استخدامات الطاقة الشمسية في توليد الكهرباء

استخدامات الطاقة الشمسية في توليد الكهرباء ليست أمر جديد على البشرية، بل إن استخدام الطاقة الشمسية من قديم الأزل، كل ما جد هو تطوير تكنولوجيا استخدامها، وفي ظل الاقتراب من نفاذ موارد الطاقة الغير متجددة والمعتمدة حاليًا توجه العالم إلى استخدامات الطاقة الشمسية في توليد الكهرباء وهذا ما نوضحه بالتفصيل في الموضوع.

تعرف على الطاقة الشمسية للمنازل وأنواعها

استخدامات الطاقة الشمسية في توليد الكهرباء

يتم استخدامات الطاقة الشمسية في توليد الكهرباء بطريقتين وهما:

• الطاقة الضوئية: 

وهي الطريقة المستخدمة منذ القدم وتم اعتمادها وتطويرها منذ  30 عامًا، وهذه الطريقة تعتمد في الأساس على وجود الخلايا الكهروضوئية، تتكون هذه الخلايا من من طبقات رقيقة من السيليكون ومواد أخرى، وهي على شكل موصلات مربعة الشكل، وعندما تصلها أشعة الشمس تبدأ التفاعلات الكيميائية داخل الخلية بإطلاق إلكترون يولد تيارًا كهربائيًا، من خلال هذا التيار تستطيع أن تمد أبنية من الطاقة الكهربائية م خلال أشعة الشمس.

• الطاقة الحرارية: 

وهي التقنية التقليدية التي تستخدم فيها عاكسات تركز أشعة الشمس لتكوين البخار لتشغيل المولدات الكهربائية، ومن الجدير بالذكر أنه تنتشر في الأسواق تقنيتان تعتمدان على الطاقة الحرارية، الأولى استغلال حرارة أشعة الشمس لتسخين غاز الهيليوم أو غاز الهيدروجين أو الصوديوم السائل لتكوين غاز مضغوط أو بخار لتحريك التوربينات لتوليد الكهرباء، والثانية توجيه مرايا تعكس أشعة الشمس إلى برج كبير بداخله سوائل، تتحول إلى بخار يدفع التوربينات وبالتالي توليد الكهرباء.

مميزات استخدامات الطاقة الشمسية في توليد الكهرباء

بالطبع هناك العديد من المميزات لـ استخدامات الطاقة الشمسية في توليد الكهرباء لعل أبرزها أنها مجانية ونظيفة ولكن هناك العديد من المميزات الأخرى نوضحها لكم تفصيليًا في ما يلي:

1. مصدر للطاقة غير قابل للنفاذ

وهي الميزة الأساسية التي جعلت العالم يتجه إلى استخدامات الطاقة الشمسية في توليد الكهرباء، فإن أهم شيء هو أن الطاقة الشمسية هي مصدر طاقة متجددة حيث يمكن تسخيرها في جميع مناطق العالم وهي متاحة كل يوم، ولا يمكننا نفاد الطاقة الشمسية على عكس بعض مصادر الطاقة الأخرى، ستكون الطاقة الشمسية متاحة طالما أن لدينا الشمس، وبالتالي فإن ضوء الشمس سيكون متاحًا لنا لمدة 5 مليارات سنة على الأقل بحسب تقدير العلماء.

2. التخلص من التكلفة الشهرية

يقول البعض أن استخدامات الطاقة الشمسية في توليد الكهرباء مكلفة، حيث أن شراء سخان يعمل بالطاقة الشمسية سيكلفك أكثر من شراء سخان يعمل بالغاز أو الكهرباء، وهذا وان كان صحيحًا فإنه منافي للصحة، لأن اعتمادك على الطاقة الشمسية لن يكلفك أي فواتير شهرية كما الحال مع موارد الطاقة الأخرى، وذلك نظرًا لأنك ستلبي بعض احتياجاتك من الطاقة بالكهرباء التي أنتجها نظامك الشمسي، فسوف تنخفض فواتير الطاقة الخاصة بك، يعتمد المبلغ الذي توفره على فاتورتك على حجم النظام الشمسي واستخدامك للكهرباء أو الحرارة. علاوة على ذلك، لن توفر فقط على فاتورة الكهرباء فحسب، بل هناك أيضًا إمكانية لتلقي مدفوعات الطاقة الفائضة التي تقوم بتصديرها إلى الشبكة، إذا قمت بتوليد كهرباء أكثر مما تستخدم (مع الأخذ في الاعتبار أن نظام الألواح الشمسية الخاص بك متصل بالشبكة).

3. صيانة بتكلفة منخفضة

لا تتطلب أنظمة الطاقة الشمسية عمومًا الكثير من الصيانة، ما عليك سوى ابقائها نظيفة نسبيًا لذا فإن تنظيفها عدة مرات سنويًا سيؤدي المهمة، ويمكنك دائمًا الاعتماد على شركات التنظيف المتخصصة لهذا التي تقدم هذه الخدمة بمبالغ يسيرة يتيسر على المعظم دفعها. توفر معظم الشركات المصنعة للألواح الشمسية الموثوقة ضمانًا لمدة 20-25 عامًا، أيضًا نظرًا لعدم وجود أجزاء متحركة لا يوجد تآكل وتمزق، عادة ما يكون العاكس هو الجزء الوحيد الذي يحتاج إلى التغيير بعد 5-10 سنوات لأنه يعمل باستمرار على تحويل الطاقة الشمسية إلى كهرباء وحرارة (الطاقة الشمسية الكهروضوئية مقابل الطاقة الشمسية الحرارية)، بصرف النظر عن العاكس تحتاج الكابلات أيضًا إلى الصيانة لضمان تشغيل نظام الطاقة الشمسية بأقصى كفاءة، لذا بعد تغطية التكلفة الأولية للنظام الشمسي يمكنك توقع إنفاق قليل جدًا على أعمال الصيانة والإصلاح.

4. استخدامات متعددة

يمكن استخدام الطاقة الشمسية لأغراض متنوعة، حيث يمكنك توليد الكهرباء (الخلايا الكهروضوئية) أو الحرارة (الطاقة الشمسية الحرارية)،كما يمكن استخدام الطاقة الشمسية لإنتاج الكهرباء في المناطق التي لا تصل إلى شبكة الطاقة، وتقطير المياه في المناطق ذات إمدادات المياه النظيفة المحدودة وتشغيل الأقمار الصناعية في الفضاء، يمكن أيضًا دمج الطاقة الشمسية في المواد المستخدمة في المباني، وسيأتي الحديث تفصيلًا عن استخدامات الطاقة الشمسية في ما بعد

مالا تعرفه عن أفضل مواصفات السخانات الشمسية بالتفصيل

استخدامات الطاقة الشمسية في الزراعة

من أهم استخدامات الطاقة الشمسية في توليد الكهرباء هي استخدامها في الزراعة، حيث أن مجال الزراعة من أكثر المجالات التي استفادت من الطاقة الشمسية، وهذا ما سنوضحه لكم في السطور القادمة:

• استخدام الطاقة الشمسية في الزراعة لتجفيف المحاصيل والحبوب

تتلف نسبة كبيرة من المنتجات الزراعية أثناء التجفيف التقليدي في الهواء الطلق. يمكن أن يؤدي استخدام طريقة التجفيف الشمسي إلى تجفيف المحاصيل بشكل أسرع وبمعدل متساوي من تركها مفتوحة في الحقل مع ميزة إضافية للحماية من الطيور والحشرات والديدان.

غالبًا ما يصعب تجفيف المحاصيل القابلة للتلف بسهولة، وتنتهي معظم النسبة بالفساد، ولكم مع التجفيف الشمسي يمكنك بسهولة تجفيف هذه المحاصيل وتمكين أوقات تخزين أطول ونقل أسهل، سيؤدي هذا إلى تقليل عدد المحاصيل الفاسدة بشكل كبير ويساهم في زيادة دخل المزارعين.

هناك أنواع مختلفة من مجففات الطاقة الشمسية، مثل التجفيف المباشر (مجفف الصندوق الشمسي) أو التجفيف غير المباشر (مجفف خزانة الطاقة الشمسية) أو التجفيف المختلط (مجفف النفق الشمسي) أو التجفيف الهجين (مجفف الطاقة الشمسية المختلط / خزانة خزانة الكتلة الحيوية).

عادة يتكون جهاز التجفيف الشمسي من سقيفة ورف تجفيف ومجمع شمسي، يلقي السقيفة الحرارة الشمسية القادمة من النافذة المواجهة للجنوب والحمل الحراري الطبيعي أو المروحة الشمسية تدفع الحرارة.

• استخدام الطاقة الشمسية في الزراعة للتدفئة المسببة للاحتباس الحراري

تستخدم البيوت الزجاجية عادة الطاقة الشمسية لأداء وظيفتها المحددة، ولكن يجب تنظيمه بالغاز والنفط للحفاظ على درجة حرارة ثابتة، هناك العديد من الطرق التي يمكنك اتباعها لزيادة كفاءة الدفيئة الخاصة بك ولكن استخدام بالوعة الحرارة عادة ما يتم اختياره من قبل المزارعين.

الطريقة الأسهل والمختارة لتنظيم درجة الحرارة داخل الدفيئة هي استخدام كتلة حرارية تسمى بالوعة الحرارة، الكتلة الحرارية هي أي مادة تمتص الطاقة وتخزنها لاستخدامها لاحقًا، أحد الأمثلة على ذلك هو الماء يمكن استخدام الحرارة الشمسية المحجوزة في الماء لتنظيم درجة الحرارة.

• استخدامات الطاقة الشمسية في توليد الكهرباء للزراعة

يمكن أيضًا استخدام ضوء الشمس لتوليد الكهرباء باستخدام الألواح الشمسية الكهروضوئية، غالبًا ما يكون هذا النهج مناسبًا للتكلفة مقارنة بالأساليب التقليدية لتوفير الكهرباء خاصة إلى مكان بعيد حيث تواجه مشكلة في إنشاء خطوط نقل الطاقة، ليس لديهم أجزاء متحركة ويسهل صيانتها من وقود الديزل.

يمكن استخدام الطاقة الشمسية في الزراعة على مجموعة واسعة من التطبيقات تشمل أهمها الري، وتبريد المنتجات الزراعية، وطحن الحبوب، والمبارزة الكهربائية وما إلى ذلك، على الرغم من أن تطبيق نظام الطاقة الشمسية الكهروضوئية يقتصر على الأجهزة ذات المدخلات الصغيرة من الطاقة، إلا أنه سيساعدك على تقليل اعتمادك على الكهرباء، بالإضافة إلى ذلك من المتوقع أن تنخفض تكلفة الأنظمة الكهروضوئية بمرور الوقت.

المراجع

biotecharticles