استخدامات الطاقة الشمسية في حياتنا اليومية

ما هي تطبيقات الطاقة الشمسية؟

تُعتبر الطاقة الشمسية مصدرًا فعالًا للطاقة، حيث تُنتج من خلال امتصاص الأشعة الشمسية بواسطة الألواح الشمسية. تتنوع استخدامات الطاقة الشمسية المتجددة لتشمل العديد من المجالات كما سنوضح أدناه:

تسخين المياه باستخدام الطاقة الشمسية

تُستخدم الطاقة الشمسية في تسHeating المياة من خلال السخانات الشمسية، مما يوفر أسلوباً أنظف وأقل تكاليف من أنظمة التسخين التقليدية التي تعتمد على حرق الخشب أو الفحم. على الرغم من تراجع أسعار النفط والغاز الطبيعي في أوائل القرن العشرين، وتوجه بعض الدول لاستبدال السخانات الشمسية بأنظمة أخرى، إلا أن دولاً مثل أستراليا وإسبانيا لا تزال تفضل استخدامها في المشاريع العمرانية الحديثة.

كما تستفيد حوالي 28 دولة نامية من الطاقة الشمسية في معالجة المياه لجعلها صالحة للشرب يوميًا، وذلك من خلال تعبئة المياه في زجاجات بلاستيكية وتعريضها لأشعة الشمس لعدة ساعات.

توليد الكهرباء

تقوم العديد من المنشآت باستغلال الطاقة الشمسية لتوليد الكهرباء، حيث تعتمد هذه العملية على استخدام مرايا تتبع الشمس لتعكس الأشعة إلى نقطة مركزيّة في أعلى برج يحتوي على أنابيب مملوءة بسائل يمتص الحرارة. عند ارتفاع درجة حرارة السائل، يتم ضخه إلى مولد لتحويله إلى بخار، والذي يقوم بدوره بتدوير توربين لتوليد الكهرباء.

تدفئة المنازل

يمكن الاستفادة من الطاقة الشمسية في تدفئة المنازل، وذلك من خلال نموذج يُعرف بالغرفة الشمسية التي تسمح بنفاذ أشعة الشمس من خلال زجاج شفاف، ما يوفر حرارة إضافية للغرفة. لتعزيز فعالية التدفئة بعد غروب الشمس، يمكن إضافة عناصر مثل النباتات والصخور داخل الغرفة، حيث تُساعد الصخور في تخزين الحرارة للاستفادة منها لاحقًا.

شحن البطاريات بالطاقة الشمسية

يمكن استغلال ضوء الشمس خلال النهار لشحن بعض أنواع البطاريات، كالبطاريات المستخدمة في ألعاب الفيديو، مما يوفر إمكانية الاستخدام ليلاً أو في حالة انقطاع التيار الكهربائي. يُعتبر شحن البطاريات بواسطة الطاقة الشمسية من العمليات السريعة، ولكن من الضروري استخدام منظم للجهد لضمان حماية البطارية من الأضرار.

النقل بالطاقة الشمسية

يتميز النقل المعتمد على الطاقة الشمسية بانعدام الانبعاثات الضارة الناتجة عن وسائل النقل التقليدية، حيث تستخدم هذه المركبات كهرباء بنسبة 100%، ما يمنع تمامًا تلوث البيئة. يجب التنويه إلى أن الألواح الشمسية ليست مثبتة على المركبات إنما تعتمد هذه الأخيرة على بطاريات مشحونة بواسطة الطاقة الشمسية، مثل الحافلات التي تُعتبر من أبرز وسائل النقل بهذا النظام.

الطاقة الشمسية في الصناعة

تدخل الطاقة الشمسية في العديد من الصناعات التي تحتاج إلى توليد الحرارة دون انبعاثات ضارة، مثل:

• معالجة المعادن.
• المنتجات الكيميائية.
• المنتجات الغذائية.
• تحلية المياه.

تُقسم الأساليب المستخدمة في توليد الطاقة الحرارية من خلال الطاقة الشمسية في المصانع إلى عدة أنواع، منها:

• تقنيات الطاقة الحرارية الشمسية.
• سخانات المقاومة.
• الألواح الكهروضوئية المتصلة بالمضخات الحرارية.

الطهي بالطاقة الشمسية

يُعد الطهي بواسطة الطاقة الشمسية تقنية سهلة الاستخدام وموفرة، حيث لا تتطلب أدوات كبيرة وتعتمد على أساليب مُتعرفة منذ القدم، وتنقسم إلى:

• الأفران الشمسية:

وهي عبارة عن صناديق معزولة بأغطية زجاجية يمكن فتحها، وتستخدم مرايا ثانوية لتعكس الأشعة الشمسية داخل الفرن، مع وجود عزل داخلي لتقليل فقدان الحرارة.

• المركزات الشمسية:

تتطلب وجود عاكس دائري يتراوح قطره بين 0.5-1 متر، يوجه مباشرةً إلى الشمس ويعمل على جمع وتركيز الأشعة الشمسية على منصة الطهي.

إيجابيات وسلبيات استخدام الطاقة الشمسية

أثبتت الطاقة الشمسية فعاليتها في عدة مجالات، ورغم ذلك توجد بعض التحديات التي تواجهها. فيما يلي أبرز الجوانب الإيجابية والسلبية للطاقة الشمسية: