ما هي استخدامات الطاقة الشمسية؟

تعتبر الطاقة الشمسية المصدر الذي يمكن من خلاله إنتاج الطاقة بعد امتصاص الأشعة الشمسية بواسطة الألواح الشمسية. وتتمتع الطاقة الشمسية المتجددة بتطبيقات متنوعة، كما هو موضح أدناه:

تسخين المياه باستخدام الطاقة الشمسية

تُستخدم الطاقة الشمسية لتسخين المياه عبر أنظمة السخانات الشمسية، التي تُعد وسائل أكثر نظافة وأقل تكلفة مقارنةً بالطرق التقليدية التي تعتمد على حرق الخشب أو الفحم.

رغم أن تكلفة النفط والغاز الطبيعي كانت منخفضة في مطلع القرن العشرين، وقد لجأت بعض الدول إلى استبدال سخانات المياه الشمسية به، إلا أن دولًا مثل أستراليا وإسبانيا لا تزال تعتمد على استخدامها في المباني الجديدة.

علاوة على ذلك، تستفيد حوالي 28 دولة نامية من الطاقة الشمسية في تطهير المياه لجعلها صالحة للشرب يوميًا، من خلال تعبئة المياه في زجاجات بلاستيكية وتعريضها لأشعة الشمس لعدة ساعات.

توليد الكهرباء

تستخدم العديد من المصانع الطاقة الشمسية لتوليد الكهرباء كونها مصدرًا وفيرًا للطاقة المتجددة. تعتمد هذه العملية على استخدام مرايا تتبع الشمس لتعكس أشعة الشمس إلى نقطة مركزية في قمة برج يحتوي على أنابيب مملوءة بسائل يمتص الحرارة.

عندما يسخن هذا السائل، يتم ضخه إلى مولد يحوله إلى بخار، والذي بدوره يقود توربينًا يعمل على توليد الكهرباء.

تدفئة المنازل

يمكن الاعتماد على الطاقة الشمسية في تدفئة الغرف والمنازل. مثال على ذلك هو نموذج “الغرفة الشمسية”، حيث يسمح الزجاج الشفاف بدخول أشعة الشمس خلال النهار، مما يوفر دفئًا للغرفة.

للحفاظ على الحرارة بعد غروب الشمس، يمكن إدخال النباتات والصخور كجزء من الديكور، والتي تعمل على تخزين الحرارة للاستفادة منها بعد مغيب الشمس.

شحن البطاريات بواسطة الطاقة الشمسية

يمكن الاستفادة من ضوء الشمس خلال النهار لشحن بعض أنواع البطاريات، مثل بطاريات ألعاب الفيديو، بالإضافة إلى استخدام الطاقة المخزنة ليلًا، أو أثناء انقطاع التيار الكهربائي.

تشكل هذه العملية طريقة سريعة لشحن البطاريات في الأيام المشمسة، ولكن يتطلب الأمر وجود جهاز تنظيم الجهد لحماية البطارية من التلف.

النقل بالطاقة الشمسية

يمتاز النقل المعتمد على الطاقة الشمسية بتقليص الانبعاثات الضارة الناتجة عن وسائل النقل التقليدية، حيث تُستخدم مركبات تعمل بالكهرباء بالكامل، مما يضمن عدم وجود تلوث بيئي من هذه المركبات.

ومع ذلك، لا يعني ذلك أن الألواح الشمسية مثبتة على ظهر المركبة، بل تستخدم المركبات بطاريات مُشحونة بواسطة الطاقة الشمسية، وأحد أبرز هذه المركبات هي الحافلات.

استخدام الطاقة الشمسية في الصناعات

تدخل الطاقة الشمسية في الصناعات المختلفة من الحاجة إلى توليد الحرارة اللازمة دون انبعاثات ضارة. ومن تطبيقاتها:

• معالجة المعادن.
• المنتجات الكيميائية.
• المنتجات الغذائية.
• تحلية المياه.

تتوزع تقنيات توليد الطاقة الحرارية باستخدام الطاقة الشمسية في المصانع إلى عدة أنواع، منها:

• تقنيات الطاقة الحرارية الشمسية.
• سخانات المقاومة.
• الألواح الكهروضوئية المتصلة بالمضخات الحرارية.

الطهي باستخدام الطاقة الشمسية

يعتبر الطهي باستخدام الطاقة الشمسية من التقنيات السهلة والمربحة اقتصاديًا، حيث لا يتطلب أدوات كثيرة، ويعود إلى العصور القديمة. وتنقسم هذه الطريقة إلى نوعين:

• الأفران الشمسية

تتكون من صناديق معزولة مزودة بأغطية زجاجية قابلة للفتح ومرايا ثانوية التي تعكس الأشعة الشمسية داخل الفرن. بالإضافة إلى ذلك، يتم عزل الجزء الداخلي للفرن لتقليل فقدان الحرارة.

• المركّزات الشمسية

تتطلب وجود عاكس دائري بقطر يتراوح بين 0.5-1 متر، والذي يُوجه مباشرة نحو الشمس، ويعمل على جمع وتركيز الأشعة الشمسية على منصة الطهي.

إيجابيات وسلبيات استخدام الطاقة الشمسية

على الرغم من الكفاءة العالية للطاقة الشمسية في مجالات متعددة، إلا أن هناك بعض التحديات المرتبطة بها. وفيما يلي أهم الإيجابيات والسلبيات: