انتاج الكهرباء من الطاقة الشمسية
- يمكن توليد الكهرباء عن طريق الإشعاع الشمسي ، إما بشكل مباشر أو غير مباشر.
- يتم استخدام ضوء الشمس مباشرة من خلال الألواح الكهروضوئية الجيدة.
- يتم ذلك بشكل غير مباشر عن طريق تركيز أشعة الشمس على سائل مثل الماء أو الزيت أو الملح المصهور.
- يعد إنتاج الكهرباء من طاقة الشمس أحد الاكتشافات المهمة في الآونة الأخيرة التي تساعد في الحفاظ على الطاقة ونتائجها.
كيف تعمل الألواح الشمسية
- تمتص الألواح أشعة الشمس ، وعندما تصطدم الفوتونات بالخلية الشمسية ، تكون النتيجة أن الذرة تفقد بعض الإلكترونات ، ويمكن أن نطلق على هذه الظاهرة الكهروضوئية.
- ونعلم جيدًا أنه إذا كان الطرف السالب متصلاً بالطرف الموجب في أي موصل بحيث يكون متصلاً بمصدر كهربائي ، فإننا نشكل دائرة كهربائية.
- إذا كانت الإلكترونات تمر عبر هذه الدائرة الكهربائية ، يتم إنشاء ما يسمى بالخلايا الكهربائية المتعددة ، والنتيجة هي إنشاء لوحة شمسية.
- يمكننا القول أن الألواح الشمسية تحتوي على العديد من الخلايا الشمسية المصنوعة من أشباه الموصلات.
- لذلك يمكن استخدام هذه الألواح في المنازل وتحدث عملية إنتاج الكهرباء من الطاقة الشمسية ، فعندما تسقط الأشعة على الألواح يتم تحويلها إلى تيار كهربائي مستمر.
- يتم تغذية هذا التيار المباشر إلى العاكس ويتم تحويله إلى تيار متناوب يمكن استخدامه في المنازل.
- تتميز هذه الألواح بشكل بسيط ومظهر جميل ، كما أنها سهلة الاستخدام وتوليد الكهرباء من الطاقة الشمسية.
طرق انتاج الكهرباء من الطاقة الشمسية
هناك طرق مختلفة للحصول على الكهرباء من خلال الطاقة الشمسية. توجد هذه الطاقة الضوئية والطاقة الحرارية:
1- الطاقة الضوئية
- استُخدمت هذه الطاقة قبل ثلاثين عامًا وكانت تعتمد على وجود الخلايا الكهروضوئية ، حيث تتكون هذه الخلايا من عدة طبقات وتكون هذه الطبقات رفيعة جدًا.
- هذه المواد هي السيليكون وبعض المواد الأخرى ، وعندما تسقط عليها أشعة الشمس تحدث تفاعلات كيميائية ، وفي هذه التفاعلات تنفصل الإلكترونات عن الذرة.
- لذلك يتم إنتاج الكهرباء من الطاقة الشمسية وهذه الكهرباء كافية لتزويد المبنى بأكمله بالكهرباء.
2- الطاقة الحرارية
- الطاقة الحرارية هي تقنية تقليدية ، وتقوم فكرتها على استخدام عاكسات لأشعة الشمس ، وبالتالي تكوين بخار قادر على تشغيل المولدات الكهربائية.
- هناك بعض الأجهزة في السوق التي تعتمد على استخدام الطاقة الحرارية ، مثل عملية تسخين غاز الهيدروجين أو غاز الهيليوم ، أو تسخين الصوديوم السائل مع حرارة ضوء الشمس ، مما ينتج عنه غاز مضغوط أو بخار يمكن من خلاله أن تكون التوربينات تعمل لتوليد الكهرباء.
- كما أن إحدى التقنيات هي توجيه المرايا التي تعكس الأشعة باتجاه منطقة كبيرة تحتوي على سائل ، بحيث يتحول السائل إلى بخار له القدرة على تشغيل التوربينات ، وبعد ذلك يمكن لتلك التوربينات توليد الكهرباء.
أنواع الخلايا الشمسية
من المعروف أن الشمس مصدر مهم وفعال وليس إنتاجها مكلفًا للغاية ، لذلك توجد أنواع مختلفة من الخلايا الشمسية بتقنيات متعددة يمكنها تخزين الطاقة الشمسية ومن هذه الأنواع:
تطبيقات الخلايا الشمسية
هناك العديد من التطبيقات التي يمكن من خلالها استخدام الخلايا الشمسية المعتمدة على الطاقة الشمسية والاستفادة منها ، مثل:
- أحد تطبيقات إنارة الشوارع التي تستخدم أشعة الشمس أثناء النهار لشحن البطاريات والإضاءة في الليل.
- وهناك تطبيق لثلاجات الأدوية واللقاحات التي تعتمد أيضًا على توليد الكهرباء من الطاقة الشمسية ، ويتم توفير هذه التقنية للمناطق النائية للعاملين في القطاع الصحي.
- أيضًا ، أحد التطبيقات التي تستخدم الإشعاع الشمسي هو الأفران التي تعكس أشعة الشمس وبالتالي تُستخدم لإنتاج الطعام.
- هناك أيضًا شواحن للهواتف المحمولة يتم شحنها من خلال التعرض لأشعة الشمس لفترة من الوقت ويمكن استخدامها بعد ذلك لشحن العديد من الأجهزة بالكهرباء.
- كما يمكن استخدام الطاقة الشمسية في الخيام المجهزة بخلايا شمسية تولد الكهرباء التي تعمل بإضاءة الخيمة ليلاً.
ما هي الطاقة الشمسية؟
- تعد الشمس واحدة من أعظم الموارد الطبيعية على وجه الأرض والتي يمكن استخدامها باستمرار لأغراض عديدة.
- تعتبر الشمس من أهم مصادر الطاقة الحرارية ويمكن تسخير هذه الطاقة واستخدامها كطاقة كهربائية لأن الطاقة الشمسية يمكن استخدامها للحصول على بخار الماء اللازم لتشغيل التوربينات المستخدمة لتوليد الكهرباء.
- يمكن أيضًا استخدام أشعة الشمس لتشغيل السخانات الشمسية التي تستخدم في المنازل لتسخين المياه.
- اليوم ، يمكن استخدام الطاقة الشمسية أيضًا في عمل البطاريات الشمسية ، ويمكن لهذه البطاريات تخزين الطاقة بنسبة 22 إلى 44 واط / كغ بالنسبة لوزن البطارية.
- أصبحت هذه البطاريات الآن مهمة للمركبات الفضائية ، وهناك عدة أنواع ، بما في ذلك بطاريات كبريتيد الكادميوم وبطاريات السيليكون وبطاريات كلوريد الغاليوم.
- وأخيراً تم استخدام الطاقة الشمسية في وظيفة التبريد الشمسي وهي استخدام الطاقة الشمسية وتجميعها من خلال الألواح وتحويلها إلى طاقة كهربائية.
- وتستخدم تلك الطاقة لتشغيل المضخات ، ومن ثم يمكن استخدام المضخات في عملية التبريد ، كما يمكن استخدامها في عمليات التسخين.
- يعتمد استخدام الطاقة الشمسية ونجاحها على قوة أشعة الشمس وكفاءة المنتج المستخدم في تسخير أشعة الشمس.
- بالإضافة إلى جودة الإنتاج ، يستخدم هذا المنتج أيضًا الطاقة الشمسية.
مشاكل استخدام الطاقة الشمسية
- ومن العوامل التي نواجهها في استخدام الطاقة الشمسية وجود الغبار والغبار في الهواء ، وهذا الغبار مرتبط بالأجهزة المستخدمة ويشكل طبقة شبه عازلة.
- مما يجعل مقدار الاستفادة من أشعة الشمس حوالي 50٪ ، وبالتالي من الضروري تنظيف هذه الأجهزة كل يومين إلى ثلاثة أيام حسب طبيعة الحالة.
- تشمل المشاكل المتعلقة باستخدام الطاقة الشمسية عملية التخزين بالإضافة إلى مشكلة الصدأ التي تظهر على المعدات المستخدمة.
لذلك قدمنا لكم في هذا المقال بشكل واضح عن توليد الكهرباء من الطاقة الشمسية ، لأننا أوضحنا جميع المشاكل التي قد تواجه استخدام الطاقة الشمسية وتعميم العمل بشكل كامل.