بحث حول الطاقة الشمسية

بحث حول الطاقة الشمسية

الطاقة الشمسيّة

تعتبر الطاقة الشمسية من أهم مصادر الطاقة لدى الإنسان، باعتبارها طاقة نظيفة لا تخلف وراءها المواد السامة المضرة بالبيئة، بالإضافة إلى أنها نوع من أنواع مصادر الطاقة المتجددة والتي لا تنفذ مع الوقت، وقد استغل الإنسان الطاقة الشمسية منذ القدم، ومن أشهر استخداماتها عبر التاريخ عندما قام أرخميدس بتركيز أشعة الشمس على سفن العدو باستخدام المرايا لحرقها، وهذا دليل على الطاقة الهائلة الموجودة في أشعة الشمس عندما تستغل بالشكل الصحيح.

يتكون سطح الشمس من كرة كبيرة من اللهب وتقدر درجة حرارتها ب 5778 كلفن، وينتج عنها الكثير من الإشعاعات والفوتونات الحرارية والضوئية، والتي بدورها تنتقل إلى سطح الأرض مخترقة الغلاف الجوي، وتتكون هذه الفوتونات من حرارة وضوء في آن واحد، ولذلك يمكن استغلالها في التطبيقات الحرارية والتطبيقات الضوئية على حد سواء.

تطبيقات الطاقة الشمسية أبدع الإنسان في اختراع الأساليب المناسبة لاستغلال الطاقة الشمسية، ومنها:
  • تقطير مياه البحر: حيث يتم تجميع مياه البحر المالحة داخل برك خاصة، وتوضع فوقها مرايا بشكل مائل، وبفعل حرارة الشمس تعمل على ارتفاع درجة حرارة البركة، وبالتالي تبخير المياه، فيتجمع البخار على السطح الداخلي للمرايا، ويسيل إلى أحواض خاصة لتجميع المياه النقية الصالحة للشرب، وبهذه العملية قام الإنسان بضرب عصفوريْن بحجر واحد، إذ حصل على مياه نقية من جهة، وحصل على المعادن والأملاح المترسبة من عملية التبخير من جهة أخرى.
  • الحمامات الشمسية: وتَستخدم ألواحاً خاصة تُركب إلى جنب خزان مياه، ويتم تصميمها بحيث تمر داخل الألواح أنابيب المياه، وتكون باللون الأسود لتجذب حرارة الشمس، وتعمل حرارة الشمس على تسخين الطبقة الداخلية من الألواح، وبالتالي تسخين المياه الموجودة فيها، وبفعل الخاصية الفيزيائية للمياه فإن المياه الساخنة ترتفع إلى أعلى في الخزان ويحل محلها المياه الباردة في أنابيب التسخين.
  • استخدام الطاقة الشمية في الطهي: وتصنع أفران خاصة من مرايا عاكسة تعمل على تركيز أشعة الشمس في نقطة محددة، ويوضع الطعام في هذه النقطة، وبسبب الطاقة الكبيرة الموجودة في أشعة الشمس المركزة ترتفع درجة حرارة إناء الطعام وتعمل على طهيه بشكل كامل.
  • الإضاءة المنزلية: فالهندسية الحديثة تقوم بتصميم المنازل والبيوت لاستغلال ضوء الشمس بالكامل لإضاءة المنازل والتقليل من استخدام الكهرباء.
  • إنتاج الطاقة الكهربائية: وفي هذا التطبيق تستخدم خلايا فوتوضوئية خاصة تعمل على تحويل الطاقة الشمسية إلى طاقة كهربائية بفعل حركة الإلكترونات الداخلية، ومن أشهر استخداماتها الآلات الحاسبة الشمسبة، والخلايا الشمسية التي تعمل على تشغيل بيوت ومصانع كاملة اعتماداً على ضوء الشمس فقط، وإنارة الشوارع، بالإضافة إلى محطات تخزين الطاقة الشمسية وهي عبارة عن حقول كبيرة من هذه الخلايا تحفظ الطاقة الكهربائية في مخازن خاصة، وتعرف بالبطاريات.

المقالات المتعلقة ببحث حول الطاقة الشمسية