الطّاقة الشمسيّة Solar energy
1.
تعريف الطاقة
المتجددة :
الطاقة المتجددة هي طاقة ناتجة عن مصادر طبيعية تتجدد
بمعدل يفوق ما يتم استهلاكه. أشعة الشمس والرياح، على سبيل المثال، من المصادر
التي تتجدد باستمرار. وإن مصادر الطاقة المتجددة وفيرة وموجودة في كل مكان حولنا.
بالمقابل، الوقود الأحفوري (الفحم والنفط والغاز) من
الموارد غير المتجددة التي يستغرق تشكيلها مئات الملايين من السنين. ويتسبب الوقود
الأحفوري، عند حرقه لإنتاج الطاقة، في انبعاثات ضارة من غازات الدفيئة، مثل ثاني
أكسيد الكربون.
أما الانبعاثات الناجمة عن توليد الطاقة المتجددة، فهي
أقل بكثير من تلك الناجمة عن حرق الوقود الأحفوري. ولهذا يعد التحول من الوقود
الأحفوري، الذي يمثل حاليًا حصة الأسد من الانبعاثات، إلى الطاقة المتجددة أمرًا
أساسيًا لمعالجة أزمة المناخ.
إقرأ أيضاً التقرير الشامل حول الطاقة المتجددةhttps://www.rahtipsy.com/2024/03/blog-post_9.html?m=1
إستكمالا لمواضيعنا السابقة المتعلقة
بالطاقة المتجددة ، سوف نركز في هذا التقرير على الطاقة الشمسية
2.
الطّاقة
الشمسيّة Solar energy
تعتمد
الطاقة الشمسية على استخدام الأشعة الشمسية لتوليد
الكهرباء أو الحرارة. تشمل التقنيات المستخدمة الألواح الشمسية الفوتوفولطائية
لتوليد الكهرباء وأنظمة تجميع الطاقة الشمسية لتسخين المياه.
أنتجت الشمس الطاقة لمليارات السنين وهي المصدر النهائي
لجميع مصادر الطاقة وأنواع الوقود التي نستخدمها. استخدم الناس أشعة الشمس
(الإشعاع الشمسي) منذ آلاف السنين للتدفئة وتجفيف اللحوم والفواكه والحبوب. وبمرور
الوقت، طور الناس تقنيات لجمع الطاقة الشمسية لتوليد الحرارة وتحويلها إلى كهرباء.
2.1. الطاقة
الحرارية الشمسية (الحرارة) :
يعد الفرن الشمسي (صندوق لتجميع وامتصاص ضوء الشمس)
مثالاً على جهاز بسيط لتجميع الطاقة الشمسية. في ثلاثينيات القرن التاسع عشر،
استخدم عالم الفلك البريطاني جون هيرشل فرنًا شمسيًا لطهي الطعام خلال رحلة
استكشافية إلى إفريقيا.
يستخدم الناس الآن العديد من التقنيات المختلفة
لجمع وتحويل الإشعاع الشمسي إلى طاقة حرارية مفيدة لمجموعة متنوعة من الأغراض :
· لتسخين المياه للمنازل أو المباني أو
حمامات السباحة
· لتسخين الهواء داخل المنازل والدفيئات
الزراعية والمباني الأخرى
· لتسخين السوائل في محطات الطاقة
الشمسية الحرارية
2.2. أنظمة
الطاقة الشمسية الكهروضوئية :
تعمل أجهزة الطاقة الشمسية الكهروضوئية، أو الخلايا
الشمسية، على تحويل ضوء الشمس مباشرة إلى كهرباء. يمكن للخلايا الكهروضوئية
الصغيرة تشغيل الآلات الحاسبة والساعات والأجهزة الإلكترونية الصغيرة الأخرى. يتم
تجميع الخلايا الشمسية الأكبر حجمًا في ألواح كهروضوئية، ويتم توصيل الألواح
الكهروضوئية في صفائف يمكنها إنتاج الكهرباء للمنزل بأكمله. تحتوي بعض محطات
الطاقة الكهروضوئية على مصفوفات كبيرة تغطي العديد من الأفدنة لإنتاج الكهرباء
لآلاف المنازل.
§ أنظمة الطاقة الشمسية لا تنتج ملوثات الهواء
أو ثاني أكسيد الكربون.
§ أنظمة الطاقة الشمسية في المباني لها
تأثيرات قليلة على البيئة.
§ تتمتع الطاقة الشمسية بمرونة كبيرة في استعمالها؛ إذ يمكن تركيب
أنظمتها على أسطح المباني والمنازل والمنشآت الصناعية.
§ استعمال الطاقة الشمسية يقلل من الاعتماد على شبكات الكهرباء
التقليدية
§ استعمال الطاقة الشمسية يُسهِم في توفير فرص عمل جديدة وتعزيز
النمو الاقتصادي.
2.4. الطاقة
الشمسية لها أيضًا بعض السلبيات:
§ يختلف توافر وكمية ضوء الشمس الذي يصل
إلى سطح الأرض اعتمادًا على الوقت من اليوم والموقع وموسم السنة والظروف الجوية.
§ إن كمية ضوء الشمس التي تصل إلى قدم
مربع من سطح الأرض صغيرة نسبيًا، لذا من الضروري وجود مساحة سطحية كبيرة لاستيعاب
أو جمع طاقة كافية لتكون مفيدة.
§ تكلفة تركيب الأنظمة الشمسية مرتفعة؛ ما يُعَد عائقًا للكثيرين.
بالإضافة إلى ذلك؛ فإنها قد تتطلب تكاليف صيانة وتشغيل دورية للحفاظ على كفاءة
النظام.
§ يُعَد تخزين الطاقة التي جُمِعَت من الشمس لاستعمالها في الليل
أو في أثناء أوقات الانقطاع الشمسي تحديًا مهمًا. حاليًا، تعتمد معظم أنظمة
التخزين على استعمال البطاريات، والتي يمكن أن تكون باهظة التكلفة وتحتاج إلى
استبدالها بانتظام.
§ قد تواجه بعض التحديات القانونية والتنظيمية في بعض الدول، وقد
تكون هناك قيود على تركيب أنظمة الطاقة الشمسية أو تشغيلها بشكل غير ملائم؛ ما
يعوق انتشارها واعتمادها بشكل أوسع.
2.5. تخزين
الطاقة الشمسية :
هناك
العديد من التكنولوجيات المستعملة في تخزين الطاقة الشمسية، وفيما يلي بعض منها:
بطاريات
الليثيوم أيون: تُعد واحدة من أحدث التكنولوجيات المستعملة في التخزين. تتميز
هذه البطاريات بكفاءة عالية وقدرة عالية على تخزين الطاقة واستعمالها عند الحاجة.
وتُستَعمل في تخزين الطاقة الشمسية للاستعمال المنزلي والتجاري.
بطاريات
الجيل القادم: تعمل شركات البطاريات على تطوير تكنولوجيا بطاريات الجيل
القادم لتخزين الكهرباء الشمسية بشكل أكثر كفاءة واعتمادية. تتضمن هذه
التكنولوجيات بطاريات الصوديوم أيون وبطاريات الزنك وبطاريات الجرافين والبطاريات
السائلة الزيتية وغيرها.
النظم
الحرارية: تُستَعمل للتخزين على شكل حرارة. تُستَعمل وسائط تخزين حرارية
مثل الأملاح المنصهرة أو الصوف الصخري لتخزين الحرارة واستعمالها في توليد
الكهرباء عند الحاجة.
الطاقة
الكهروكيميائية: تعتمد هذه التكنولوجيا على استعمال الشمس لتحويل الماء إلى
وقود كهروكيميائي مثل الهيدروجين أو الأمونيا. يمكن استعمال هذا الوقود في وقت لاحق
لتوليد الكهرباء بوساطة خلايا الوقود.
3.
إحصائيات مهمة:
وفقًا لتقرير منظمة الطاقة الدولية (IEA)،
فإن إجمالي قدرة الطاقة الشمسية المثبتة عالميًا تجاوزت 700 جيجاواط في عام 2020.
من المتوقع أن يستمر النمو السريع للطاقة الشمسية في السنوات
القادمة، حيث يتزايد الاهتمام بالطاقة النظيفة والمستدامة.
الاستثمارات: تشهد صناعة الطاقة الشمسية استمرار الاستثمارات
الكبيرة، حيث بلغ إجمالي الاستثمارات في الطاقة الشمسية حوالي 148.6 مليار دولار
أمريكي في عام 2020 وفقًا لتقرير شركة BloombergNEF.
القدرة الإنتاجية حسب الدول: يتصدر الصين والولايات المتحدة
والهند قائمة الدول الرئيسية من حيث القدرة الإنتاجية للطاقة الشمسية، ولكن هناك
زيادة في تبني تقنيات الطاقة الشمسية في العديد من الدول حول العالم.
الاستخدامات العامة: تتنوع استخدامات الطاقة الشمسية من توليد
الكهرباء للمباني والمنشآت، إلى تشغيل أنظمة التدفئة المائية وتحلية المياه في
المناطق الجافة، وتوفير الطاقة لأجهزة الإضاءة والتشغيل الصغيرة.
4.
المراجع:
International
Energy Agency (IEA). (2021). Renewables 2021: Analysis and forecast to 2026. IEA.
BloombergNEF.
(2021). Global Trends in Renewable Energy Investment 2021. BloombergNEF.
Renewable
Energy Policy Network for the 21st Century (REN21). (2021). Renewables 2021
Global Status Report. REN21.
International
Renewable Energy Agency (IRENA). (2021). Renewable Capacity Statistics 2021. IRENA.
National Renewable Energy Laboratory (NREL). (2021).
Solar Energy Research Facility.
NREL
https://www.syntechbioenergy.com/
تعليقات
إرسال تعليق