الطاقة الشمسية
المقدمة:
إن القلق من تلوث هواء المدن ومن
المطر الحمضي وتسرب النفط والمخاطر النووية وارتفاع حرارة الأرض يحث على
إعادة تفحص بدائل الفحم والنفط والطاقة النووية ، وعلى الرغم من أن مصادر
الطاقة البديلة ليست خالية من التلويث عموماً ، فإنه يوجد مجال واسع من
الخيارات التي يكون ضررها البيئي أقل بكثير من مصادر الطاقة التقليدية .
إن أفضل التقنيات الواعدة هي التي تسخر
طاقة الشمس حيث يعتبر التحويل الحراري المباشر للإشعاعات الشمسية إلي طاقة
كهربائية عبر الخلايا الشمسية تقنية جديدة ومتطورة وهو صناعة إستراتيجية
باعتبارها مصدراً طاقوياً مستقبلياً سيكون له الأثر الأكبر في المحافظة على
مصادر الطاقة التقليدية ولأغراض أهم واستغلال أثمن علاوة على أن مصدر
طاقته مجاني ولا ينضب ونظيف ودون مخلفات أو أخطار.
الطاقة الشمسية: تعتبر
الطاقة الشمسية الطاقة
الأم فوق كوكب الأرض حيث تنبعث من أشعتها كل الطاقات. فهي تقوم بتسخين الجو
المحيط واليابسة وتوليد الرياح وتصريفها ، وتدفع دورة تدوير المياه ، و
تدفيء المحيطات ،و تساعد على نمو النباتات و إطعام الحيوانات. و مع الزمن
تكون الوقود الإحفوري في باطن الأرض. وهذه الطاقة يمكن تحويلها مباشرة أو
بطرق غير مباشرة لحرارة و برودة و كهرباء و قوة محركة .وأشعة الشمس أشعة كهرومغناطيسية.و طيفها المرئي يشكل 49% و الغير مرئي كالأشعة الفوق بنفسجية يشكل 2% و الأشعة دون حمراء
49%. و الطاقة الشمسية تختلف حسب حركتها و بعدها من الأرض.كما تصل إلى المنازل عبر الألواح الشمسية و
تختلف كثافة أشعة الشمس و شدتها فوق خريطة الأرض حسب فصول السنة فوق نصفي
الكرة الأرضية و بعدها عن الأرض و ميولها و وضعها فوق المواقع الجغرافية
طوال النهار أو خلال السنة، و حسب كثافة السحب التي تحجبها. لأنها تقلل أو
تتحكم في كمية الأشعة التي تصل لليابسة. عكس السماء الصحوة الخالية من السحب أو
الأدخنة. وأشعة الشمس
تسقط علي الجدران والنوافذ واليابسة والبنايات والمياه، وتمتص الأشعة
وتخزنها في كتلة (مادة) حرارية. وهذه الحرارة المخزونة تشع بعد ذلك داخل
المباني . وتعتبر هذه الكتلة الحرارية نظام تسخين شمسي يقوم بنفس وظيفة
البطاريات في نظام كهربائي شمسي(الفولتية الضوئية ).فكلاهما يختزن حرارة
الشمس لتستعمل فيما بعد. والمهم معرفة أن الأسطح الغامقة تمتص الحرارة و لا
تعكسها كثيرا ، لهذا تسخن . عكس الأسطح الفاتحة التي تعكس حرارة الشمس
لهذا لا تسخن . و الحرارة تنتقل بثلاث طرق ،إما بالتوصيل من خلال مواد
صلبة، أو بالحمل من خلال الغازات، أوالسوائل ، أو بالإشعاع. و من هنا نجد الحاجة لإنتقال الحرارة بصفة
عامة لنوعية المادة الحرارية التي ستختزنها، لتوفير الطاقة و تكاليفها
.لهذا توجد عدة مباديء يتبعها المصممون لمشروعات الطاقة الشمسية، من بينها
قدرة المواد الحرارية المختارة، علي تجميع وتخزين الطاقة الشمسية حتي في
تصميم البنايات واختيار مواد بنائها حسب مناطقها المناخية سواء في المناطق
الحارة أو المعتادة أو الباردة . كما يكونون علي بينة بمساقط الشمس علي
المبني و البيئة من حوله كقربه من المياه واتجاه الريح والخضرة ونوع
التربة، والكتلة الحرارية التي تشمل الأسقف والجدران و خزانات الماء. كل
هذه الإعتبارات لها أهميتها في امتصاص الحرارة أثناء النهار و تسربها أثناء
الليل.
تقنية التبريد الشمسي لقد ظهرت حديثا تقنية جديدة غريبة
باستخدام الطاقة الشمسية .يمكن ترجمتها باسم *التبريد الشمسي*.و لقد بدا
بالفكرة وتصميم أول جهاز للتبريد باستعمال الطاقة الشمسية على يد العالم
الياباني لذي صمم أول لوح من هذه الالواح التي تبلغ مساحتها 16m² . و يتلخص سر التقنية المذكورة في ان الالواح
الشمسية تلتقط وتجمع الطاقة الشمسية .بعد ذلك يتم تحويله إلى طاقة كهربائية
التي تشغل بدورها الضاغط الذي يقوم بدورة التبريد والتدفئة(الحرارة).
استخدامات
الطاقة الشمسية:
[center]استفاد
الإنسان منذ القدم من طاقة الإشعاع الشمسي مباشرة في تطبيقات عديدة كتجفيف
المحاصيل الزراعية وتدفئة المنازل كما استخدمها في مجالات أخرى وردت في
كتب العلوم التاريخية فقد أحرق أرخميدس الأسطول
الحربي الرماني في حرب عام 212 ق م عن طريق تركيز الإشعاع الشمسي على سفن
الأعداء بواسطة المئات من الدروع المعدنية . وفي العصر
البابلي كانت نساء الكهنة يستعملن آية ذهبية مصقولة كالمرايا
لتركيز الإشعاع الشمسي للحصول على النار.كما قام علماء أمثال تشرنهوس وسويز ولافوازييه وموتشوت وأريكسون وهاردنج وغيرهم
باستخدام الطاقة الشمسية في صهر المواد وطهي الطعام وتوليد بخار الماء
وتقطير الماء وتسخين الهواء . كما أنشئت في مطلع القرن الميلادي الحالي أول
محطة عالمية للري بوساطة الطاقة الشمسية كانت تعمل لمدة خمس ساعات في
اليوم وذلك في المعادي قرب القاهرة. ومع التطور الكبير في التقنية والتقدم العلمي
الذي وصل إليه الإنسان فتحت آفاقا علمية جديدة في ميدان استغلال الطاقة
الشمسية فأصبحت تستغل في توليد الكهرباء والتسخين وحتى التبريد.
بعض مشاكل استخدام
الطاقة الشمسية :إن أهم مشكلة تواجه الباحثين في مجالات
استخدام الطاقة الشمسية هي وجود الغبار ومحاولة تنظيف أجهزة الطاقة الشمسية
منه وقد برهنت البحوث الجارية حول هذا الموضوع أن أكثر من 50 % من فعالية
الطاقة الشمسية تفقد في حالة عدم تنظيف الجهاز المستقبل لأشعة الشمس لمدة
شهر .
إن أفضل طريقة للتخلص من الغبار هي
استخدام طرق التنظيف المستمر أي على فترات لا تتجاوز ثلاثة أيام لكل فترة
وتختلف هذه الطرق من بلد إلي آخر معتمدة على طبيعة الغبار وطبيعة الطقس في
ذلك البلد .
أما المشكلة الثانية فهي خزن الطاقة
الشمسية والاستفادة منها أثناء الليل أو الأيام الغائمة أو الأيام المغبرة
ويعتمد خزن الطاقة الشمسية على طبيعة وكمية الطاقة الشمسية ، و نوع
الاستخدام وفترة الاستخدام بالإضافة إلي التكلفة الإجمالية لطريقة التخزين
ويفضل عدم استعمال أجهزة للخزن لتقليل التكلفة والاستفادة بدلاً من ذلك من
الطاقة الشمسية مباشرة حين وجودها فقط ويعتبر موضوع تخزين الطاقة الشمسية
من المواضيع التي تحتاج إلي بحث علمي أكثر واكتشافات جديدة .
ويعتبر تخزين الحرارة بواسطة الماء
والصخور أفضل الطرق الموجودة في الوقت الحاضر.
والمشكـلة الثـالثة في استخدامات الطاقة
الشمسية هي حدوث التـآكل في المجمعـات الشمسيــة بسبب الأمـلاح الموجودة في
الميــاه المستخدمــة في دورات التسخــين وتعتبر الــدورات المغلقـة
واستخـــدام مــاء خـال من الأملاح فيها أحسن الحلول للحد من مشكلة التآكل
والصدأ في المجمعات الشمسية .
الخاتمة:تسخر الطاقة الشمسية حالياً في أنحاء
متعددة من العالم ويمكنها أن تؤمن أضعاف معدّل الاستهلاك الحالي للطاقة في
العالم إذا ما تمّ استغلالها بشكل صحيح. يمكن استخدام الطاقة الشمسية
لانتاج الكهرباء مباشرة أو للتسخين أو حتّى للتبريد. ولا يحدّ الإمكانيات
المستقبلية للطاقة الشمسية سوى استعدادنا للاستفادة من الفرصة.
منتديات طيبة الجزائرية :: 
بحث حول الطاقة الشمسية للسنوات الرابعة متوسط
السبت 13 أبريل 2013 - 20:28
موضوع: بحث حول الطاقة الشمسية للسنوات الرابعة متوسط 
