طاقة شمسيةهو أكثر مصادر الطاقة وفرة على وجه الأرض. يمكن التقاطها واستخدامها بعدة طرق ، وكمصدر للطاقة المتجددة ، هو جزء مهم من مستقبل الطاقة النظيفة لدينا.

الطاقة الشمسية: ما هي وكيف تعمل؟

تقوم الشمس بأكثر مما تقدمه لكوكبنا من مجرد توفير الضوء خلال النهار - كل جزيء من أشعة الشمس (يسمى الفوتون) الذي يصل إلى الأرض يحتوي على طاقة تغذي كوكبنا. الطاقة الشمسية هي المصدر النهائي المسؤول عن جميع أنظمة الطقس ومصادر الطاقة على الأرض ، ويصل عدد كافٍ من الإشعاع الشمسي إلى سطح الكوكب كل ساعة لملء احتياجاتنا العالمية للطاقة نظريًا لمدة عام كامل تقريبًا.

من أين تأتي كل هذه الطاقة؟ إن شمسنا ، مثل أي نجم في المجرة ، تشبه مفاعلًا نوويًا ضخمًا. في أعماق قلب الشمس ، تنتج تفاعلات الاندماج النووي كميات هائلة من الطاقة التي تشع للخارج من سطح الشمس إلى الفضاء على شكل ضوء وحرارة.

يمكن تسخير الطاقة الشمسية وتحويلها إلى طاقة قابلة للاستخدام باستخدامالخلايا الكهروضوئيةأو المجمعات الحرارية الشمسية. على الرغم من أن الطاقة الشمسية تمثل فقط كمية صغيرة من إجمالي استخدام الطاقة العالمي ، فإنانخفاض تكلفة تركيب الألواح الشمسيةيعني أن المزيد والمزيد من الناس في أماكن أكثر يمكنهم الاستفادة من الطاقة الشمسية. الطاقة الشمسية هيموارد الطاقة النظيفة والمتجددة، وشخصيات تلعب دورًا مهمًا في مستقبل الطاقة العالمي.

تسخير الطاقة الشمسية للطاقة القابلة للاستخدام

هناك العديد من الطرق لاستخدام الطاقة من الشمس. الطريقتان الرئيسيتان لاستخدام الطاقة من الشمسالخلايا الكهروضوئيةوالالتقاط الحراري الشمسي. تعتبر الخلايا الكهروضوئية أكثر شيوعًا لمشاريع الكهرباء الصغيرة (مثل تركيبات الألواح الشمسية السكنية) ، وعادة ما يتم استخدام الالتقاط الحراري الشمسي فقط لإنتاج الكهرباء على نطاق واسع في المنشآت الشمسية المساعدة. بالإضافة إلى إنتاج الكهرباء ، يمكن استخدام اختلافات درجة حرارة أقل للمشاريع الحرارية الشمسية للتدفئة والتبريد.

تعتبر الطاقة الشمسية واحدة من أسرع مصادر الطاقة نموًا وأرخصها في العالم ، وستستمر في الانتشار السريع في السنوات القادمة. مع تحسن تقنية الألواح الشمسية كل عام ، تتحسن الفوائد الاقتصادية للطاقة الشمسية ، مما يزيد من المزايا البيئية لاختيار مصدر طاقة نظيفة ومتجددة.

الطاقة الشمسية الكهروضوئية

من الطرق الشائعة لأصحاب العقارات للاستفادة من الطاقة الشمسية مع النظام الشمسي الكهروضوئي (PV). باستخدام نظام الطاقة الشمسية الكهروضوئية ، تحول الألواح الشمسية ضوء الشمس مباشرة إلى كهرباء يمكن استخدامها على الفور أو تخزينها في بطارية شمسية أو إرسالها إلى الشبكة الكهربائية من أجلائتمانات على فاتورة الكهرباء الخاصة بك.

الألواح الشمسيةتحويل الطاقة الشمسية إلى كهرباء قابلة للاستخداممن خلال عملية تعرف باسمتأثير ضوئي. يضرب ضوء الشمس الوارد مادة أشباه الموصلات (عادة السيليكون) ويقرع الإلكترونات مفككة ، ويجعلها في الحركة ويولد تيارًا كهربائيًا يمكن التقاطه بواسطة الأسلاك. يعرف هذا التيار باسم كهرباء التيار المباشر (DC) ويجب تحويله إلى كهرباء التيار المتردد (AC) باستخدام أالعاكس الشمسي. هذا التحويل ضروري لأن الشبكة الكهربائية الأمريكية تعمل باستخدام التيار المتردد ، كما تفعل معظم الأجهزة الكهربائية المنزلية.

يمكن التقاط الطاقة الشمسية في العديد من المقاييس باستخدام الخلايا الكهروضوئية ، ويعد تركيب الألواح الشمسية طريقة ذكية لتحقيق ذلكوفر المال على فاتورة الكهرباءبينما تقلل من اعتمادك على الوقود الأحفوري غير المتجدد. يمكن للشركات الكبيرة والمرافق الكهربائية أيضًا الاستفادة من توليد الطاقة الشمسية الكهروضوئية عن طريق تركيب صفائف شمسية كبيرة يمكنها تشغيل عمليات الشركة أو توفير الطاقة للشبكة الكهربائية.

الطاقة الشمسية الحرارية

الطريقة الثانية لاستخدام الطاقة الشمسية هي التقاط الحرارة من الإشعاع الشمسي مباشرة واستخدام تلك الحرارة بطرق متنوعة. تستخدم الطاقة الحرارية الشمسية نطاقًا أوسع من الاستخدامات من النظام الكهروضوئي ، ولكن استخدام الطاقة الحرارية الشمسية لتوليد الكهرباء على نطاق صغير ليس عمليًا مثل استخدام الخلايا الكهروضوئية.

هناك ثلاثة أنواع عامة من الطاقة الحرارية الشمسية المستخدمة:درجة حرارة منخفضةتستخدم للتدفئة والتبريد.منتصف درجة الحرارةتستخدم لتسخين المياه ؛ ودرجة حرارة عاليةتستخدم لتوليد الطاقة الكهربائية.

تتضمن أنظمة الطاقة الحرارية الشمسية منخفضة الحرارة تسخين وتبريد الهواء كوسيلة للتحكم في المناخ. يوجد مثال على هذا النوع من استخدام الطاقة الشمسيةتصميم المباني الشمسية السلبية. في الخصائص المبنية لاستخدام الطاقة الشمسية السلبية ، يُسمح لأشعة الشمس بالدخول إلى مساحة المعيشة لتسخين المنطقة وإغلاقها عندما تحتاج إلى تبريد المنطقة.

تشمل أنظمة الطاقة الحرارية الشمسية متوسطة الحرارةالماء الساخن الشمسيأنظمة التدفئة. في إعداد الماء الساخن بالطاقة الشمسية ، يتم التقاط الحرارة من الشمس من قبل جامعي على سطحك. يتم بعد ذلك نقل هذه الحرارة إلى المياه الجارية عبر أنابيب منزلك حتى لا تضطر إلى الاعتماد على طرق تسخين المياه التقليدية ، مثل سخانات المياه التي تعمل بالزيت أو الغاز.

تستخدم أنظمة الطاقة الشمسية الحرارية العالية الحرارة لتوليد الكهرباء على نطاق أوسع. في محطة الكهرباء الحرارية الشمسية ، تركز المرايا أشعة الشمس على أنابيب تحتوي على سائل يمكنه الاحتفاظ بالطاقة الحرارية جيدًا. يمكن بعد ذلك استخدام هذا السائل الساخن لتحويل الماء إلى بخار ، والذي يمكنه بعد ذلك تحويل التوربينات وتوليد الكهرباء. غالبًا ما يشار إلى هذا النوع من التكنولوجيا باسمالطاقة الشمسية المركزة.

الاستفادة من الطاقة الشمسية في الممتلكات الخاصة بك

أفضل طريقة لأصحاب الممتلكات الفردية لتوفير المال باستخدام الطاقة الشمسية هي تثبيت نظام الطاقة الشمسية المنزلية. للعثور على النظام المناسب للسعر المناسب ، يجب عليك التسوق علىسوق الطاقة الشمسية. بعد التسجيل ، ستتلقى عروض أسعار شمسية مجانية منمؤهلون ومثبَّتون لتركيب الطاقة الشمسيةبالقرب منك. يُعد النظر إلى عروض الأسعار في إعداد التفاح إلى التفاح طريقة رائعة لفهم العروض ومقارنة المقاييس الرئيسية مثل تلبية احتياجات الطاقة والتكلفة لكل واط.