توليد الكهرباء من الطاقة الشمسية وأهم فوائدها على البيئة
المحتويات
سأوضح لكم اليوم عبر موقع الطاقة الذكية كيف يتم توليد الكهرباء من الطاقة الشمسية حيث أن الشمس مصدر جيد للكهرباء وله الكثير من المميزات عند استخدامها، ويتم هذا حيث تمتص الألواح الشمسية الأشعة تحت الحمراء وايضا الفوق بنفسجية والأشعة الضوئية للشمس كل هذا بمقدار معين إلي أن يتم الحصول على الكهرباء التي يمكن استخدامها الكثير من الأجهزة وهى تعمل بجودة عالية كما إنه يظهر التوفير من خلالها بعد ذلك.
تعريف الطاقة الشمسية
- يمكن تعريف الطاقة الشمسية من خلال القول إنها الطاقة التي تنتج عن تحول الأشعة الشمسية إلى كهربائية.
- وهي مصدر هام للغاية الطاقة المتجددة، والتي يتم نموها بشكل سريع، كما إنه يتنبأ مستقبليا بأنها سوف تستخدم بالكثير من المجالات.
- يتم إلقاء الإشعاع الشمسي على الأرض بنسب مختلفة على المناطق المختلفة، ويتم انبعاث هذا الشعاع على هيئة ضوء يتم إلتقاطه بتقنية طاقة الشمس وبعد ذلك يتم تحويله لمختلف الأشكال للطاقة.
مجالات استخدام الطاقة الشمسية
وتتعدد مجالات استخدام الطاقة الشمسية وهي كالتالي:-
أنظمة الطاقة الكهروضوئية
وهذا النظام يتم استخدامه كثيرا كما انه يطلق عليه نظام الخلايا الشمسية ويمكن من خلاله إنتاج الكهرباء من الضوء بشكل مباشر عند إلقاء الضوء على اللوح، حيث تمتص الخلايا الطاقة من الضوء وبعد ذلك يتم توليد شحنات كهربية وبالتالي يتدفق الكهرباء.
وهذا النظام مكون من الكثير من الخلايا الشمسية وعند تعرضها لأشعة الشمس فإنها تعمل على تحفيز الإلكترونات التي تتواجد بذرات تلك المواد، وينتج عن هذا توليد الكهرباء التي يمكن أن تستخدم بشكل مباشر أو تخزن بالبطارية، وتلك العملية يطلق عليها التأثير الكهروضوئي.
أنظمة الطاقة الشمسية المركزة
هذه الأنظمة اعتمادها يكون على العدسة والمرايات كي تركز كميات كبيرة من الضوء على مكان صغير، وبعد ذلك يتم تحويله الطاقة لحرارة، كما أن هذه الأنظمة تتكون من ثلاث وحدات وهما كالتالي:-
- المجال الشمسي: حيث يتم من خلال تحويل طاقة الشمس الحرارية.
- خزان الحرارة: يمكن من خلال ان تخزن الطاقة الحرارية وذلك عن طريق الملح الذي ينصهر حيث إنه يعمل الوسيط.
- وحدة إنتاج الطاقة: حيث يتم توليدها بواسطة التوربينات البخارية التي تتم بالبخار.
أنظمة الطاقة الشمسية التسخين
- حيث يمكن من خلال استخدام الطاقة الحرارية كي يتم توفير المياه الساخنة وتوفير الدفء إلى الكثير من المنشآت.
- وهذه الأنظمة مكونة من 3 عناصر وهما خزان المياه الساخنة وايضا المجمع الأساسي والأنابيب المعزولة، كما يمكن توفير الحرارة الداخلية وهما:-
- طريقة التدفئة الشمسية النشطة: حيث إنه يتم من خلال تدوير المياه توفير الحرارة المناسبة.
- طريقة التسخين الشمسي السلبي: وهذه الطريقة تجعل المباني تنتقل الحرارة بداخلها بالطريقة الطبيعية دون الحاجة للعامل الخارجي.
تعرف على: أجهزة الطاقة الشمسية
فوائد الطاقة الشمسية على الفرد
بالطبع يوجد العديد من الفوائد الطاقة الشمسية والتي تتمثل فيما يلي:-
- حيث إنها من مصادر الطاقة المتجددة وهي لم تنتهي على الإطلاق خاصة ان الكثير من الطاقات.
- يمكن ان تنتهي وقد قال العلماء ان أن هذه الطاقة يمكن ان تستخدم لمدة تصل إلي 5 مليار من السنين.
- كما ان الإنسان يمكن استخدامها فس الكثير من المجالات.
- وسيلة لتقليل فواتير الطاقة: حيث إنه يمكن الفرد ان يستبدل باقى مصادر الطاقة الأخرى بالطاقة الشمسية.
- وكلما استخدمه الفرد كثيرا وزاد من ذلك فيمكن ان يقلل من فاتورة الكهرباء.
- استخدامها في تطبيقات متنوعة: حيث يمكن استخدام الطاقة الشمسية في تقطير المياه المناطق.
- التي تعاني من وجود مياه جيدة نظيفة كما يمكن استخدامها في الاقمار الصناعية حيث يتم تشغيلها بها إضافة إلي ذلك إنها تولد كلا من الطاقة الحرارية الكهربية.
- انخفاض تكاليف الصيانة: حيث إنها لا تحتاج إلي الصيانة عدد كثير من المرات ولكن يمكن صاحب الأمر أن يقوم بالتنظيف بنفسه كما يمكن ان يستعين بالشركات المتخصصة.
توليد الكهرباء من الطاقة وفوائدها على البيئة
اما عن فوائدها على البيئة فيمكن التوضيح من خلال ما يلي:-
- تعمل على حفظ المياه.
- تساعد على التقليل من تلوثات المياه.
- تجعل حالة التغيرات المناخية بطيئة.
- تقلل من آثار انبعاثات الكربون.
- يمكن من خلالها استخدام الوقود العضوي بشكل اقل.
معوقات توليد الكهرباء من الطاقة
بالطبع يوجد معوقات استخدام الطاقة الشمسية التي لا تمكن من استخدامها كبديل لمصادر الطاقة الأخرى، ومن بين هذه المعوقات ما يلي:-
- تكلفة الإنشاء الأولية: حيث ان تركيب الألواح وإشهاره ومتطلباته يتطلب الكثير من المال.
- وبالطبع يوجد الكثير من الأسر التي لا يمكنها أن تتحمل هذه التكاليف وبالتالي لا يمكنها الإنشاء.
- الا عن طريق قرض مثلا، ويجب التعرف ان التكلفة تكون في البداية فقط ولكن مع مرور الوقت يمكن تعويض تلك التكلفة عن طريق التوفير.
- الاستخدام الليلي: حيث ان هذه الطاقة يتم عملها بواسطة الشمس وذلك في النهار.
- لذا يجب على الفرد ان يعتمد على اي مصدر آخر للطاقة، كما يمكنه استخدام البطاريات التي تقوم بتخزين الطاقة ولكن هذا الأمر غير متوفر بجميع الاجهزة.
- الحاجة إلي مساحة: حيث أن هذه الألواح تحتاج عند التركيب المساحة الكافية وكلما زاد الاستهلاك منها كلما كان المطلوب لها مساحة أكبر.
- الموقع: حيث يوجد بعض المناطق التي تعاني من قلة الشمس وبالتالي لا يمكن استخدام الطاقة الشمسية.
- كما إنه عند حدوث كسوف للشمس أيضا يتم التأثير على الطاقة ولكن يمكن حل تلك المشكلة مع البطاريات التي تعمل على تخزين الطاقة من أوضحنا اعلاه.
الجدير بالذكر أنه يمكن ان يخزن الطاقة الحرارية منةالاشعو الشمسية بواسطة محلول ملح وعندما يحتاج الفرد الكهرباء، كما يمكن أن تنقل الحرارة من الملح للماء وهذا يتم من خلال أجهزة تعمل على تغيير الحرارة كي تولد الابخرة وذلك عن طريق التوربينات لإنتاج الكهرباء.
اقرأ عن: بطاريات طاقة شمسية
توليد الكهرباء من الطاقة الشمسية
وعن توليد الكهرباء من الطاقة الشمسية فإنها تتم اولا من خلال الألواح الشمسية كما أوضحنا أعلاه وللتوضيح أكثر يمكن ذكر التالي:-
- يحدث ما يسمى الظاهرة الكهروضوئية يتم اصطدام الفوتونات بخلايا الشمس وحينها يتم افتقاد الذرات والإلكترونات.
- ويمكن أيضا تكوين دائرة كهربية عن طريق الربط ما بين كلا من الجوانب الموجبة والسالبة.
- وكل هذا لا يتم إلا بوجود مصدر للكهرباء، حيث أن الإلكترونات يتم تدفقها عن طريق تلك الدائرة.
- وحينها يتم تكوين الخلايا الكهربية، وعندما يتم وضع العديد من الألواح فهذا يزيد من الطاقة الكهربية التي تولد.
- ويمكن توضيح كيف يتكون المجال الكهربي من خلال ان الخلايا الشمسية يتم صنعها من السيليكون وهي شبه الموصلات ويتم تصميمها بطبقتين الموجب والسالب.
- عندما تركب الألواح يتم سقوط الأشعة عليها وبعد ذلك تلك الألواح تحول الضوء إلى تيار بطريقة مباشرة.
- وبعدها يتم تدفقه للعاكس وهو يعمل على تحويل الكهرباء من تيار يعمل باستمرار إلي متردد، وأخيرا يمكن أن تستخدم بالمنزل.
- كما أن الألواح تنتج طاقة كهربية طوال الوقت كما ان مظهرها غاية في الجمال وايضا كفاءتها عالية.
وفي النهاية بعد أن وضحنا الكثير من المعلومات المختلفة حول توليد الكهرباء من الطاقة الشمسية نتمنى لكم الإفادة الكاملة من المقال ونود لكم استخدامها للاستفادة من كافة الفوائد إلي تمنحها.
