يعاني البحث حول تطبيق الطاقة الشمسية ومستقبلها في مجال الطاقة النظيفة والمبتكرة من نقص في النفط والكهرباء، وهذا مؤشر ينذر بالخطر.
لذلك يحاول العلماء استخدام مصدر نظيف مثل الطاقة الشمسية للحصول على الطاقة والعمل عليها في العديد من مجالات الطاقة.
مقدمة استكشاف تطبيقات الطاقة الشمسية ومستقبلها في مجال الطاقة النظيفة والمبتكرة
تعتبر الشمس من أقوى مصادر الطاقة على سطح الأرض، وهي متوفرة في العديد من المواقع الجغرافية، والتي يمكن استخدامها في العديد من المجالات، وتحويلها إلى طاقة كهربائية أو حرارية، ويمكن أن تغذي أيضًا بعض العناصر المهمة تفاعلات كيميائية.
في هذه الدراسة الخاصة بتطبيق الطاقة الشمسية ومستقبلها في مجال الطاقة النظيفة والمبتكرة، سنتعلم الكثير عن الطاقة الشمسية وأهم استخداماتها.
انظر أيضا: دليل شركات الطاقة الشمسية في مصر وعناوينها
الطاقة الشمسية المتجددة
ضوء الشمس هو مورد متجدد ولانهائي يمكن تسخيره عن طريق حصاد ضوء الشمس المتوفر في العديد من المناطق الجغرافية والندرة في مناطق أخرى، اعتمادًا على المنطقة وتقسيمها الجغرافي.
طريقة جيدة لتحديد الموقع الجغرافي
يمكن تحديد أفضل المناطق لجمع ضوء الشمس ومقارنتها بالمناطق الأخرى، ويتم ذلك عن طريق اختيار كمية ضوء الشمس في مناطق مختلفة على نفس خط العرض، حيث يتم قياس كمية ضوء الشمس بالكيلوواط / ساعة في الساعة الموضوعة على منطقة. في متر مربع واحد.
كما أنه من الضروري معرفة طول اليوم وهو طويل وقصير حسب الفترة الزمنية والموسم، لأن الأيام أقصر في الشتاء وأطول في الصيف.
جمع الفوتون وتوليد الطاقة الشمية
هناك عدة طرق يمكن من خلالها توليد الطاقة الشمسية وأساس هذه العملية هو تجميع الفوتونات وسنتعرف على هذه الطرق في النقاط التالية:
I. صفائف FE
تتكون المصفوفات الكهروضوئية من عدد من العناصر الكهروضوئية الفردية المتصلة ببعضها بواسطة مواد معدنية (الموصلية العالية) ويتم تجميعها في إطار لجمع أكبر عدد من العناصر الكهروضوئية للحصول على الكمية المطلوبة من الطاقة من المجمع الشمسي.
سوف نكتشف أن الخلايا الكهروضوئية مصنوعة من السيليكون المعالج كيميائيًا للسماح بمرور أكبر قدر ممكن من الطاقة المجمعة في الخلايا.
ثانيًا، العاكسات
تكمن أهمية المحولات في أنها تحول الطاقة الشمسية إلى طاقة أخرى يمكن استخدامها في صناعة الطاقة، والمشكلة هي أنها تنتج تيارًا كهربائيًا مستمرًا في المولدات الشمسية، حيث إن التيار المباشر غير مناسب للعديد من الأجهزة الكهربائية.
مشكلة أخرى هي أن كمية الطاقة التي تنتجها الخلايا الكهروضوئية ليست متساوية في الكمية.
هذا هو المكان الذي تلعب فيه المحولات دورًا في معالجة التيار المباشر وتحويله إلى تيار متردد حيث تعمل على تثبيت كمية الطاقة التي تنتجها الخلايا الكهروضوئية.
ثالثًا، مصفوفة التحكم الكهروضوئية
إن دوران الأرض حول محورها هو ما يخلق النهار والليل وهو ما يتسبب في تغيير لون الأشياء عندما يضربها ضوء الشمس، لذلك يتم تثبيت أجهزة استشعار تعمل على تحريك المصفوفة الكهروضوئية لتتبع أشعة الشمس لتحقيق أقصى استفادة منها. بعد أشعة الشمس لأطول فترة ممكنة.
لذلك، يمكن استخدامه بعد معالجته بواسطة محولات لتزويد الطاقة المطلوبة للأجهزة الكهربائية.
كيف يتم تخزين الطاقة الشمسية؟
لا يمكن توليد الطاقة الشمسية في المساء ؛ نظرًا لأنه يعتمد بشكل أساسي على ضوء الشمس، يجب تخزين الطاقة التي تنتجها الشمس حتى يمكن استخدامها لاحقًا.
سوف نكتشف أن هناك نوعين من الطاقة المشتقة من الطاقة الشمسية: الطاقة الكهربائية والحرارية. سننظر في كيفية تخزينها في النقاط التالية:
أولاً، تراكم الطاقة الحرارية
ترفع أشعة الشمس درجة الحرارة بحيث تمر عبر مجمعات الأشعة وتركز على الماء مما يؤدي بدوره إلى رفع درجة حرارته ويتم نقله عبر أنابيب خاصة إلى منطقة أخرى حيث نريد إيصال الطاقة بحيث يمكن أن تكون سهلة تستخدم.
شاهد أيضاً: مشروع الطاقة الشمسية واستخداماته
ثانيًا، تخزين الطاقة الضوئية
يتم تجميع الطاقة المتولدة من الخلايا الكهروضوئية في بطاريات يمكن إعادة شحنها خلال النهار، حيث يتم جمع الطاقة واستخدامها في الليل أو في أي وقت آخر.
مزايا وعيوب الطاقة الشمسية
هناك العديد من إيجابيات وسلبيات الطاقة الشمسية والتي نغطيها في النقاط التالية:
أولا، فوائد الطاقة الشمسية
- ضوء الشمس هو أحد مصادر الطاقة المتجددة المتوفرة في أجزاء مختلفة من الأرض وهو أحد الطاقات التي لا تنضب.
- يعد التطور التكنولوجي المستمر لعلماء الطاقة الشمسية بالعديد من النتائج الإيجابية من استخدام الطاقة الشمسية بطريقة أوسع وأبسط، وتشير المؤشرات إلى إمكانية وجود مستقبل يسمح بإنتاج المزيد من الطاقة المشتقة من ضوء الشمس.
- على الرغم من ارتفاع تكاليف تركيب أجهزة استقبال لتجميع وتحويل الطاقة الشمسية إلا أنها تتميز بانخفاض تكاليف الصيانة.
- الخلايا الكهروضوئية نباتات معمرة تستمر لسنوات عديدة وتولد إنتاجًا كبيرًا.
ثانياً: مساوئ الطاقة الشمسية
هناك بعض العيوب التي تواجه أنظمة الطاقة الشمسية، وأهمها نعرضها في النقاط التالية:
- استحالة والاعتماد على كمية ثابتة من إنتاج الطاقة الشمسية بسبب الاختلاف في كمية الشمس التي تصل إلى الأرض من وقت لآخر على مدار العام.
- يستحيل خلال النهار الاستفادة من أشعة الشمس إلا خلال النهار وهو نصف يوم فقط.
- الحاجة إلى استخدام نظام تخزين للطاقة التي يتم الحصول عليها من الخلايا الكهروضوئية لاستخدامها في فترات لاحقة.
- ارتفاع تكاليف إنشاء شبكة كهروضوئية.
- كمية الطاقة التي تنتجها الطاقة الشمسية أقل بخمس مرات من الطاقة التي تنتجها المنتجات البترولية.
أنظر أيضا: بحث عن الطاقة الشمسية ومصادرها
استكمال بحث حول تطبيق الطاقة الشمسية ومستقبلها في مجال الطاقة النظيفة والمبتكرة
كوكب الطاقة الشمسية.
في الختام نتمنى ان نكون قد قدمنا عرضا ممتازا لدراسة تطبيق الطاقة الشمسية ومستقبلها في مجالات الطاقة النظيفة والمبتكرة ونتمنى ان تشاركوا المقال على مواقع التواصل الاجتماعي ومع اصدقائكم بذلك. أن الفائدة تعمل للجميع.