تركيب الطاقة الشمسية ومجالات إستخدامها المختلفة 2021
المحتويات
لمن يرغب في معرفة ما هي تركيب الطاقة الشمسية الأساسية والتي هي ناتجة من التفاعلات، يمكنك التعرف عليها أكثر في هذه المقالة المقدمة إليكم والتي تذكر جميع المعلومات التي قد ترغب بمعرفتها، عبر موقع الطاقة الذكية.
ماهية الطاقة وكيفية تركيبها
- يمكننا بسهوله تعريف الطاقة علي أنها هي المقدرة على بذل الشغل أو العمل، ولكى يقوم الإنسان بنشاطه اليومي وحركته فلا بد له أن يحصل علي طاقة.
- ويكتسب الإنسان طاقته من خلال الغذاء، وكذلك الآلة تريد طاقة لكي تقوم بأداء أعمالها.
- ومما سبق نستنتج أن كلاً من الجماد أو الإنسان أو أي كائن حي عندما يستعمل الطاقة فإنه يقوم بتحويلها من صورة إلي أخرى.
- وهذا من أجل أن يستفيد منها ومن هذا المنطلق نشأت ضرورة توفر مصادر الطاقة المختلفة.
- وتعد الشمس من أكبر مصادر الحرارة والضوء على سطح الأرض وتنتشر الطاقة المنطلقة من الشمس علي الارض تبعاً لقرب كل مكان من خط الاستواء.
تركيب الطاقة الشمسية
- أو ما يسمى بالإشعاع الشمسي وهي عبارة عن الطاقة التي تنبعث بشكل أساسي على شكل حرارة وضوء في أشعة الشمس.
- وتركيب الطاقة الشمسية نتاج تفاعلات نووية من أقرب نجم، وهذه الطاقة مهمة بالنسبة للأرض والكائنات الحية الموجودة على سطحها.
- والطاقة الشمسية ناتجها يتجاوز بكثير الطلب الإجمالي الحالي على الطاقة في العالم.
- وإذا تم استخدام تركيب الطاقة الشمسية وتطويرها بشكل عقلاني فيمكنها تلبية جميع احتياجات الطاقة المستقبلية.
تطبيقات استغلال الطاقة الشمسية
بعض التعرف على تركيب الطاقة الشمسية يجدر الإشارة إلى إن تطوير الطاقة الشمسية في حياتنا له عدد كبير من التطبيقات الجديدة والقديمة، وفيما يلي شرح لذلك.
التطبيق القديم
تتضمن أمثلة التطبيقات القديمة التي تستخدمها الطاقة الشمسية ما يلي:
- تطبيقات البناء والتشييد: حيثكان يتمتوجيه المنزل ونوافذه نحو أشعة الشمس.
- ولحاجة امتصاص الضوء والحرارة في المنزل، كان من المحبذ أن يتم اختيار نوع مواد البناء حتى تمتص الحرارة وتخزنها
- التطبيقات الزراعية: حيث يتم تحويل ضوء الشمس إلى طاقة حرارية دفيئة، ويُذكر أن هذه الطريقة تساعد على تعزيز زراعة ونمو النباتات غير الموسمية.
- التطبيق في التعقيم: بحسب التقارير في بعض المناطق يتم استخدام طباخ شمسي خاص معدل لتعقيم الأدوات الطبية في العيادات.
- كما أظهرت الدراسات أن البكتيريا والفيروسات والطفيليات الموجودة في الجسم عند تعرض الماء لأشعة الشمس لعدة ساعات.
- ولكن نظرًا لتقدم الوقت وتطور التكنولوجيا، لذلك انخفضت استخدام هذه التطبيقات منذ زمن طويل.
- وعلى الرغم من ذلك يوجد أكثر من 2 مليون شخص في البلدان النامية يستخدمون هذه الأساليب اليومية.
تعرف على: تكلفة الطاقة الشمسية ونصائح هامة عند تركيب الطاقة 2021
تطبيقات مختلفة
تشمل التطبيقات القديمة المختلفة التي طورتها الطاقة الشمسية ما يلي:
- الطهي باستخدام المواقد الشمسية: وذلك باستخدام صندوق يجمع ضوء الشمس ويستخدم حرارته لطهي الطعام.
- وقد تم صنعه لأول مرة في عام 1767 بواسطة فيزيائي سويسري الجنسية.
- استخدام السخانات الشمسية للتدفئة: والتي تستخدم ضوء الشمس وتستخدمها لتسخين المياه في المنازل والمباني.
- من خلال نظام خاص للألواح الشمسية يتم تركيبه على سطح المبنى.
التطبيقات الحديثة
ومن الأمثلة على التطبيقات الحديثة التي تستخدم الطاقة الشمسية توليد الكهرباء من الطاقة الشمسية، وفيما يلي أشهر تفسير لهذه الطرق:
- البطاريات الشمسية: تقوم الخلايا الشمسية بتحويل ضوء الشمس مباشرة إلى طاقة كهربائية.
- وبما أن الخلية الواحدة تولد طاقة ولكنها أقل، لذلك يجب تجميع عدد كبير من الخلايا معًا.
- فعلى سبيل المثال يمكن للألواح الشمسية الموجودة على سطح المبنى أن تولد طاقة كافية.
- ويستخدم هذا النوع من الوحدات في الأقمار الصناعية وشبكات الاتصالات على مستوى الفضاء.
- بينما على مستوى الأرض تم استخدام هذه الوحدات للآلات الحاسبة والساعات والمنازل والمباني التجارية والملاعب.
مميزات استخدام الطاقة الشمسية
- الطاقة الشمسية مستدامة ومتجددة، مما يعني أنها لن تستنفد لأنها مصدر طبيعي من الشمس.
- اللوحة سهلة التركيب ولا تتطلب مهارات أو معدات خاصة، هذا على عكس محطات الرياح التي تتطلب قدرات تشغيلية خاصة.
- في المشاريع المنزلية الصغيرة يمكن تركيب هذه الألواح على سطح المنزل، وهي تختلف عن طاقة الرياح التي تتطلب مرافق ومشاريع كبيرة.
- يمكن استخدامها في المناطق النائية بدون توصيل الكابل.
- إنها أفضل طريقة للحصول على الكهرباء في الجبال والصحاري وأعالي البحار، كما أنها تستخدم لتلبية احتياجات الطاقة للأقمار الصناعية.
- لا يحتاج إلى صيانة لأنه تم تركيب اللوحة مرة واحدة، ولا يتبق للعمل سوى القليل لتنظيف المياه ورشها للحفاظ على انتظام عملها.
- تكاد تكون إمدادات الطاقة الشمسية غير مرئية، خاصة عند استخدام الألواح المثبتة على سطح المبنى.
- محطات الطاقة الشمسية والألواح الشمسية في المنزل لا تنتج أي انبعاثات أو ضوضاء، ولا تسبب أي آثار ضارة على البيئة.
- استثمار جاذب عند بيع المنتجات لشركات التوزيع.
- يمكن بها تجنب الزيادات الحالية والمستقبلية في أسعار الكهرباء.
عيوب الطاقة الشمسية
- التكلفة الأولية لشراء هذا النظام مرتفعة للغاية، يتضمن ذلك الدفع مقابل اللوحات والمحولات والبطاريات والأسلاك وإطارات التثبيت.
- تمثل هذه التكلفة عقبة أمام ذوي الدخل المنخفض الذين يتلقون حاليًا الكهرباء المدعومة من الحكومة ولا يحتاجون إلى إنفاق آلاف الدولارات على أنظمة الطاقة الشمسية.
- تنخفض كفاءة النظام في الأيام الممطرة والغيوم.
- لذلك في النظام المستقل عن الشبكة يجب تصنيع البطارية لمدة ثلاثة أو أربعة أيام لتجنب انقطاع التيار الكهربائي في الطقس العاصف.
- على الرغم من وجود بعض الأيام الملبدة بالغيوم في الدول العربية.
- إلا أن تصميم النظام يجب أن يأخذ في الاعتبار أنه لن يكون هناك انقطاع في التيار الكهربائي على الإطلاق.
- يعد تخزين الطاقة في البطاريات أمرًا مكلفًا.
- في نظام الري يتم استخدام الطاقة الشمسية فقط خلال النهار دون الحاجة إلى بطاريات.
مجالات استخدام الطاقة الشمسية
فيما يلي نذكر لك الأنظمة التي يمكنك استخدام الطاقة الشمسية على النحو التالي:
أنظمة الطاقة الكهروضوئية
- يعد نظام الطاقة الكهروضوئية أحد أكثر الطرق شيوعًا لاستخدام الطاقة الشمسية، ويسمى أيضًا نظام الخلايا الشمسية.
- فهو يولد الكهرباء مباشرة من ضوء الشمس، وعندما تتعرض الألواح الشمسية لأشعة الشمس تمتص هذه البطاريات الطاقة من ضوء الشمس.
- وهذا نوع من الطاقة يتكون النظام من خلايا شمسية مصنوعة من مواد شبه موصلة.
- وعندما تتعرض هذه المواد لأشعة الشمس تتحرك الإلكترونات في الذرات التي تحفز هذه المواد بعيدًا عن النواة.
- وهذا يسمح لها بالمرور عبر مادة أشباه الموصلات لإنتاج طاقة كهربائية يمكن استخدامها مباشرة أو تخزينها في البطاريات.
- عملية تحويل ضوء الشمس (الفوتونات) إلى طاقة كهربائية ( الجهد) يسمى التأثير الكهروضوئي.
اقرا ايضا: افضل مشروع للطاقة الشمسية واهم اهدافه ومميزاته
أنظمة الطاقة الشمسية المركزة
- يعتمد النظام الشمسي المركز على استخدام المرايا والعدسات لتجميع الكثير من ضوء الشمس في منطقة صغيرة ثم تحويل الطاقة الشمسية إلى حرارة.
- يتكون نظام الطاقة الشمسية المركزة من وحدات رئيسية، ويدمج المجال الشمسي الطاقة الشمسية المحولة إلى حرارة.
- الخزان الساخن: استخدم الملح المصهور كوسيط لتخزين الحرارة لتخزين الطاقة الحرارية.
- أيضا وحدة إنتاج الطاقة: تستخدم هذه الوحدة التوربينات البخارية لتوليد الكهرباء وتستخدم الطاقة الشمسية لتوليد البخار.
- تستخدم تقنية الأنظمة الشمسية للتدفئة (أنظمة الطاقة الشمسية) الطاقة الحرارية من الشمس لتوفير الماء الساخن والتدفئة للمنشآت السكنية والتجارية والصناعية.
- كذلك توفر هذه الأنظمة بدائل لاستخدام الكهرباء أو الغاز الطبيعي وتشمل هذه الأنظمة ثلاثة عناصر رئيسية وهي: المجمعات الرئيسية وأنابيب العزل وخزانات الماء الساخن.
- كما يمكن أن تشتمل هذه الأنظمة على أدوات اختيارية مثل وحدات التحكم الإلكترونية وأنظمة مانع التجمد عند الحاجة خاصة في المناخات الباردة.
