ماذا تحتاج لمعرفته عن الطاقة الشمسية Solar Energy قبل التحول إليها؟

الطاقة الشمسية Solar Energy هي الطاقة التي يتم توليدها من الضوء والحرارة الصادرة من الشمس، هي واحدة من أهم مصادر الطاقة المتجددة، التي لا تنفد أو تتلوث بسهولة ،الطاقة الشمسية لها العديد من الفوائد البيئية والاقتصادية والاجتماعية، ولكنها تواجه أيضا بعض التحديات والعيوب.

الطاقة الشمسية

 في هذا المقال على موقعنا Tehkno سنتعرف على ما هي الطاقة الشمسية Solar Energy، وكيف يتم توليدها، وما هي مميزاتها وعيوبها، وما هي إحصائياتها العالمية الخاصة بها تابع القراءه المقال إلى النهاية حتى تستفيد اكثر .


 ما هي الطاقة الشمسية؟


الطاقة الشمسيةSolar Energy هي الطاقة التي يتم استخلاصها من الإشعاع الشمسي، الذي يصل إلى الأرض بشكل مستمر وبكميات هائلة. يقدر العلماء أن الشمس ترسل إلى الأرض حوالي 173 ألف تيراواط من الطاقة كل ساعة، وهو ما يعادل أكثر من 10 آلاف مرة من الطاقة التي يستهلكها البشر في العالم كل عام. إذا تمكنا من استغلال جزء صغير من هذه الطاقة، لاحتياجاتنا الكهربائية والحرارية، لكنا قد حللنا مشكلة الطاقة في العالم.

لكن كيف يمكننا تحويل الضوء والحرارة الشمسية إلى طاقة مفيدة؟ هناك عدة طرق وتقنيات للقيام بذلك، هذاما سنتعرف عليه عزيزي القارئ فقط تابع معنا القراءة .

 قد يهمك : دليلك للنجاح في العمل الحر والاستقلالية المهنية

مستقبل الذكاء الاصطناعي Ai في التكنولوجيا


التقنيات المستخدمة في توليد الكهرباء من الطاقة الشمسية


هناك نوعان رئيسيان من التقنيات التي تستخدم لتوليد الكهرباء من الطاقة الشمسية: التقنيات الضوئية والتقنيات الحرارية.

 التقنيات الضوئية

التقنيات الضوئية هي التقنيات التي تستخدم خلايا شمسية لتحويل الضوء الشمسي مباشرة إلى كهرباء. الخلية الشمسية هي جهاز شبه موصل، يحتوي على طبقتين من المواد ذات الشحنات المختلفة، تسمى الطبقة السالبة والطبقة الموجبة. عندما يسقط الضوء الشمسي على الخلية الشمسية، يحرر بعض الإلكترونات من الطبقة السالبة، وتنتقل إلى الطبقة الموجبة، مولدة تيارا كهربائيا. هذا التيار يمكن أن يستخدم لتشغيل الأجهزة الكهربائية، أو يخزن في بطاريات، أو يرسل إلى شبكة الكهرباء.

الخلايا الشمسية تتكون من مواد مختلفة، مثل السيليكون، والكادميوم، والنحاس، والإنديوم، والغاليوم، والسيلينيوم. كل مادة لها خصائص مختلفة، مثل الكفاءة، والتكلفة، والمتانة، والتأثير البيئي. الخلايا الشمسية تصنف إلى أجيال مختلفة، حسب نوع المادة وطريقة التصنيع. الجيل الأول هو الخلايا الشمسية الكريستالية، التي تستخدم السيليكون النقي، وتمثل معظم السوق الحالي. 

الجيل الثاني هو الخلايا الشمسية الرقيقة، التي تستخدم مواد أخرى غير السيليكون، وتكون أرخص وأخف وزنا، ولكن أقل كفاءة. الجيل الثالث هو الخلايا الشمسية المتقدمة، التي تستخدم تقنيات جديدة، مثل النانوتكنولوجيا، والخلايا الشمسية العضوية، والخلايا الشمسية المتعددة الطبقات، وتهدف إلى تحسين الكفاءة وخفض التكلفة.

 التقنيات الحرارية

التقنيات الحرارية هي التقنيات التي تستخدم الحرارة الشمسية لتوليد الكهرباء. هذه التقنيات تعتمد على تركيز الضوء الشمسي بواسطة مرايا أو عدسات، لتسخين سائل أو غاز، يستخدم لتشغيل توربينة أو محرك. هذا النوع من الطاقة الشمسية يسمى الطاقة الشمسية المركزة (CSP)، ويتطلب مساحات كبيرة من الأرض، وظروف مناخية ملائمة، وتوافر ماء للتبريد.

 الطاقة الشمسية المركزة لها ميزة أنها يمكن أن تخزن الحرارة الزائدة لاستخدامها في الليل أو في الأيام الغائمة، مما يزيد من استقرار الإنتاج الكهربائي، كما أنها تمكن من توليد كميات كبيرة من الكهرباء بكفاءة عالية، تصل إلى 40% في بعض الحالات. ولكن هذه التقنيات تحتاج إلى استثمارات رأسمالية كبيرة، وصيانة مستمرة، وتتأثر بالعوامل الجوية والجغرافية.

اقرأ أيضاً:  مفهوم الواقع الافتراضي - مميزات وانواع الواقع الافتراضي؟

ما هو الذكاء الاصطناعي وما أهميته؟


تاريخ تطور استخدام الطاقة الشمسية 


Solar Energy

تاريخ تطور استخدام الطاقة الشمسية يمكن تلخيصه في النقاط التالية:

 يعود أول استخدام للطاقة الشمسية إلى العصور القديمة، حيث استخدم الناس النار والمرايا لتسخين الماء والطعام والإضاءة.

  •  في عام 1839، اكتشف الفيزيائي الفرنسي ألكسندر إدموند بيكريل ظاهرة الكهروضوئية، وهي قدرة بعض المواد على توليد تيار كهربائي عند تعرضها للضوء.
  •  في عام 1876، نجح العلماء البريطانيون وليام غراي وريتشارد إيفانز في تحويل ضوء الشمس إلى كهرباء باستخدام خلية شمسية من السيلينيوم.
  • في عام 1890، تم تشغيل أول محرك بخاري بواسطة مجمع لأشعة الشمس، وفي عام 1912، أنشأت مصر أول محطة لتوليد الطاقة الحرارية الشمسية.
  •  في عام 1954، طورت شركة بيل لابوراتوريز أول خلية شمسية من السيليكون، والتي كانت أكثر كفاءة واستقرارا من السيلينيوم.
  •  في عام 1958، تم استخدام الخلايا الشمسية لتزويد الأقمار الصناعية بالطاقة، مثل فانغارد 1 وتيلستار .
  •  في عام 1973، أطلقت وكالة الطاقة الدولية برنامجا لتطوير تكنولوجيا الطاقة الشمسية، وفي عام 1977، تم إنشاء مكتب الطاقة الشمسية في الولايات المتحدة.
  •  في عام 1982، تم تشييد أول محطة للطاقة الشمسية الكهروضوئية في العالم في لوما ليندا بكاليفورنيا، وكانت تولد 1 ميغاواط من الكهرباء.
  •  في عام 1997، أصبحت اليابان أكبر منتج للخلايا الشمسية في العالم، وفي عام 2004، تجاوزت الطاقة الشمسية الكهروضوئية حاجز 1 غيغاواط من الطاقة المثبتة.
  •  في عام 2005، أصبحت ألمانيا السوق الرائد للطاقة الشمسية في العالم، بفضل سياسة التغذية الكهربائية، وفي عام 2014، بلغت الطاقة الشمسية الكهروضوئية 40 غيغاواط من الطاقة المثبتة.
  •  في عام 2015، أصبحت الصين أكبر منتج ومستهلك للطاقة الشمسية في العالم، وفي عام 2019، بلغت الطاقة الشمسية الكهروضوئية 205 غيغاواط من الطاقة المثبتة.
  •  في عام 2020، تم تشغيل أكبر محطة للطاقة الشمسية في العالم في الهند، وهي محطة بافاغادا الشمسية، والتي تولد 2 غيغاواط من الكهرباء.


 إحصائيات تخص اقتصاد قطاع الطاقة الشمسية


الطاقة الشمسية هي واحدة من أسرع القطاعات النامية في مجال الطاقة في العالم ،وفقا للتقرير السنوي للوكالة الدولية للطاقة المتجددة (IRENA)، فإن الطاقة الشمسية شكلت حوالي 23% من الطاقة المتجددة الجديدة التي تم تثبيتها في عام 2020، بلغت قدرتها الإجمالية حوالي 714 جيجاواط. وتوقعت الوكالة أن تزداد الطاقة الشمسية بنسبة 8% سنويا حتى عام 2024، لتصل إلى 1.3 تيراواط.

الصين هي الدولة الرائدة في مجال الطاقة الشمسية، حيث تمتلك حوالي 35% من القدرة العالمية، تليها الولايات المتحدة واليابان والهند وألمانيا. وفي المنطقة العربية، تبرز دول مثل الإمارات والمغرب والأردن ومصر والسعودية في تطوير مشاريع الطاقة الشمسية الكبيرة والمتنوعة. وتسعى هذه الدول إلى تنويع مصادر طاقتها وتحقيق الاستدامة والأمن الطاقوي.

الطاقة الشمسية ليست فقط مصدرا للكهرباء، بل أيضا فرصة للتنمية والتوظيف والابتكار. وفقا لتقرير IRENA، فإن قطاع الطاقة الشمسية يوفر حوالي 11.5 مليون وظيفة في العالم، منها 3.8 مليون وظيفة في الصين وضعفها في الهند. كما أن الطاقة الشمسية تشجع على إنشاء شركات ناشئة ومبتكرة في مجالات مثل التصميم والتصنيع والتركيب والصيانة والتمويل والتسويق والتعليم.

ما هي الطاقة الشمسية

الطاقة الشمسية هي الطاقة التي تستخرج من الضوء والحرارة الصادرة من الشمس. هي واحدة من أهم مصادر الطاقة المتجددة، التي لا تنفد أو تتلوث بسهولة. الطاقة الشمسية لها العديد من المميزات والعيوب، وفيما يلي بعضها:

من المميزات:

  • الطاقة الشمسية هي طاقة متجددة، أي أنها لا تنفد أو تنضب، بخلاف الوقود الأحفوري، الذي يتطلب ملايين السنين لتكوينه، وينفذ بسرعة مع الاستهلاك المتزايد.
  • الطاقة الشمسية هي طاقة نظيفة، أي أنها لا تنتج انبعاثات ضارة بالبيئة أو الصحة، مثل ثاني أكسيد الكربون أو الأكسيدات النيتروزية أو الجسيمات الدقيقة.
  •  الطاقة الشمسية هي طاقة متاحة، أي أنها تصل إلى جميع أنحاء العالم، ولا تحتاج إلى بنية تحتية معقدة أو مكلفة لنقلها أو توزيعها.
  •  طاقة تنافسية، أي أنها تساهم في تقليل تكاليف الطاقة المتجددة قدر الإمكان، حتى تصبح على قدرٍ عالٍ من المنافسة أمام أنواع الطاقة الأخرى التقليدية
  • طاقة توفر فرص عمل، أي أنها توفر العديد من الفرص المحلية للعمل، وذلك لتوفرها في كل مكان في العالم، وليست مقتصرة على بيئة معينة.

من العيوب:

  • الطاقة الشمسية تعتمد على حالة تقلبات الجو على مدار الساعة لليوم، مما يجعلها غير ثابتة بالنسبة للكثيرين.
  •  تحتاج إلى مساحة واسعة للتركيب، حيث تعتمد المساحة المطلوبة على عدد الألواح واستطاعة الطاقة المراد توليدها.
  •  تكلفة شراء مكونات النظام الشمسي مكلفة إلى حد ما.
  •  كفاءة الخلايا الشمسية المنخفضة، حيث تقدر بحوالي 20% فقط.
  •  ارتفاع أسعار البطاريات التي تستخدم في تخزين الطاقة الشمسية، كما أنه من الصعب تخزين هذه الطاقة بدون خسارة كميات كبيرة منها.


 خاتمة


في هذا المقال، تعرفنا على ما هي الطاقة الشمسيةolar Energy، وكيف يتم توليدها، وما هي مميزاتها وعيوبها، وما هي إحصائياتها العالمية. لقد رأينا أن الطاقة الشمسية هي مصدر متجدد ونظيف ومتاح للطاقة، نأمل أن يكون المقال قد أفادك وشكرا لزيارتك موقعنا نأمل ألا تكون اخيرة .

Comments



Font Size
+
16
-
lines height
+
2
-