كيفية استخدام الطاقة الشمسية، تعتبر الشمس من أهم مصادر الطاقة، ويمكن استخدام الطاقة الحرارية والفولتية الضوئية المنبعثة منها مجانًا. الطاقة الشمسية كمصدر متجدد ونظيف للطاقة.
كيفية استخدام الطاقة الشمسية
- هناك العديد من الأشكال التي تستخدم فيها الطاقة الشمسية، فبعض التطبيقات تعتمد على استخدام الطاقة الحرارية التي تطلقها الشمس لتسخين المياه، وهذا ما يعرف بالسخان الشمسي.
- وهناك استخدامات أخرى تعتمد على تحويل الضوء المنبعث من الشمس إلى طاقة كهربائية، وذلك باستخدام الخلايا الشمسية الموضوعة على أسطح المباني لامتصاص أكبر قدر من الضوء في النهار.
- في بعض الدول الأوروبية مثل ألمانيا، تستخدم الطاقة الحرارية من الشمس لتسخين المياه في حمامات السباحة، ويمكن استخدام هذه الطريقة لإنشاء نظام تدفئة خاص للمنازل.
ولا تنس قراءة مقالنا عن: مشروع الطاقة الشمسية وتطبيقاته
استخدام الطاقة الشمسية لتسخين المياه
- تعتمد عملية تسخين المياه دائمًا على استخدام الفحم وغيره من مصادر الطاقة غير المتجددة، حيث يؤدي احتراقها إلى أضرار جسيمة تشكل تهديدًا للبيئة، ولكن أصبح من الممكن تسخين المياه باستخدام الطاقة الشمسية .
- قد تجد بعض الدول أن استخدام الغاز الطبيعي والنفط لتسخين المياه هو حل اقتصادي لها، ولكن هناك دول أخرى تستمر في استخدام الطاقة الشمسية لأنها أرخص بالنسبة لها ولا يمكن أن تكون شوائب.
استخدام الطاقة الشمسية لتنقية المياه
- يمكن الاعتماد على الحرارة المنبعثة من الشمس في عملية تطهير المياه، حيث يتعرض الماء لحرارة الشمس لعدد كافٍ من الساعات، وبالتالي يتم تطهير المياه.
- تستخدم العديد من الدول النامية هذه الطريقة، حيث يتم تعبئة المياه والطاقة الشمسية لجعل المياه صالحة للشرب، لأن هذه الدول لا تملك موارد طبيعية سواء النفط أو الغاز الطبيعي.
توليد الكهرباء باستخدام الألواح الشمسية
- بعد أن نتحدث عن كيفية استخدام الطاقة الشمسية في عمليات تسخين وتنقية المياه سنتحدث عن استخداماتها في إنتاج الكهرباء.
- تتكون الألواح الشمسية من مواد شبه موصلة، وعندما يسقط الضوء على الخلايا، تنفجر بعض الإلكترونات، فتبدأ في التحرك مكونة تيارًا كهربائيًا، لكن التيار الكهربائي الناتج عن هذه العملية دائمًا ما يكون تيارًا.
- تتطلب جميع الأجهزة المنزلية تيارًا متناوبًا، لذلك يتم استخدام جهاز يسمى العاكس، والذي يحول خرج التيار المستمر من الألواح الشمسية إلى تيار متناوب يمكنه تشغيل الأجهزة والآلات.
ولا تتردد في زيارة مقالتنا حول: البحث عن الطاقة الشمسية ومصادرها جاهزة للطباعة بتنسيق pdf
الطاقة الشمسية واستخدامها في التدفئة
- بينما يبدو أن استخدام الطاقة الشمسية في عمليات التدفئة ليس شائعًا في بلداننا العربية، إلا أنها لا تزال شائعة الاستخدام في العديد من الدول الأوروبية.
- يعتمد هذا الاستخدام على نموذج يُعرف بالغرفة الشمسية، حيث تسمح الغرفة المسخنة لأشعة الشمس بالمرور عبر النوافذ الزجاجية الشفافة، والتي تؤدي وظيفة تجميع هذه الأشعة وتخزينها داخل الغرفة.
- بعد غروب الشمس، تصبح الغرفة دافئة بسبب الطاقة الحرارية التي خزنتها طوال اليوم.
الطاقة الشمسية واستخدامها في السيارات الكهربائية
- طورت بعض الشركات الكبيرة، مثل Tesla Motors، فكرة توليد الكهرباء من ضوء الشمس، وهم يستفيدون من هذه الفكرة لصنع سيارات كهربائية صديقة للبيئة.
- لا شك في أن انتشار هذه السيارات الكهربائية سيقلل من الانبعاثات الضارة التي تخلفها المركبات التي تعمل بالبنزين.
- تستمد السيارات الكهربائية دفعها من الطاقة الكهربائية المخزنة في البطاريات المشحونة باستخدام الطاقة الشمسية.
- هناك تحديات كبيرة لمصنعي هذه المركبات من حيث كمية الطاقة الكهربائية التي يجب أن تكون في البطاريات للتأكد من أن السيارة لديها مدى طويل قبل أن تحتاج البطاريات إلى إعادة شحنها.
- التحدي الآخر هو عدد البطاريات ووزنها، حيث يضمن المصنعون أن وزن البطاريات ليس ثقيلًا جدًا حتى لا تقلل من سرعة السيارة.
الحفاظ على الطاقة باستخدام الطاقة الشمسية
- يمكن استخدام بعض أنواع البطاريات لتخزين الطاقة الكهربائية الناتجة عن الألواح الشمسية، كعملية شحن البطاريات طوال اليوم أثناء سطوع الشمس.
- في الليل أو عند انقطاع التيار الكهربائي، تُستخدم الطاقة الكهربائية المخزنة في البطاريات لتشغيل بعض الأجهزة، وفي غضون ذلك، تكون البطاريات في مرحلة التفريغ.
- تتطلب عملية شحن البطاريات وجود جهاز يسمى منظم الجهد، والذي يعمل على التحكم في فرق الجهد بين طرفي البطارية طوال فترة الشحن، حتى لا تتعرض البطارية لفرق الجهد العالي الذي سوف يؤدي إلى الضرر.
استخدام الطاقة الشمسية في الصناعة
- تلجأ العديد من المصانع إلى الحصول على احتياجاتها الحرارية بالاعتماد على الطاقة الشمسية، لأن المصانع تستخدم هذه الحرارة في العديد من الاستخدامات، بما في ذلك عملية التحلية ومعالجة المعادن.
- يتم توليد الطاقة الحرارية من خلال عدة طرق، بما في ذلك السخانات المقاومة، والألواح الشمسية المتصلة بمضخات الحرارة.
استخدام الطاقة الشمسية في الطبخ
- يتساءل الكثير من الناس عن كيفية استخدام الطاقة الشمسية في الطهي:
- تُعرف الطريقة الأولى باسم المكثفات الشمسية.
- الطريقة الثانية تسمى الأفران الشمسية.
- تعتمد فكرة المكثفات الشمسية على خلق بؤرة للضوء باستخدام عاكس دائري بقطر من 0.5 إلى 1 متر، وتكون حرارة هذا التركيز عالية جدًا، لذلك يتم استغلالها في عملية الطهي. .
- أما بالنسبة للأفران الشمسية فهي تتكون من صناديق عازلة مع بعض الأغطية الزجاجية ولكن يمكن فتح هذه الأغطية، وهذه الأفران بها مرايا تعكس ضوء الشمس داخل الفرن، كما أن الفرن مبطن من الداخل لمنع فقدان الحرارة.
يمكنك أيضًا التعرف على: ما مقدار الطاقة الشمسية التي يحتاجها المنزل؟
وبهذه الطريقة ندرس كيفية استخدام الطاقة الشمسية لأغراض مختلفة، فهي من مصادر الطاقة المتجددة التي لا تضر بالبيئة.