تعرف ما هي استخدامات الطاقة الشمسية؟
تُعرف الطاقة الشمسية بأنّها الطاقة التي يُمكن توليدها بعد امتصاصها من خلال الأشعة الواصلة من الشمس إلى الألواح الشمسيّة، وتتنوّع استخدامات الطاقة الشمسية المتجددة، كما يأتي:[١]
تسخين المياه بالطاقة الشمسية
تُستخدم الطّاقة الشمسية لتسخين المياه عبر السّخان الشمسي، والذي يُعد وسيلة أكثر نظافة وأقل تكلفة تشغيل من المواقد التي كانت تستخدم لهذا الهدف، والتي كانت تعتمد على حرق الخشب أو الفحم.[٢]
وعلى الرغم من انخفاض تكلفة النفط والغاز الطبيعي في أوائل القرن العشرين، ولجوء بعض البلدان لاستبدال سخّانات الماء الشمسية بهما، إلّا أن بعض البلدان الأخرى كأستراليا، وإسبانيا ما تزال تطلب استخدامها في أي بناء جديد.[٢]
إلى جانب ذلك فإن ما يُقارب 28 دولة نامية تستغل الطاقة الشمسية في تطهير المياه لجعلها صالحة للشّرب بصورة يوميّة، وذلك عن طريق تعبئة المياه في الزجاجات البلاستيكيّة ثُم تعريضها لأشعة الشمس لعدة ساعات.[٢]
توليد الكهرباء
تقوم العديد من المصانع باستغلال حرارة الشمس لتوليد الطاقة الكهربائية باعتبارها مصدراً وفيراً للطاقة المتجدّدة، وتقوم هذه العملية على استخدام مرايا تتبّع للشمس تعكس أشعتها إلى نقطة مركزيّة في قمة برج يحتوي على أنابيب فيها سائل يقوم بامتصاص الحرارة.[٣]
ثُم بعد ذلك يتم ضخ هذا السائل عندما يُصبح ساخناً في مولد يعمل على تحويله إلى بخار، ويعمل هذا البخار الناتج على قيادة توربين مسؤول عن توليد الكهرباء.[٣]
تدفئة المنازل
يُمكن الاعتماد على الطاقة الشمسية للعمل على تدفئة الغرف والمنازل، ويُمكن توضيح ذلك من خلال نموذج (الغرفة الشّمسية)، ففي هذا النموذج تسمح الغرفة الزجاجية بعبور أشعة الشمس إلى داخلها خلال النهار من خلال ميزة الزجاج الشفاف الجامع لهذه الأشعة؛ للحصول على تدفئة للغرفة.[٤]
ولاستمرار الحصول على التدفئة في فترة ما بعد مغيب الشمس فإنه من الممكن إضافة النباتات والصخور في الغرفة كنوع من الديكور، حيث سيُستفاد من هذه الصخور في أنها ستعمل على تخزين الحرارة ثُم الاستفادة منها بعد الغروب.[٤]
شحن البطاريات بالطاقة الشمسية
يُمكن الاستفادة من ضوء الشمس خلال النهار بشحن بعض أنواع البطاريات؛ كبطاريات تشغيل ألعاب الفيديو على سبيل المثال، إضافةً للاستفادة من الطاقة المخزّنة في النهار واستخدامها في ساعات الليل، أو في حالات انقطاع التيار الكهربائي.[١]
ويعدّ شحن البطاريات بالاعتماد على الطاقة الشمسية من العمليات السريعة جدًا في الأيام المشمسة، إلا أنّ الشحن يتطلّب وجود منظّم للجهد تحسّبًا للحفاظ على البطارية من التلف.[٥]
النقل بالطاقة الشمسية
يتميّز النقل بالطاقة الشمسية بتغلّبه على الانبعاثات الضارّة التي يتسبّب فيها النقل بالطرق الاعتياديّة، ويُستخدم لهذا الغرض مركبات تعمل بالكهرباء بنسبة 100%، ممّا يعني انعدام التلوث الناجم عنها تمامًا.[٦]
لكن لا يجب أن يتبادر للأذهان بأنّ الألواح الشمسية مثبتة على ظهر المركبة، بل إنّ المركبة ببساطة تستخدم بطّاريات مشحونة باستخدام الطاقة الشمسية، ومن أهم المركبات التي تعمل بهذه الطريقة هي الحافلات.[٦]
الطاقة الشمسية في الصناعات
تدخل الطاقة الشمسية في الصناعات المختلفة من خلال حاجة المصانع إلى توليد الحرارة اللازمة للقيام بسلسلة مهامّها دون انبعاثات ضارّة، ومن ذلك:[٧]
معالجة المعادن.
المنتجات الكيميائية.
المنتجات الغذائية.
تحلية المياه.
تنقسم الطرق المستخدمة في توليد الطاقة الحرارية باستخدام الطاقة الشمسية في المصانع إلى عدةّ أنواع، وهي:[٧]
تقنيات الطاقة الحرارية الشمسية.
سخّانات المقاومة.
الألواح الكهروضوئية المتّصلة بالمضخّات الحرارية.
الطهو بالطاقة الشمسية
يعدّ الطهو باستخدام الطاقة الشمسية من التقنيات سهلة الاستخدام والمُجزية اقتصاديًا،[١] كما أنّها لا تتطلّب العديد من الأدوات، وهي من الطرق المتعارف عليها منذ القِدم، وتنقسم إلى طريقتين:[٨]
الأفران الشمسية
عبارة عن صناديق معزولة بأغطية زجاجية قابلة للفتح مع مرايا ثانوية تُمكّن من عكس الأشعة الشمسية داخل الفرن، ويُعزل الجزء الداخلي من الفرن لتجنّب فقدان الحرارة.
المُركّزات الشمسية
تتطلّب وجود عاكس دائري بقطر يتراوح بين 0.5-1 م، يُوجّه إلى الشمس مباشرةً، ويعمل على جمع الأشعة الشمسية وتركيزها على منصة الطهي.
سلبيات وإيجابيات استخدام الطاقة الشمسية
أثبتت الطاقة الشمسية كفاءتها في العديد من المجالات رغم وجود بعض التحفظات عليها، وفيما يأتي أهم الجوانب الإيجابية والسلبية للطاقة الشمسية:[٩]
الإيجابيات
السلبيات
مصدر أساسي من مصادر الطاقة المتجدّدة.
التكلفة الابتدائية المرتفعة.
توفير استهلاك الطاقة الكهربائية.
اعتمادها على حالة الطقس.
تنوّع الاستخدامات.
البطاريات المستخدمة في تخزين الطاقة باهظة الثمن.
تكاليف صيانة منخفضة.
تتطلّب مساحات واسعة للتركيب.
قابليّتها للتحسين مع التطوّر التكنولوجي.
قد تكون ملوّثة للبيئة، إذ إنّ نقلها وتركيبها يؤدي لانبعاث بعض أنواع غازات الدفيئة.
العربية
