الامارات 7 - الطاقة الشمسية هي الإشعاع الذي تبعثه الشمس، والذي يتسبب في توليد الحرارة ويؤدي إلى تفاعلات كيميائية. يمكن استغلال هذه الطاقة في مجالات متعددة عبر تحويلها إلى أنواع أخرى من الطاقة مثل الطاقة الحرارية والكهربائية. وتعد كمية الطاقة الشمسية التي تصل إلى الأرض أكبر بكثير من احتياجاتها الحالية والمستقبلية، مما يجعلها مصدرًا واعدًا إذا تم استغلالها بشكل جيد. الطاقة الشمسية هي مصدر طاقة متجدد لا ينضب، كما أنها لا تلوث البيئة كما تفعل الوقود الأحفوري مثل الفحم والنفط والغاز الطبيعي.
رغم أن كمية الأشعة الشمسية التي تصل إلى الأرض قليلة مقارنة بما تنتجه الشمس، إلا أن الغلاف الجوي يعكس جزءًا كبيرًا منها، بينما تمتص المحيطات والغيوم جزءًا آخر. أما النسبة المتبقية فتعتمد على تحويل الطاقة الشمسية إلى أشكال أخرى. تنقسم الأشعة الشمسية الساقطة إلى الضوء المرئي بنسبة 50% تقريبًا، وأشعة تحت الحمراء بنسبة 45%، مع كميات قليلة من الأشعة فوق البنفسجية.
فوائد الطاقة الشمسية:
توليد الطاقة الحرارية: يتم تحويل الطاقة الشمسية إلى حرارة باستخدام الألواح الشمسية التي تحتوي على طبقة معدنية سوداء مغطاة بزجاج، حيث يتم تسخين هذه الألواح عند تعرضها لأشعة الشمس، وتُستخدم الحرارة الناتجة في تسخين المياه أو التدفئة المركزية.
توليد الكهرباء: الخلايا الشمسية تحول الضوء إلى طاقة كهربائية بفضل المواد شبه الموصلة مثل السليكون، ويُمكن تجميع الخلايا الشمسية لتوليد كميات أكبر من الكهرباء لتلبية احتياجات المناطق السكنية والصناعية.
تحلية المياه: يمكن استخدام الطاقة الشمسية لتحلية المياه عن طريق تقنيات نانوية، حيث يتم فصل بخار الماء من المياه المالحة، مما يساهم في توفير مياه نظيفة باستخدام الطاقة الشمسية بشكل فعال.
استخدامات أخرى: الطاقة الشمسية تُستخدم في إنتاج الهيدروجين النظيف من خلال عملية مشابهة للتمثيل الضوئي، حيث يُفصل الأوكسجين عن الهيدروجين في المياه.
كمية الطاقة الشمسية الساقطة على الأرض:
تقدر كمية الطاقة الشمسية الساقطة على الأرض بحوالي 174 مليون بيتا واط سنويًا، حيث يُعكس 30% منها بواسطة الغلاف الجوي. أما النسبة المتبقية فتمتصها المحيطات والكتل الأرضية والغلاف الجوي، مما يؤدي إلى ظواهر جوية مثل الأمطار والأعاصير. تلعب الطاقة الشمسية أيضًا دورًا أساسيًا في عملية التمثيل الضوئي للنباتات التي تحول الطاقة الشمسية إلى طاقة كيميائية، مما يساعد في إنتاج الغذاء والوقود الأحفوري.
رغم أن كمية الأشعة الشمسية التي تصل إلى الأرض قليلة مقارنة بما تنتجه الشمس، إلا أن الغلاف الجوي يعكس جزءًا كبيرًا منها، بينما تمتص المحيطات والغيوم جزءًا آخر. أما النسبة المتبقية فتعتمد على تحويل الطاقة الشمسية إلى أشكال أخرى. تنقسم الأشعة الشمسية الساقطة إلى الضوء المرئي بنسبة 50% تقريبًا، وأشعة تحت الحمراء بنسبة 45%، مع كميات قليلة من الأشعة فوق البنفسجية.
فوائد الطاقة الشمسية:
توليد الطاقة الحرارية: يتم تحويل الطاقة الشمسية إلى حرارة باستخدام الألواح الشمسية التي تحتوي على طبقة معدنية سوداء مغطاة بزجاج، حيث يتم تسخين هذه الألواح عند تعرضها لأشعة الشمس، وتُستخدم الحرارة الناتجة في تسخين المياه أو التدفئة المركزية.
توليد الكهرباء: الخلايا الشمسية تحول الضوء إلى طاقة كهربائية بفضل المواد شبه الموصلة مثل السليكون، ويُمكن تجميع الخلايا الشمسية لتوليد كميات أكبر من الكهرباء لتلبية احتياجات المناطق السكنية والصناعية.
تحلية المياه: يمكن استخدام الطاقة الشمسية لتحلية المياه عن طريق تقنيات نانوية، حيث يتم فصل بخار الماء من المياه المالحة، مما يساهم في توفير مياه نظيفة باستخدام الطاقة الشمسية بشكل فعال.
استخدامات أخرى: الطاقة الشمسية تُستخدم في إنتاج الهيدروجين النظيف من خلال عملية مشابهة للتمثيل الضوئي، حيث يُفصل الأوكسجين عن الهيدروجين في المياه.
كمية الطاقة الشمسية الساقطة على الأرض:
تقدر كمية الطاقة الشمسية الساقطة على الأرض بحوالي 174 مليون بيتا واط سنويًا، حيث يُعكس 30% منها بواسطة الغلاف الجوي. أما النسبة المتبقية فتمتصها المحيطات والكتل الأرضية والغلاف الجوي، مما يؤدي إلى ظواهر جوية مثل الأمطار والأعاصير. تلعب الطاقة الشمسية أيضًا دورًا أساسيًا في عملية التمثيل الضوئي للنباتات التي تحول الطاقة الشمسية إلى طاقة كيميائية، مما يساعد في إنتاج الغذاء والوقود الأحفوري.