الامارات 7 - استخدامات الطاقة الشمسية
تُعرف الطاقة الشمسية بأنها الطاقة التي يتم توليدها عبر امتصاص الأشعة القادمة من الشمس من خلال الألواح الشمسية. وتتميز هذه الطاقة المتجددة بتعدد استخداماتها في مجالات مختلفة، ومن أبرزها:
1. تسخين المياه بالطاقة الشمسية
يُستخدم السخان الشمسي لتسخين المياه كبديل أكثر كفاءة وأقل تكلفة مقارنة بالطرق التقليدية التي تعتمد على حرق الخشب أو الفحم. وعلى الرغم من انخفاض تكلفة الغاز الطبيعي والنفط في أوائل القرن العشرين، إلا أن بعض الدول، مثل أستراليا وإسبانيا، لا تزال تُلزم باستخدام سخانات المياه الشمسية في المباني الجديدة. كما تستغل حوالي 28 دولة نامية هذه الطاقة في تنقية المياه وجعلها صالحة للشرب، وذلك عبر تعبئتها في زجاجات بلاستيكية وتعريضها لأشعة الشمس لعدة ساعات.
2. توليد الكهرباء
تُستخدم الطاقة الشمسية في توليد الكهرباء من خلال أنظمة تعتمد على مرايا تعكس أشعة الشمس إلى نقطة مركزية في قمة برج يحتوي على أنابيب مملوءة بسائل يمتص الحرارة. يتم ضخ هذا السائل الساخن في مولد لتحويله إلى بخار، والذي يقوم بدوره بتشغيل التوربينات المسؤولة عن إنتاج الكهرباء.
3. تدفئة المنازل
يمكن الاعتماد على الطاقة الشمسية لتدفئة الغرف والمنازل من خلال ما يُعرف بـ "الغرفة الشمسية"، حيث تسمح النوافذ الزجاجية بمرور أشعة الشمس إلى الداخل أثناء النهار، مما يرفع درجة الحرارة داخل الغرفة. وللاستفادة من الحرارة بعد غروب الشمس، يمكن استخدام الصخور والنباتات، حيث تعمل الصخور على تخزين الحرارة وإطلاقها تدريجيًا.
4. شحن البطاريات بالطاقة الشمسية
يمكن الاستفادة من ضوء الشمس خلال النهار لشحن أنواع مختلفة من البطاريات، مثل بطاريات تشغيل ألعاب الفيديو، كما تُستخدم هذه البطاريات لتوفير الطاقة خلال الليل أو أثناء انقطاع التيار الكهربائي. ومع ذلك، يحتاج الشحن بالطاقة الشمسية إلى منظم جهد لحماية البطاريات من التلف.
5. النقل بالطاقة الشمسية
يساهم النقل المعتمد على الطاقة الشمسية في تقليل الانبعاثات الضارة، حيث تعتمد بعض المركبات، مثل الحافلات، على بطاريات يتم شحنها باستخدام الطاقة الشمسية، مما يجعلها خالية من التلوث الناتج عن الوقود التقليدي.
6. استخدام الطاقة الشمسية في الصناعات
تُستخدم الطاقة الشمسية في العديد من الصناعات التي تتطلب حرارة مرتفعة دون انبعاثات ضارة، مثل:
معالجة المعادن.
الصناعات الكيميائية.
الصناعات الغذائية.
تحلية المياه.
وتشمل طرق توليد الحرارة في المصانع باستخدام الطاقة الشمسية:
تقنيات الطاقة الحرارية الشمسية.
سخانات المقاومة.
الألواح الكهروضوئية المتصلة بالمضخات الحرارية.
7. الطهو بالطاقة الشمسية
يُعد الطهو باستخدام الطاقة الشمسية طريقة اقتصادية وسهلة الاستخدام، وتتم من خلال:
الأفران الشمسية: وهي صناديق معزولة مزودة بأغطية زجاجية ومرايا لعكس الأشعة الشمسية نحو الداخل، مما يحافظ على الحرارة داخل الفرن.
المُركّزات الشمسية: تعتمد على عاكس دائري يوجَّه مباشرة نحو الشمس لتركيز الأشعة على منصة الطهي.
إيجابيات وسلبيات الطاقة الشمسية
الإيجابيات:
مصدر متجدد ومستدام للطاقة.
يقلل استهلاك الكهرباء من الشبكات التقليدية.
يمكن استخدامها في عدة مجالات.
تكاليف صيانة منخفضة.
قابلة للتطوير مع التقدم التكنولوجي.
السلبيات:
تتطلب تكلفة استثمارية أولية مرتفعة.
تعتمد على حالة الطقس، مما قد يؤثر على كفاءتها.
بطاريات تخزين الطاقة مكلفة.
تحتاج إلى مساحات واسعة لتركيب الألواح الشمسية.
يمكن أن تسبب بعض التلوث البيئي أثناء عملية التصنيع والتركيب.
خاتمة
رغم التحديات التي تواجه استخدام الطاقة الشمسية، إلا أنها تُعد من أكثر مصادر الطاقة الواعدة، لما توفره من مزايا اقتصادية وبيئية، مما يجعلها خيارًا مستدامًا في مختلف القطاعات.
تُعرف الطاقة الشمسية بأنها الطاقة التي يتم توليدها عبر امتصاص الأشعة القادمة من الشمس من خلال الألواح الشمسية. وتتميز هذه الطاقة المتجددة بتعدد استخداماتها في مجالات مختلفة، ومن أبرزها:
1. تسخين المياه بالطاقة الشمسية
يُستخدم السخان الشمسي لتسخين المياه كبديل أكثر كفاءة وأقل تكلفة مقارنة بالطرق التقليدية التي تعتمد على حرق الخشب أو الفحم. وعلى الرغم من انخفاض تكلفة الغاز الطبيعي والنفط في أوائل القرن العشرين، إلا أن بعض الدول، مثل أستراليا وإسبانيا، لا تزال تُلزم باستخدام سخانات المياه الشمسية في المباني الجديدة. كما تستغل حوالي 28 دولة نامية هذه الطاقة في تنقية المياه وجعلها صالحة للشرب، وذلك عبر تعبئتها في زجاجات بلاستيكية وتعريضها لأشعة الشمس لعدة ساعات.
2. توليد الكهرباء
تُستخدم الطاقة الشمسية في توليد الكهرباء من خلال أنظمة تعتمد على مرايا تعكس أشعة الشمس إلى نقطة مركزية في قمة برج يحتوي على أنابيب مملوءة بسائل يمتص الحرارة. يتم ضخ هذا السائل الساخن في مولد لتحويله إلى بخار، والذي يقوم بدوره بتشغيل التوربينات المسؤولة عن إنتاج الكهرباء.
3. تدفئة المنازل
يمكن الاعتماد على الطاقة الشمسية لتدفئة الغرف والمنازل من خلال ما يُعرف بـ "الغرفة الشمسية"، حيث تسمح النوافذ الزجاجية بمرور أشعة الشمس إلى الداخل أثناء النهار، مما يرفع درجة الحرارة داخل الغرفة. وللاستفادة من الحرارة بعد غروب الشمس، يمكن استخدام الصخور والنباتات، حيث تعمل الصخور على تخزين الحرارة وإطلاقها تدريجيًا.
4. شحن البطاريات بالطاقة الشمسية
يمكن الاستفادة من ضوء الشمس خلال النهار لشحن أنواع مختلفة من البطاريات، مثل بطاريات تشغيل ألعاب الفيديو، كما تُستخدم هذه البطاريات لتوفير الطاقة خلال الليل أو أثناء انقطاع التيار الكهربائي. ومع ذلك، يحتاج الشحن بالطاقة الشمسية إلى منظم جهد لحماية البطاريات من التلف.
5. النقل بالطاقة الشمسية
يساهم النقل المعتمد على الطاقة الشمسية في تقليل الانبعاثات الضارة، حيث تعتمد بعض المركبات، مثل الحافلات، على بطاريات يتم شحنها باستخدام الطاقة الشمسية، مما يجعلها خالية من التلوث الناتج عن الوقود التقليدي.
6. استخدام الطاقة الشمسية في الصناعات
تُستخدم الطاقة الشمسية في العديد من الصناعات التي تتطلب حرارة مرتفعة دون انبعاثات ضارة، مثل:
معالجة المعادن.
الصناعات الكيميائية.
الصناعات الغذائية.
تحلية المياه.
وتشمل طرق توليد الحرارة في المصانع باستخدام الطاقة الشمسية:
تقنيات الطاقة الحرارية الشمسية.
سخانات المقاومة.
الألواح الكهروضوئية المتصلة بالمضخات الحرارية.
7. الطهو بالطاقة الشمسية
يُعد الطهو باستخدام الطاقة الشمسية طريقة اقتصادية وسهلة الاستخدام، وتتم من خلال:
الأفران الشمسية: وهي صناديق معزولة مزودة بأغطية زجاجية ومرايا لعكس الأشعة الشمسية نحو الداخل، مما يحافظ على الحرارة داخل الفرن.
المُركّزات الشمسية: تعتمد على عاكس دائري يوجَّه مباشرة نحو الشمس لتركيز الأشعة على منصة الطهي.
إيجابيات وسلبيات الطاقة الشمسية
الإيجابيات:
مصدر متجدد ومستدام للطاقة.
يقلل استهلاك الكهرباء من الشبكات التقليدية.
يمكن استخدامها في عدة مجالات.
تكاليف صيانة منخفضة.
قابلة للتطوير مع التقدم التكنولوجي.
السلبيات:
تتطلب تكلفة استثمارية أولية مرتفعة.
تعتمد على حالة الطقس، مما قد يؤثر على كفاءتها.
بطاريات تخزين الطاقة مكلفة.
تحتاج إلى مساحات واسعة لتركيب الألواح الشمسية.
يمكن أن تسبب بعض التلوث البيئي أثناء عملية التصنيع والتركيب.
خاتمة
رغم التحديات التي تواجه استخدام الطاقة الشمسية، إلا أنها تُعد من أكثر مصادر الطاقة الواعدة، لما توفره من مزايا اقتصادية وبيئية، مما يجعلها خيارًا مستدامًا في مختلف القطاعات.