الطاقة الشمسية

يستخدمُ سكانُ الأرض منذ القدم الشّعاعَ الشمسيّ في العديد من التطبيقات المختلفة، منها تجفيفُ المحاصيل الزراعيّة قبل حفظها، وتدفئة المنازل، كما أن أرخميدس استخدم الطاقة الشمسية لحرق الأسطول الحربيّ الرومانيّ في العام 212 قبل الميلاد، فقد قام بتركيز الإشعاع الشمسيّ نحو سفن الجيش العدو باستخدام العديد من الدروع المعدنيّة، كما أنّ نساء العصر البابليّ استخدمنَ الآنية الذهبيّة لتركز الإشعاع الشمسيّ والحصول على النار.

استخدمَ العديدُ من العلماء الطاقةَ الشمسيّة لصهر المعادن، وتسخين الهواء، وتحويل الماء إلى بخار، وتقطير المياه، كما أن هناك محطاتٍ عالميّة للريّ باستخدام الطاقةِ الشمسيّة، ومازال الإنسانُ إلى اليوم الحاليّ يبتكر وسائلَ متجدّدة للاستفادة من الطاقة الشمسية من خلال تحويلِها لأشكالٍ أخرى.

مزايا الطاقة الشمسية

هي من أشكال الطاقة المتجدّدة، والنظيفة، وهذا ما يكسبُها ميزةَ الأمان البيئيّ كونها لا تلوّث الجوّ، كما أنّها لا تخلّف الفضلات من خلفها، مما يكسبُها مزايا رائعة مقارنةً بغيرها.
تعتبر التقنية التي تستخدم مع الطاقة الشمسية بسيطةً وغير معقّدة مقارنةً مع مصادر الطاقة الأخرى التي تحتاجُ لأحدثِ التقنيات وأعقدها.

تحويل الطاقة الشمسية

تتميّز الطاقة الشمسيّة بأنّه يمكن تحويلُها لأشكال أخرى من الطاقة، مثل الطاقة الكهربائيّة والطاقة الحرارية، وتستخدمُ تقنيةَ التحويل الكهروضوئيّ والتحويل الحراري للطاقة، والتحويل الكهروضوئيّ هو عبارة عن تحويل الإشعاع الشمسيّ “الضوئي” بشكل مباشر ليصبحَ طاقة كهربائيّة، وذلك يتمّ باستخدام الخلايا الشمسيّة، وفي هذه الحالة من المهمّ استخدام الموادّ التي تعمل على التحويل الكهروضوئيّ، والتي تُعرف باسم أشباه الموصلات، أهمّها مادة السيلكون ومادة الجيرمانيوم.

عرفت هذه الظاهرة على يدِ علماء الفيزياء في القرن التاسع عشر لتحدِثَ ثورةً نوعيّة في مفاهيم الفيزياء، ومن المعلومات القيمة التي عرفت في ذلك الوقت أنّ للضوء قدرةً على تحرير الإلكترونات التي تتواجد في بعض المعادن، كما أنّ للضوءِ الأزرق اللون تلك القدرة بشكل أكبر ممّا للضوء الأصفر، ويُذكر أن أينشتاين قد تَسلّم جائزةَ نوبل لقدرتِه على تفسير تلك الظاهرة في العام 1921 ميلاديّاً.

في الوقت الحاليّ، أصبح وجودُ الخلايا الشمسيّة سواء في المنازل، أو الطرق، أو المؤسّسات والشركات من الأمور البديهيّة، فمن أهمّ ما يميّزُ تلك الخلايا أنّها لا تتكوّن من قطع متحرّكة مما يجعلها ثابتة، كما أنها لا تحتاجُ لأيّ نوع من الوقود، وتعتبرُ آمنة على البيئة ولا تلوّث الجوّ، وفترة حياتها طويلة ولا تحتاج للصيانة المتكرّرة والمكلفة، كما أنّ مبدأ عملها بسيط جداً، ومن مزاياها أنّها لا تتكوّن من أي نوع من العدسات الضوئيّة أو مركزات الضوء، لذلك يتم تثبيت الألواح الشمسيّة على أسطح المباني بطرق معينة، ومن ثم يستفاد منها لإنتاج الطاقة، وكفائتها في إنتاج الطاقة تساوي 20%، بينما 80% منها تستخدم في توفير حرارة التدفئة، وعمليّة تسخين المياه.

يمكنُ استخدامها في نظام الاتصلات، وإنارة الطرق، وضخّ المياه، ومن المهمّ التركيز على أنّ القدرة على الاستفادة من الطاقة الشمسية مقترنٌ بوجودها، ولهذا السبب توجّه العلماء لإيجاد طرق خاصّة لتخرين هذه الطاقة، وهنالك العديد من الطرق لتخزينها مثل التخزين الحراريّ، والكهربائيّ، والميكانيكيّ، والكيميائيّ، والمغناطيسيّ.

الطاقة الشمسية في المنازل

تستخدمُ الطاقة الشمسيّة في المنازل للعديد من التطبيقات من أهمّها وأشهرها تدفئة المنازل، وتسخين المياه، كما أنّه يمكن تحويلها لطاقة كهربائيّة، والاستفادة منها في تشغيل بعض الأجهزة الكهربائيّة البسيطة في المنازل، وفي الوقت الحاليّ، هنالك العديد من التجارب لاستخدام الطاقة الشمسية في وسائل الطهي المنزليّ بدلاً من استخدام الغاز.