5:59 ص
علوم البيئة و التلوث
كتاب : الشمس أم الطاقات وأنظفها
تأليف : د حسين العروسي
عدد صفحات الكتاب : 93 صفحة
الطاقة الشمسية، إشعاعات الطاقة الشمسية القادرة على إنتاج الحرارة، أو التأثير على التأثيرات الذاتية، أو توليد الكهرباء. إن بدأت لوادث الطاقة الشمسية على نحو كبير لمتطلبات الأرض الحالية والمتوقعة في العالم. وإذا تم تسخيره بشكل مناسب، فإن هذا المصدر المتنوع للغاية لديه القدرة على تلبية جميع احتياجات الطاقة المستقبلية. من المتوقع أن تصبح الطاقة الشمسية في القرن العشرين مشهورة بشكل كبير بزيادة كم مصدر الطاقة بسبب استهلاكها الذي لا يضبط وطابعتها غير الملوثة، في تناقض صارخ مع الأحفوري المحدود مثل أضواء الليل والنفط الطبيعي.
إن إمكانات الطاقة الشمسية هائلة، حيث تستقبل الأرض حوالي 200 ألف ضعف إجمالي قدرة توليد الكهرباء اليومية في العالم على شكل طاقة شمسية. من المؤسف أنه برغم أن الطاقة الشمسية ذاتها مجانية، فإن التكلفة المرتفعة لجمعها وتحويلها وتخزينها لا تزال تحد من استغلالها في العديد من الأماكن. يمكن تحويل الإشعاع الشمسي إما إلى طاقة حرارية (حرارة) أو إلى طاقة كهربائية، على الرغم من أن تحقيق الأول أسهل.
طاقة حرارية
من بين الأجهزة الأكثر شيوعًا المستخدمة لالتقاط الطاقة الشمسية وتحويلها إلى طاقة حرارية هي المجمعات المسطحة، والتي تستخدم في تطبيقات التدفئة الشمسية. ونظرًا لأن شدة الإشعاع الشمسي على سطح الأرض منخفضة جدًا، فيجب أن تكون مساحة هذه المجمعات كبيرة. حتى في الأجزاء المشمسة من المناطق المعتدلة في العالم، على سبيل المثال، يجب أن تكون مساحة سطح المجمع حوالي 40 مترًا مربعًا (430 قدمًا مربعًا) لجمع ما يكفي من الطاقة لتلبية احتياجات الطاقة لشخص واحد
تتكون المجمعات ذات الألواح المسطحة الأكثر استخدامًا على نطاق واسع من لوحة معدنية سوداء، مغطاة بطبقة أو لوحتين من الزجاج، يتم تسخينها بواسطة ضوء الشمس الساقط عليها. يتم بعد ذلك نقل هذه الحرارة إلى الهواء أو الماء، والتي تسمى السوائل الحاملة، والتي تتدفق عبر الجزء الخلفي من اللوحة. ويمكن استخدام الحرارة مباشرة، أو يمكن نقلها إلى وسيلة أخرى للتخزين. تُستخدم المجمعات المسطحة بشكل شائع في سخانات المياه بالطاقة الشمسية وتدفئة المنزل. عادة ما يتم تخزين الحرارة لاستخدامها في الليل أو في الأيام الملبدة بالغيوم باستخدام خزانات معزولة لتخزين المياه الساخنة خلال الفترات المشمسة. يمكن لمثل هذا النظام أن يزود المنزل بالمياه الساخنة المسحوبة من خزان التخزين، أو مع تدفق المياه الدافئة عبر الأنابيب الموجودة في الأرضيات والأسقف، يمكن أن يوفر التدفئة للمساحة. عادةً ما تقوم المجمعات المسطحة بتسخين السوائل الحاملة إلى درجات حرارة تتراوح من 66 إلى 93 درجة مئوية (150 إلى 200 درجة فهرنهايت). تتراوح كفاءة هذه المجمعات (أي نسبة الطاقة المتلقاة التي تحولها إلى طاقة قابلة للاستخدام) من 20 إلى 80 بالمائة، اعتمادًا على تصميم المجمع.
توجد طريقة أخرى لتحويل الطاقة الحرارية في البرك الشمسية، وهي عبارة عن مسطحات من المياه المالحة مصممة لجمع وتخزين الطاقة الشمسية. تتيح الحرارة المستخرجة من هذه البرك إنتاج المواد الكيميائية والأغذية والمنسوجات وغيرها من المنتجات الصناعية ويمكن استخدامها أيضًا لتدفئة الدفيئات الزراعية وحمامات السباحة ومباني الماشية. تُستخدم البرك الشمسية أحيانًا لإنتاج الكهرباء من خلال استخدام محرك دورة رانكين العضوي، وهو وسيلة فعالة واقتصادية نسبيًا لتحويل الطاقة الشمسية، وهو مفيد بشكل خاص في المواقع النائية. يعد تركيب وصيانة البرك الشمسية مكلفًا إلى حد ما، وتقتصر عمومًا على المناطق الريفية الدافئة.
يمكن تحويل الإشعاع الشمسي مباشرة إلى كهرباء بواسطة الخلايا الشمسية (الخلايا الكهروضوئية). في مثل هذه الخلايا، يتم توليد جهد كهربائي صغير عندما يضرب الضوء الوصلة بين المعدن وشبه الموصل (مثل السيليكون) أو الوصلة بين اثنين من أشباه الموصلات المختلفة. تبلغ الطاقة المولدة بواسطة خلية كهروضوئية واحدة حوالي 2 واط عادةً. ومع ذلك، فمن خلال ربط أعداد كبيرة من الخلايا الفردية معًا، كما هو الحال في صفائف الألواح الشمسية، يمكن توليد مئات أو حتى آلاف الكيلووات من الطاقة الكهربائية في محطة كهرباء شمسية أو في مصفوفة منزلية كبيرة. تبلغ كفاءة استخدام الطاقة في معظم الخلايا الكهروضوئية الحالية حوالي 15 إلى 20 بالمائة فقط، وبما أن شدة الإشعاع الشمسي منخفضة في البداية، فإن تجميعات كبيرة ومكلفة من هذه الخلايا مطلوبة لإنتاج كميات معتدلة من الطاقة......
-----------------
-------------------------
ليست هناك تعليقات: