مميزات وعيوب الطاقة الشمسية وفوائدها

ما هي الطاقة الشمسية؟ ميزات الطاقة الشمسية لتوليد الكهرباء، عيوب الطاقة الشمسية، استخدامات الطاقة الشمسية، فوائد تركيب ألواح الطاقة الشمسية

مميزات وعيوب الطاقة الشمسية وفوائدها

مميزات وعيوب الطاقة الشمسية وفوائدها

الشمس هي المصدر الرئيسي للطاقة التي تحتاجها الكائنات الحية التي تعيش على كوكب الأرض، فهي تمد الأرض بالحرارة والضوء اللازمين للحياة اليومية، وطاقة الشمس هي طاقة نظيفة ومتجددة دائماً لا تنضب ولا تتلوث، ومنذ القدم حاولت العديد من الحضارات الاستفادة من هذه الطاقة سواء في تجفيف بعض الأطعمة أو تسخين المياه أو انتاج بعض المحاصيل الزراعية والعديد من الاستخدامات الأخرى، والتقدم العلمي والتقنيات الحديثة ساهمت في انتاج وسائل أكثر تطور في استغلال الطاقة الشمسية.

تنتج الطاقة الشمسية عن التفاعلات التي تحدث على الشمس وتصل هذه الطاقة إلى الأرض بكميات ضئيلة بسبب وجود عدة عوامل تمنع الأشعة القوية من الوصول إلى الأرض كالغلاف الجوي ووجود الغيوم فيبقى من الضوء الذي يصل إلى الأرض 50 بالمائة و45 بالمائة من الأشعة تحت الحمراء وكميات أقل من الأشعة فوق البنفسجية، هذه الكميات قليلة ولكنها كافية لاستغلالها والاستفادة منها في الحياة اليومية كما يمكن تحويلها إلى طاقة حرارية أو كهربائية من خلال وحدات توليد الطاقة الشمسية. [1]

الطاقة الشمسية التي توفرها الشمس لكوكب الأرض لمدة ساعة يمكن أن تلبي احتياجات الطاقة العالمية لمدة سنة كاملة، لهذا السبب يجب أن يتم استغلالها وتخزينها بشكل جيد فهي مصدر قوي للطاقة النظيفة المتجددة، كما تمتلك هذه الطاقة عدة ميزات منها: [2-3]

  1. الطاقة الشمسية مصدر متجدد لا ينضب للطاقة: الطاقة الشمسية مصدر متوفر كل يوم لا يمكنه أن ينتهي، فالطاقة الشمسية موجودة طالما أن الشمس تشرق من جديد وهذا التوفر الدائم يشجع على استغلالها والاستفادة منها.
  2. يمكن استخدام الطاقة الشمسية في تطبيقات متنوعة: يمكن الاستفادة من الطاقة الشمسية في توليد الكهرباء عن طريق الخلايا الكهروضوئية وتوليد الحرارة عن طريق الطاقة الحرارية التي تصدر من الشمس كما يمكن استخدامها لتقطير المياه وعدة استخدامات أخرى أيضاً.
  3. تكاليف الصيانة للطاقة الشمسية منخفضة: لا تتطلب أنظمة الطاقة الشمسية بشكل عام الكثير من الصيانة، يجب الحفاظ عليها نظيفة فقط ولهذا فإن تنظفيها لعدة مرات في السنة كافي للحفاظ عليها وفي حال كان الشخص لا يعلم كيفية تنظيفها بشكل تام يجب أن يطلب المساعدة من شركات مختصة بتنظيف الألواح الشمسية، وبهذا تكون تكاليف الصيانة قليلة جداً بعد أن يتم تغطية التكاليف الأولية لتركيبها.
  4. من ميزات الطاقة الشمسية أنها متطورة باستمرار: تتقدم التكنولوجيا في صناعة الطاقة الشمسية باستمرار حيث يمكن للابتكارات الفيزيائية الجديدة والمستمرة أن تطور وتزيد من فعالية الألواح الشمسية بشكل دائم.
  5. الطاقة الشمسية تحافظ على البيئة: استخدام الطاقة الشمسية يقلل من الاعتماد على المشتقات النفطية والفحم والغاز الطبيعي من أجل إنتاج الكهرباء، وبما أن الطاقة الشمسية لا تنتج تلوث فهي تحمي البيئة بشكل كبير كما أنها توفر مصدر كبير للطاقة لا يضر بالطبيعة ولا بطبقة الأوزون.
  6. الطاقة الشمسية توفر الكهرباء بشكل دائم: من الممكن تغطية احتياجات المنزل من الكهرباء بواسطة الطاقة الشمسية وذلك من خلال تركيب الألواح الشمسية على السطح وبهذا نحصل على الطاقة الشمسية نهاراً وليلاً أيضاً لأن هذه الطاقة تخزن في بطاريات، حيث ينتج عن تركيب الطاقة الشمسية استقلالية في الطاقة.

على الرغم من أن الجميع يشجع على استخدام الطاقة الشمسية إلا أنه يجب على أي شخص يقرر أن يستخدم الطاقة الشمسية أن يكون على دراية كاملة بكافة عيوبها قبل الاستخدام ومن عيوب الطاقة الشمسية نذكر: [2-4]

  1. تكلفة تركيب الطاقة الشمسية باهظة: التكلفة الأولية لشراء النظام الشمسي مرتفعة إلى حد ما، لأن هذه التكلفة تشمل دفع ثمن الألواح الشمسية والبطاريات والأسلاك وثمن تركيبها أيضاً، ومع ذلك تتطور تقنيات الطاقة بشكل دائم مما يبشر إلى أن هذه التكلفة سوف تنخفض مع الوقت وتصبح أكثر توفراً.
  2. تعتمد الطاقة الشمسية على الطقس: تعتمد الألواح الشمسية على ضوء الشمس لتجميع الطاقة الشمسية بشكل فعال مما يبين أن كفاءة هذا النظام سوف تنخفض خلال الأيام الماطرة والمليئة بالغيوم.
  3.  لا يمكن أن تعمل الطاقة الشمسية في الليل: لا يمكن تجميع الطاقة الشمسية أثناء الليل لذلك يمكن أن يكون لبضع أيام غائمة تأثيراً كبيراً على نظام الطاقة الشمسية بالإضافة إلى أن تكلفة شراء بطاريات لتخزين هذه الطاقة مرتفع جداً.
  4. تحتاج مساحة كبيرة لتركيب الألواح: كلما زادت كمية الكهرباء التي تريد إنتاجها سوف تحتاج إلى المزيد من الألواح الشمسية من أجل جمع أكبر قدر ممكن من ضوء الشمس، وبعض الأسطح المنزلية ليست كبيرة بما يكفي لتتناسب مع عدد الألواح الشمسية اللازمة لاستقطاب ضوء الشمس، ويكون البديل هنا هو تثبيت بعض الألواح الشمسية في الفناء وهذا يحتاج لمساحة واسعة.
  5. الطاقة الشمسية تنتج بعض التلوث: على الرغم من أن التلوث المرتبط بالطاقة الشمسية أقل بكثير مقارنة بمصادر الطاقة الأخرى كالوقود والفحم الحجري، إلا أنه يمكن أن يرتبط نقل وتركيب أنظمة الطاقة الشمسية بانبعاث غازات الاحتباس الحراري كما أن هنالك بعض المواد السامة التي تنتج أثناء عملية تصنيع أنظمة الطاقة الشمسية الكهروضوئية والتي يمكن أن تؤثر بشكل غير مباشر على البيئة.

مع تقدم العلم تزايدت الجهود نحو استثمار الطاقة الشمسية للاستفادة منها كونها طاقة متجددة لا تنفذ ومن المجالات المتنوعة التي تستخدم فيها الطاقة الشمسية: [5]

  1. إن توليد الكهرباء من الاستخدامات الرئيسية للطاقة الشمسية، حيث أن هذه الطاقة قادرة على إمداد المنازل بشكل كامل بالكهرباء والإنارة وبالتالي توفير الكهرباء والحد من التلوث الناتج عن استخدامها وليس في المنازل فقط فالعديد من المعامل لجأت إلى استغلال الطاقة الشمسية من أجل توليد الكهرباء لأنها مصدر دائم للطاقة.
  2. كما أن الطاقة الشمسية تستخدم في تسخين المياه من أجل المتطلبات المنزلية كالاستحمام والتنظيف أو تسخين مياه المسبح حيث أن استخدام الطاقة الشمسية في تسخين المياه يوفر الوقود بشكل كبير ويمكن الاعتماد عليه في كافة المتطلبات المنزلية.
  3. تقطير المياه وتطهيرها حيث أن البلدان المتقدمة أصبحت تعتمد على الطاقة الشمسية في تطهير المياه وجعلها قابلة للشرب وذلك عن طريق استخدام عبوات خاصة من أجل تطهير ها وتعقيمها.
  4. بالإضافة إلى أن الطاقة الشمسية تستخدم في تشغيل مراوح التهوية حيث يمكن شراء هذه المراوح التي تتميز بوجود لوحة صغيرة من الخلايا الكهروضوئية التي تشغل محرك المروحة دون الحاجة إلى التيار الكهربائي المنزلي على الإطلاق.
  5. استخدام الطاقة الشمسية في التدفئة حيث أنه يمكن للطاقة الشمسية أن تقوم بتدفئة المنزل كاملاً بالتالي الاستغناء عن الوقود للتدفئة بكافة أنواعه فيمكن للطاقة ا لشمسية أن تقوم بتدفئة الغرف بالإضافة إلى أنها مصدر آمن فلا خوف من احتراق المنزل في حال تم نسيان إطفاء التدفئة خلال الليل.
  6. كما تستخدم الطاقة الشمسية أيضاً في شحن البطاريات حيث أنه يمكن شحن أي جهاز يعمل بالبطارية من خلال الطاقة الشمسية عبر نوع من أنظمة الألواح الكهروضوئية وتتمثل بتوليد تيار مستمر وهو نفس الشكل المستخدم في معظم البطاريات كما أن شحن البطاريات بهذا النوع غير مكلف كثيراً.
  7. بالإضافة إلى أن الطاقة الشمسية يمكن أن تستخدم في الطبخ عن طريق شراء الطباخ الشمسي فهو يحتوي على صندوق بداخله مقلاة وورق ألمنيوم وشريط لاصق ومقياس حرارة وعازل يسمى الستايروفوم وتكون هذه المكونات ضمن حقيبة طبخ يمكن استخدامها في أي وقت، حيث يتمثل جوهر الطباخ الشمسي في إنشاء صندوق مبطن برقائق معدنية أو مادة لامعة أخرى لتركيز أشعة الشمس في غرفة الطهي.
  8. استخدام الطاقة الشمسية للإضاءة الخارجية بدلاً من الأسلاك الكهربائية تحت الأرض فمن الممكن للطاقة الشمسية أن توفر إضاءة جيدة للمناظر الطبيعية عن طريق استخدام خلية شمسية صغيرة وبطارية تخزين قابلة لإعادة الشحن في أي وقت من الأوقات واليوم يمكن الحصول على طاقة مناسبة للمناظر الطبيعية دون أن يتطلب الأمر توصيل أسلاك إطلاقاً فتقوم الألواح الشمسية بشحن البطاريات خلال النهار وتكون كافية لتشغيل الأضواء خلال الليل.

تمتلك الطاقة الشمسية العديد من الفوائد التي تشجع على الاستفادة منها والاهتمام بتطويرها بشكل دائم من هذه الفوائد نذكر: [6]

  1. من خلال استخدام الطاقة الشمسية المتجددة نحافظ على الموارد غير المتجددة كالوقود والفحم الحجري من خلال التقليل من استخدامها والتعويض عنها بالطاقة الشمسية.
  2. من فوائد استخدام الطاقة الشمسية الحفاظ على الكوكب من التلوث الناتج عن توليد الطاقة بالفحم.
  3. العمل على تصنيع متطلبات تركيب الطاقة الشمسية كالألواح وما إلى ذلك يتطلب العديد من الأيدي العاملة بالتالي يوفر استخدام الطاقة الشمسية العديد من فرص العمل.
  4. التوفير المادي فصحيح أن تكاليف تركيب الطاقة الشمسية مرتفعة ولكنها لا تحتاج لكثير من الصيانة وتوفر تكاليف الكهرباء والوقود.
  5. الاعتماد على الطاقة الشمسية يحقق استقلالية الطاقة وتعني أن هنالك العديد من البلدان التي تنتج الطاقة عن طريق استيراد الوقود من البلدان الأخرى وبالتالي تبقى مدينة لهذه البلدان بشكل دائم، ويمكن في حال تم تطوير استخدام الطاقة الشمسية أن يجعل هذه البلدان تبتعد عن استيراد الوقود بالتالي يعطيها استقلالية أكبر.
  6. استخدام الطاقة الشمسية يقلل الحاجة من استخدام الطاقة النووية التي تعد نظيفة نوعا ما بسبب نقص تلوث الهواء المرتبط بها ولكنها تنتج نفايات ضارة ومثيرة للجدل.

المصادر و المراجعadd