تعريف ومعنى الطاقة الشمسية

الطاقة الشمسية

تُعتبر الطاقة الشمسيّة من أهم مصادر الطاقة المتجددة، ومن أكثرها نظافةً، كما أنّها تُعّد صديقةً للبيئة، فمصدرها الضوء والحرارة المنبثقان عن كوكب الشمس، وقد تمكّن الإنسان منذ القِدم من استغلال هذا المصدر وتسخيره في توليد الطاقة، كما تمكّن من إيجاد وسائل وتقنيات تساعده على القيام بهذه المهمة، ومن هذه التقنيات: استخدام الطاقة الحراريّة الصادرة عن الشمس بإحدى طرق ووسائل التسخين المباشر، أو عن طريق تحويل ميكانيكي من طاقة الحركة أو إلى طاقة كهربائية.

يُشار إلى أنّ الإنسان تمكّن من التوصل إلى ابتكار ألواح الخلايا الضوئية الجهدية باستغلال الظواهر الكهروضوئية لتوليد الكهرباء، بالإضافة إلى إيجاد تصميمات معمارية تعمل على استغلال الطاقة الشمسية.

يشار إلى أنّه على الرّغم من مدى أهمية وفائدة الطاقة الشمسية ودورها الفعّال في توليد الطاقة إلّا أنّه لم يُعتمد عليها في توليد الطاقة إلا باستخدام جزء صغير منها؛ حيث يتم الاعتماد عليها في توليد الطاقة الكهربائية باستخدام محركات حرارية ومحولات فولتوضوئية، كما عمد الإنسان إلى استغلالها مؤخراً في تقطير وتطهير الماء لجعله صالحاً للشرب، والاعتماد عليها بتسخين الماء بواسطة سخانات الماء الشمسية (الخزانات ذات الألواح الزجاجية)، واستغلالها في أغراض صناعية.

أهمية وفائدة الطاقة الشمسية

يُمكن وصف وسائل التكنولوجيا التي يتم الاعتماد عليها في استغلال الطاقة الشمسية بأنها ذات جوانب إيجابية وسلبية، ويعتمد ذلك على الطريقة التي يتم استخدام الطاقة الشمسية فيها، فمن هذه السبل التي يتم فيها توزيع الأشعة الشمسية اللوحات الفولتوضوئية التي تلعب دوراً فعالاً في توليد الكهرباء عند تعرّض اللوحات للضوء، والمجمع الحراري الشمسي، بالإضافة إلى المعدّات الميكانيكية والكهربائيّة والتي تعمل على تحويل ضوء الشمس إلى طاقة يستفاد منها.

أمّا من الناحية السلبية فإنّه يتطلّب حتى يتم استغلال طاقة الشمس السلبية أن يتمّ توجيه المباني باتجاه الشمس وانتقاء المواد ذات الكتلة الحرارية المناسبة أو اعتماد خصائص تفريق وتشتيت الأشعة الضوئية، كما يُتطلّب تخصيص مساحات تساهم في تدوير الهواء بصورة طبيعية.

تطبيقات استغلال الطاقة الشمسية

• التخطيط المدني والمعماري.
• زراعة النباتات.
• الإضاءة الشمسية.
• حرارة الشمس.
  • تسخين الماء.
  • التدفئة والتبريد والتهوية.
  • معالجة الماء.
  • الطهو بالطاقة الشمسية.
  • المتطلبات الحرارية.
• توليد الكهرباء.
• التفاعلات الكيميائية الشمسية.
• سيارات تعمل بالطاقة الشمسية.

أساليب تخزين الطاقة الشمسية

نظراً لاقتران وجود الشمس مع النهار، فإنه يتم الافتقار لها ليلاً لذلك أصبح النظر نحو ابتكار طرق ووسائل لتخزين الطاقة الشمسية أمراً ملحّاً حتى يتم تزويد أنظمة الطاقة الحديثة على مدار أربعة وعشرين ساعة.

في عام 1948م، استخدم فندق دوفر هاوس في مدينة دوفر جهاز تخزين الحرارة لأوّل مرة بالاعتماد على ملح جلوبر؛ حيث يعمل هذا الجهاز على تخزين الطاقة الشمسية بدرجات حرارة عالية جداً، اعتماداً على الأملاح المذابة، وتعتبر هذه الأملاح من أكثر الوسائل فعالية في تخزين درجات الحرارة نظراً لانخفاض تكاليفها، وسعتها الحرارية النوعية العالية، وكما تسمح أيضاً لدرجات الحرارة بأن تصل إلى درجات ملائمة لتلك المرتبطة بأجهزة تخزين الطاقة العادية.

ومن الجدير ذكره أنّ لنظم الكتل الحرارية القدرة على تخزين الطاقة الشمسية على شكل حرارة ضمن درجات حرارة ذات أهميّة للأغراض المنزلية على الصعيد اليومي والموسمي، كما تعمل أجهزة تخزين الحرارة على استخدام واستغلال المواد المتوفّرة ذات السعة الحرارية، ومن الأمثلة على ذلك الماء والتراب والحجارة.