توليد الكهرباء من طاقة الشمس
توليد الكهرباء من طاقة الشمس يعد من الأمور التكنولوجية الحديثة، والتي يعتمد فيها الإنسان على الشمس كمصدر طبيعي للطاقة، مما يساعد في الحفاظ على البيئة من أضرار المصادر الأخرى لوليد الكهرباء والطاقة، لذا أدعوك للتعرف على التفاصيل عبر موقع ايوا مصر .
توليد الكهرباء من طاقة الشمس
- يمكن توليد الكهرباء من خلال أشعة الشمس ومن الممكن أن يتم ذلك بطريقة مباشرة أو غير مباشرة.
- يكون استخدام أشعة الشمس بطريقة مباشرة من خلال الألواح الضوئية الجهيدة.
- يكون بطريقة غير مباشرة عن طريق تركيز أشعة الشمس على سائل مثل الماء أو الزيت أو مصهور الملح.
- يعد توليد الكهرباء من طاقة الشمس من الاكتشافات الحديثة الهامة، والتي تساعد في الحفاظ على الطاقة وما ينتج عنها.
كيف تعمل الألواح الشمسية
- تقوم الألواح بامتصاص أشعة الشمس، وعندما تتصادم الفوتونات مع الخلية الشمسية، يحدث نتيجة لذلك أن الذرة تفقد بعض الإلكترونات، ونستطيع أن نسمي هذه الظاهرة بالكهروضوئية.
- ونحن نعرف جيدا أنه في حالة توصيل الطرف السالب بالطرف الموجب في أي موصل بحيث يكون متصل مع مصدر كهربي بالتالي نقوم بتكوين دائرة كهربائية.
- في حالة مرور الإلكترونات في هذه الدائرة الكهربائية ينتج عنها ما يسمى بالخلايا الكهربائية المتعددة والتي ينتج عنها تكوين لوحة شمسية.
- نستطيع أن نقول إن الألواح الشمسية تحتوي على العديد من الخلايا الشمسية، والتي يتم تصنيعها من أشباه الموصلات.
- بالتالي يمكن استخدام هذه الألواح في المنازل، وتتم عملية توليد الكهرباء من طاقة الشمس عندما تسقط الأشعة على الألواح تتحول هذه الأشعة إلى تيار كهربائي مستمر.
- وهذا التيار المستمر يتم مروره إلى العاكس فيتحول إلى تيار كهربائي متردد والذي يمكن استخدامه في المنازل.
- تتميز هذه الألواح بشكلها البسيط والمظهر الجميل، كما تتميز أيضا بسهولة استخدامها وتوليد الكهرباء من طاقة الشمس.
طرق توليد الكهرباء من الطاقة الشمسية
هناك طرق مختلفة للحصول على الكهرباء من خلال الطاقة الشمسية، فهناك الطاقة الضوئية والطاقة الحرارية كالتالي:
1- الطاقة الضوئية
- استخدمت هذه الطاقة منذ ثلاثون عاما، وكانت قائمة على أن يكون هناك خلايا كهروضوئية، وتكون هذه الخلايا مكونة من عدة طبقات وتكون هذه الطبقات سمكها رقيق جدا.
- وهذه المواد عبارة عن السيليكون وبعض المواد الأخرى، وعند سقوط أشعة الشمس عليها تحدث هناك تفاعلات كيميائية وخلال هذه التفاعلات تنفصل الإلكترونات عن الذرة.
- بالتالي يتم توليد الكهرباء من طاقة الشمس وهذه الكهرباء كافية لإمداد مبنى كامل بالطاقة الكهربائية.
2- الطاقة الحرارية
- الطاقة الحرارية وهي عبارة عن تقنية تقليدية، وتقوم فكرتها على استخدام عاكسات لأشعة الشمس وبالتالي يتكون البخار القادر على تشغيل مولدات كهربائية.
- وتوجد بالأسواق بعض الأجهزة التي تعتمد على استخدام الطاقة الحرارية، مثل عملية تسخين غاز الهيدروجين أو غاز الهيليوم أو تسخين الصوديوم السائل بواسطة حرارة أشعة الشمس، مما ينتج عنها غاز مضغوط أو بخار، يمكن من خلالها تشغيل التوربينات التي تولد الكهرباء.
- أيضا من التقنيات توجيه مرايا تقوم بعكس الأشعة ناحية مكان كبير يحتوي على سائل وبالتالي هذا السائل يتحول إلى بخار يكون له القدرة على تشغيل توربينات، هذه التوربيينات بعدها تستطيع توليد الطاقة الكهربائية.
أنواع الخلايا الشمسية
من المعروف أن الشمس من المصادر المهمة والفعالة، ولا تكلف الكثير من حتى يتم إنتاج الطاقة، وبالتالي هناك أنواع مختلفة من الخلايا الشمسية ذات تقنيات متعددة، والتي يمكنها تخزين الطاقة الشمسية، ومن هذه الأنواع:
تطبيقات على الخلايا الشمسية
هناك الكثير من التطبيقات التي يمكن من خلالها استخدام الخلايا الشمسية التي تعتمد على الطاقة الشمسية والاستفادة منها، فمثلا هناك:
- تطبيق أضواء الشوارع، والتي يمكن من خلالها الاستفادة من أشعة الشمس في فترات النهار ويتم شحن البطاريات ومن خلالها يتم تشغيل الأضواء في فترات الليل.
- وهناك تطبيق ثلاجات الأدوية واللقاحات، والتي تعتمد أيضا على توليد الكهرباء من طاقة الشمس، ويتم توفير هذه التقنية للمناطق النائية للأشخاص العاملين في الرعاية الصحية.
- أيضا من التطبيقات التي تستخدم الأشعة الشمسية الأفران والتي تقوم بعكس أشعة الشمس وبالتالي تستخدم في عمل الطعام.
- هناك أيضا شواحن الهواتف الخلوية والتي يتم عملية الشحن بها عن طريق التعرض لأشعة الشمس لفترة معينة، وبالتالي بعد ذلك يمكن استخدامها في شحن الكثير من الأجهزة بالكهرباء.
- يمكن استخدام الطاقة الشمسية أيضا في الخيام والتي تكون مزودة بخلايا شمسية تولد الطاقة الكهربائية، والتي تعمل على إضاءة الخيمة ليلا.
ما هي الطاقة الشمسية؟
- تعتبر الشمس من أكبر المصادر الطبيعية على سطح الأرض والتي يمكن استخدامها بشكل مستمر في كثير من الأغراض.
- الشمس من أهم مصادر الطاقة الحرارية ويمكن الاستفادة من هذه الطاقة واستخدامها كطاقة كهربائية، حيث يمكن استخدام الطاقة الشمسية في الحصول على بخار الماء اللازم في إدارة التوربينات المستخدمة لإنتاج الطاقة الكهربائية.
- أيضا يمكن استخدام أشعة الشمس في تشغيل السخانات الشمسية التي تستخدم في المنازل لتسخين المياه.
- كما يمكن استخدام الطاقة الشمسية اليوم في عمل البطاريات الشمسية، وهذه البطاريات يمكن أن تخزن طاقة بمقدار 22 إلى 44 وات ساعة/كجم بالنسبة لوزن البطارية.
- وأصبحت الآن هذه البطاريات مهمة بالنسبة لمركبات الفضاء، وهناك عدة أنواع منها بطاريات كبريتيد الكادميوم وبطاريات السيليكون وبطاريات خارصينيد الجاليوم.
- وأخيرا تم استخدام الطاقة الشمسية في خاصية التبريد الشمسي وهي عبارة عن استخدام الطاقة الشمسية وتجميعها عن طريق ألواح، ومن ثم تحويلها لطاقة كهربائية.
- ويتم استخدام هذه الطاقة في تشغيل الطلمبات، ومن ثم يمكن استخدام الطلمبات في عملية التبريد، ويمكن استخدامها في عمليات التدفئة أيضا.
- ويتوقف استخدام الطاقة الشمسية ونجاحها على قوة أشعة الشمس وكفاءة المنتج الذي يستخدم لكي يستفاد من أشعة الشمس.
- إلى جانب جودة تصنيع هذا المنتج المستخدم للاستفادة من الطاقة الشمسية.
المشاكل التي تواجه استخدام الطاقة الشمسية
- من العوامل التي تواجهنا في الاستفادة من الطاقة الشمسية هي وجود الغبار والأتربة المتطايرة في الهواء، وهذه الأتربة تتعلق بالأجهزة المستخدمة مكونة طبقة تكاد تكون عازلة.
- مما يجعل قدر الاستفادة من أشعة الشمس تقريبا 50%، وبالتالي لا بد ممن تنظيف هذه الأجهزة كل يومان أو ثلاثة على حسب طبيعة الحال.
- ومن المشاكل المتعلقة أيضا من الاستفادة بالطاقة الشمسية هي عملية التخزين، وأيضا مشكلة الصدأ التي تظهر على الأجهزة المستخدمة.
بذلك نكون قد تعرفنا معكم في هذا المقال على توليد الكهرباء من طاقة الشمس بصورة واضحة، كما أوضحنا كافة المشكلات التي قد تواجه استخدام الطاقة الشمسية وتعميم العمل بها بشكل كامل.
