مفهوم الطاقة الشمسية

مفهوم الطاقة الشمسية

يُطلق مصطلح الطاقة الشمسيّة على التكنولوجيا المُستخدمة في تسخير الإشعاع الشمسي كمصدر طاقة وجعلها قابلة للاستخدام، وقد بدأت هذه التكنولوجيا بدءًا من عام 2011 في إنتاج حوالي واحد بالمئة من الطلب العالمي على الطاقة، ورغم أنّ الطاقة الشمسيّة مُكلفة التنفيذ، إلّا أنّها تُعد مصدرًا متجدّدًا ونظيفًا للطاقة^[١].

فوائد استخدام الطاقة الشمسية

لاستخدام ألواح الطاقة الشمسية العديد من الفوائد، من أبرزها ما يأتي^[٢]:

• التقليل من فاتورة الكهرباء: تُعدّ هذه الفائدة من أهم مزايا الألواح الشمسيّة؛ إذ يُمكنها أنْ توفّر مبلغ كبير من قيمة فاتورة الكهرباء.
• التأمين ضد ارتفاع أسعار الطاقة الكهربائيّة: فمن المعروف أنّ أسعار الكهرباء تزداد باستمرار؛ إذ أنّ سعر فاتورة الكهرباء ارتفع خلال السنوات العشر الفائتة، وغالبًا ستستمر هذه الأسعار بالنمو في المستقبل، ممّا سيؤدي إلى استمرار ارتفاع ثمن فاتورة الكهرباء، لذلك فإنّ استخدام ألواح الطاقة الشمسيّة ستحمي الناس من هذه الارتفاعات، نظرًا لأنّهم يُنتجون طاقتهم الكهربائيّة بأنفسهم.
• انخفاض سعر ألواح الطاقة الشمسيّة نسبيًا مع كثرة توافرها: ففي الوقت الذي تواصل أسعار الكهرباء في الارتفاع، فإنّ تكلفة تركيب ألواح الطاقة الشمسيّة تنخفض باستمرار، فقد انخفضت أكثر من 70% خلال العقد الماضي، ممّا يجعل استخدام الطاقة الشمسّية في متناول الكثير من الأفراد أكثر من أي وقت مضى، كما قد يستفيد الأشخاص من بعض الحوافز والعروض التي تُقدّمها بعض الدول على استخدام الطاقة الشمسيّة.
• الاستثمار في بيع الطاقة الشمسية الزائدة: إذ يُمكن للشخص أنّ يجد له مصدر دخل إضافي عن طريق بيع الطاقة الشمسية الزائدة التي تولّدها ألواحه الشمسيّة، ففي بعض المناطق قد يتمكّن الشخص باسترداد تكلفة تركيب الألواح الشمسيّة خلال 4 سنوات.
• صديقة للبيئة: لا تُنتج الكهرباء التي تولّدها الألواح الشمسيّة أي انبعاثات لغازات ضارة، وبالتالي لا تُطلق أي غازات إلى الغلاف الجوي ويُحصل على طاقة نظيفة صديقة للبيئة، كما أنّ الطاقة الشمسيّة طاقة مُتجددة ولا ينفذ مصدرها.
• استقلاليّة مصدر الطاقة: فعند استخدام ألواح الطاقة الشمسيّة سيكون الفرد مستقلًّا في طاقته الكهربائيّة، ولا يعتمد على شبكة الكهرباء التقليديّة، أمّا على مستوى الدول فإنّ الدولة التي تعتمد اعتماد كبير على الطاقة الشمسيّة ستقلّل من استيراد النفط والفحم والغاز من الدول الأخرى، ممّا يجعل الطاقة الشمسيّة مصدر جيّد لدعم اقتصاد الدول وللأمن القومي.

هل هناك محددات لاستخدامها؟

نعم؛ هناك بعض العيوب أو المُحددات لاستخدام ألواح الطاقة الشمسيّة، ومن أبرزها ما يأتي^[٢]:

• التكلفة الأوليّة العالية لتركيبها: تُعدّ تكلفة تركيب الألواح الشمسيّة الأوليّة من أكبر محددات استخدام نظام الطاقة الشمسية وتختلف التكلفة الفعليّة لاستخدام هذا النظام من مكان إلى آخر.
• الطاقة الشمسية مصدر طاقة متقطع: فنظرًا لأنّ الشمس لا تُشرق في الليل ممّا يمنع ألواح الطاقة الشمسيّة من توليد الطاقة ليلًا، كما أنّ شدة أشعة الشمس تختلف من مكان إلى آخر على حسْب موقع المنطقة والوقت من اليوم ومن السنة، ويُمكن للسحب والثلج وأوراق الشجر أيضًا أنْ تؤثر سلبًا على كميّة الطاقة التي تولدها الألواح الشمسية، وكل هذه العوامل أدّت إلى عدم الاعتماد على الطاقة الشمسيّة في الاستخدامات الأساسيّة أو التطبيقات الحساسة، ورغم ذلك فإنّ هذه المشكلة يُمكن حلّها مع ظهور بطاريات تخزين الطاقة الشمسية والتي تسمح بتخزين الطاقة في البطاريات واستخدامها في الوقت التي تتوقف فيه الألواح عن إنتاج الطاقة الشمسيّة.
• تأثير تصنيع الألواح الشمسيّة على البيئة: ففي حين أنّ الطاقة التي تُنتجها الألواح الشمسيّة خالية من الانبعاثات الضارة، إلّا أنّ تصنيع هذه الألواح له تأثير سلبي مُرتبط بالتلوث البيئي؛ إذ أنّ بعض الألواح الشمسيّة تحتوي على مواد ضارة، مثل: سادس فلوريد الكبريت وهي مادة تفوق ضرر ثاني أكسيد الكربون، ورغم أنّ ثاني أكسيد الكربون أكثر انتشارًا بكثير من سادس فلوريد الكبريت، ويُعد الضرر الناتج من تصنيع الألواح الشمسية قليل للغاية مقارنةً بحجم ضرر التعدين وحرق الوقود الأحفوري.
• حاجة تركيب الألواح الشمسية إلى مساحة: فعند تركيب الخلايا الشمسية يجب توفير مساحة كافية لها، ففي حال تركيبها للمنازل، فإنّ السطح سيكون كافيًا لذلك، أمّا عند استخدامها على نطاق أوسع فإنّ توفير المساحة سيكون مشكلة يجب إيجاد حل مناسب لها، فكلّما زادت الطاقة المطلوب إنتاجها، ستزيد الحاجة إلى استخدام حجم أكبر من الألواح الشمسيّة وبالتالي مساحة أكبر.
• عدم إمكانية نقل الألواح الشمسية: فمن مُحددات تركيب الألواح الشمسيّة في المنزل أنّ تكلفة نقلها عند الانتقال إلى منزل جديد تكون مكلفة للغاية، لكن وجود ألواح شمسيّة في المنزل قد يزيد من سعر بيعه عند الانتقال منه.

تطبيقات الطاقة الشمسية

توفر الشمس نوعين من الطاقة، وهما: الطاقة الضوئيّة والحراريّة، ويُمكن استخدام الطاقة الشمسيّة في العديد من التطبيقات الموجودة في حياتنا اليوميّة، ومنها ما يأتي^[٣]:

• توليد الكهرباء: يُعدّ توليد الكهرباء من أهم التطبيقات على الطاقة الشمسيّة، وقد زاد الطلب على استخدامها في السنوات الأخيرة نظرًا لانخفاض تكاليفها مقارنةً مع السنوات السابقة وإدراك الناس للفوائد البيئيّة والماليّة للطاقة الشمسيّة.
• تسخين الماء: تُستخدم سخانات الماء التي تعمل بالطاقة الشمسيّة لتسخين الماء، فهي تمتص حرارة الشمس وتنقلها إلى خزان الماء، وقد تُستخدم الطاقة الشمسيّة أيضًا في بعض الدول في تسخين حمامات السباحة.
• التدفئة: من التطبيقات الأخرى على استخدامات الطاقة الشمسيّة أنظمة تدفئة المنازل والشركات، ويجب أنْ يُصمّم المبنى خلال بناءه لتجهيزه لاستخدام هذا النظام في فصل الشتاء.
• الإضاءة الشمسية: ازداد استخدام المصابيح الشمسيّة في كل مكان، مثل أضواء الشوارع ولافتات الطرق وفي مناظر المنزل الطبيعيّة، وتُعدّ تطبيقات الإضاءة الشمسيّة غير مُكلفة ومتاحة بعدّة تصميمات بدءًا من التصميمات الأوليّة إلى التصميمات المتطورة.
• الطاقة الشمسية المحمولة: تُستخدم شواحن الطاقة الشمسيّة الكهروضوئيّة المحمولة للحفاظ على طاقة الأجهزة الكهربائيّة المحمولة مثل الهواتف.

أفكار لكِ للاستفادة من الطاقة الشمسية في منزلك

يُوجد بعض الأفكار التي تُمكّنكِ من الاستفادة من الطاقة الشمسيّة في منزلكِ، ومنها ما يأتي^[١][٤][٥]:

• افتحي النوافذ الموضوعة على الجانب المشمس من منزلكِ للسماح لأشعة الشمس بالدخول وتدفئة منزلكِ.
• استخدمي مراوح العليّة الشمسية التي يُمكنها إزالة الحرارة والرطوبة المتراكمة في العليّة، وتُشغّل هذه المروحة عند الحاجة بواسطة لوحة شمسيّة صغيرة مخصصة لها، وهي غير مكلفة وسهلة التركيب.
• استخدمي الطاقة الشمسيّة في الإضاءة الخارجيّة، وهي طريقة لتوفير الكهرباء، ويُمكنكِ ضبطها لتبدأ بالتشغيل عند حلول المساء، وهي تُركّب في الفناء الخارجي ولأضواء الحديقة.
• استخدمي الطاقة الشمسية في تعقيم الماء؛ فإذا لم تجدي ماءً معقّمًا يُمكنكِ ملئ زجاجات بالماء، ووضعها في الشمس لمدّة 6 ساعات على الأقل، عندها ستقضي أشعة الشمس فوق البنفسجية على أيّ كائنات حيّة دقيقة أو بكتيريا، وستحصلين على ماء مُعالج بواسطة الأشعة الشمسيّة.
• استخدمي الطاقة الشمسيّة لتجفيف ملابسكِ وملابس عائلتكِ بعد غسلها.

المراجع

1. ^ ^{أ ب} "Solar Energy", nationalgeographic, Retrieved 11/3/2021. Edited.
2. ^ ^{أ ب} "Solar energy pros and cons in 2021", solarreviews, 31/12/2020, Retrieved 11/3/2021. Edited.
3. ↑ "7 USES OF SOLAR ENERGY", freedomsolarpower, 12/7/2018, Retrieved 11/3/2021. Edited.
4. ↑ "7 ways to harness solar energy around your house", proudgreenhome, 17/2/2016, Retrieved 11/3/2021. Edited.
5. ↑ "Ten ways to use the sun’s energy", corporateknights, 1/1/2010, Retrieved 11/3/2021. Edited.