بحث عن الطاقة الشمسية

تعتبر الطاقة الشمسية هي أساس الضوء والحرارة المنبعثان من الشمس، حيث تشكل أهمية كبيرة ويعتمد عليها جميع الكائنات الحية الموجودة على الكرة الأرضية، وتعتبر الجاذبية الهائلة الموجودة بالشمس هي المسؤولة عن ثبات المجموعة الشمسية، حيث تثبت النجوم والكواكب والمجرات بمدارها، ومؤخرًا تزايد الاعتماد على الطاقة الشمسية في الأمور المتعلقة بتوليد الطاقة والاستفادة منها في مختلف نواحي الحياة.

مقدمة بحث عن الطاقة الشمسية

تعتبر الشمس من أقرب النجوم إلى كوكب الأرض، حيث تقدر المسافة بينهما 26000 سنة ضوئية، ويقدر عمر الشمس بـ 4,5 مليار عام تقريبًا، وتتمثل الطاقة الشمسية في أنها طاقة قابلة للاستخدام تتولد من الشمس على شكل طاقة حرارية أو كهربائية، ويتم التقاط الطاقة الشمسية بالعديد من الوسائل أبرزها الألواح الشمسية التي تعمل على تحويل أشعة الشمس إلى كهرباء قابلة للاستخدام.

فوائد الطاقة الشمسية للفرد

لاستخدام الطاقة الشمسية العديد من الفوائد التي تعود على الفرد، ومن أبرز هذه الفوائد:

• تعتبر مصدر للطاقة المتجددة، فهي تتوافر يوميًا في مختلف أنحاء العالم ولا تنفذ مثل المصادر الأخرى، حيث يستطيع الفرد الاستفادة منها لمدة 5 مليار سنة أي حتى انتهاء عمر الشمس وفقًا لما حدده العلماء.
• تعتبر من الوسائل المساهمة في تقليل فواتير الطاقة، حيث يمكن للأفراد استبدال مصادر الطاقة الأخرى بالطاقة الشمسية، وبالتالي سيتم التوفير في فواتير الطاقة على استخدام الكهرباء والتدفئة.
• التقليل من تكاليف الصيانة، حيث تعتبر الطاقة الشمسية من الأنظمة التي لا تحتاج إلى الصيانة ويكفي تنظيفها عدة مرات فقط في السنة عبر الشخص أو شركات التنظيف المتخصصة.

التقنيات المستخدمة في تحويل الطاقة الشمسية

يقصد بتقنيات الطاقة الشمسية بأنها تلك التقنيات التي من خلالها يتم تحويل الطاقة الشمسية إلى أشكال أخرى من الطاقة بغرض الاستفادة منها، ومن هذه التقنيات:

• المصفوفات الضوئية: وهي عبارة عن مصفوفات يمكن من خلالها تحويل الطاقة الشمسية إلى طاقة كهربية عبر الخلايا الكهروضوئية المصنوعة من السليكون والتي تتصل ببعضها البعض عن طريق المواد الفلزية، وبالتالي يتم إنتاج الكثير من الطاقة.
• العاكسات: وتساعد هذه التقنية على إصلاح الخلل الموجود في المصفوفات الكهروضوئية، حيث تقوم المصفوفات الكهروضوئية بإنتاج طاقة كهربية غير مناسبة لتشغيل الأجهزة الكهربية المستخدمة في المنازل، كما تساعد العاكسات في المحافظة على مقدار الطاقة الكهربية التي تولد من الطاقة الشمسية على خلاف المصفوفات التي تعتمد على مقدار الأشعة الواقعة عليها في إنتاج الكهرباء.

فيم تستخدم الطاقة الشمسية

هناك ثلاث استخدامات رئيسية للطاقة الشمسية وهما الألواح الشمسية وتسخين المياه بالإضافة إلى إنتاج الطاقة الحرارية الشمسية، ولكن هناك العديد من الاستخدامات الفرعية الأخرى، والتي تتمثل فيما يلي:

• المصابيح الخارجية: تعمل معظم أنواع المصابيح بالطاقة الشمسية، وذلك عن طريق شحن الألواح الشمسية الموجودة بالطاقة الشمسية حتى تضئ في الظلام.
• توليد الكهرباء: تعتمد معظم المصانع على حرارة الشمس في توليد الطاقة الكهربية، وذلك عن طريق استخدام مرايا تمتص أشعة الشمس ثم تقوم بعكسها لنقطة مركزية بقمة برج يوجد به أنابيب تحتوي على سائل يمتص للحرارة، ويتم إعادة ضخ السائل بعد أن يصبح ساخنًا بمولد يعمل على تحويله إلى بخار، وما يتم إنتاجه من بخار يعمل على قيادة توربين توليد الكهرباء.
• شحن البطاريات: يتم استخدام الطاقة الشمسية في شحن البطاريات لتشغيل العديد من أنواع المضخات والأضواء والأجهزة، ويتم شحن البطاريات خلال فترات النهار لاستعمالها في الليل.

تخزين الطاقة الشمسية

تتوقف مستويات تخزين الطاقة الشمسية بناءً على حالة المناخ، لذلك يصعب توفير احتياجات الطاقة بصورة دائمة، وبالتالي يلزم توافر شكل من أشكال تخزين الطاقة لاستخدامها في الأوقات التي ينعدم فيها ضوء الشمس أو يقل، ويمكن تخزين الطاقة الكهربية من الخلايا الكهروضوئية في بطاريات تخزين كهربائية، ومن خلال الأنظمة التي تستخدم الطاقة المجمعة في تسخين السوائل يمكن تخزين السوائل بصورة مباشرة في خزانات معزولة أو نقل الطاقة إلى وسط أخر للتخزين.

سلبيات الطاقة الشمسية

1. لا يدرك معظم الأفراد مدى أهمية الطاقة الشمسية نظرًا لعدم وجود أفكار ترويجية لها وعدم اهتمام المؤسسات بتلك الفكرة.
2. يعتمد إنتاج الطاقة الشمسية بشكل كلي على مدى توهج وسطوع الشمس، وهو أمر لا يحدث في بعض الدول طوال فصول العام، ففي معظم الفصول تسطع الشمس نادرًا وهو ما يقلل من الإنتاجية.
3. لا يمكن الاستفادة من الطاقة الشمسية بالمناطق الأكثر عرضة للرياح وتساقط الأمطار.
4. ارتفاع تكلفة المواد التي تستخدم في تحويل الطاقة الحرارية إلى طاقة كهربية.
5. تشكل عملية تنظيف الألواح التي تستخدم في تحويل إشاعة الشمس إلى طاقة كهربية صعوبة كبيرة، وخاصة في تلك الأماكن المعرضة لتراكم الأتربة والغبار، وقد ينتج عن تراكم الأتربة قلة كفاءة إنتاجية الألواح.

خاتمة بحث عن الطاقة الشمسية

في الختام لابد من الإشارة إلى أن منظومة الطاقة الشمسية من أفضل وسائل توليد الطاقة مقارنة بغيرها من الطرق الأخرى وخاصة على المدى البعيد، ولازالت البحوث مستمرة حول إيجاد أسهل المعدات التي تساهم في الاستفادة القصوى من طاقة الشمس واستخدام مولدات الطاقة الشمسية في المنازل.