البحث عن الطاقة الشمسية ومصادرها، من أهم مصادر الطاقة المتجددة هي الطاقة الشمسية، والتي نحصل عليها من تسخير وحصاد ضوء الشمس.
الطاقة المتجددة هي الطاقة التي لا تنفد أبدًا ويمكننا الحصول عليها طوال الوقت، وتعتبر الطاقة الشمسية من أفضل مصادر الطاقة المتجددة التي يمكن أن تغطي جميع احتياجات الطاقة على كوكب الأرض دون الإضرار بالبيئة عند الحصول على الطاقة منها الوقود الأحفوري من المواد.
تعتبر الطاقة الشمسية من مصادر الطاقة النظيفة التي نستطيع من خلالها إنتاج الكهرباء واستقبال الطاقة الحرارية، كما يمكن استخدامها في عمل بعض التفاعلات الكيميائية.
مقدمة عن الطاقة الشمسية ومصادرها
تعتبر الطاقة الشمسية من أهم وأوفر الطاقات حولنا على هذا الكوكب، حيث يدعي سكانها أنها فقيرة في مواد الطاقة وأن استخراج وتنقية الطاقة للعمل بها مكلف للغاية، بل إن بعض الدول تنافسها وتقاتلها. للأماكن التي يوجد فيها آبار النفط والغاز الطبيعي.
قبل أن يخلق الله الشمس، المصباح الذي ينير حياتنا ويزودنا بالحرارة والدفء، وبفضل التطور التقني، كان الإنسان قادرًا على إنشاء مستقبلات للطاقة الشمسية تسمى الخلايا الشمسية التي تعمل على استقبال الطاقة من الشمس. وتحويلها إلى عدة أنواع من الطاقة، بما في ذلك الطاقة الكهربائية أو الطاقة الحرارية، وهذا ما سنتعلمه بالتفصيل في دراسة الطاقة الشمسية ومصادرها.
شاهد أيضاً: الألواح الشمسية لتوليد الكهرباء
أهمية الطاقة الشمسية
هذا ممكن مع حصادات الطاقة الشمسية، والمعروفة باسم الخلايا الشمسية الكهروضوئية، والتي يمكن من خلالها تجميع الطاقة الشمسية وتحويلها إلى طاقات أخرى، مثل الطاقة الحرارية أو الطاقة الكهربائية.
تعتبر مجمعات الطاقة الشمسية من أحدث التقنيات في مجال التكنولوجيا لأنها تعتمد على تجميع ضوء الشمس وتخزينه في بطاريات لإعادة استخدامه لاحقًا.
يعتمد اختيار موقع مستقبلات الطاقة الشمسية على الموقع الجغرافي حيث تتوافر أشعة الشمس بكميات كبيرة، وتعد القارة الشمسية من أفضل المواقع الجغرافية لتجميع أكبر قدر من الطاقة الشمسية. أفريقيا.
يمكن تحديد أفضل الأماكن لتركيب مستقبلات الطاقة الشمسية، والمعروفة باسم الخلايا الكهروضوئية، من خلال مسح العديد من المواقع الجغرافية الموجودة على نفس خط العرض قدر الإمكان للحصول على أكبر قدر ممكن من الطاقة.
كيف يتم توليد الطاقة الشمسية؟
هناك عدة طرق وتقنيات مختلفة، لكن الفكرة العامة هي جمع الفوتونات من ضوء الشمس ثم تحويلها إلى طاقة كهربائية أو حرارية. نكون
مجموعة PV
يتم توليد الطاقة الشمسية من خلال مجموعة الخلايا الكهروضوئية، والتي تتكون من السيليكون المعالج، ويتم تصنيع هذه المادة للسماح بنقل الكهرباء من خلالها، ثم يتم توصيل المصفوفة بنظام توليد الطاقة الشمسية.
تقوم مجموعة الخلايا الكهروضوئية بتحويل الطاقة الشمسية إلى طاقة كهربائية عن طريق الخلايا الكهروضوئية الموضوعة في مجموعة من الخلايا الكهروضوئية المتصلة ببعضها البعض بواسطة مواد معدنية، والخلايا الكهروضوئية المتصلة بإطار داعم يجمع المجموعة بأكملها.
لكن عيب هذا النوع من مولدات الطاقة الشمسية هو أنه ينتج تيارًا كهربائيًا مستمرًا قد لا يكون مناسبًا لبعض الأجهزة الكهربائية.
عاكسات
يتم حل مشكلة الكهرباء المولدة من المصفوفة الكهروضوئية، والتي تنتج تيارًا كهربائيًا ثابتًا يمكن أن يتلف بعض الأجهزة الكهربائية، عن طريق استخدام العاكسات.
العواكس هي المسؤولة عن تحويل الطاقة الشمسية إلى طاقة يمكن استخدامها دون ضرر ناتج عن التيار المباشر، وكميتها غير ثابتة، والسبب في ذلك هو عدم تساوي كمية الضوء والأشعة المتساقطة على الخلايا الكهروضوئية.
وبالتالي، تنتج المحولات طاقة منتظمة بكمية ثابتة من الطاقة، مما يؤدي إلى انتظام جهد الخرج من المولدات الشمسية.
طرق تخزين الطاقة الشمسية
الغرض الرئيسي من حصاد الطاقة الشمسية هو تحويلها إلى أشكال أخرى من الطاقة مثل الطاقة الكهربائية أو الطاقة الحرارية.
لكن لا يمكن الحصول على الطاقة الشمسية إلا في الأيام التي يتشكل فيها ضوء الشمس القوي بحيث يمكن للخلايا الكهروضوئية استقبال الطاقة الشمسية.
الحل لمشكلة عدم القدرة على الحصول على الطاقة الشمسية في الليل وأثناء ضوء الشمس الضعيف هو تخزين الطاقة الشمسية. في النقاط التالية سنتعلم كيف نحافظ على الأنواع المختلفة من الطاقة التي نتلقاها. طاقة شمسية.
أولاً، الحفاظ على الطاقة الضوئية
يمكن تخزين الطاقة الضوئية من الشمس في البطاريات حتى نتمكن من استخدامها خلال الفترات التي تغرب فيها الشمس.
يمكن استخدام هذه البطاريات عدة مرات لأنها قابلة لإعادة الشحن وقابلة لإعادة الشحن.
يتم استخدام البطاريات عن طريق شحنها من الخلايا الكهروضوئية خلال النهار، ثم إزالة البطاريات وربطها بمصدر الطاقة الذي يعمل على تشغيل النظام، وعند نفاد البطارية يتم إعادة شحنها بواسطة مولدات الطاقة الشمسية. .
انظر أيضًا: البحث في الطاقة الشمسية واستخدامها
ثانياً: الحفاظ على الطاقة الحرارية
يتم تخزين الطاقة الحرارية عن طريق التجميع في الماء الساخن. في هذه التقنية، يتم تحويل الطاقة الشمسية إلى طاقة حرارية، مما يرفع درجة حرارة المياه المخزنة. يُعرف هذا النوع من تخزين الطاقة باسم (التخزين المبسط).
يتم نقل الطاقة الحرارية من خلال نظام من الأنابيب يتم من خلاله نقل الماء الساخن المحمّل بالطاقة الحرارية من مكان إلى آخر.
مزايا الطاقة الشمسية
هناك عدة مزايا للطاقة الشمسية تجعل العلماء يفكرون في استخدامها لتوليد الطاقة بدون مصادر وقود ومن أهم مزايا الطاقة الشمسية:
- الطاقة الشمسية هي مورد نظيف ومتجدد لا ينفد أبدًا، ويمكن الحصول على كميات هائلة من الطاقة من حصاد الطاقة الشمسية.
- تُستخدم الطاقة الشمسية لتزويد سفن الفضاء بالطاقة التي تحتاجها لإكمال رحلتها، حيث يصعب الحصول على إمدادات البترول أثناء رحلات سفن الفضاء الطويلة.
- يمكن استخدامه في عدة مجالات مثل توليد الطاقة وتوليد الطاقة الحرارية كما هو موضح بالتفصيل سابقًا.
- بمجرد إنشائها، تكون تكاليف صيانة محطات الطاقة الشمسية منخفضة، مما يمنحها ميزة كبيرة.
- هناك أعمال بحثية وعلمية يتم القيام بها باستمرار لتطوير نظام الطاقة الشمسية للحصول على أكبر قدر من الطاقة الشمسية والقدرة على تخزينها والاستفادة منها بشكل أكبر في الفترات المقبلة.
مساوئ استخدام الطاقة الشمسية
على الرغم من وجود مزايا كبيرة لاستخدام الطاقة الشمسية، إلا أن هناك بعض العيوب التي نناقشها في النقاط التالية.
- قد لا تحصل على نفس القدر من الطاقة الشمسية في أوقات مختلفة بسبب تنوع الفصول.
- لا يمكن الحصول على الطاقة الشمسية في الليل، لذلك يجب إنشاء نظام بديل أو نظام تخزين شمسي.
- تقام محطات الطاقة الشمسية على مساحات كبيرة لخدمة مساحة صغيرة مقارنة بحجم مستقبلات الطاقة الشمسية المركبة.
- تعتبر تكلفة بناء وتصميم مستقبلات الطاقة الشمسية عالية التكلفة لأنها مبنية على مساحات كبيرة وهي تقنية حديثة لم يتم تبنيها على نطاق واسع.
أنظر أيضا: مشروع الطاقة الشمسية واستخداماته
خاتمة البحث عن الطاقة الشمسية ومصادرها
في نهاية البحث حول الطاقة الشمسية ومصادرها، نأمل أن نكون قد تمكنا من نقل معلومات كافية حول مشروع الطاقة المتجددة والنظيفة التي نأمل أن ينتبه إليها العالم حتى نتمكن من العيش في عالم نظيف. ومن هنا الفائدة.