اكتشافات واختراعات

ما هي الطاقة الشمسية

ما هي الطاقة الشمسية

تعدّ الطاقة الشمسية ، من أهم مصادر الطاقة الطبيعية المتجددة التي لا نهاية لها ، أي التي لا تنضب والتي توجد بجانب طاقة الرياح والطاقة الكهرومائية وطاقة أمواج البحر والكتلة الحيوية ، حيث تتمثل هذه الطاقة في انبعاث أشعة الضوء والحرارة من ضوء الشمس ، وقد استغل البشر هذه النعمة الإلهية لخدمتهم منذ القدم وحتى الوقت الحاضر ، وفي ما يلي من خلال موقع الشهد نتعرف على الطاقة الشمسية ونذكر أبرز فوائدها وسلبياتها.

بالاضافة الى معلومات عن الطاقة الشمسية واستخداماتها ، كيف تعمل الطاقة الشمسيه ، استخدامات الطاقة الشمسية، سلبيات الطاقة الشمسية ، مشروع الطاقة الشمسية ، تعريف الطاقة الشمسية المتجددة ، الطاقة الشمسية في المغرب ، فوائد الطاقة الشمسية ويكيبيديا.

شاهد ايضا: معرفة فاتورة الكهرباء السعودية 1444-2022

الطاقة الشمسية

ما هي الطاقة الشمسية ، الطاقة الشمسية هي الضوء والحرارة المنبعثة من الشمس وهذه الطاقة لها أهمية كبيرة في العالم تعتمد جميع الكائنات الحية على الأرض على طاقة الشمس بتبخر الماء على سطح الأرض وتكوين السحب التي توفر في النهاية مياه الأمطار العذبة.

يتم إنتاج الطاقة الشمسية عن طريق تفاعلات الاندماج النووي الحراري في أعماق الشمس ، وتصدر هذه التفاعلات قدرًا كبيرًا من الطاقة بحيث تحافظ على درجة حرارة سطح الشمس عند 10300 فهرنهايت (5700 درجة مئوية) ، على الرغم من أن الطاقة الشمسية هي أكبر مصدر من الطاقة التي تتلقاها الأرض ، لكن شدتها على سطح الأرض منخفضة جدًا ، بسبب المسافة الكبيرة بين الأرض والشمس والغلاف الجوي للأرض ، الذي

يمتص الإشعاع ويبدده الطاقة التي تصل إلى سطح الأرض عبر الغلاف الجوي في يوم صافٍ عندما تكون الشمس مباشرة فوق الأرض لا تتجاوز 30٪ تقريبًا وعندما تكون الشمس قريبة من الأفق والسماء تغمرها الغيوم الطاقة الشمسية على الأرض مستوى ضئيل للغاية ، وكمية الإشعاع على سطح الأرض تختلف من نقطة إلى أخرى.

إجمالي كمية الطاقة الشمسية التي تتلقاها الأرض يتجاوز بكثير الكمية المستخدمة في العالم ، ولكن إذا تم تسخيرها بشكل مناسب ، فإن هذا المصدر واسع الانتشار لديه القدرة على تلبية جميع احتياجات الطاقة المستقبلية طاقة مستمرة ومتجددة لا تسبب التلوث في المقابل ، ستنخفض الاستخدامات المحدودة للوقود الأحفوري الذي يسبب التلوث ، مثل الفحم والنفط والغاز الطبيعي.

جمع الطاقة الشمسية وتحويلها

ما هي الطاقة الشمسية ، تم تطوير عدد من الأجهزة لتجميع الطاقة الشمسية وتحويلها إلى طاقة قابلة للاستخدام، ونظرًا لأن شدة إشعاع الشمس على سطح الأرض منخفض جدًا يجب أن تكون المجمعات المصممة لالتقاط الطاقة الشمسية كبيرة في المنطقة، على سبيل المثال في الأجزاء المشمسة من المناطق المعتدلة في العالم يجب أن تبلغ مساحة الألواح حوالي 40 مترًا مربعًا لجمع طاقة كافية لتلبية احتياجات الطاقة لبيت واحد.

شاهد ايضا: ما هي نقاط الاختلاف بين الثقافة والعلم

مجمعات الألواح المسطحة

ما هي الطاقة الشمسية ، تُعدُّ ألواح الطاقة الشمسية الأكثر شيوعًا بين أدوات تحويل الطاقة لجمع الطاقة، وتتكون هذه الألواح من صفيحة معدنية داكنة مغطاة بورقة أو لوحتين من الزجاج تمتص الحرارة، وتنتقل الحرارة إلى الهواء أو الماء وتسمى السوائل الحاملة والتي تتدفق عبر الجزء الخلفي من اللوحة فيمكن استخدام

هذه الحرارة مباشرة أو يمكن نقلها إلى وَسَط آخر وتُستخدم مجمعات الألواح المسطحة لتسخين المنازل والماء، حيث تتراوح درجات حرارة هذه المجمعات من 150 درجة إلى 200 درجة فهرنهايت (66 درجة إلى 93 درجة مئوية) وكفاءة أدائها تصل إلى 80%.

الطاقة الشمسية المُركّزة

ما هي الطاقة الشمسية ، عند الحاجة إلى درجات حرارة أعلى يتم استخدام مُجمِّع ذو تركيز أكبر، حيث تركز هذه الأجهزة أشعة الشمس المتلقاة من منطقة واسعة على مُستقبل أسود صغير وبالتالي تزداد شدة الأشعة بشكل كبير من أجل إنتاج درجات حرارة عالية، ويمكن لمصفوفات المرايا أو الألواح المصفوفة بشكل مدروس والمستخدمة في ما يسمى بالأفران الشمسية أن تبلغ درجة تسخينها للسوائل إلى 3600 درجة فهرنهايت (2000 درجة مئوية) أو أكثر،

كما يمكن استخدام هذه الحرارة لدراسة خصائص المواد في درجات حرارة عالية أو يمكن استخدامها لتشغيل الغلايات والتي بدورها تولّد البخار لمحطة توليد الطاقة البخارية التوربينية الكهربائية. وقد أصبح الفرن الشمسي أداة مهمة في أبحاث درجات الحرارة العالية ولإنتاج البخار حيث يتم ترتيب المرايا المتحركة بحيث تركز كميات كبيرة من الإشعاع الشمسي على أنابيب سوداء يتم من خلالها تدوير المياه وبالتالي تسخينها.

وتستخدم أبراج الطاقة الشمسية شفرات عاكسة، وهي مرايا مسطحة تدور لتتبع حركة الشمس في السماء. ويتم ترتيب المرايا حول “برج جامع” مركزي ، وتعكس ضوء الشمس إلى شعاع ضوئي مركّز يضيء على نقطة محورية على البرج. كانت التصاميم السابقة لأبراج الطاقة الشمسية تقوم. على تسخين أشعة الشمس المركزة لخزان من الماء، مما ينتج بخارًا يعمل على تشغيل التوربينات. ولكن تم مؤخرًا استخدام الصوديوم السائل في بعض أبراج الطاقة الشمسية، حيث يتمتع بسعة حرارية أعلى ويحتفظ بالحرارة لفترة أطول من الوقت.

هذا يعني أن السائل لا يصل فقط إلى درجات حرارة من 773 إلى 1،273 كلفن (500 إلى 1000 درجة مئوية أو 932 إلى 1،832 درجة فهرنهايت)، ولكن يمكنه الاستمرار في غلي الماء وتوليد الطاقة حتى عندما لا تكون الشمس مشرقة.

تم تطوير محطات الطاقة الشمسية المركزة لأول مرة في الثمانينيات. وتُعدُّ أكبر منشأة في العالم سلسلة من المصانع في صحراء موهافي بكاليفورنيا.

ويولد نظام توليد الطاقة الشمسية (SEGS) أكثر من 650 غيغا واط في ساعة من الكهرباء كل عام. تم تطوير مصانع أخرى كبيرة وفعالة في دول أخرى مثل إسبانيا والهند.

يمكن أيضًا استخدام الطاقة الشمسية المركزة على نطاق أصغر. فمثلًا يمكن أن يتم توليد الحرارة للأفران الشمسية. يستخدم الناس في القرى في جميع أنحاء العالم المواقد التي تعمل بالطاقة الشمسية لغلي الماء من أجل الصرف الصحي ولطهي الطعام.

توفر المواقد التي تعمل بالطاقة الشمسية العديد من المزايا على مواقد حرق الأخشاب: فهي لا تشكل خطر الحرائق ولا تنتج دخانًا ولا تتطلب وقودًا ولا تتسبب في القضاء على بسبب قطع الأشجار للحصول على الوقود.

الخلايا الضوئية

ما هي الطاقة الشمسية ، يمكن تحويل الإشعاع الشمسي مباشرة إلى كهرباء بواسطة الخلايا الكهروضوئية أو الخلايا الشمسية، في مثل هذه الخلايا عندما يصطدم الضوء بالتقاطع بين المعدن وأشباه الموصلات (مثل السيليكون) أو التقاطع بين نوعين مختلفين من أشباه الموصلات يتم توليد جهد كهربائي صغير، وعادةً ما تكون الطاقة التي تولدها خلية كهروضوئية واحدة حوالي 2 واط فقط لكن من خلال توصيل أعداد كبيرة من الخلايا الفردية معًا كما هو الحال في مصفوفات الألواح الشمسية يمكن توليد مئات

أو حتى آلاف الكيلوواطات من الطاقة الكهربائية في محطة كهربائية تعمل بالطاقة الشمسية. وتبلغ كفاءة الطاقة لمعظم الخلايا الكهروضوئية في الوقت الحاضر حوالي 15% إلى 20% فقط وبما أن شدة الإشعاع الشمسي منخفضة في البداية فإن التجمعات الضخمة والمكلفة لهذه الخلايا مطلوبة لإنتاج كميات معتدلة من الطاقة ونتيجة لذلك وجدت الخلايا الكهروضوئية التي تعمل على ضوء الشمس أو الضوء الاصطناعي حتى الآن استخدامًا فقط في التطبيقات منخفضة الطاقة مثلاً كمصادر طاقة للآلات الحاسبة والساعات. وقد تم استخدام وحدات أكبر لتوفير الطاقة لمضخات المياه وأنظمة الاتصالات في المناطق النائية والأقمار الصناعية الخاصة بالطقس والاتصالات.

تخزين الطاقة الشمسية

ما هي الطاقة الشمسية ، يتغير مستوى جمع الطاقة الشمسية حَسَبَ المناخ لذلك من الصعب توفير احتياجات الطاقة بشكل دائم، وبالتالي من الضروري وجود شكل من أشكال تخزين الطاقة لتوفيرها للاستخدام في الأوقات التي يكون فيها ضوء الشمس قليلًا أو منعدمًا. فيمكن تخزين الطاقة الكهربائية من الخلايا الكهروضوئية في بطاريات تخزين كهربائية، وفي الأنظمة التي تستخدم الطاقة المجمعة لتسخين السوائل يمكن تخزين السوائل مباشرة في خزانات معزولة أو يمكن نقل الطاقة إلى وَسَط تخزين آخر مثل طبقة من الصخور.

قدرات الطاقة الشمسية

ما هي الطاقة الشمسية ، إن إمكانات الطاقة الشمسية هائلة حيث تتلقى الأرض كل يوم طاقة شمسية حوالي 200000 ضعف إجمالي قدرة توليد الكهرباء في العالم. وعلى الرغم من أنها طاقة مجانية إلا أن التكلفة العالية لجمعها وتحويلها وتخزينها حدت من استغلال هذه الطاقة، ومع ذلك يقوم الباحثون بتجارب الطاقة الشمسية للكثير من المشاريع للاستفادة من هذه الطاقة، وأحد المشاريع

التي تم اقتراحها للمستقبل هو استخدام محطات الطاقة الشمسية عبر الأقمار الصناعية لتزويد الأرض بالطاقة وفي هذا المشروع يقوم القمر الصناعي المجهز بألواح شمسية كبيرة بجمع الطاقة الشمسية باستمرار دون التأثر بالغلاف الجوي وبعد ذلك يتم تحويل الكهرباء إلى أفران ميكروويف ثم يتم بثها إلى الأرض حيث يتم تحويل طاقة الميكروويف مرة أخرى إلى كهرباء للتوزيع.

اقرأ أيضًا: اي الظواهر الطبيعيه جميعها تؤثر في النظام البيئي

ما هي الطاقة الشمسية ، يمكنك الإطلاع على بعض الموارد المتنوعة المتعلقة بموضوع الطاقة الشمسية:

يستعرض هذا البوربوينت حول “الكهرباء” وكيفية تحويل الكهرباء إلى طاقة، مثل الطاقة الحرارية والضوئية والصوتية والحركية. وكذلك تتحدث الوسيلة عن استخدام البطارية والكهرباء المستقرة وتحويلها إلى ذات الطاقات المذكورة مع تقديم أمثلة لكل نوع من أنواع الطاقة المستخدمة في الأجهزة الكهربائية.

مورد رائع يتضمن بوربوينت عن الطقس يعرض فيه معلومات واضحة وسهلة الفهم عن الطقس والفصول والمناخ، ويستخدم كوسيلة رائعة للمناقشة بين الطلاب والاستفسار عن أحوال الطقس في كل يوم من الأيام حيث يحتوي على العديد من الشرائح التي تشكل تحديات لهم مثل كتابة جميع الكلمات المتعلقة بالطقس التي يمكنهم التفكير بها.

إن هذا الباوربوينت الرائعة الذي يضم بعض أشرطة الفيديو الجميلة للمساعدة في دعم التدريس الخاص بك حول هذا الموضوع. انقر على كل حالة طقس مختلفة لمشاهدة الفيديو ومعرفة المزيد. مثالية لتعليم جميع أفراد الصف

ما هي الطاقة الشمسية

شاهد ايضا: ما المادة التي تشعل عود الثقاب

وهكذا ؛ تعرفنا تعرفنا في هذا المقال عبر موقع الشهد وهو بعنوان ما هي الطاقة الشمسية وكذلك تعرفنا ايضا على جمع الطاقة الشمسية وتحويلها والاضافة الى مجمعات الألواح المسطحة وما يخص ذلك .

مقالات ذات صلة

زر الذهاب إلى الأعلى