتوليد وتخزين هذا النوع من الطاقة إلى الأسباب المادية.
• تتراكم الأملاح على الأجهزة التي تمر فيها المياه، مما يجعل عملها صعبًا.
• تتسبب انتشار الغبار على أجهزة التجميع في الحاجة إلى تنظيفها كل ثلاثة أيام.
• تسبب تغير الطقس في الصيف والشتاء في تقليل نسبة الاستفادة من الطاقة المتجددة.
• يجب تخزين الطاقة الشمسية في جهاز مثل البطارية للاستفادة منها في الليل.
• يتطلب استغلال أكبر قدر ممكن من المساحات الواسعة لجمع هذه المادة بأكملها للاستفادة منها بشكل أفضل.

مجالات استخدام الطاقة الشمسية 

• هناك العديد من الاستخدامات للطاقة الشمسية، فهي تدخل في غذاء جميع الكائنات الحية عن طريق عملية البناء الضوئي التي يعتمد عليها النبات في ضوء الشمس.
• تستخدم الطاقة الشمسية لتدفئة جميع الكائنات التي تحتاج إلى الدفء، وكانت الطاقة الشمسية تستخدم في السابق لطهي الطعام والعديد من الاستخدامات الأساسية.

وحديثًا تستخدم الطاقة الشمسية في العديد من المجالات مثل:

• إنتاج الطاقة الكهربية.
• تحلية مياه البحار والمحيطات.

تخزين الطاقة الشمسية

هناك عدة أساليب لتخزين الطاقة الشمسية ومنها:

• تخزين الطاقة الضوئية: تستخدم البطاريات لتخزين الكهرباء أثناء الشحن، ويشترط في هذه البطاريات أن تكون قابلة لإعادة الشحن، حيث يتم تخزين الطاقة في النهار للاستفادة منها في المساء، ثم يتم إعادة شحنها مرة أخرى في النهار.
• تخزين الطاقة الحرارية:يتم في هذا النمط تحويل الطاقة الشمسية إلى طاقة حرارية، ويشتمل هذا النمط على أنظمة لتخزين الماء وتسخينه عن طريق مجموعات للطاقة الشمسية، وعند الاستخدام، يتم نقل الماء الساخن من مجموعات التخزين إلى المكان المطلوب.

المراجع

1