الطاقة الشمسية: كيف تعمل ، أنواعها ، مزاياها وعيوبها

طاقة شمسية تمثل الطاقة من الضوء والحرارة المنبعثة من الشمس. يمكن تسخير مصدر الطاقة هذا في شكل فلطائي ضوئي أو حراري ، لتوليد طاقة كهربائية وحرارية ، على التوالي. لكونه يعتبر أ مصدر طاقة نظيف، تعتبر الطاقة الشمسية من أكثر المصادر البديلة الواعدة للحصول على الطاقة.

اقرأ أيضا: مصادر طاقه بديله

كيف تعمل الطاقة الشمسية؟

الطاقة الشمسية ، كما يوحي اسمها ، تشير إلى الطاقة التي مصدرها الشمس. يمكن التقاطها من خلال العديد من التقنيات ، مثل الألواح الكهروضوئية ، ومحطات الطاقة الشمسية ، والسخانات الشمسية.

في الأساس ، عندما يتم التقاطه ، يتحول ضوء الشمس إلى طاقة. في الألواح الكهروضوئية ومحطات الطاقة الشمسية الحرارية ، يتم تحويل ضوء الشمس إلى طاقة كهربائية وحرارية. في التسخين الشمسي ، يتم تحويل ضوء الشمس إلى طاقة حرارية.

أنواع الطاقة الشمسية

يمكن استخدام الطاقة الشمسية لإنتاج الكهرباء من خلال نظامين: الطاقة الشمسية الحرارية والنظام الكهروضوئي.

الطاقة الشمسية الكهروضوئية

الطاقة الشمسية الكهروضوئية ليست أكثر من التحويل المباشر للإشعاع الشمسي إلى طاقة كهربائية. يتم إجراء هذا التحويل عن طريق المكالمات الخلايا الضوئية

، تتكون من مادة شبه موصلة ، وعادة ما تكون من السيليكون. عند التركيز على الخلايا ، يتسبب ضوء الشمس في حركة الإلكترونات من المادة الموصلة ، ونقلها عبر المواد حتى يتم التقاطها بواسطة مجال كهربائي (يتكون بفرق جهد بين أشباه الموصلات). بهذه الطريقة ، يتم توليد الكهرباء.

يتألف النظام الكهروضوئي من الألواح والوحدات النمطية والمعدات الكهربائية ، ولا يتطلب بيئة ذات إشعاع عالي ليعمل. ومع ذلك ، فإن كمية الطاقة المنتجة تعتمد على كثافة السحب ، أي أنه كلما قل عدد السحب في السماء ، زاد إنتاج الكهرباء.

هذه الطريقة للحصول على الطاقة ، وهي واحدة من أكثر الطرق الواعدة حاليًا ، تتزايد أكثر فأكثر في بسبب انخفاض الأسعار والحوافز المقدمة للدول لتبني مصادر الطاقة المتجددة. طاقة.

اقرأ أيضا:ما هي الطاقة الحرارية؟

تلتقط الألواح الشمسية الإشعاع الشمسي وتحوله إلى طاقة تزود المنازل.

الطاقة الشمسية الحرارية

في النظام الشمسي الحراري ، يتم تحويل الطاقة من الشمس إلى حرارة ، وبشكل أساسي تسخين المياه في المنازل والفنادق والنوادي. لجعل هذا ممكنًا ، يتم استخدام الألواح الشمسية (المرايا ، المجمعات ، الهليوستات) ، والتي تعكس ضوء الشمس ، وتركزها على نقطة واحدة حيث يوجد جهاز استقبال.

يتكون جهاز الاستقبال من سائل يتم تسخينه بواسطة أشعة الشمس المنعكسة عن الألواح. هذا السائل مسؤول عن تخزين الحرارة وتسخين المياه في النباتات وبالتالي إنتاج البخار. يقوم هذا البخار بتحريك التوربينات في النباتات ، مما يؤدي إلى تنشيط المولدات التي تنتج كهرباء.

تعد المناطق التي ترتفع فيها نسبة حدوث الطاقة الشمسية ، وعدد قليل من السحب والتضاريس المسطحة مناسبة لإنتاج الطاقة الشمسية الحرارية. في البرازيل ، المناطق الشمال الشرقي, الغرب الأوسط و الجنوب الشرقي تبرز في إنتاج هذا النوع من الطاقة الشمسية.

ايضا اعلم: إنتاج طاقة الرياح في سيارا

المميزات والعيوب

تعتبر الطاقة الشمسية مصدر متجدد من الطاقة ، حيث يتم الحصول عليها من خلال مصدر لا ينضب: الشمس. على الرغم من الفوائد العديدة للبيئة ، فإن استخدام مصدر الطاقة هذا له أيضًا بعض العيوب. لاحظ الجدول أدناه:

فوائد	سلبيات
مصدر طاقة متجدد ولا ينضب.	لكي يتم تصنيعها ، تستهلك الألواح الشمسية كمية كبيرة من الطاقة ، والتي تكون في بعض الأحيان أكبر من الطاقة التي تولدها.
غير ملوثة.	ارتفاع الأسعار فيما يتعلق بإنتاج الطاقة من خلال مصادر غير متجددة.
يتطلب القليل من الصيانة في مصانع الإنتاج الخاصة به.	إنتاج متغير حسب الظروف الجوية.
تزداد كفاءة الألواح الشمسية وبتكاليف أقل.	خلال الليل ، لا يتم إنتاج الطاقة الشمسية.
مصدر طاقة قابل للتطبيق للأماكن البعيدة والتي يصعب الوصول إليها ، حيث لا تتطلب استثمارات كبيرة في صيانة المعدات.	تنتج المناطق الواقعة في خطوط العرض المتوسطة / العالية القليل من الطاقة خلال فصل الشتاء.
مصدر ممتاز للطاقة للبلدان الاستوائية ، مثل البرازيل ، التي عادة ما يكون إشعاعها الشمسي شديدًا خلال جزء كبير من العام.	تخزين هذا النوع من الطاقة غير فعال مقارنة بالطاقة الكهرومائية والوقود الأحفوري والكتلة الحيوية.
يتطلب مساحات أقل اتساعا ليتم إنتاجها.	يتطلب نظام تخزين فعال.

تعرف أكثر: اعرف ما هي الطاقة الحيوية

الطاقة الشمسية في البرازيل

كانت البرازيل أول دولة متخلفة تصنع الخلايا الكهروضوئية. نظرًا لوقوعها بالقرب من خط الاستواء ، وهي منطقة ذات نسبة عالية من الطاقة الشمسية ، فإن الدولة لديها سيناريو موات للغاية لتوليد الطاقة من الطاقة الشمسية. علاوة على ذلك ، فهي وفيرة في السيليكون ، المادة الخام المستخدمة في تصنيع الخلايا الكهروضوئية.

يوجد في البرازيل حاليًا حوالي 30 ألف مولد للطاقة الكهروضوئية. وفقًا لـ Abrava (الرابطة البرازيلية للتبريد وتكييف الهواء والتهوية والتدفئة) ، يوجد حوالي 500000 مجمّع شمسي سكني في البلاد. تشير التوقعات إلى أن البرازيل ستغلق عام 2018 بقدرة طاقة شمسية مركبة قريبة من 2.5 جيجاوات ، وهي كفاءة أعلى بحوالي 115٪ عن العام السابق.

في البلاد ، لا تزال هناك بعض المشاريع المتعلقة بتوليد الطاقة الحرارية الشمسية ، خاصة في المنطقة الشمالية الشرقية. في عام 2010 ، بدأت وزارة المناجم والطاقة ووزارة العلوم والتكنولوجيا والابتكار اتفاقية لـ بناء منصة بحثية في بترولينا ، بيرنامبوكو ، بهدف إدخال الطاقة الشمسية إلى السوق برازيلي.

اقرأ أكثر:إنتاج الطاقة من محطات الطاقة الكهرومائية

مشروع آخر هو SMILE (النظام الشمسي الهجين مع التوربينات الصغيرة لتوليد الكهرباء والتوليد المشترك للحرارة في الصناعات الزراعية) ، والتي تهدف إلى بناء محطتين للطاقة الشمسية لتوليد الكهرباء المدمجة في الأنشطة الصناعات الزراعية. تشير التوقعات إلى أنه سيتم بناء مصنع في Pirassununga ، في ولاية ساو باولو ، وآخر في Caiçara do Rio do Vento ، في ريو غراندي دو نورتي.

على الرغم من ذلك ، لا تزال تكاليف توليد الطاقة الشمسية مرتفعة جدًا مقارنة بمصادر الطاقة الأخرى ، مثل المكونات الهيدروليكية والوقود الأحفوري. يكلف تركيب نظام الطاقة الشمسية في البرازيل حوالي 3500 يورو لكل كيلوواط (ذروة كيلووات). ارتفاع تكلفة التركيب ، إضافة إلى نقص المعلومات حول فعالية الألواح الكهروضوئية ، يوضح حقيقة أن الطاقة الشمسية لم تصل بعد إلى معظم المنازل والمؤسسات والصناعات في الإمارات العربية المتحدة البرازيل. لذلك ، لم تعد الدولة حتى الآن من بين الدول الرائدة في إنتاج واستخدام الطاقة الشمسية.

تعرف أكثر: توزيع الكهرباء في البرازيل

الطاقة الشمسية في العالم

على الرغم من النمو في استخدام الطاقة الشمسية في السنوات الأخيرة ، فإن شكل الطاقة هذا لا يمثل سوى 1.3 ٪ من الكهرباء المولدة في العالم.

عندما يتعلق الأمر باستخدام الطاقة الشمسية ، تظهر الصين كرائدة في ترتيب الدول التي تستثمر في هذا القطاع ، حيث تمثل حوالي 26٪ من منشآت الطاقة الشمسية في العالم. تبرز أيضًا دول مثل الولايات المتحدة واليابان ، حيث يمثل كل منها حوالي 13 ٪ من الإنتاج.

انظر أدناه قائمة الدول الرائدة في إنتاج الطاقة الشمسية:

الصين	في عام 2016 ، استحوذت الصين على حوالي 40٪ من الطاقة الشمسية المركبة في العالم.
ألمانيا	إنها الدولة التي لديها أعلى قدرة شمسية مركبة لكل شخص ، حوالي 500 واط لكل فرد.
اليابان	وهي ثاني دولة لديها أعلى قدرة مركبة من الطاقة الشمسية للفرد ، حيث تبلغ حوالي 337 واط لكل فرد.
نحن	تمثل الطاقة الشمسية حوالي 10٪ من توليد الكهرباء في هذا البلد.
إيطاليا	تمثل الطاقة الشمسية حوالي 7.8٪ من إنتاج الكهرباء في هذا البلد.

بواسطة رافائيلا سوزا
تخرج في الجغرافيا

مصدر: مدرسة البرازيل - https://brasilescola.uol.com.br/geografia/energia-solar.htm