الطاقة الشمسية هي مصدر الطاقة الأكثر وفرة على وجه الأرض. ويمكن الحصول عليها واستخدامها بعدة طرق، وباعتبارها مصدرًا للطاقة المتجددة، فهي جزء مهم من مستقبل الطاقة النظيفة لدينا.

ما هي الطاقة الشمسية؟ الوجبات السريعة الرئيسية

• تأتي الطاقة الشمسية من الشمس ويمكن التقاطها بتقنيات مختلفة، وفي المقام الأول الألواح الشمسية
• "التأثير الكهروضوئي" هو الآلية التي من خلالها تقوم الألواح الشمسية المصنوعة من السيليكون باستغلال طاقة الشمس وتوليد الكهرباء
• هل تريد الاستفادة من الطاقة الشمسية بنفسك؟ انضم إلى EnergySage Marketplace لمقارنة أسعار الطاقة الشمسية لممتلكاتك

الطاقة الشمسية: ما هي وكيف تعمل؟

تفعل الشمس لكوكبنا أكثر من مجرد توفير الضوء خلال النهار - فكل جسيم من ضوء الشمس (يسمى الفوتون) يصل إلى الأرض يحتوي على طاقة تغذي كوكبنا. الطاقة الشمسية هي المصدر النهائي المسؤول عن جميع أنظمة الطقس لدينا ومصادر الطاقة على الأرض، ويضرب ما يكفي من الإشعاع الشمسي سطح الكوكب كل ساعة لسد احتياجاتنا العالمية من الطاقة نظريًا لمدة عام كامل تقريبًا.

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

يمكن تسخير الطاقة الشمسية وتحويلها إلى طاقة قابلة للاستخدام باستخدام الخلايا الكهروضوئية أو المجمعات الحرارية الشمسية. على الرغم من أن الطاقة الشمسية لا تمثل سوى كمية صغيرة من إجمالي استخدام الطاقة العالمي، فإن انخفاض تكلفة تركيب الألواح الشمسية يعني أن المزيد والمزيد من الناس في المزيد من الأماكن يمكنهم الاستفادة من الطاقة الشمسية. الطاقة الشمسية هي أحد موارد الطاقة النظيفة والمتجددة، ومن المتوقع أن تلعب دورًا مهمًا في مستقبل الطاقة العالمي.

تسخير الطاقة الشمسية لطاقة قابلة للاستخدام

هناك طرق عديدة لاستخدام الطاقة من الشمس. الطريقتان الرئيسيتان لاستخدام الطاقة من الشمس هما الخلايا الكهروضوئية والتقاط الحرارة الشمسية. تعد الخلايا الكهروضوئية أكثر شيوعًا في مشاريع الكهرباء الأصغر حجمًا (مثل تركيبات الألواح الشمسية السكنية)، وعادةً ما يُستخدم التقاط الحرارة الشمسية فقط لإنتاج الكهرباء على نطاق واسع في منشآت الطاقة الشمسية الخدمية. بالإضافة إلى إنتاج الكهرباء، يمكن استخدام التغيرات المنخفضة في درجات الحرارة للمشاريع الحرارية الشمسية لأغراض التدفئة والتبريد.

تعتبر الطاقة الشمسية واحدة من أسرع مصادر الطاقة نمواً وأرخصها في العالم، وسوف تستمر في الانتشار بسرعة في السنوات القادمة. ومع تحسن تكنولوجيا الألواح الشمسية كل عام، تتحسن الفوائد الاقتصادية للطاقة الشمسية، مما يزيد من المزايا البيئية لاختيار مصدر طاقة نظيف ومتجدد.

الطاقة الشمسية الضوئية

هناك طريقة شائعة لأصحاب العقارات للاستفادة من الطاقة الشمسية وهي استخدام النظام الشمسي الكهروضوئي. باستخدام نظام الطاقة الشمسية الكهروضوئية، تقوم الألواح الشمسية بتحويل ضوء الشمس مباشرة إلى كهرباء يمكن استخدامها على الفور، أو تخزينها في بطارية شمسية، أو إرسالها إلى الشبكة الكهربائية للحصول على أرصدة في فاتورة الكهرباء الخاصة بك.

تقوم الألواح الشمسية بتحويل الطاقة الشمسية إلى كهرباء قابلة للاستخدام من خلال عملية تعرف باسم التأثير الكهروضوئي. يضرب ضوء الشمس الوارد مادة شبه موصلة (السيليكون عادة) ويطلق الإلكترونات، مما يجعلها تتحرك ويولد تيارًا كهربائيًا يمكن التقاطه بالأسلاك. يُعرف هذا التيار بكهرباء التيار المباشر (DC) ويجب تحويله إلى كهرباء التيار المتردد (AC) باستخدام عاكس شمسي. يعد هذا التحويل ضروريًا لأن الشبكة الكهربائية الأمريكية تعمل باستخدام كهرباء التيار المتردد، كما تفعل معظم الأجهزة الكهربائية المنزلية.

يمكن الحصول على الطاقة الشمسية على مستويات عديدة باستخدام الخلايا الكهروضوئية، ويعد تركيب الألواح الشمسية طريقة ذكية لتوفير المال على فاتورة الكهرباء الخاصة بك مع تقليل اعتمادك على الوقود الأحفوري غير المتجدد. يمكن للشركات الكبيرة والمرافق الكهربائية أيضًا الاستفادة من توليد الطاقة الشمسية الكهروضوئية عن طريق تركيب ألواح شمسية كبيرة يمكنها تشغيل عمليات الشركة أو توفير الطاقة للشبكة الكهربائية.

الحرارية الشمسية

الطريقة الثانية لاستخدام الطاقة الشمسية هي التقاط الحرارة من الإشعاع الشمسي مباشرة واستخدام تلك الحرارة بعدة طرق. تتمتع الطاقة الحرارية الشمسية بنطاق استخدامات أوسع من النظام الكهروضوئي، ولكن استخدام الطاقة الحرارية الشمسية لتوليد الكهرباء على نطاقات صغيرة ليس عمليًا مثل استخدام الخلايا الكهروضوئية.

هناك ثلاثة أنواع عامة من الطاقة الحرارية الشمسية المستخدمة: درجة الحرارة المنخفضة، وتستخدم للتدفئة والتبريد؛ درجة حرارة متوسطة، تستخدم لتسخين المياه؛ والحرارة العالية، وتستخدم لتوليد الطاقة الكهربائية.

تتضمن أنظمة الطاقة الحرارية الشمسية ذات درجة الحرارة المنخفضة تسخين وتبريد الهواء كوسيلة للتحكم في المناخ. مثال على هذا النوع من استخدام الطاقة الشمسية هو تصميم المباني الشمسية السلبية. في العقارات المبنية للاستخدام السلبي للطاقة الشمسية، يُسمح لأشعة الشمس بالدخول إلى مساحة المعيشة لتدفئة المنطقة ويتم حجبها عندما تحتاج المنطقة إلى التبريد.

تشمل أنظمة الطاقة الحرارية الشمسية متوسطة الحرارة أنظمة تسخين الماء الساخن بالطاقة الشمسية. في نظام تسخين المياه بالطاقة الشمسية، يتم التقاط حرارة الشمس بواسطة المجمعات الموجودة على سطح منزلك. 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.

تُستخدم أنظمة الطاقة الحرارية الشمسية ذات درجات الحرارة العالية لتوليد الكهرباء على نطاق أوسع. في محطات الكهرباء الحرارية الشمسية، تقوم المرايا بتركيز أشعة الشمس على أنابيب تحتوي على سائل يمكنه الاحتفاظ بالطاقة الحرارية بشكل جيد. يمكن بعد ذلك استخدام هذا السائل الساخن لتحويل الماء إلى بخار، والذي يمكنه بعد ذلك تشغيل التوربينات وتوليد الكهرباء. وغالبا ما يشار إلى هذا النوع من التكنولوجيا بالطاقة الشمسية المركزة.

الاستفادة من الطاقة الشمسية في الممتلكات الخاصة بك

أفضل طريقة لأصحاب العقارات الفردية لتوفير المال باستخدام الطاقة الشمسية هي تركيب نظام الطاقة الشمسية الكهروضوئية المنزلي. للعثور على النظام المناسب بالسعر المناسب، يجب عليك التسوق على موقع EnergySage Solar Marketplace. بعد التسجيل، سوف تتلقى عروض أسعار مجانية للطاقة الشمسية من فنيي تركيب الطاقة الشمسية المؤهلين الذين تم فحصهم مسبقًا بالقرب منك. يعد النظر إلى عروض الأسعار في إعدادنا "من التفاح إلى التفاح" طريقة رائعة لفهم العروض ومقارنة المقاييس الرئيسية مثل احتياجات الطاقة التي تم تلبيتها والتكلفة لكل واط.