إيجابيات أنظمة الطاقة الشمسية للمنازل

الشمس

تعرّف الشمس بأنها نجم يدور حوله الأرض ومكونات النظام الشمسي، حيث تعتبر الشمس قلب المجموعة الشمسية وتشكّل نسبة 99% من كتلتها الكلية، كما أنّها تُعتبر مَبْعَثًا لكمية من الطاقة والتي تُعتبر مصدر الضوء والحرارة لسطح الأرض واللازمة لاستمرار الحياة عليها، وتصنف كثاني أسخن نجم إذ تبلغ درجة حرارة سطحها 5800 كلفن، كما توجد في الجزء الخارجي لمجرة درب التبانة،[١]وسُميت بهذا الاسم من قبل الرومان حيث أطلق عليها اسم sol ثم تم تسميتها بعد ذلك بـ sun أيّ شمس، وهي عبارة عن كرة ضخمة ملتهبة تتكون من غازيّ الهيدروجين والهيليوم وتبعد حوالي 100 مليون كيلومتر تقريبًا عن الأرض، أما في هذا المقال فسوف يتم الحديث عن إيجابيات أنظمة الطاقة الشمسية للمنازل.[٢]

أنظمة الطاقة الشمسية

تُعرّف الطاقة الشمسية بأنّها الطاقة المُشعة المُنبعثة من الشمس كالضوء والحرارة، حيث يتم استغلال هذه الطاقة في توليد الكهرباء بتقنيات معينة، [٣]وتعتبر الشمس مصدر من مصادر الطاقة المتجددة أيّ أنّها تتجدد باستمرار ولا يمكن أن تنفذ كغيرها من مصادر الطاقة التي تستخدم في توليد الكهرباء والتي تسمى مصادر طاقة غير متجددة كالفحم، الغاز الطبيعي، النفط والحطب، كما أنه يطلق على الطاقة المتجددة اسم الطاقة الخضراء أو الطاقة النظيفة، [٤] ويعتمد توليد الكهرباء من الطاقة الشمسية على:

الخلية الكهروضوئية

يعد أهم مكوّن من مكونات نظام الطاقة الشمسية هي الخلايا الكهروضوئية والتي تقوم بتحويل ضوء الشمس إلى كهرباء وتتكوّن من نفس النوع من مواد أشباه الموصلات كالسيليكون، وعندما تصطدم الطاقة الضوئية مع الخلايا الشمسية تُفقد الإلكترونات من داخل ذرات مواد أشباه الموصلات، والجدير بالذكر أن أنظمة الطاقة الشمسية لا تتكون من خلية واحدة فقط أي أن كل نظام يحتاج إلى عدد معين من الخلايا بالاعتماد على معدل الاستهلاك فكلما زاد عدد الخلايا تزداد كمية الكهرباء التي يتم إنتاجها، ويتم توصيل هذه الخلايا مع بعضها البعض والتي تسمى في هذه الحالة ألواح أو وحدات كهروضوئية، وتكون هذه الألواح مصممة لإنتاج الكهرباء عند فولتية معينة كما أنّ التيار الناتج يعتمد بشكل أساسي على كمية الضوء الواقعة عليها. أما مجموعة اللوحات فيطلق عليها اسم مصفوفة حيث يتم توصيل هذه اللوحات إما على التوالي أو على التوازي لإنتاج الجهد والتيار المطلوب، والجدير بالذكر أنّه يتم توجيه هذه المجموعات من اللوحات باتجاه وزاوية معينة للحصول على أفضل إشعاع شمسي، أمّا عن الكهرباء التي تنتجها الألواح الشمسية فهي تيار مستمر.[٥]

التيار المستمر

في الوضع الطبيعي التيار المستخدم والواصل للمنازل هو تيار متردد، ولكن التيار الذي ينتج عن مجموعة مصفوفات الألواح الشمسية فهو تيار مستمر، والذي لا يمكن لكثير من الأجهزة أن تستخدمه ولا يمكن أيضًا أن تعود إلى شبكة الكهرباء لأنها تستخدم طاقة التيار المتردد، ومن هنا جاءت أهمية المكون الرئيس الثاني من مكونات أنظمة الطاقة الشمسية وهو المحول العاكس الذي يستخدم لتحويل التيار الكهربائي المستمر إلى تيار كهربائي متردد والذي تستخدمه شبكه الكهرباء والكثير من الأجهزة الكهربائية.[٦]

إيجابيات أنظمة الطاقة الشمسية للمنازل

إن إيجابيات أنظمة الطاقة الشمسية للمنازل تنبع من أهمية الإشعاع الشمسي؛ إذ يُعتبر الإشعاع الشمسي أساس الحياة على سطح الأرض إذ يوّفر الطاقة التي لا يمكن أن تنضب بأيّ شكل من الأشكال كما أنّه يغذي النظام البيئي في هذا الكوكب، ولطالما كانت الطاقة المنبعثة من الشمس مصدر فضول واهتمام من قبل العلماء كونها أحد أهم مصادر الطاقة المتجددة، ومن هنا جاءت فكرة استغلال هذه الطاقة في توليد الكهرباء حيث أثبتت هذه الأنظمة كفاءتها وأهميتها، أما عن إيجابيات أنظمة الطاقة الشمسية للمنازل فهي كالآتي:[٧]

مرنة وصيانتها منخفضة وسهلة

تتميز الطاقة الشمسية بأنّ تكاليف صيانتها منخفضة وذلك بالمحافظة عليها وعلى نظافتها، كما أنّها مرنة أيّ أنّه يمكن تركيبها في المناطق الريفية والنامية أيّ المناطق التي لا تكون متصلة مع شبكة الكهرباء حيث يتم تركيب أنظمة طاقة شمسية لتزويد المنشأت لهذه المناطق بشكل منفصل ومستقل عن شبكات الكهرباء.

منخفضة التكلفة

مصدر الوقود في أنظمة الطاقة الشمسية هو الشمس والشمس هي أحد أهم المصادر الطبيعية المتجددة أيّ أنها مجانية وهذا بحد ذاته يجعل هذه الأنظمة الأفضل من حيث التكلفة، كما أنّ تكاليف التشغيل منخفضة جدًا فالتطورات التكنولوجية وتنوع المنتجات والأسواق والمعونات والحوافز الحكومية أدت إلى انخفاض تكاليف أنظمة الطاقة الشمسية في السنوات الأخيرة، كما إن تركيب النظام يعتبر أقل تكلفة من توصيل هذه المنشأت مع الشبكات الحكومية والذي يتطلب تكاليف باهظة جدًا مثل مدّ الكوابل وغيرها.

الشعور بالاستقلال والأمان

عند مقارنة مصدر هذه الأنظمة وهو الشمس مع غيرها من مصادر الطاقة فهي مصدر متاح عالميًا ومجاني ومتجدد ولا يمكن له أن ينفذ، وتركيب مثل هذه الأنظمة فهي تعتبر أنظمة شخصية أي أنها مُلك لصاحبها وليس مُلكًا للدولة وبالتالي لصاحب هذا النظام الحق في كمية الطاقة التي ينتجها كاملة ودون أيّ تدخل من قبل أي جهة أخرى، كما أنّ النظام يتم تصميمه بالإعتماد على معدل إستهلاك المنزل بالتالي وفي حالة تركيب الأنظمة المشبوكة مع شركة الكهرباء يجب أنّ تتصفر فاتورة الكهرباء.

المراجع[+]

1. ↑ “Sun”, www.britannica.com, Retrieved 01-07-2019. Edited.
2. ↑ “Structure of the Sun”, study.com, Retrieved 03-07-2019. Edited.
3. ↑ “What Is Solar Energy”, www.universetoday.com, Retrieved 03-07-2019. Edited.
4. ↑ “Everything you need to know about Solar Energy !”, www.toppr.com, Retrieved 04-07-2019. Edited.
5. ↑ “How do Photovoltaics Work?”, science.nasa.gov, Retrieved 05-07-2019. Edited.
6. ↑ “How Is Solar Energy Generated?”, sciencing.com, Retrieved 06-07-2019. Edited.
7. ↑ “Positive Effects of Solar Energy”, sciencing.com, Retrieved 06-07-2019. Edited.