ما المقصود بالألواح الشمسية

الألواح الشمسية هي عبارة عن ألواح ضوئية تعمل على تحويل

ضوء الشمس

الذي يتكون من جزيئات طاقة تسمى الفوتونات إلى كهرباء تستخدم في تشغيل الأحمال الكهربية، وتستخدم الألواح الشمسية أيضاً في كثير من الأمور من بينها تشغيل أنظمة الكبائن وآليات عمل معدات الاتصالات السلكية واللاسلكية والاستشعار عن بعد، كما تعمل على إنتاج

الكهرباء

عن طريق أنظمة الكهرباء الشمسية السكنية والتجارية.

يرجع تطوير الطاقة الشمسية واستخدامها لأكثر من 100 عام، وفي البداية تم استخدام الطاق الشمسية بشكل أساسي لإنتاج البخار ثم تطور الأمر لتشغيل الآلات، ولكن لم يتم تطوير الاستخدام إلا بعد اكتشاف التأثير الكهروضوئي بواسطة

العالم

إدموند بيكريل الذي قام لأول مرة بتحويل ضوء الشمس إلى طاقة كهربائية وذلك في عام 1893.

وفي عام 1941 سجل العالم الأمريكي اختراعه وحصل على براءة اختراع أول خلية شمسية من السيلكون وأدى هذا الاختراع إلى إنتاج أول لوحة شمسية في عام 1954م، ولقيت الألواح الشمسية رواج كبير حيث استخدمت في تشغيل الأقمار الصناعية وغيرها العديد من الآلات الأخرى واعتمدت كل معدة على

عدد الالواح الشمسية

المستخدمة في التصنيع [1].

أسباب استخدام عوامات البولي ايثيلين لتثبيت الألواح الشمسية

البولي إيثيلين هو مادة بلاستيكية خفيفة الكثافة، ويعتبر هو أكثر أنواع

البلاستيك

توافر حول العالم حيث يتم إنتاج الأطنان منه يومياً، كما أن له خاصية بلورية متغيرة ويستخدم في التغليف والتعبئة وفي صناعة

السيارات

وتوليد الطاقة الكهربائية وصناعة عبوات المنظفات وغيرها[2][3].

يتم صناعة عوامات البولي إيثيلين بتقنيات خاصة وتستعمل في تثبيت الألواح الشمسية نظراً لأن كثافتها النوعية أعلى من كثافة

الماء

مما يجعلها قادرة على تثبيت الألواح الشمسية دون تعرضها للغرض فتظل تطفوا، ومن الجدير بالذكر أن هذه العوامات تحمل بداخلها رغوة البوليسترين الموسعة التي تضمن بقاء العوامات طافية لأعلى، وتعتبر مادة البولي إيثيلين المستخدمة في صناعة العوامات الحاملة للألواح الشمسية مصنعة بأعلى تقنية فهي غير قابلة للثقب ومقاومة للصدمات.

تستخدم عوامات البولي إيثيلين في حمل الألواح الشمسية وتثبيتها للحصول على الطاقة الكهربائية وتشغيل خطوط الماء وغير الكثير من الاستخدامات، والاسم العلمي للبولي إيثيلين هو PETE، ومن الجدير بالكر أن ليس أي نوع من البولي إيثيلين يستخدم في صناعة العوامات الخاصة بتثبيت الألواح الشمسية، حيث تتراوح كثافات البولي إيثيلين ما بين المنخفض الكثافة والمتوسط والمرتفع.

البولي إيثيلين هو لدن حراري يعرف بقدرته على تحمل درجات الحرارة وعدم التفاعل مع المواد الكهربية أو الكيميائية، لذلك فهي مؤهلة تماماً لحمل الألواح الشمسية دون ضرر أو إحداث كوارث، كما أن البولي إيثيلين لا ينصهر إلا عند درجة 130 درجة مئوية مما يجعلها قادرة على تحمل درجات الحرارة.

فوائد الطاقة الشمسية للبيئة

هناك الكثير من الأسباب التي تدفع الدول والحكومات لاستخدام الطاقة الشمسية وتوليدها بكثرة، بدلاً من الطاقة الكهربائية التي تسهلك الكثير من المال وتضر بالبيئة، وتتمثل فوائد الطاقة الشمسية في:

الطاقة الشمسية تقلل من تلوث الهواء

من المعروف أن الوقوع الحفري المستخدم في توليد الطاقة الكهربية يلحق الضرر بالبيئة ويعمل على تلوث الهواء ويلحق بالأشخاص العديد من الأضرار، لذلك فاستخدام الألواح الشمسية هو البديل الأمثل للتخلص من

التلوث

والعيش في بيئة آمنة ونظيفة.

الحد من استخدام الماء

لتوليد الكهرباء بواسطة الوقود الحفري لابد من استخدام كمية كبيرة من المياه، حيث يتم بناء سدود كبيرة لتوليد الكهرباء، في حين أن توليد الطاقة الشمسية لا يحتاج سوى

صناعة الواح الطاقة الشمسية

الغير مكلفة دون استخدام للماء كما أنه سيتم الحفاظ على

البيئة

ولا يكون هناك حاجة لهدر كميات كبيرة من المياه، ففي دراسة أمريكية كشفت أن توليد الطاقة الكهربائية بواسطة الألواح الشمسية سيوفر مياه تخفض استهلاك المياه بما يكفي 36 ولاية على الأقل من ولايات أمريكا.

الحفاظ على المناخ

من المتعارف عليه أن هناك تغير في المناخ بات واضحاً جداً نتيجة تلوق الهواء وامتلائه بغاز ثاني أكسيد الكربون مما يهدد حياة الكائنات الحية على الكوكب، ولكن الاعتماد على

الخلايا الشمسية

واستغلالها في توليد الكهرباء سيحفظ بشكل أساسي نسبة الأكسجين في الجو ويسهم في الحفاظ على البيئة نظيفة دون الحاق ضرر بها، فالبيئة النظيفة هي البيئة الخالية من الوقود الحفري وغيره من المواد الملوثة للبيئة.

تحسين صحة الإنسان

توليد الطاقة الكهربائية بواسطة الألواح الشمسية يوفر الماء التي تساهم في الحفاظ على حياة الأفراد، فهناك الكثير من الأفراد في العالم يعانوا من ندرة المياه وقلتها، كما انه سيوفر هواء نظيف يسهم في تقليل نسبة التلوث والأمراض الناتجة عن التلوث الجوي، مما يحفظ للبشر حياتهم بشكل افضل.

استخدامات البولي إيثيلين

تستخدم لدائن البولي إيثيلين في العديد من الأمور الهامة فمنها ما يستخدم في الصناعات الكيمياوية ومنها ما يستخدم في إنتاج الطاقة وغيرها الكثير، ومن بين الاستخدامات الخاصة بلدائن الإيثيلين[4]:

تصنيع أنابيب المياه.
صناعة الأفلام ومواد التعبئة والتغليف.
صناعة البلاستيك كالملاعق والشوك والأدوات المنزلية المختلفة.
إنتاج ما يسمى بالبيوت المحمية.
تدخل في صناعة لعب الأطفال.
تستخدم في صناعة الصناديق وأغطيتها.
تستخدم في صناعة الأجهزة المنزلية.
تستخدم في توليد الطاقة الكهروضوئية.
تدخل في صناعة معدات الصرف.
تصنع منها عبوات المنظفات والمواد الكيميائية لأنها لا تتفاعل معها.
تدخل في صناعة المعدات الطبية.
تستخدم في تخزين الموا الكيميائية شديدة التفاعل.

مميزات استخدام اللدائن الحرارية

اللدائن الحرارية تعتبر من أهم المواد التي يمكن استخدامها في التغليف والصناعات والتخزين، وذلك لأن لها العديد من الميزات التي تتمثل في[5]:
اللدائن الحرارية موفرة للطاقة، وذلك في صناعتها ومعالجتها.
يمكن تصنيع البولي إيثيلين أو ما يعرف بالبلاستيك الحراري بكميات كبيرة وبتكلفة منخفضة للغاية.
تستخدم اللدائن الحرارية كبديل أمن وفعال للمعادن المرتفعة الثمن.
اللدائن الحرارية قادرة على تحمل انحرافات أكبر من

المعادن

دون تشويه.
البولي إيثيلين أو البلاستيك الحراري قادر على تحمل درجات الحرارة المختلفة.
مادة قابلة للتدوير حيث يمكن إعادة تشكيل اللدائن الحرارية دون التأثير سلباً عل خصائصها الفيزيائية.
مادة مرنة قابلة للتشكيل والتنعيم دون أن تحدث ارتباط كيميائي.
مادة مقاومة للتقلص وقابلة للأنحناء بسهولة.
لها العديد من الاستخدامات فهي تستخدم في التطبيقات منخفضة الضغط مثل صناعة الأكياس البلاستيكية وفي الميكانيكا وصناعتها عالية الضغط، دلالة على مرونة استخدامها.
خفيفة

الوزن

وقوية في آن واحد.
تعتبر صديقة للبيئة ولا تسبب ضرر.

عيوب البولي إيثيلين

برغم أن البلاستيك الحراري له العديد من الاستخدامات والعديد من المزايا التي تجعله من أهم المواد الداخلة في الصناعة، إلا أن هناك بعض العيوب الخاصة باستخدامات البولي إيثيلن والتي تتمثل في:

العيب الأساسي في استخدام البولي إيثيلين هو أنه قابل للذوبان، خاصة المادة الرديئة منه أو منخفضة الجودة، حيث إن المادة الرديئة منه قد تذوب حين تتعرض للشمس أو مستويات الضوء الفوي بنفسجي لفترات طويلة، وتحقق خسائر كبيرة.
برغم أنها مواد غر قابلة للتشوه، إلا أنها أحياناً تتعرض للتصدع والكسر وذلك حين تكون مصنوعة بطريقة غير قابلة للاستخدام القوي.