فوائد الطاقة الشمسية وأبرز التطبيقات على استخدامها

كتب بواسطة: سعيد باشا | نشر في

يُشار إلى الطاقة الشمسية إلى الطاقة الناجمة عن الإشعاع الشمسي المُتمثل في الضوء والحرارة المشعة بواسطة الشمس، والتي تمكن الإنسان من استغلالها أحسن استغلال منذ القدم عبر المزيد من الأساليب التقنية الحديثة المتغيرة باستمرار، حيث تشتمل تلك التقنيات على استخدام الطاقة الشمسية بشكل مُباشر أو بالتحويل لشكل آخر من أشكال الطاقة مثل الطاقة الكهربائية وغيرها.

فوائد الطاقة الشمسية

يُعتبر أغلب مصادر الطاقة المُتجددة المتوافرة حاليًا على كوكب الأرض ناجمة في الأصل عن الإشعاعات الشمسية والطاقة الحرارة المُتولدة عنها مثل: الطاقة الكهرومائية وطاقة الأمواج وطاقة الرياح، ويُمكن الإشارة لأهمية الطاقة الشمسية فيما يلي:
إقرأ المزيد:براتب تنافسي...فرصة وظيفية لحملة الدبلوم من مؤسسة "حامد سعود العتيبي" للمقاولات "من هنا"إجراءات استخراج عقد عمل للعرب في السويد

من أهم مصادر الطاقة الطبيعية المستدامة والتي يُمكن الاعتماد عليها كبديل طبيعي لإعادة توليد الكميات المطلوبة من الطاقة الكهربائية.
يُعتمد عليها بشكل أساسي بجميع أنظمة التسخين والتبريد، حيث يتم وضع مجموعة من الألواح الشمسية بأسطح المنازل لمُتابعة سير معاملات التسخين والتبريد المطلوبة باستخدام الطاقة الشمسية.
تحقيق أهداف التنمية المستدامة والتوقف عن استعمال مصادر الطاقة غير المُتجددة والقابلة للنفاذ.
الحماية من سلبيات التلوث الصوتي كالحادث عن مصادر الطاقة الأخرى حيث إن الطاقة الشمسية لا تُسبب أي من الأضرار البيئية السلبية بما فيها الضوضاء.
بالإضافة إلى ذلك يُعتمد على الطاقة الشمسية في وقود السيارات الحديثة المُبتكرة والتي تعمل وفقًا للطاقة الشمسية كبديل نقي عن استخدام المدخلات الخاصة بالمشتقات النفطية بشكل ينعكس على التخفيف من حدة التلوث البيئي وخاصةً تلوث الهواء من الأبخرة والدخان.
الطاقة الشمسية تتدخل بشكل مباشر في الاستراتيجيات الواقية من استعمال أي من المولدات الصناعية الخاصة بتوليد الطاقة.
الإقلال من عدد خطوط التوصيل فيما بين المباني بالمنازل المختلفة وكذلك فيما يتعلق بعدد الأعمدة المزدحمة عبر الطرقات نظرًا لتوافر الطاقة الشمسية بنسب مرتفعة وكافية للإنارة وتعمل لفترات طويلة.
أنظمة تركيب وإدخال الطاقة الشمسية عبر الألواح تُعد من الأنظمة المتينة التي لا تتعرض للتلف بسرعة لذلك فهي لا تحتاج إلى المزيد من أعمال الصيانة والتركيب.
يُمكن الاعتماد على الطاقة الشمسية "التسخين" في تعقيم وتطهير المياه لتكون بذلك صالحة للاستهلاك سواء البشري أو الزراعي.

أبرز التطبيقات على استخدام الطاقة الشمسية

تعتمد أغلب التقنيات العاملة حاليًا على الطاقة الشمسية سواء أكانت تقنيات إيجابية معتمدة على استخدام المراوح والمضخات ومجموعة اللوحات الفوتوضوئية أو تقنيات سلبية تكون أكثر اعتمادًا على انتقاء مجموعة من المواد المتصفة بخصائص حرارية معينة وتصميم المباني والأماكن المختلفة بحيث تكون مواجهة لأشعة الشمس، ومن أبرز التطبيقات على فوائد استخدام الطاقة الشمسية نذكر الآتي:

1- زراعة البساتين والنباتات

تلعب الطاقة الشمسية دورًا كبيرًا في تعظيم معدل الإنتاج الزراعي، حيث:

تدفع طاقة الشمس المزارعين إلى إدخال العديد من التعديلات على اتجاه صفوف مجموعة النباتات المنزرعة وعلاقتها بمواسم الزراعة.
كما يعتمد على طاقة الشمس في تنظيم الارتفاعات فيما بين الصفوف المزروعة.
لدفع ثمار الفواكة للنضج وجب توافر درجة حرارة معينة بالتعرض المباشر لأشعة الشمس.
تم إنشاء العديد من التطبيقات للطاقة الشمسية بداخل المجال الزراعي مثل استخدام بعض أنواع الآلات والتقنيات الحديثة التي تدور على محور يجعلها قادرة على تتبع أشعة الشمس لتحديد أوقات زراعة المحاصيل المختلفة.
من هنا جاءت فكرة إنشاء مجموعة الصوبات الزجاجية المختلفة حيث تقوم بتحويل الطاقة الضوئية المنبعثة من الشمس إلى طاقة حرارية توفر ظروف نمو خاصة للنباتات بداخل الصوبة وكان نتيجة ذلك إتاحة الزراعة على مدار العام.

2- التخطيط المدني والمعماري

يتم الاعتماد على الطاقة الشمسية بشكل كبير في تصميم وإنشاء المباني بواسطة استراتيجيات التخطيط المدني والمعماري الأكثر تطورًا، وعلى ذلك:

منذ القدم كان يتم إنشاء المباني بحيث تكون مائلة إلى ناحية الجنوب الأمر الذي يوفّر الدفء والضوء للمنزل.
يتم اللجوء إلى "تقنيات الطاقة الشمسية السلبية" لتحديد مواقع إنشاء المباني بالإشارة إلى خصائص الكتلة الحرارية والتظليل الانتقائي وغيرها من العوامل.
من أهم العناصر التي يتم الاعتماد عليها بالتقنيات الحديثة التي تطبق آليات التصميمات المعمارية المنفذة على الكمبيوتر ما يلي:
- التسخين بواسطة الطاقة الشمسية للحصول على التدفئة.
- تكييف الهواء عبر الطاقة الشمسية للحصول على التهوية.
- الإضاءة الشمسية بواسطة ضوء النهار للحصول على الضوء.

3- حرارة الشمس

دخلت حرارة الشمس في العديد التطبيقات الحديثة المعتمدة على الحرارة، ومنها يُمكن الإشارة إلى ما يلي:

تسخين الماء:
- يتم الاعتماد على ضوء الشمس بصورة أساسية بأنظمة التسخين لتسخين الماء.
- من أشهر أنواع سخانات الماء العاملة بالطاقة الشمسية الألواح المستوية المصقولة والأنابيب المفرغة والألواح البلاستيكية غير المصقولة.
التبريد والتهوية والتدفئة:
- تدخل أنظمة التدفئة والتكييف والتبريد بنسبة قد تصل إلى حوالي 30% من إجمالي الطاقة المستخدمة في أمريكا.
- من أهم التطبيقات المدخنة الحرارية العاملة بالفعل بواسطة الطاقة الشمسية بهدف توفير نظام تهوية جيد عامل بتقنيات الطاقة الشمسية السلبية.
- كما تم الاعتماد على بعض أنواع الأشجار النفضية والنباتات كآلية فعلية لتوفير وخلق نظام تدفئة وتبريد العامل بواسطة الطاقة الشمسية.

4- معالجة المياه

تم إنشاء مشروع تقطير شمسي كبير يستخدم في تنقية ومعالجة المياه.
من أشهر التصميمات المستخدمة بأجهزة التقطير الشمسي مجموعة الأجهزة الرأسية والمخروطية والمزدوجة التي تحقق الهدف النهائي بواسطة طاقة الشمس.

اقرأ المزيد