المعرفة : تطبيقات الطاقة الشمسية

من المعروف أن من مصادر الطاقة، إما مصادر متجددة أو مصادر غير متجددة..
المصادر الغير متجددة للطاقة مثل البترول ومشتقاته
وللبترول عيوب وهو أن عملية احتراقه للحصول على مصدر طاقة حراري يمكن الإستفادة منه في المجالات المتنوعة أنه مُلوث للبيئة ، وينتج غازات ( عوادم إحتراق) مثل ثاني أكسيد الكربون وزيادته في الجو يزيد من ظاهرة الإحتباس الحراري وهي ظاهرة خطيرة غير مرغوب بها ، وأحياناً ينتج غاز أول أكسيد الكربون في عمليات الإحتراق الغير مكتملة ، وهو غاز مضر بصحة الإنسان.
غير أن موارد البترول قابلة للنضوب والنفاذ وغير متجددة.
لذلك بدأ العالم منذ فترة كبيرة في التفكير في حلول بديلة ، ومن ضمنها المصادر المتجددة للطاقة مثل الشمس والرياح وحركة المد والجزر في المحيطات والبحار والسقوط الطبيعي للمياه في الشلالات ومصبات المياه والطاقة المخزنة في باطن الأرض.
وجميعها مصادر متجددة لا تنضب بإذن الله ، وغير ملوثة للبيئة.
سوف نتحدث في هذا المقال عن بعض المجالات التي نُفذت بالفعل بإستخدام الطاقة الشمسية.

تطبيقات الطاقة الشمسية:-

- السخانات الشمسية :

التي تعمل على تدفئة وتسخين مياه المنازل السكنية بإستخدام الطاقة الشمسية ، والفكرة العامة لعمله أنه يتكون من مُجمع شمسي يقوم بتجميع وإمتصاص أشعة الشمسي ويوجد بالمجمع عازل حراري للإحتفاظ بأكبر قدر من حرارة الشمس ممكنة. ومن ثمَّ انتقال تلك الحرارة إلى المياه الموجودة في مواسير من معدن موصل جيد للحرارة فتسخن المياه، وإما أن يتم استخدام المياه الساخنة مباشرة أو تقوم هذه المياه الساخنة بتسخين المياه المستخدمة والتي تمر عبر مبادل حراري آخر ( دورة آخرى غير دورة المياه الساخنة ).

والنوع الثاني أفضل لأنه يتم شحن السخان بالمياه ( السائل الحراري ) مرة واحدة فقط ( دائرة مغلقة) ولا تتغير إلا إذا حدث تسريب أو عطل في السخان وتم تفريغها إضطرارياً، وهذا يحافظ على المواسير المعدن من التآكل والصدأ مما يطيل من العمر الإفتراضي للسخان.

مميزات السخانات الشمسية:

السخان يُركب فوق سطح المنزل مما يوفر مكان في الحمام أو المطبخ.
آمن ولا يصدر ضوضاء.
توفير في فاتورة الكهرباء بالتأكيد لأنه يغني عن السخان الكهربائي.

عيوب السخان الشمسي:

رغم أنه يوفر في فاتورة الكهرباء، إلا أن تكلفة شراء السخان تعتبر مكلفة مقارنة بالسخان الكهربائي ولا تتحقق الجدوى الإقتصادية منه إلا على المدى الزمني البعيد.
أثناء الليل تفقد المياه المخزنة في السخان بعض من درجات الحرارة ولكن قيمة الفقد طفيفة لأن الخزان يكون معزول من الداخل مما يحافظ على المياه ساخنة أطول وقت ممكن.
إذا زاد معدل إستهلاك المياه ليلاً ، فإنه يعمل بالسخان الكهربائي الإحتياطي الذي يُركب مع السخان مما يؤدي إلى تقليل نسبة التوفير.
كفائته تقل في أيام الغيوم.

- الألواح الشمسية :

التطبيق الثاني وهو توليد الكهرباء من ضوء الشمس بواسطة الألواح الشمسية. اللوح الشمسي مصنوع من مادة السيليكون وعند سقوط ضوء الشمسي يتم توليد تيار مستمر DC وإمرارة على محول تيار كي يحوله إلى تيار متردد AC مناسب للأحمال المنزلية.

المميزات:

توفير في فاتورة الكهرباء
إذا كانت المنظومة مرتبطة بشبكة الحكومة وأنتجت كيلووات أعلى من إستهلاكك يمكنك أن تبيع كيووات للحكومة، وقد أصدرت الدولة هنا في مصر قانون بخصوص هذا الأمر لتشجيع تركيب منظومات شمسية لتوليد الكهرباء.
مناسب للمناطق النائية البعيدة.
يمكن أن يكون إقتصادي على المدى البعيد حيث العمر الإفتراضي للألواح قد يصل إلى أكثر من 20عام.

عيوبه:

تكلفة الإنشاء العالية
والمساحة المطلوبة للألواح ، حيث أنه لإنتاج واحد كيلو وات نحتاج مساحة حوالي 10 متر مربع ، ومازال التطور والبحث مستمر في كيفية تصنيع خلايا شمسية تنتج قدرات كهربائية عالية وهذا بدوره سوف يقلل المساحات المطلوبة لإنتاج الكيلو وات.