# data[].attributes.headline
فاطمة علي الظهوري  ثاني /2 

# data[].attributes.subject
فاطمة علي الظهوري  ثاني /2 

# data[].attributes.body
طاقة الشمسية هي الضوء والحرارة المنبعثان من الشمس وباستخدام مجموعة من طرق التكنولوجيا الحديثة تم عمل محطات تضم تقنيات تعمل على تسخير الطاقة الشمسية والاستفادة منها، من خلال استخدام الطاقة الحرارية للشمس سواء عن طريق التسخين المباشر أو ضمن عملية تحويل ميكانيكي لحركة أو لطاقة كهربائية، أو لتوليد الكهرباء عبر الظواهر الكهروضوئية

# data[].attributes.headline
حمده حمد اول/1

# data[].attributes.subject
حمده حمد اول/1

# data[].attributes.headline
محمد سيف الشحي 

# data[].attributes.subject
محمد سيف الشحي 

# data[].attributes.body
ثاني /2

# data[].attributes.attachment_link.provider_name
ميكانيكا وتكنولوجيا

# data[].attributes.attachment_link.readable_text
لابد من أنك رأيت الآلات الحاسبة التي لها خلايا شمسية Solar cells. الحاسبات التي لا تحتاج إلى بطاريات وفي بعض الأحيان لا تحتاج إلى زر الإطفاء وتبدو لك بأنها ستعمل إلى الأبد طالما لديك الكمية الكافية من الضوء, وأيضاً لابد من أنك رأيت ألواح شمسية أكبر من ذلك . مثلاً على إشارات الطريق الطارئة أو في الهواتف العامة أو في الطوافات أو حتى في المواقف لتشغيل الأضواء, على الرغم من أن هذه الألواح الكبيرة ليست شائعة مثل الآلات الحاسبة التي تعمل على النظام الشمسي ولكنها شائعة في الخارج وليس من الصعب جداً إكتشافها إذا عرفت أين تبحث عنها.

هناك صفوف من الخلايا الشمسية Solar cells على الأقمار الصناعية التي تستعمل لتشغيل الأنظمة الكهربائية, ولابد أنك سمعت أيضاً عن الثورة الشمسية في الـ20 سنة الماضية والفكرة أنه يوماً من الأيام سوف نستخدم الكهرباء مجاناً من الشمس .

تشرق الشمس في يوم مشمس وساطع 1000 واط تقريباً لكل متر مربع من سطح الكوكب وإذا استطعنا جمع كل هذه الطاقة فسنستطيع وقتها أن نزود منازلنا ومكاتبنا بالطاقة مجاناً.

تحويل الفوتونات إلى إلكترونات

إن الخلايا الشمسية Solar cells التي رأيتها في الآلات الحاسبة وفي الأقمار الصناعية هي خلايا جهد كهربائي ضوئي (فلطائية) أو وحدات (الوحدات هي ببساطة مجموعة من الخلايا أوصلت كهربائياً ورزمت في إطار واحد).
(Photovoltaic) (PV) الضوء الفلطائي (ضوء الجهد الكهربائي) كما تدل الكلمة Photo= ضوء

voltaic= كهرباء . تحول ضوء الشمس مباشرة إلى كهرباء, وقد أستخدمت مرة واحدة في الفضاء بشمل خاص ويستخدم الضوء الفلطائي في أقل طرق غريبة حتى أن بإمكانهم تزويد بيتك بالطاقة.

كيف تعمل هذه الأدوات؟

صنعت خلايا الضوء الفلطائي (ضوء الجهد الكهربائي) من مواد خاصة تسمى((Semiconductors أشباه موصلات مثل السيليكون حيث أن استخدامه أكثر شيوعاً الآن , عندما يضرب ضوء الشمس الخلية فإن جزء معين من الخلية وهي داخل المادة الشبه موصلة التي تقوم بإمتصاص الضوء هذا يعني أن طاقة الضوء الممتص تحولت إلى الشبه موصلات ال Semiconductors وتضرب الطاقة الإلكترونية الطليقة سامحة لهم بالتدفق بحرية.
إن خلايا (PV) تملك أيضاً حقلاً أو حقول كهربائية أكثر التي تقوم بإجبار الإلكترونات التي حررت بواسطة الضوء الممصوص بالتدفق بإتجاه معين, وتدفق الإلكترونات هذا هو التيار ويمكننا أن نسحب التيار للإستعمال الخارجي وذلك بوضع وصلات معدنية في قمة وأسفل خلايا الـPV .

لنلقي نظرة أعمق إلى مثال من خلية (PV): خلية السيليكون البللورية الوحيدة.

إن السيليكون لديه بعض الخواص الكيماوية الخاصة خصوصاً في شكله البللوري, لدى ذرة السيليكون 14 إلكتروناً مرتبة في ثلاثة طبقات مختلفة, وأول طبقتين واللتين هما الأقرب إلى المركز ممتلئتين تماماً, وإن الطبقة الخارجية فقط هي الطبقة النصف ممتلئة ولديها أربعة إلكترونات فستقوم ذرة السيليكون بالبحث دائماً عن الطرق لتملأ طبقتها الأخيرة (التي تود الحصول على ثمانية إلكترونات) ولتفعل ذاك ستشترك بأربعة إلكترونات مع ذرة السيليكون التي تقع بالقرب منها فتبدو كل ذرة تمسك بيد الذرة التي تقع إلى جانبها فكل ذرة لديها أربعة أيدي تشاركهم معه أربعة من جيران لها وهذا الذي يشكل التركيب البللوري وهذا التركيب يرتد إلى الخارج ليصبح هاماً لخلية الـ(PV) لقد وصفنا الآن السيليكون البللوري الصافي.
إن السيليكون البللوري الصافي ناقل ضعيف للكهرباء لأنه لا يوجد ولا واحدة من إلكتروناتها حر الحركة مثل الإلكترونات التي لديها ناقل جيد كالنحاس وبدلاًمن ذلك فإن الإلكترونات جميعها محبوسة في التركيب البللوري ولكن السيليكون في الخلية الشمسية معدل بعض الشيء لذلك سيعمل مثل الخلية الشمسية.
السيليكون في الخلايا الشمسية Solar cells
إن الخلية الشمسية فيها سيليكون مع الشوائب إختلط معها ذرات أخرى وذلك يغير عمل الأشياء فيها قليلاً ونحن نعتبر الشوائب عادة كشيء مكروه ولكن في هذه الحالة لن تعمل بدون هذه الشوائب وفي الحقيقة توضع هذه الشوائب عمداً.
سنعتبر بأننا مزجنا ذرة السيليكون مع الفوسفور ربما ذرة فوسفور واحدة لكل مليون ذرة سيليكون, الفوسفور لديه خمسة إلكترونات في الطبقة الخارجية وليس أربعة وهو يلتصق بذرات جاره السيليكون ولكن الفوسفور إلكتروناً واحداً ليس لديه أحد يمسك بيده وهو لا يشكل جزء من الرابطة ولكن هناك بروتون إيجابي في النواة الفوسفورية التي تبقي الذرة في محلها.
عندما تضاف الطاقة إلى السيليكون الصافي مثلاً عند تشكيل الحرارة ستتسبب بإفلات بضعة إلكترونات من روابطهم وبترك ذراتهم وفي كلتا الحالتين تقوم الإلكترونات بترك فجوات ورائها وبالتالي تتجول الإلكترونات بشكل عشوائي حول الشبكة باحثة عن فتحة أخرى لتهبط فيها وتدعى هذه الإلكترونات بالناقلات الحرة وتستطيع أن تحمل تياراً كهربائياً وهناك البعض منهم في السيليكون الصافي ولكنهم على أي حال ليسوا مفيدون جداً ولكن السيليكون الملوث الذي مزج معه ذرات فوسفور فهو قصة مختلفة, وإن إلكترونات الفوسفور الحرة الإضافية لم تربط برابطة لأن الإلكترونات التي تجاورها لم ترصها وكنتيجة لذلك فإن أغلب هذه الإلكترونات تفلت ونحن لدينا الكثير من النواقل الحرة أكثر من التي نريدها في السيليكون الصافي.
إن عملية إضافة الشوائب عمداً تسمى التخدير وعند التخدير مع الفوسفور فإن السيليكون الناتج يسمى (N-Type) N = Negative سلبي بسبب إنتشار الإلكترونات الحرة, وإن السيليكون المخدرالسلبي (N-Type) ناقل افضل بكثير من من السيليكون الصافي وفي الحقيقة الجزء السلبي الوحيد(N-Type) من الخلية الشمسية وخدرت الأجزاء الأخرى بالبورون التي لديها ثلاثة إلكترونات سيليكون فقط في الطبقة الخارجية بدلاً من أربعة لتصبح (P-Type) P = Positive إيجابي وبدلاً من أن يكون لديه إلكترونات حرة فإن لديه فراغات حرة وهي فراغات خالية من الإلكترونات لذلك فهي تحمل الشحنة النقيضة (الإيجابية) وهم يتحركون هنا وهناك مثلما تفعل الإلكترونات, لذا إلى أين أوصلنا كل هذا؟

السيليكون السلبي(N-Type) + الإيجابي(P-Type):

يبدأ الجزء المثير عندما تقوم بوضع السيليكون ذو الشحنة السلبية N-Type) ) مع السيليكون ذو الشحنة الإيجابية (P-Type) وتذكر بأن كل خلية (PV) تحتوي على الأقل حقل كهربائي واحد وبدون الحقل الكهربائي فإن الخلية لن تعمل ويتشكل هذا الحقل عندما يتصل السيليكون ذو الشحنة السلبية مع السيليكون ذو الشحنة الإيجابية.
إن الإلكترونات الحرة في الجهة السلبية تبحث عن فجوات لكي تهبط فيها وعندما ترى الفجوات في الجهة الإيجابية تسع لكي تهبط فيها, كان السيليكون قبل ذلك محايد كهربائياً والإلكترونات الزائدة توازنت مع البروتونات في الفوسفور والإلكترونات المفقودة (الفجوات) التي تتوازن مع البروتونات المفقودة في البورون, وعندما تختلط الفجوات مع الإلكتونات في إتصال الشحنات السالبة مع الشحنات الموجبة في السيليكون فإن الحياد يعطل, إذاً هل ملأت كل الإلكترونات الحرة كل الفجوات الفارغة؟؟؟ لا. ولكن إذا فعلت ذلك فإن كل الترتيب القائم في الإتصال لن يكون مفيداً, على أي حال فهي تختلط وتشكل حاجزاً وتجعل مرور الإلكترونات من الجانب السلبي إلى الجانب الإيجابي صعباً جداً وفي آخر الأمر فإن التوازن سيصل وسيصبح لدينا حقل كهربائي يفصل الجانبين.

إن الحقل الكهربائي يتصرف مثل الدايود سامحاً (أوحتى دافعاً) للإلكترونات بالتدفق من الجهة الإيجابية إلى الجهة السلبية وليس إلى الجهة الأخرى وهذه العملية مثل التلة حيث تستطيع الإلكترونات أن تذهب لآخر التلة (إلى الجهة السلبية) ولكنها لا تستطيع التسلق إلى التلة (إلى الجهة الإيجابية) لذلك أصبح لدينا حقل كهربائي يتصرف مثل الدايود حيث تستطيع الإلكترونات التحرك بإتجاه واحد فقط.

ماذا يحدث عندما يضرب الضوء الخلية ؟

عندما يضرب ضوء على شكل فوتونات الخلية تقوم طاقته بتحرير أزواج من الفجوات الإلكترونية و سيقوم كل فوتون مع طاقته الكافية بشكل طبيعي بتحرير إلكترون واحدة بالضبط والذي سيؤدي إلى إقامة فجوات أيضاً وإذا حدث هذا بالقرب الكافي من حقل الإلكترونات أو إذا حدث أن تجولت الإلكترونات الحرة والفتحات الفارغة باتجاه مدار تأثيرها سيقوم الحقل بإرسال الإلكترون إلى الجهة السلبية والفتحات إلى الجهة الإيجابية وسيتسبب ذلك أيضاً بتمزيق الحياد الكهربائي, وإذا قمنا بتزويد طريق تدفق خارجي ستتدفق الإلكترونات من خلال الطريق إلى جهتها الأصلية (الجهة الإيجابية) لتتخذ الفجوات التي قام بإرسالها الحقل الكهربائي إلى هناك لتقوم بعملها على طول الطريق.
إن تدفق الإلكترونات يزودنا بتيار الحقل الكهربائي للخلية ويتسبب بالجهد الكهربائي (الفلطية) وبالنتيجة نحصل على الطاقة التي انتجت من كلا التيار والجهد الكهربائي (الفلطية).

ماهو قدر طاقة ضوء الشمس التي تمتصها خليةالـ(PV)؟

لسوء الحظ إن أكبر كمية تستطيع الخلية إمتصاصها هي حوالي 25% وعلى الأرجح 15% أو أقل . لماذا هذا القدر القليل؟.

فى التدوينه القادمه سوف اتكلم عن

# data[].attributes.attachment_link.keywords[]
اجزاء محرك السيارة

# data[].attributes.attachment_link.keywords[]
التكنولوجيا بجميع اشكالها

# data[].attributes.attachment_link.keywords[]
انواع الطاقة

# data[].attributes.attachment_link.keywords[]
الطاقة الشمسية

# data[].attributes.attachment_link.keywords[]
ميكانيكا السيارات

# data[].attributes.attachment_link.keywords[]
جديد التكنولوجيا

# data[].attributes.attachment_link.title
الخلايا الشمسية,Solar cells,كيفية عمل الخلايا الشمسية,الطاقة الشمسية

# data[].attributes.attachment_link.description
لابد من أنك رأيت الآلات الحاسبة التي لها خلايا شمسية Solar cells. الحاسبات التي لا تحتاج إلى بطاريات وفي بعض الأحيان لا تحتاج إلى زر الإطفاء وتبدو لك بأنها ستعمل إلى الأبد طالما لديك الكمية الكافية من الضوء, وأيضاً لابد من أنك رأيت ألواح شمسية أكبر من ذلك .

# data[].attributes.headline
شيخه محمد زيد الشحي - اول / 3 

# data[].attributes.subject
شيخه محمد زيد الشحي - اول / 3 

# data[].attributes.body
الطاقة الشمسية هي الضوء والحرارة المنبعثان من الشمس اللذان قام الإنسان باستخدامهما لمصلحته منذ العصور القديمة باستخدام مجموعة من وسائل التكنولوجيا التي تتطور باستمرار. وتضم تقنيات استخدام الطاقة الشمسية استخدام الطاقة الحرارية للشمس سواء للتسخين المباشر أو ضمن عملية تحويل ميكانيكي لحركة أو لطاقة كهربائية، أو لتوليد الكهرباء عبر الظواهر الكهروضوئية باستخدام ألواح الخلايا الضوئية الجهدية بالإضافة
إلى التصميمات المعمارية التي تعتمد على استغلال الطاقة الشمسية، وهي تقنيات تستطيع المساهمة بشكل بارز في حل بعض من أكثر مشاكل العالم إلحاحا اليوم.

ومن التطبيقات التي تتم باستخدام الطاقة الشمسية نظم التسخين والتبريد خلال التصميمات المعمارية التي تعتمد على استغلال الطاقة الشمسية، والماء الصالح للشرب خلال التقطير والتطهير، واستغلال ضوء النهار، وتسخين المياه، والطهو بالطاقة الشمسية، ودرجات الحرارة المرتفعة في أغراض صناعية.

# data[].attributes.headline
مناير الصرومي

# data[].attributes.subject
مناير الصرومي

# data[].attributes.body
بتطوير عدد من مشاريع الطاقه المتجدده مثل مشروع توريسول وومشروع مصفوفه لندن ومحطة الشيخ زايد

# data[].attributes.body
حمود مزيود الشحي

# data[].attributes.attachment_link.title
ما هي الطاقة؟ | أنواع الطاقة | تعليم اطفال | امرح وتعلم

# data[].attributes.headline
الاسم: سعيد سالم الظهوري 
         أول/3

# data[].attributes.subject
الاسم: سعيد سالم الظهوري 
         أول/3

# data[].attributes.body
من التطبيقات التي تتم باستخدام الطاقة الشمسية نظم التسخين والتبريد خلال التصميمات المعمارية التي تعتمد على استغلال الطاقة الشمسية، والماء الصالح للشرب خلال التقطير والتطهير، واستغلال ضوء النهار، وتسخين المياه، والطهو بالطاقة الشمسية، ودرجات الحرارة المرتفعة في أغراض صناعية.

# data[].attributes.headline
خالد عبدالله الظهوري

# data[].attributes.subject
خالد عبدالله الظهوري

# data[].attributes.body
تُعَدّ الشمس مصدرًا قويًّا جدًّا للطاقة. في الواقع، يمكن للشمس –خلال أقل من 15 ثانية– أن تعطي للأرض مقدارًا من الطاقة يكافئ مقدار الطاقة التي يستخدمها البشر في يوم واحد. يصل معظم هذه الطاقة إلى الأرض في صورة ضوء وحرارة. ولا عجب أن البشر فكروا منذ مدة طويلة في طرق لتجميع هذه الطاقة واستخدامها في شيء مفيد. خلال القرنين الماضيين، أجرى العلماء أبحاثًا وطوروا تقنيات لتحويل طاقة الشمس إلى طاقة كهربية بشكل مباشر. وتوجد اليوم طرق عديدة لتوليد الطاقة من الشمس، ومن أمثلة هذه الطرق الخلايا الشمسية، ومُجَمِّعات الطاقة الشمسية الحرارية، وأنظمة تركيز الطاقة الشمسية.

# data[].attributes.body
شذى عارف الخرخور
أول ١

# data[].attributes.attachment_link.readable_text
أصبح الطلب على الطاقة في العالم ينمو بسرعة، بسبب الانفجار السكاني والتقدم التكنولوجي، لذلك من المهم للبشرية أن تتوجه لمصدر طاقة يمكن الاعتماد عليه وفقًا لهاتين الميزتين، فعّال من حيث التكلفة ومصدر دائم للطاقة المتجددة، للطلب المتزايد على الطاقة في المستقبل.

تعتبر الطاقة الشمسية من مصادر الطاقة المتجددة، وهي مصدر واعد لحل المشاكل التي تتعلق بأزمة الطاقة مستقبلًا.

تتطور صناعة الطاقة الشمسية بشكل مضطرد في جميع أنحاء العالم، بسبب ارتفاع الطلب على الطاقة، في حين أن مصدر الطاقة الرئيسي الحالي الوقود الأحفوري (Fossil fuels) بات محدودًا، بينما المصادر الأخرى باهظة الثمن؛ لذلك تمثل الطاقة الشمسية أداة لتطوير الوضع الاقتصادي في البلدان النامية، وقد أثبتت فعاليتها بعد إجراء العديد من البحوث المطولة عليها.

ما هي الطاقة الشمسية؟

تعمل الطاقة الشمسية من خلال امتصاص الألواح الشمسية ضوء الشمس - معظم الطيف الضوئي، بالإضافة إلى نصف الأشعة فوق البنفسجية والأشعة تحت الحمراء - وتحويلها إلى طاقة كهربائية للاستفادة منها في المنازل أو أماكن العمل. إن شمسنا عبارة عن مفاعل نووي طبيعي هائل، تطلق حزمًا صغيرة من الطاقة تدعى الفوتونات، والتي تسافر عبر الفضاء من الأرض إلى الشمس مسافة 93 مليون ميل في زمن قدره 8.5 دقيقة. ففي كل ساعة تصطدم الفوتونات بكوكبنا بما يكفي لتوليد الطاقة الشمسية لتلبية احتياجات الطاقة العالمية لمدة عام كامل.

في الوقت الحالي استخدامات الطاقة الشمسية محدودة للغاية، ففي الولايات المتحدة مثلًا، لا تتجاوز خمسة أعشار واحد في المائة من الطاقة المستهلكة. لكن تكنولوجيا الطاقة الشمسية ذاهبة إلى التحسن، والتكلفة المصاحبة لإنتاجها مستمرة في الانخفاض.

أظهر تقرير صادر في عام 2017 من وكالة الطاقة الدولية، أن الطاقة الشمسية أصبحت المصدر الأسرع لتوليد الطاقة في العالم - ولأول مرة يتفوق فيها نمو الطاقة الشمسية على كل أنواع المصادر الأخرى، لذا فإن حوجتنا لاستخدام الطاقة الشمسية ذاهبة إلى الازدياد.

كيف تعمل الألواح الشمسية

عندما تصطدم الفوتونات بخلية شمسية، فإن الذرات تفقد إلكتروناتها، في آلية تدعى الظاهرة الكهروضوئية "Photovoltaic effect".

من المعلوم أنه إذا تم ربط الجانب الموجب مع السالب في الموصّلات مع وجود مصدر كهربائي فإنها تكوّن دائرة كهربائية، وعندما تتدفق الإلكترونات خلال هذه الدائرة، تكون ما يعرف بالخلايا الكهربائية المتعددة لتشكل لوحة شمسية. يمكن توصيل لوحات متعددة (وحدات) معًا لتكوين مجموعة شمسية، وكلما زادت عدد اللوحات، زادت الطاقة التي يمكن توليدها.

مِمَّ تصنع الألواح الشمسية؟

طاقة شمسية, ألواح شمسية, solar energy

تتكون الألواح الشمسية الكهروضوئية من العديد من الخلايا الشمسية، تصنع هذه الخلايا من أشباه الموصلات مثل السليكون، وتصمم في طبقتين طبقة موجبة وطبقة سالبة، والتي تكون ما يعرف بالمجال الكهربائي كما هو الحال في البطاريات.

يوضح هذا المثال بطارية تشغّل لمبة إضاءة، حيث تتحرك الإلكترونات خلال المصباح من الجانب السالب للبطارية ثم تعود إلى الجانب الموجب للبطارية. في التيار المتردد - المتناوب، يتم دفع الإلكترونات وسحبها، حيث تعكس اتجاهها بشكل دوري مثلما يحدث في دورة أسطوانة محرك السيارة، يتم توليد الكهرباء في مولدات التيار المتردد عندما تدور لفائف الملفات عدة مرات حول مغنطيس لتنشئ مجالًا كهربائيًا. يمكن للعديد من مصادر الطاقة تشغيل هذه المولدات مثل الغاز، وقود الديزل، الطاقة الكهرومائية، الطاقة النووية، والطاقة الشمسية.

تم اختيار التيار المتردد للاستخدام في معظم الشبكات الكهربائية لدول العالم، ويرجع ذلك في الأساس إلى أنها أقل تكلفة عند نقلها عبر مسافات طويلة، إلا أن الألواح الشمسية تولد التيار المستمر DC.

كيف يمكن تحويل التيار المستمر إلى تيار متردد لإدخالها في الشبكة؟ الإجابة على ذلك نستخدم العاكسات "Inveters".

ما وظيفة العاكسات الشمسية؟

عاكس شمسي مركب في الجانب السفلي للوحة شمسية

يقوم العاكس الشمسي بأخذ التيار المستمر من المنظومة الشمسية وتحويله إلى تيار متردد. هذه العواكس تشبه أدمغة النظام، حيث توفر أيضًا حماية من الأخطاء الأرضية، وتقوم بعمل إحصائيات عن النظام متضمنة الجهد والتيار في كل من التيار المتردد والتيار المستمر، بالإضافة إلى تتبع إنتاج الطاقة وأقصى نقطة للقدرة.

استحوذت العاكسات الشمسية على صناعات الطاقة الشمسية منذ البداية، ويعتبر إدخال عاكسات المايكرو "Micro - inverters" إحدى أكبر التحولات التقنية في مجال إنتاج الطاقة الكهروضوئية.

تعمل عاكسات المايكرو على تحسين أداء كل لوحة شمسية على حدة، والتي من شأنها تمكين كل لوحة شمسية من القيام بأقصى جهد ممكن. في حين يتم استخدام العاكس المركزي "Centeral inveter" عند وجود مشكلة في أحد الألواح الشمسية - ربما بسبب وجودها في الظل، أو أصبح سطحها متسخًا - مما يؤثر على تقليل كفاءة أداء المنظومة الشمسية بأكملها، إلا أن عاكسات المايكرو كالتي موجودة في نظام الطاقة الشمسية المنزلية، تقوم بتفادي هذه المشاكل.

كيف تعمل أنظمة الألواح الشمسية؟

كيفية عمل أنظمة الألواح الشمسية

عند تركيب الألواح الشمسية في المنازل، تسقط أشعة الشمس على هذه الألواح ثم تقوم هذه اللوحات بتحويل ضوء الشمس إلى تيار مباشر - مستمر، ثم يتدفق التيار إلى العاكس الذي بدوره يحوّل الكهرباء من التيار المستمر إلى تيار متردد، بعد ذلك يمكن استخدام الكهرباء في المنازل. تعتبر الألواح الشمسية بسيطة من حيث التركيب وجميلة المظهر، كما أنّها تعطي كفاءة عالية وميسّرة لإنتاج الطاقة الكهربائية في معظم الأوقات.

لكن ما الذي سيحدث إذا لم تكن موجودًا في منزلك للاستفادة من الكهرباء التي تولّدها الألواح الشمسية، أو عندما لا يمكن لهذه الألواح أنْ تولد الكهرباء ليلًا؟

لا داعي للقلق فما زلت تستفيد من الكهرباء من خلال نظام يسمّى "عدّاد الشبكة"، وهو عبارة عن نموذج يربط النظام الكهروضوئي مع الشبكة العامة للكهرباء. ففي كثير من الأحيان تنتج الألواح الشمسية خصوصًا في الأيام المشمسة، طاقة أكثر من احتياجات الفرد، حيث يذهب فائض الطاقة إلى الشبكة العامة لاستخدامها في مكان آخر، فيحصل الفرد بالمقابل على رصيد من الكهرباء من الشبكة العامة، يمكن استخدامه عندما لا يمكن للألواح أنْ تولد الكهرباء ليلًا، أو في الأيام الملبّدة بالغيوم. في كل مرة يقوم عدّاد الشبكة بتسجيل الطاقة المرسلة من الألواح الشمسية ومقارنتها بالطاقة القادمة من الشبكة.

أهم تقنيات الطاقة الشمسية

تستخدم تقنيات الطاقة الشمسية لإنتاج الكهرباء، الحرارة، الضوء، المياه الساخنة، وعمليات التدفئة والتبريد. هناك مجموعة متنوعة من التقنيات التي تمّ تطويرها للاستفادة من الطاقة الشمسية، وفيما يلي نبرز أهم هذه التقنيات:

نظام الصحن الشمسي (Stirling) لالتقاط أشعة الشمس

أنظمة الطاقة الكهروضوئية

في هذه الأنظمة تعمل الخلايا الشمسية بتحويل ضوء الشمس مباشرة إلى كهرباء، غالبًا ما تستعمل هذه الخلايا في الآلات الحاسبة والساعات، وهي مصنوعة من مواد شبه موصلة مشابهة لتلك المستخدمة في رقائق الكمبيوتر. عندما يتم امتصاص ضوء الشمس بواسطة هذه المواد، فإن الطاقة الشمسية تحفز الإلكترونات بالخروج من ذراتها، والتي تسمح للإلكترونات بالتدفق خلال المواد لإنتاج الكهرباء. تسمى عملية تحويل ضوء الشمس "الفوتونات" إلى كهرباء "الفولتية" بظاهرة التأثير الكهروضوئي "Photovoltaic Effect".

أنظمة الطاقة الشمسية لتسخين المياه

في الشتاء عادةً ما تكون المياه الضحلة - قليلة العمق - للبحيرات أدفأ من المياه العميقة، وذلك لأن ضوء الشمس يسخن قاع البحيرات التي تقع في المناطق الضحلة، تعتبر هذه العملية طريقة طبيعية لتسخين المياه بالطاقة الشمسية. يمكن استخدام ضوء الشمس أيضًا بواسطة الأنظمة الشمسية بنفس الطريقة لتسخين المياه المستخدمة في المباني وحمامات السباحة.

أنظمة الطاقة الشمسية الكهربائية

تستخدم العديد من محطات الطاقة اليوم الوقود الأحفوري كمصدر حرارة لغلي المياه، حيث يدير البخار الناتج من غلي الماء توربينات ضخمة، والتي تشغل المولدات لإنتاج الكهرباء. ظهر أيضًا جيل جديد من محطات الطاقة التي تعمل بأنظمة الطاقة الشمسية المركزة. هناك ثلاث طرق رئيسية من هذه الأنظمة لإنتاج الكهرباء هي، طريقة المرآة المقعّرة "Parabolic - Trough"، الصحن الشمسي "Dish/Engine"، وبرج الطاقة الشمسية "Power tower".

أنظمة التسخين السلبي للطاقة الشمسية والإضاءة النهارية

عندما تخرج من منزلك في يوم صيفي حار ومشمس، ستشعر بالتأكيد بضربة الشمس الحارة في جسمك الناتجة من شدة الطاقة الشمسية، اليوم تم تصميم العديد من المنازل حول العالم للاستفادة من هذا المصدر الطبيعي.

في الصيف، دائمًا ما يواجه الجانب الجنوبي أشعة الشمس، لذلك عادةً ما تحتوي المنازل التي تم تصميمها للتسخين السلبي على نوافذ كبيرة تطل على جهة الجنوب.

تصنع جدران المنازل والأرضيات والنوافذ لامتصاص وتخزين الطاقة الشمسية، حيث تقوم بإطلاق الحرارة المخزنة في الشتاء للاستفادة منها في تدفئة المنازل والأغراض المنزلية الأخرى، في حين تقوم برفض الطاقة الشمسية في الصيف. عادة ما تسمى المنازل التي تستخدم هذه المواد غير الضارة بالبيئة بالمنازل الخضراء "Green houses". أيضًا من ميزات التسخين السلبي أنها توفر إضاءة نهارية للمنازل، حيث تستخدم ضوء الشمس الطبيعي لإضفاء بعض اللمسات الجميلة داخل المنازل.

أنظمة الطاقة الشمسية للتدفئة والتبريد

طاقة شمسية, ألواح شمسية, solar energy

تستخدم المباني التجارية والصناعية نفس تقنيات الطاقة الشمسية التي توجد في المباني السكنية - الأنظمة الكهروضوئية، التسخين السلبي، تسخين المياه - ويمكن لهذه المباني أيضًا استخدام تقنيات غير عملية في المنازل تشمل تسخين هواء التهوية، عمليات التسخين الشمسية، والتبريد بالطاقة الشمسية.

معظم العلماء يعتقدون أن زيادة انبعاث ثاني أوكسيد الكربون الناتج من حرق الوقود الأحفوري هو المسؤول عن الاحتباس الحراري وتغير المناخ في جميع أنحاء العالم.

من المؤكد أن صناعات الطاقة الشمسية ستكون أفضل خيار للطلب المتزايد على الطاقة في المستقبل نظرًا لجودتها الفائقة من حيث التوافر، كما أنها نظيفة وغير مضرة بالبيئة، فعاليتها من حيث التكلفة، سهولة الوصول إليها، والكفاءة العالية مقارنة بمصادر الطاقة المتجددة الأخرى.

مقالات الرأي والتدوينات لا تعبر بالضرورة عن وجهة نظر هيئة التحرير.

# data[].attributes.attachment_link.title
كيف تعمل الطاقة الشمسية؟ ولماذا يحتاجها العالم؟ - إضاءات

# data[].attributes.attachment_link.description
أصبح الطلب على الطاقة في العالم ينمو بسرعة، بسبب الانفجار السكاني والتقدم التكنولوجي، لذلك من المهم للبشرية أن تتوجه لمصدر طاقة يمكن الاعتماد عليه وفقًا لهاتين الميزتين، فعّال من حيث التكلفة ومصدر دائم للطاقة المتجددة، للطلب المتزايد على الطاقة في المستقبل. تعتبر الطاقة الشمسية من مصادر الطاقة المتجددة، وهي مصدر واعد لحل المشاكل التي تتعلق بأزمة الطاقة مستقبلًا.

# data[].attributes.headline
خديجة عبداللطيف 

# data[].attributes.subject
خديجة عبداللطيف 

# data[].attributes.body
الطاقة الشمسية هي الضوء والحرارة المنبعثان من الشمس اللذان قام الإنسان باستخدامهما لمصلحته منذ العصور القديمة باستخدام مجموعة من وسائل التكنولوجيا التي تتطور باستمرار. وتضم تقنيات استخدام الطاقة الشمسية استخدام الطاقة الحرارية للشمس سواء للتسخين المباشر أو ضمن عملية تحويل ميكانيكي لحركة أو لطاقة كهربائية، أو لتوليد الكهرباء عبر الظواهر الكهروضوئية باستخدام ألواح الخلايا الضوئية الجهدية بالإضافة إلى التصميمات المعمارية التي تعتمد على استغلال الطاقة الشمسية، وهي تقنيات تستطيع المساهمة بشكل بارز في حل بعض من أكثر مشاكل العالم إلحاحا اليوم.

# data[].attributes.body
سالم حسن الأول 1

# data[].attributes.attachment_link.title
استخدامات-الطاقة-الشمسية-الطاقة-الشمسية.JPG

# data[].attributes.headline
سالم حسن الشحي الأول 1

# data[].attributes.subject
سالم حسن الشحي الأول 1

# data[].attributes.body
الطاقة الشمسية (بالإنجليزية: Solar Energy) هي أحد مصادر الطاقة المتجددة وأكثرها وِفرةَ في العالم، وهي عبارة عن إشعاع شمسي يٍمكن الاستفادة منه في عدّة أمور أهمها: إنتاج تفاعلات كيميائية، وإنتاج الحرارة وتوليد الكهرباء، إضافةً لأنَّ الطاقة الشمسية منتشرة في جميع أنحاء العالم، فإنها تعتبر مصدراً نظيفاً لا يسبب تلوث، بالتالي إذا تم استغلاله والاستفادة منه بشكلٍ مناسب، فإنه سيُلبي نسبة كبيرة من حاجات العالم من الطاقة في المستقبل.[١]
إمكانية استخدامها لعدة تطبيقات، مثل: إنتاج الكهرباء والحرارة، وتحلية وتقطير المياه خاصة في الأماكن التي لا تتوفر فيها مياه نظيفة، ومن الممكن استخدامها لتزويد الأقمار الصناعية بالطاقة، وغيرها من الاستخدامات.

# data[].attributes.headline
محمد بدر محمد مبيوع الشحي 

# data[].attributes.subject
محمد بدر محمد مبيوع الشحي 

# data[].attributes.body
اول 3

تعمل حكومة دولة الإمارات على مواكبة الطلب المتزايد على الطاقة من خلال اعتمادها لمصادر طاقة متجددة ونظيفة، إضافة لبناء العديد من محطات توليد الكهرباء الجديدة، والصديقة للبيئة. اقرأ عن جهود الدولة في سد احتياجات الطاقة بطرق مستدامة وتوفير طاقة نظيقة وبأسعار معقولة

# data[].attributes.body
عبدالله اسماعيل المنصوري أول 2

تُعَدّ الشمس مصدرًا قويًّا جدًّا للطاقة. في الواقع، يمكن للشمس –خلال أقل من 15 ثانية– أن تعطي للأرض مقدارًا من الطاقة يكافئ مقدار الطاقة التي يستخدمها البشر في يوم واحد. يصل معظم هذه الطاقة إلى الأرض في صورة ضوء وحرارة. ولا عجب أن البشر فكروا منذ مدة طويلة في طرق لتجميع هذه الطاقة واستخدامها في شيء مفيد. خلال القرنين الماضيين، أجرى العلماء أبحاثًا وطوروا تقنيات لتحويل طاقة الشمس إلى طاقة كهربية بشكل مباشر. وتوجد اليوم طرق عديدة لتوليد الطاقة من الشمس، ومن أمثلة هذه الطرق الخلايا الشمسية، ومُجَمِّعات الطاقة الشمسية الحرارية، وأنظمة تركيز الطاقة الشمسية.

# data[].attributes.body
صف اول (1)
نستخدمها في تحويل الطاقة الشمسية لتوليد الكهرباء من اضاءة مصابيح ودفئة المنازل وصناعة سيارات تعمل بالطاقة الشمسية ايضا زراعة النباتات والعديد من الفوائد

# data[].attributes.headline
سلامه عمر المنصوري 

# data[].attributes.subject
سلامه عمر المنصوري 

# data[].attributes.body
تقوم العديد من المصانع باستغلال حرارة الشمس لتوليد الطاقة الكهربائية باعتبارها مصدراً وفيراً للطاقة المتجدّدة، وتقوم هذه العملية على استخدام مرايا تتبّع للشمس تعكس أشعتها إلى نقطة مركزيّة في قمة برج يحتوي على أنابيب فيها سائل يقوم بامتصاص الحرارة، ثُم يتم ضخ هذا السائل عندما يُصبح

# data[].attributes.body
زايد عبدالله الخرخور صف اول/3

# data[].attributes.body
زايد عبدالله الخرخور    صف اول/3
الطاقة الشمسية تنتج في غالبية مواقع العالم الكهرباء الأقل كلفة، وبالذات من خلال المنشآت الكبيرة في مناطق مشمسة مثل هنا في المكسيك. وبالتالي يتم بناء منشآت شمسية بصفة متزايدة. وعملية التزود بالكهرباء تتغير جذريا على مستوى العالم.

# data[].attributes.body
زايد عبدالله الخرخور    صف اول/3
يتم إنتاج الطاقة الشمسية باستخدام تقنية الفولتوضوئية التي تمتص حرارة الشمس وتحولها إلى طاقة كهربائية. ويتم تجميع الطاقة ونقلها من أجل استخدامها كمصدر للتيار الكهربائي الذي يستخدم بدوره للأغراض الصناعية والمنزلية. وقد أصبح تخزينها في بطاريات كبيرة لتشغيل أبنية ومؤسسات أمراً مألوفاً.

# data[].attributes.headline
دانة عدنان ثاني -5

# data[].attributes.subject
دانة عدنان ثاني -5

# data[].attributes.body
الطاقة الشمسية تنتج طاقة نظيفة ومتجددة من الشمس وتفيد البيئة. تعمل كبديل للوقود الأحفوري على تقليل انبعاثات الكربون في الداخل والخارج ، مما يقلل من غازات الإحتباس الحراري في جميع أنحاء العالم. من المعروف أن الطاقة الشمسية لها تأثير إيجابي على البيئة.

معظم الكهرباء المولدة في الولايات المتحدة تأتي من الوقود الأحفوري مثل الفحم والغاز الطبيعي. يعد استخراج الوقود الأحفوري واستخدامه مكلفًا ومضرًا للبيئة. على النقيض من ذلك ، فإن الطاقة الشمسية مجانية وموفرة — إذا أمكننا التقاط كل طاقة الشمس الساطعة على الأرض لمدة ساعة واحدة فقط ، فيمكننا تشغيل العالم بأسره لمدة عام!

من خلال الاستثمار في الطاقة الشمسية ، يمكنك المساعدة في تقليل الإعتماد على الوقود الأحفوري لصالح أحد أكثر مصادر الطاقة المتوفرة (الشمس)

الطاقة الشمسية تقضي على إنبعاث غازات الإحتباس الحراري

إن توليد الكهرباء بالطاقة الشمسية بدلاً من الوقود الأحفوري يمكن أن يقلل بشكل كبير من انبعاثات غازات الإحتباس الحراري ، وخاصة ثاني أكسيد الكربون (CO2) ، التي تنتج عندما يتم حرق الوقود الأحفوري ، تؤدي إلى ارتفاع درجات الحرارة العالمية وتغير المناخ. يساهم التغير المناخي بالفعل في القضايا البيئية والصحية العامة الخطيرة في الشمال الشرقي ، بما في ذلك الظواهر الجوية الشديدة وارتفاع مستويات البحر وتغيرات النظام البيئي.

الطاقة الشمسية تقلل من مشاكل الجهاز التنفسي والقلب

واحدة من أكبر فوائد الطاقة الشمسية هو أنه يؤدي إلى تقليل تلوث الهواء. وجد تحليل أجراه المختبر الوطني للطاقة المتجددة (NREL) أن الاعتماد الشمسي على نطاق واسع من شأنه أن يقلل بشكل كبير من أكاسيد النيتروز وثاني أكسيد الكبريت وانبعاثات المواد الخطرة ، وكلها يمكن أن تسبب مشاكل صحية. وجدت NREL ، من بين الفوائد الصحية الأخرى ، أن الطاقة الشمسية تؤدي إلى تقليل حالات التهاب الشعب الهوائية المزمن ، ومشاكل الجهاز التنفسي والقلب ، وفقدان أيام العمل المتعلقة بالقضايا الصحية.

فوائد الطاقة الشمسية واضحة. لا يمكنك فقط توفير المال على فواتير الكهرباء الخاصة بك — يمكنك أيضًا تقليل إنبعاث الكربون .

توفير المال: ليس “إذا” لكن “كم”

الألواح الشمسية توفير للمال. كلما إستخدمتها فترة أطول ، كلما وفرت أكثر. لم تعد بحاجة إلى الاعتماد على شركات الكهرباء لتزويدك بالطاقة ودفع الأسعار العالية. يمكنك توليد الطاقة النظيفة الخاصة بك من الشمس ، والتي هي أقل تكلفة بكثير من مصادر الطاقة الكهربائية.

# data[].attributes.headline
الريم سلطان اول/1

# data[].attributes.subject
الريم سلطان اول/1

# data[].attributes.body
الطاقة الشمسية هي الضوء والحرارة المنبعثان من الشمس اللذان قام الإنسان باستخدامهما لمصلحته منذ العصور القديمة باستخدام مجموعة من وسائل التكنولوجيا التي تتطور باستمرار. وتضم تقنيات استخدام الطاقة الشمسية استخدام الطاقة الحرارية للشمس سواء للتسخين المباشر أو ضمن عملية تحويل ميكانيكي لحركة أو لطاقة كهربائية، أو لتوليد الكهرباء عبر الظواهر الكهروضوئية

# data[].attributes.headline
محمد راشد زيد ثاني / 1

# data[].attributes.subject
محمد راشد زيد ثاني / 1

# data[].attributes.body
ان الطاقه الشمسيه تعتبر طاقه نظيفة وصديقة للبيئة حيث استبدلناها بالطاقه الكهربائية في اضاءة المصابيح وايضا استخدمناها في السيارات بدلا عن البترول

# data[].attributes.attachment_link.readable_text
الطاقة الشمسية طاقةٌ نظيفةٌ ووفيرةٌ ولا تنضب، وهي مصدر معظم الطاقات الأخرى. ولكن وجودها يقتصر على النهار ويغيب عن الليل والأيام الملبدة بالغيوم. كما أنها تسطع في المناطق الاستوائية الدافئة أكثر بكثير من المناطق الباردة الأخرى. ونحن بحاجة إلى طريقة تجعلنا نحتفظ بطاقة الشمس في أوقات سطوعها، لاستعمالها في أوقات غيابها، وتصديرها إلى المناطق الباردة. لتكون وقتها مورداً اقتصادياً كبيراً ومتجدداً، وحلاً مثالياً للمشكلات البيئية التي نعاني منها. فهل ما نصبو إليه هو تمنياتٌ تنتمي إلى الخيال العلمي؟

استطعنا حتى اليوم استغلال الطاقة الشمسية في تسخين المياه، لكن المياه وسيلةٌ ضعيفة لتخزين الحرارة والطاقة. واستطعنا كذلك تخزينها في خلايا كهروضوئية، ولكن تكلفتها الاقتصادية عالية وغير تنافسية، كما أن تقنياتها لا تزال بدائية.

والحال أن النباتات، وبعض الطحالب والبكتيريا، تقوم ببساطة بما نَعُدُّه نحن خيالاً علمياً. فمعظم الطاقة التي نستخدمها اليوم، والتي هي على شكل وقودٍ أحفوريٍ أو كتلة حيوية، مصدرها أشعة الشمس عن طريق التمثيل الضوئي. حيث تحوّل النباتات، وبعض الطحالب والبكتيريا، طاقة ضوء الشمس إلى طاقة كيميائية، وذلك باستخدام مادة الكلوروفيل وتحجز طاقة الضوء في أوراقها وتستخدمها لتحويل ثاني أكسيد الكربون من الجو والمياه الجوفية إلى كربوهيدرات، وتغذي كافة أشكال الحياة على الأرض وتمدها بالطاقة والأوكسجين.

والمفارقة هي أن التمثيل الضوئي في الطبيعة، وعلى الرغم من الأهمية القصوى لنتائجه، غير فعّال. فالنباتات تحوّل حوالي %1 فقط من الكربون والماء إلى كربوهيدرات. وبالمقارنة، تمكَّن الباحثون في المختبر من زيادة هذه الكفاءة إلى حوالي %10، وحقق مؤخراً باحثون في جامعة موناش في ملبورن بأستراليا، مستوى كفاءة وصلت إلى 22%.

هنا يبرز سؤال مهم: إذا كنا قادرين على فعل ذلك أفضل من الطبيعة، فلماذا إذاً لا ننتج طاقة الشمس على نطاقٍ واسعٍ؟ الجواب على ذلك يحيلنا إلى الاقتصاد. إن التقنيات المستخدمة في ذلك، حتى اليوم، مكلفةٌ جداً ولا يمكنها منافسة المصادر الأخرى للطاقة. والمطلوب تطورات تقنية نوعية تعكس هذه المعادلة.

لذلك، وفي ما يشبه منافسة دولية، كثَّف العلماء في الفترة الأخيرة أبحاثهم في كيفية الوصول إلى هذه المرحلة المتقدِّمة من التمثيل الضوئي الاصطناعي. وقد توصَّل عدد كبيرٌ منهم إلى تطورات مهمة تجعلنا شبه متيقنين أننا على أبواب ثورة في عالم الطاقة النظيفة خلال العقد المقبل، كما يقول الباحث في علم المواد في جامعة "إم آي تي" جيفري غروسمان.

ساعات سطوع الشمس السنوية حول العالم

تتفاوت مدة سطوع الشمس كثيراً بين منطقة وأخرى من الكرة الأرضية. فبينما يقل المعدّل السنوي عن 1,200 ساعة في القطبين الشمالي والجنوبي والمناطق القريبة منهما، تتجاوز 4,000 ساعة في بعض المناطق الاستوائية خاصة في المنطقة العربية.

التمثيل الضوئي الاصطناعي

تقوم تقنيات التمثيل الضوئي الاصطناعي على محاكاة التمثيل الطبيعي الذي تقوم به النباتات عن طريق تلاعب كيميائي ينتج الوقود السائل من دون الحاجة إلى الكلوروفيل. وذلك بتحويل أشعة ضوء الشمس إلى وقود شمسي من خلال عملية تنطوي على تعريض جزيئات الماء لأشعة الشمس لفصل ذرات الهيدروجين والأوكسجين بعضها عن البعض الآخر، ثم الجمع بين الهيدروجين وثاني أكسيد الكربون لتكوين وقود سائل. ويمكن أيضاً تكثيف الهيدروجين المتولد، تحت الضغط في درجات حرارة منخفضة جداً، في وقود هيدروكربون سائل (LH2) وغاز هيدروجين بسيط وفلز الهيدريد، أو تحويله إلى ميثانول. كما يمكن استخدام الهيدروجين المسال بالطريقة نفسها التي يُستخدم فيها البنزين والديزل، أو يمكن استخدامه في خلايا الوقود لتوليد الكهرباء. وسيمكّن الوقود الشمسي من تخزين الطاقة الشمسية التي يتم التقاطها في الأماكن التي يتوفر فيها سطوع الشمس، وتصدير أشعتها على شكل هيدروجين وغيره.

وستوفر هذه الأنواع من الوقود جميع مزايا الوقود الأحفوري التقليدي إلى جانب الفوائد البيئية للطاقة المتجدِّدة. لذلك تهدف الأبحاث حول الوقود السائل المشتق من الطاقة الشمسية إلى تقديم مجموعة من المنتجات المتوافقة مع البنية التحتية للطاقة الحالية، مثل البنزين ووقود الطائرات والهيدروجين.

الطلب على الهيدروجين المسال

رُبَّ ضارة نافعة، فقد كانت كارثة فوكوشيما النووية في عام 2011م في اليابان، المحفِّز الأساسي وراء إطلاق مشروعات تصدير أشعة الشمس على شكل هيدروجين وغيره.

فمنذ تلك الكارثة، اعتمدت اليابان على واردات الوقود الأحفوري لتلبية %94 من احتياجاتها من الطاقة. ولكن بموجب اتفاقية باريس لتغير المناخ، التزمت اليابان بخفض انبعاثات الكربون بنسبة %26 في عام 2030، من خط الأساس لعام 2013م، وبنسبة %80 في عام 2050م. وذلك يحتاج إلى بدائل نظيفة لتلك الطاقة ليست متوفرة في اليابان، خاصة وأنه ليس لديها أشعة الشمس الكافية لتحقيق هذه الطاقة المتجدِّدة الخاص بها.

الحل شبه الوحيد، الذي توصَّل إليه الخبراء والباحثون اليابانيون، هو استيراد الهيدروجين. ووضعوا في عام 2017م خطة لتوليد ما بين 15 إلى 30 غيغاوات من الطاقة الكهربائية من الهيدروجين المستورد بحلول عام 2030م. وهذا الطلب الكبيـر على الهيدروجين حفز استخراجه في أستراليا، حيث تتوفر أشعة الشمس بكثرة. ولكن هل ستتوفر تقنيات وخطط استخراج الهيدروجين باستخدام أشعة الشمس؟

حالياً، تتوفر إمكانيةٌ لإنتاجه على نطاق ضيق وغير اقتصادي. ولسد حاجات اليابان وغيرها، تحتاج أستراليا إلى أن تكون قادرة على إنتاج الهيدروجين على نطاق واسع. ويقول كوندو فرانسوا أغوي زينسو، باحث تخزين الهيدروجين بجامعة نيو ساوث ويلز في سيدني، "إن هذه التكنولوجيا موجودة بالفعل، والتحدي الكبير هو كيف نطور بيئة كاملة لإنتاج الهيدروجين. على سبيل المثال، نحن نعرف بالفعل كيفية إنتاج وتخزين ونقل الهيدروجين للاستخدام، ولكن التقنيات الحالية غالية الثمن". ويقول دارين ميلر، الرئيس التنفيذي للوكالة الأسترالية للطاقة المتجددة التي تمول الجهود الرامية إلى تسويق هذه التقنيات: "كل هذه الأشياء تحتاج إلى ابتكار لتخفيض تكاليف الخروج من سلسلة التوريد إلى السوق".

فلتصدير الهيدروجين، على سبيل المثال، هناك طريقة معروفة تتمثل في تسييله، كما هو الحال مع صادرات الغاز الطبيعي. ولكن في حين أن الغاز الطبيعي يصبح مسالاً عند ناقص 161 درجة مئوية، يحتاج الهيدروجين إلى ناقص 253 درجة مئوية ليصبح كذلك، مما يجعل تسييله أكثر تكلفة. من هنا تبرز أهمية تحسين كفاءة التسييل، وهذا هو أحد مجالات البحث حالياً.

وتشمل الأفكار الأخرى التي يتم استكشافها نقل الهيدروجين عن طريق تحويله إلى جزيئات يمكن أن تحتوي على أعداد كبيرة من ذرات الهيدروجين، مثل هيدرات المعادن، وتخزينه في مواد تمتص الهيدروجين وتطلقه مثل الإسفنج.

لكن التحدي الرئيس، كما يقول ميلر، هو خفض تكلفة الآلات التي تقسم الماء إلى أوكسجين وهيدروجين. ومن شأن إنتاج هذه المحولات الكهربائية بكميات كبيرة أن يخفض تكلفة الوحدة. ولكن الطلب على الهيدروجين لم يكن كبيراً كفايةً لتحفيز إنتـاج كبيـر لهذه المحولات، وهذا لن يحدث إلا إذا انخفضت أسعار الهيدروجين، يقول فينكل: "الوضع يشبه التساؤل: أيهما قبل الآخر الدجاجة أم البيضة؟".

ويعلق كريج باكلي، وهو باحث في تخزين الهيدروجين من جامعة كورتين، غرب أستراليا، على ذلك بالقول، هذه المرَّة مختلفة، إن الطلب القوي، الذي بدأ في اليابان وكوريا الجنوبية وسنغافورة، هو أحد العوامل الرئيسة الجديدة. والعامل الآخر هو انخفاض سعر الكهرباء التي تعمل بالطاقة الشمسية وطاقة الرياح، والتي تُعدُّ الجزء الأكبر من تكلفة إنتاج نظيف للهيدروجين. ذلك لأنه منذ عام 2010م، ومع زيادة الصين في إنتاج الألواح الشمسية وتوربينات الرياح، انخفضت تكلفة الكهرباء الشمسية بنسبة %80، ومن الرياح بنسبة %50، ولا تزال أسعارها تنخفض.

يضيف باكلي: "لقد انخفضت أسعار الطاقة المتجدِّدة إلى حد بعيد في السنوات العشر الماضية، وباتت تمكننا من إنتاج الهيدروجين من مصادر الطاقة المتجددة بتكلفة تكاد تكون تنافسية مع غيرها. لقد أحدث هذا نقلة نوعية في مجال إنتاج الهيدروجين". ولكن ألان فينكل، كبير العلماء، الذي تم تكليفه بوضع استراتيجية وطنية للهيدروجين يقول: "هذا لا يعني أن الأمر سيكون سهلاً، لكن يمكن تصوره، وهذا لم يكن ممكناً في السابق. فالهدف المستقبلي الذي نخطط له هو سعر إنتاج هيدروجين بحوالي 2 دولار أسترالي للكيلوغرام، مقارنة بحوالي 6 دولارات أسترالي للكيلوغرام اليوم".

وعلَّقت صحيفة الغارديان في عددها الصادر بتاريخ 14 يوليو 2019م على مشاريع تصدير أشعة الشمس في أستراليا بقولها: "ستولد مليارات الدولارات وتجعل من أستراليا مركز الطاقة منخفضة التكلفة في عالم مستقبلي خالٍ من الكربون".

إن نجاح هذه الخطط الطموحة جميعها، بما فيها، كما يقول باكلي، تخفيض سعر إنتاج الهيدروجين إلى ثلث سعره الحالي، مرهونٌ بالتطورات التقنية النوعية العديدة الذي توصَّل إليها العلماء حول العالم في المدة الأخيرة، ووضعها موضع التنفيذ. وسنعرض في السطور اللاحقة لبعضٍ من أهمها.

تطورات تقنية جديدة.. جسيمات الذهب بدل الكلوروفيل

طوَّر العلماء طريقة جديدة لتحقيق التمثيل الضوئي الاصطناعي، وإنتاج الهيدروكربونات عالية الطاقة من خلال الاستفادة من جزيئات الذهب الغنية بالإلكترونيات كمحفز.

ويعتمد البحث الجديد لعالم الكيمياء براشانت جاين، من جامعة إيلينويس، على العمل السابـق الذي قـاده في عام 2018م للتحقيق في استخدام الجسيمات النانوية الذهبية بدلاً من الكلوروفيل، وهي نوعٌ من صبغة تشكِّل عاملاً محفزاً في عملية التمثيل الضوئي الطبيعي الذي تقوم فيها النباتات، مما يساعد على دفع التفاعل الكيميائي.

في تلك التجارب، وجد الفريق أن جزيئات الذهب الكروية الصغيرة التي تقيس فقط نانومترات في الحجم يمكنها امتصاص الضوء الأخضر المرئي وتحوّل الإلكترونات والبروتونات التي يحفزها الضوء إلى جزيئات ثاني أكسيد الكربون.

تمضي الدراسة الجديدة إلى أبعد من ذلك بالأسلوب نفسه، حيث تحوّل ثاني أكسيد الكربون إلى جزيئات وقود هيدروكربونية معقَّدة، بما في ذلك البروبان والميثان، التي يتم تصنيعها عن طريق الجمع بين الضوء الأخضر والجزيئات النانوية الذهبية في سائلٍ أيوني.

ولكن الباحثين يعترفون أنهم بحاجة الآن إلى تحسين قدرة الجسيمات النانوية الذهبية على دفع هذه التحولات الكيميائية، واستكشاف كيف يمكن للتطبيقات المستقبلية المحتملة أن تعمل على نطاق واسع.

بوليمر جديد يمتص الحرارة ثم يطلقها

وتوصَّل فريق من الباحثين بقيادة الدكتور دانداباني فينكاتا رامان، عالم الكيمياء في معهد ماساتشوستس، عند بداية عام 2019م، من صنع بوليمر جديد فعَّال بشكل مذهل في امتصاص وإطلاق الحرارة. وأطلق عليه اسم "أزوبما" ( AzoPMA). ويمكن لهذا البوليمر أن يحدث ثورة في صناعة البطاريات الحرارية.

وتتميز هذه المادة الجديدة بقدرتها على تخزين 200 مرَّة من الطاقة الحرارية ما تخزنه المياه.

محطة تكرير شمسي.. تحوِّل ضوء الشمس والهواء إلى وقود سائل

وتمكَّن باحثون من جامعة "إي تي إيتش" زيوريخ في ألمانيا، في منتصف عام 2019م، بقيادة ألدو ستاينفيلد أستاذ الطاقة المتجدِّدة، من إنشاء محطة تكرير شمسية تستخرج ثاني أكسيد الكربون والماء مباشرة من الهواء المحيط باستخدام الطاقة الشمسية. وتؤدي هذه العملية إلى إنتاج مادة "سينغاز" أو غاز التصنيع، وهو خليط من الهيدروجين وأول أكسيد الكربون، التي يتم تحويلها لاحقاً إلى كيروسين أو ميثانول أو غيرها من الهيدروكربونات. ومثل هذه الأنواع من الوقود جاهزة للاستخدام في البنية التحتية الحالية للنقل العالمي.

تركيب كيميائي جديد يخزن حرارة الشمس

وتوصَّل باحثون من معهد "إم آي تي" بقيادة جيفري غروسمان إلى تركيبٍ كيميائي جديد قادر على تخزين الحرارة بشكل فعَّال عن الطريقة الشائعة في ما يعرف بـ"مواد تغيير الطور". وتخزن الطريقة الشائعة الحرارة الداخلة عن طريق إذابة المادة وتغيير طورها من صلبة إلى سائلة. وعند تبريدها إلى أسفل نقطة الانصهار، فإنها تتحوَّل مرَّة أخرى إلى مادة صلبة، وعندها يتم إطلاق الطاقة المخزنة كحرارة. وهناك عديد من الأمثلة على هذه المواد، منها الشموع أو الأحماض الدهنية المستخدمة في التطبيقات ذات درجات الحرارة المنخفضة، والأملاح المنصهرة المستخدمة عند درجات الحرارة العالية. لكنها كلها تتطلب قدراً كبيراً من العزل، كما أنها عندما تمر بتغيير طور درجة الحرارة تتصرف بعشوائية وتفقد الحرارة المخزنة بسرعة نسبياً.

بدلاً من ذلك، يستخدم النظام الجديد رموز التبديل الجزيئية التي تغير شكلها عند تعرّضها للضوء عند دمجها مع مواد تغيير الطور، يمكن ضبط درجة حرارة تغيير الطور للمادة المختلطة بواسطة الضوء، مما يسمح بالحفاظ على الطاقة الحرارية لتغير الطور حتى أقل بكثير من نقطة انصهار المادة الأصلية.

يقول غروسمان: "من خلال دمج جزيء يتم تنشيطه بالضوء في الصورة التقليدية للحرارة الكامنة، نضيف نوعاً جديداً من مقبض التحكم لخصائص مثل الذوبان والتصلب والتبريد الفائق".

وفي السنة نفسها، قام فريق آخر من المعهد نفسه بقيادة إيفلين وانغ بتطوير مادة جديدة تحفظ الحرارة بطريقة فعالة. وتقول وانغ، إن مفتاح جمع الطاقة الشمسية بكفاءة هو القدرة على الاحتفاظ بشيء ساخن داخلياً مع الحفاظ على البرودة في الخارج. وهناك طريقة واحدة للقيام بذلك وهي استخدام فراغ بين طبقة من الزجاج ومادة سوداء تمتص الحرارة، وهي الطريقة المستخدمة في عديد من التقنيات الحالية، ولكنها غالية الثمن نسبياً، من ناحية التركيب والصيانة. وتهدف طريقتنا إلى إيجاد نظام أقل تكلفة لجمع الحرارة الشمسية عند مستويات درجات الحرارة الأعلى اللازمة لتدفئة المنازل أو الطبخ أو حتى عديد من العمليات الصناعية.

ويقوم الاختراع على تطوير الهلام الهوائي أو "إيروجل"، وهو نوع من المواد الشبيهة بالرغوة المصنوعة من جزيئات السيليكا. وفي اختبار أجري على سطح مبنى في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا، تمكَّن جهاز سلبي يتكوَّن من مادة داكنة ممتصة للحرارة مغطاة بطبقة من المادة الجديدة من الوصول إلى درجة حرارة 220 مئوية والحفاظ عليها في منتصف فصل الشتاء، عندما كانت حرارة الهواء الخارجي أقل من درجة التجمد.

إنتاج الهيدروجين في المملكة

ختاماً، وفي المملكة، تولّت شركة "أير ليكيد للهندسة والإنشاء" بناء وحدات لإنتاج الهيدروجين وتنقيته على نطاق عالمي في موقع الشركة في ينبع. وتقوم المنشآت بتزويد الهيدروجين إلى مصافي النفط القريبة التي تنتج 400 ألف برميل في اليوم. ويسمح هذا الهيدروجين بتخفيض محتوى الكبريت في النفط المنتج وتلبية المعايير البيئية.

وتعمل المملكة على بناء مزرعة للطاقة الشمسية في منطقة مكة المكرمة ستنتج 2.6 غيغا واط من الطاقة عند الانتهاء من إنشائها، وستكون أكبر محطة من نوعها في العالم. علماً أن أكبر محطة للطاقة الشمسية في العالم، حتى الآن، افتتحت في يوليو 2019م في الإمارات العربية المتحدة، واسمها "نور أبوظبي".

**حقوق النشر محفوظة لمجلة القافلة، أرامكو السعودية

# data[].attributes.attachment_link.title
استغلال الطاقة الشمسية.. هل يمكن تصدير أشعة الشمس؟

# data[].attributes.attachment_link.description
الطاقة الشمسية طاقةٌ نظيفةٌ ووفيرةٌ ولا تنضب، وهي مصدر معظم الطاقات الأخرى. ولكن وجودها يقتصر على النهار ويغيب عن الليل والأيام الملبدة بالغيوم. كما أنها تسطع في المناطق الاستوائية الدافئة أكثر بكثير من المناطق الباردة الأخرى. ونحن بحاجة إلى طريقة تجعلنا نحتفظ بطاقة الشمس في أوقات سطوعها، لاستعمالها في أوقات غيابها، وتصديرها إلى المناطق الباردة.

# data[].attributes.body
ثاني /5
الطاقه الشمسية طاقة نظيفة

# data[].attributes.body
ثاني 5

# data[].attributes.body
الطاقة الشمسية هي طاقة مصدرها أشعة الشمس يتم تحويلها إلى طاقة كهربائية أو طاقة حرارية، وتعد هذه الطاقة أنظف أنواع الطاقة المتجددة وأوفرها، ولها استخدامات متنوعة مثل توليد الكهرباء، والإنارة، وتأمين بيئة داخلة مريحة.

# data[].attributes.headline
راشد سالم عليوه  اول ١

# data[].attributes.subject
راشد سالم عليوه  اول ١

# data[].attributes.body
تعتبر الطاقة الشمسيه مصدرا امنا بيئيا كما انها طاقه صديقة للبيئه فلا تحدث اي شكل من اشكال تلوث الجو.

# data[].attributes.headline
علي سالم عليوه ثاني ١

# data[].attributes.subject
علي سالم عليوه ثاني ١

# data[].attributes.body
الطاقة الشمسيه هي الضوء و الحرارة المنبعثان من الشمس الذي قام الانسان باستخدامهما.

# data[].attributes.headline
سلطان سعيد محمد بن رشدوه الشميلي صف اول4

# data[].attributes.subject
سلطان سعيد محمد بن رشدوه الشميلي صف اول4

# data[].attributes.body
تحويل طاقة شمسية الى طاقة كهربائية

# data[].attributes.headline
وعد محمد الشميلي اول روضه 6 ظعلمتي مني النقبي

# data[].attributes.subject
وعد محمد الشميلي اول روضه 6 ظعلمتي مني النقبي

# data[].attributes.headline
علياء السويدي ثاني /2 

# data[].attributes.subject
علياء السويدي ثاني /2 

# data[].attributes.body
تستخدم الطاقه الشمسيه في الزراعه على مجموعات واسعه من التطبيقات مثل الري وتبريد المنتجات الزراعيه
تستخدم الطاقه الشمسيه في توليد الكهرباء حيث
تشغل توربينات الكهرباء ببخار الماء

# data[].attributes.headline
قصايد محمد سليمان ادويح ثاني ١

# data[].attributes.subject
قصايد محمد سليمان ادويح ثاني ١

# data[].attributes.body
الطاقه الشمسيه تنتج طاقه نظيفه ومتجدده تعمل الطاقه السمشيه على تقليل انبعاثات الكربون في الداخل والخارج

# data[].attributes.headline
دانه أحمد سعيد  الباير الشحي 

# data[].attributes.subject
دانه أحمد سعيد  الباير الشحي 

# data[].attributes.body
الثاني /٢
تستخدم أنظمة الطاقة الشمسية المركزة عدسات أو مرايا لتركيز بقعة كبيرة من ضوء الشمس أو الطاقة الشمسية الحرارية على مساحة صغيرة. وعندها يتم تحويل الضوء المركز إلى حرارة تشغل محركاً حرارياً موصولاً بمولد للطاقة ليتم بذلك توليد الكهرباء. وتعتبر هذه الأنظمة تقنيات واعدة يمكن توظيفها لتوليد الكهرباء بكميات كبيرة. ومن شأن تزويد محطات الطاقة الشمسية المركزة بتقنيات لتخزين الطاقة الحرارية أن يتيح توليد الكهرباء (حمل أساسي) بشكل مستقر على مدار الـ 24 ساعة، ما يجعلها مؤهلة لربطها بشبكة الكهرباء الرئيسية.

وتستخدم "مصدر" عدة أنواع من أنظمة الطاقة الشمسية المركّزة. فعلى سبيل المثال، تضم محطة "شمس 1" بقدرة 100 ميجاواط منظومة من عاكسات القطع المكافئ، وهي مجمِّعات للطاقة الشمسية الحرارية تضم مرايا على شكل قطع مكافئ مع أنبوب مركزي لتركيز حرارة أشعة الشمس بشكل مباشر. وتعمل الحرارة بدورها على إنتاج البخار لتحريك التوربينات التقليدية وتوليد الكهرباء في نهاية المطاف.

# data[].attributes.headline
محمد الجسمي / اول3

# data[].attributes.subject
محمد الجسمي / اول3

# data[].attributes.headline
محمد الجسمي 💗

# data[].attributes.subject
محمد الجسمي 💗

# data[].attributes.body
الطاقة الشمسية هي الضوء والحرارة المنبعثان من الشمس اللذان قام الإنسان باستخدامهما لمصلحته منذ العصور القديمة باستخدام مجموعة من وسائل التكنولوجيا التي تتطور باستمرار. وتضم تقنيات استخدام الطاقة الشمسية استخدام الطاقة الحرارية للشمس سواء للتسخين المباشر أو ضمن عملية تحويل ميكانيكي

# data[].attributes.body
فيصل حمد علي.. الصف ثاني /2

الطاقة الشمسية هي الضوء والحرارة المنبعثان من الشمس اللذان قام الإنسان باستخدامهما لمصلحته منذ العصور القديمة باستخدام مجموعة من وسائل التكنولوجيا التي تتطور باستمرار. وتضم تقنيات استخدام الطاقة الشمسية استخدام الطاقة الحرارية للشمس سواء للتسخين المباشر أو ضمن عملية تحويل ميكانيكي لحركة أو لطاقة كهربائية، أو لتوليد الكهرباء عبر الظواهر الكهروضوئية باستخدام ألواح الخلايا الضوئية الجهدية بالإضافة إلى التصميمات المعمارية التي تعتمد على استغلال الطاقة الشمسية، وهي تقنيات تستطيع المساهمة بشكل بارز في حل بعض من أكثر مشاكل العالم إلحاحا اليوم.

# data[].attributes.body
علي سعيد

# data[].attributes.attachment_link.title
كيف تعمل الكهرباء

# data[].attributes.body
دانة علي
الصف ثاني 2

استخدام الطاقه الشمية في الري وايضا تجفيف المحاصيل الزراعية

ونستخدم الطاقه الشمية في التدفئة
وايضا في تحليه مياه البحر

# data[].attributes.body
حصه سعيد راشد

# data[].attributes.attachment_link.title
كيف تعمل الطاقة الشمسية؟ ولماذا يحتاجها العالم؟

# data[].attributes.headline
عبدالله محمد الزاهر ثاني ١

# data[].attributes.subject
عبدالله محمد الزاهر ثاني ١

# data[].attributes.body
فاطمة محمد سعيد...أول 2

# data[].attributes.headline
فاطمة أحمد اوحيد صف أول /1

# data[].attributes.subject
فاطمة أحمد اوحيد صف أول /1

# data[].attributes.body
فوائد أخرى للطاقة الشمسية:
تستخدم الطاقة الشمسية في أغراض أخرى غير توليد الكهرباء والحرارة ولكن بشكل أقل، فمثلاً يمكن استخدامها في تبخير الماء من مياه البحر لإنتاج الملح، وفي عمليات تحلية المياه، والتي تعني تحويل المياه المالحة إلى مياه صالحة للشرب، كما يمكن استخدام الطاقة الشمسية في إنتاج الهيدروجين كمصدر بديل للطاقة المتجددة النظيفة من خلال فصل الماء إلى عناصر الأكسجين والهيدروجين، والذي يحاكي عملية التمثيل الضوئي في النباتات،[١] ويعدّ استخدام الطاقة الشمسية في الإضاءة مثالاً آخر على فوائد الطاقة الشمسية كاستخدام الطاقة الشمسية لإضاءة إشارات التوقف، أو لوحات الرسائل التي تستخدم في أعمال البناء، أو إشارات السرعة المحددة.

# data[].attributes.headline
زايد خليل أول 1

# data[].attributes.subject
زايد خليل أول 1

# data[].attributes.body
تقوم العديد من المصانع باستغلال حرارة الشمس لتوليد الطاقة الكهربائية باعتبارها مصدراً وفيراً للطاقة المتجدّدة، وتقوم هذه العملية على استخدام مرايا تتبّع للشمس تعكس أشعتها إلى نقطة مركزيّة في قمة برج يحتوي على أنابيب فيها سائل يقوم بامتصاص الحرارة،

# data[].attributes.headline
شمه عبدالله المنصوري 

# data[].attributes.subject
شمه عبدالله المنصوري 

# data[].attributes.body
1/3

# data[].attributes.headline
سيف العلوي اول2

# data[].attributes.subject
سيف العلوي اول2

# data[].attributes.body
تعمل الطاقه الشمسيه على تقليل انبعاثات الكربون في الداخل والخارج ، مما يقلل من غازات الإحتباس الحراري في جميع أنحاء العالم.

# data[].attributes.body
ثاني احمد صف اول 1
الطاقة الشمسية تنتج طاقة نظيفة ومتجددة من الشمس وتفيد البيئة. تعمل كبديل للوقود الأحفوري على تقليل انبعاثات الكربون في الداخل والخارج ، مما يقلل من غازات الإحتباس الحراري في جميع أنحاء العالم. من المعروف أن الطاقة الشمسية لها تأثير إيجابي على البيئة.

# data[].attributes.headline
شيخة عبدالله الشعرون

# data[].attributes.subject
شيخة عبدالله الشعرون

# data[].attributes.body
صف أول 1

# data[].attributes.attachment_link.authors[].name
سكاي نيوز عربية

# data[].attributes.attachment_link.title
شمس1 مشروع طاقة ضخم بالإمارات

# data[].attributes.headline
محمد طارق الشحي اول 2

# data[].attributes.subject
محمد طارق الشحي اول 2

# data[].attributes.body
يحي سالم

# data[].attributes.body
ثاني /5

# data[].attributes.headline
مهره علي الشحي 

# data[].attributes.subject
مهره علي الشحي 

# data[].attributes.body
اول /2

# data[].attributes.body
اول 2

# data[].attributes.body
يحي سالم

# data[].attributes.headline
سليمان محمد الزاهر صف أول ١

# data[].attributes.subject
سليمان محمد الزاهر صف أول ١

# data[].attributes.headline
شهد سهيل ثاني /5 

# data[].attributes.subject
شهد سهيل ثاني /5 

# data[].attributes.body
مهره حسن  1/3

# data[].attributes.body
نستخدم الطاقة الشمسية في السيارات
فاطمة  أوحيد

# data[].attributes.body
شيخه محمد راشد

# data[].attributes.body
مايد خالد
أول ٢

# data[].attributes.body
ثاني 5
زراعة النباتات و البساتين : يسعى المعنيون بتنمية الزراعة وتطويرها إلى زيادة قدر الاستفادة من الطاقة الشمسية بهدف زيادة معدل إنتاجية النباتات المزروعة. فبعض التقنيات، التي تنظم مواسم الزراعة حسب أوقات العام وتعدل اتجاه صفوف النباتات المزروعة وتنظم الارتفاعات بين الصفوف وتخلط أصناف نباتية مختلفة، يمكن أن تحسن من إنتاجية المحصول. وفي العصر الحديث، تم استخدام الطاقة المتولدة بواسطة اللوحات الشمسية في عمل عصائر الفاكهة. وتقوم الصوب الزجاجية بتحويل ضوء الشمس إلى حرارة، مما يؤدي إلى إمكانية زراعة جميع المحاصيل على مدار العام وزراعة (في بيئة مغلفة) أنواع من المحاصيل والنباتات لا يمكن لها أن تنمو في المناخ المحلي.

# data[].attributes.attachment_link.title
الطاقه الشمسيه.PNG

# data[].attributes.headline
شهد سهيل ثاني /5 

# data[].attributes.subject
شهد سهيل ثاني /5 

# data[].attributes.body
يتم توليد طاقة كهربية من الطاقة الشمسية بواسطة محركات حرارية أو محولات فولتوضوئية. وبمجرد أن يتم تحويل الطاقة الشمسية إلى طاقة كهربية، فإن براعة الإنسان هي فقط التي تقوم بالتحكم في استخداماتها. ومن التطبيقات التي تتم باستخدام الطاقة الشمسية نظم التسخين والتبريد خلال التصميمات المعمارية التي تعتمد على استغلال الطاقة الشمسية، والماء الصالح للشرب خلال التقطير والتطهير، واستغلال ضوء النهار، وتسخين المياه، والطهو بالطاقة الشمسية، ودرجات الحرارة المرتفعة في أغراض صناعية.

# data[].attributes.body
سلامه احمد الشميلي
ثاني 5

# data[].attributes.attachment_link.readable_text
يمكن للنظم الشمسية تسخين المياه في المنزل، لكن من الضروريّ أن تكون الخزانات المستعملة معزولة جيداً، للحفاظ على درجة حرارة الماء الساخن بمجرد غروب الشمس، وعادةً ما يتطلّب هذا النظام خزان تدفئة احتياطيّ.

توليد الكهرباء للمنازل

إنّ الاستخدام الأكثر للطاقة الشمسية هو توليد الكهرباء للمنازل، فيمكن للشخص توفير الطاقة عن طريق اختيار نظام كهربائيّ، يتم توليده عن طريق الشمس بدلاً من الاشتراك بشركة الكهرباء المحلية.

إنتاج درجات حرارة عالية

يتم تركيز أشعة الشمس على منطقة واسعة على جهاز الاستقبال، وبالتالي تحدث زيادة كبيرة في شدة الضوء، وتنتج درجات حرارة عالية، حيث يمكن للمرايا أو العدسات المتوافقة بعناية استخدامها في ما يسمى بالأفران الشمسية، حيث يتم تركيزها إلى ما يكفي من ضوء الشمس لتسخين درجات حرارة تصل إلى 2000 درجة مئوية (3،600 فهرنهايت) أو أكثر، ومن الممكن استخدام هذه الحرارة لدراسة خصائص المواد في درجات حرارة عالية، أو استخدامها لتشغيل السخان، والذي بدوره يولّد البخار لمحطة توليد الكهرباء البخاريّة، ولإنتاج البخار، يتم ترتيب المرايا المنقولة، بحيث تركّز كميات كبيرة من الإشعاع الشمسيّ على الأنابيب السوداء التي يتم من خلالها توزيع المياه وبالتالي تسخينها.

تعتمد الحياة في الأرض على الطاقة الشمسية من أجل الغذاء، إمّا بصورة مباشرة أو غير مباشرة، كما تعتمد الكائنات ذاتية التغذية (بالإنجليزية: Autotrophs) مباشرة على الطاقة الشمسية، حيث تمتص ضوء الشمس، وتحوّله إلى عناصر غذائية من خلال عملية تسمى بالتمثيل الضوئي، وتشمل كلاً من: النباتات، والطحالب، والبكتيريا، والفطريات، وعليه فالكائنات ذاتية التغذية هي أساس الشبكة الغذائية، حيث يعتمد المستهلكون على المنتجين في الغذاء، فالحيوانات التي تأكل العشب، والتي تأكل اللحوم، جميعها تعتمد على الطاقة الشمسية بشكل غير مباشر.

يعتبر التمثيل الضوئي أيضاً المسؤول عن جميع أنواع الوقود الأحفوري في الأرض، حيث يقدّر العلماء أنّه قبل حوالي 3 مليارات سنة، تطوّرت أول كائنات ذاتية التغذية في البيئات المائية، حيث يسمح ضوء الشمس للحياة النباتية بالازدهار والتطور، وعند موت هذه الكائنات، فإنّها تتحلل في أعماق الأرض لفترة تستمر لملايين السنين، وتحت الضغط المكثّف، ودرجات الحرارة العالية، تتحول هذه البقايا إلى ما يُعرف بالوقود الأحفوري، فينتج البترول، والغاز الطبيعي، والفحم، وقد طوّر الناس عمليات استخراج هذه الأنواع من الوقود الأحفوري، وتمّ استخدامها من أجل الطاقة، لكن المشكلة تكمن في كونه غير قابل للتجديد، لأنّ العملية تحتاج إلى ملايين السنين لتتشكّل.

استخدامات أخرى للطاقة الشمسية

تستخدم الطاقة الشمسية أيضاً على نطاق صغير لأغراض غير تلك الموصوفة أعلاه، ففي بعض البلدان على سبيل المثال، تُستخدم أفران الطاقة الشمسية المصممة خصيصاً لأغراض الطهي، وتستخدم أيضاً لإنتاج الملح من مياه البحر عن طريق التبخير.

1. BRENDA BARRON (22-6-2015), ^ "Uses of Solar Energy in Daily Life"، www.livestrong.com, Retrieved 19-2-2018. Edited.

2. S. Ashok (12-1-2018), ^ "Solar energy"، www.britannica.com, Retrieved 19-2-2018. Edited.

3. ^ "solar energy", www.nationalgeographic.org, Retrieved 19-2-2018. Edited.

# data[].attributes.attachment_link.keywords[]
ثروات طبيعية

# data[].attributes.attachment_link.title
كيفية استخدام الطاقة الشمسية - موضوع

# data[].attributes.attachment_link.description
يمكن للنظم الشمسية تسخين المياه في المنزل، لكن من الضروريّ أن تكون الخزانات المستعملة معزولة جيداً، للحفاظ على درجة حرارة الماء الساخن بمجرد غروب الشمس، وعادةً ما يتطلّب هذا النظام خزان تدفئة احتياطيّ. إنّ الاستخدام الأكثر للطاقة الشمسية هو توليد الكهرباء للمنازل، فيمكن للشخص توفير الطاقة عن طريق اختيار نظام كهربائيّ، يتم توليده عن طريق الشمس بدلاً من الاشتراك بشركة الكهرباء المحلية.

# data[].attributes.body
علي احمد محمد
ثاني/5

# data[].attributes.body
محمد عبدالعزيز محفوظ
ثاني /5

# data[].attributes.body
مكتوم محمد

# data[].attributes.attachment_link.readable_text
يستخدمُ سكانُ الأرض منذ القدم الشّعاعَ الشمسيّ في العديد من التطبيقات المختلفة، منها تجفيفُ المحاصيل الزراعيّة قبل حفظها، وتدفئة المنازل، كما أن أرخميدس استخدم الطاقة الشمسية لحرق الأسطول الحربيّ الرومانيّ في العام 212 قبل الميلاد، فقد قام بتركيز الإشعاع الشمسيّ نحو سفن الجيش العدو باستخدام العديد من الدروع المعدنيّة، كما أنّ نساء العصر البابليّ استخدمنَ الآنية الذهبيّة لتركز الإشعاع الشمسيّ والحصول على النار.

استخدمَ العديدُ من العلماء الطاقةَ الشمسيّة لصهر المعادن، وتسخين الهواء، وتحويل الماء إلى بخار، وتقطير المياه، كما أن هناك محطاتٍ عالميّة للريّ باستخدام الطاقةِ الشمسيّة، ومازال الإنسانُ إلى اليوم الحاليّ يبتكر وسائلَ متجدّدة للاستفادة من الطاقة الشمسية من خلال تحويلِها لأشكالٍ أخرى.

هي من أشكال الطاقة المتجدّدة، والنظيفة، وهذا ما يكسبُها ميزةَ الأمان البيئيّ كونها لا تلوّث الجوّ، كما أنّها لا تخلّف الفضلات من خلفها، مما يكسبُها مزايا رائعة مقارنةً بغيرها.

تعتبر التقنية التي تستخدم مع الطاقة الشمسية بسيطةً وغير معقّدة مقارنةً مع مصادر الطاقة الأخرى التي تحتاجُ لأحدثِ التقنيات وأعقدها.

تتميّز الطاقة الشمسيّة بأنّه يمكن تحويلُها لأشكال أخرى من الطاقة، مثل الطاقة الكهربائيّة والطاقة الحرارية، وتستخدمُ تقنيةَ التحويل الكهروضوئيّ والتحويل الحراري للطاقة، والتحويل الكهروضوئيّ هو عبارة عن تحويل الإشعاع الشمسيّ "الضوئي" بشكل مباشر ليصبحَ طاقة كهربائيّة، وذلك يتمّ باستخدام الخلايا الشمسيّة، وفي هذه الحالة من المهمّ استخدام الموادّ التي تعمل على التحويل الكهروضوئيّ، والتي تُعرف باسم أشباه الموصلات، أهمّها مادة السيلكون ومادة الجيرمانيوم.

عرفت هذه الظاهرة على يدِ علماء الفيزياء في القرن التاسع عشر لتحدِثَ ثورةً نوعيّة في مفاهيم الفيزياء، ومن المعلومات القيمة التي عرفت في ذلك الوقت أنّ للضوء قدرةً على تحرير الإلكترونات التي تتواجد في بعض المعادن، كما أنّ للضوءِ الأزرق اللون تلك القدرة بشكل أكبر ممّا للضوء الأصفر، ويُذكر أن أينشتاين قد تَسلّم جائزةَ نوبل لقدرتِه على تفسير تلك الظاهرة في العام 1921 ميلاديّاً.

في الوقت الحاليّ، أصبح وجودُ الخلايا الشمسيّة سواء في المنازل، أو الطرق، أو المؤسّسات والشركات من الأمور البديهيّة، فمن أهمّ ما يميّزُ تلك الخلايا أنّها لا تتكوّن من قطع متحرّكة مما يجعلها ثابتة، كما أنها لا تحتاجُ لأيّ نوع من الوقود، وتعتبرُ آمنة على البيئة ولا تلوّث الجوّ، وفترة حياتها طويلة ولا تحتاج للصيانة المتكرّرة والمكلفة، كما أنّ مبدأ عملها بسيط جداً، ومن مزاياها أنّها لا تتكوّن من أي نوع من العدسات الضوئيّة أو مركزات الضوء، لذلك يتم تثبيت الألواح الشمسيّة على أسطح المباني بطرق معينة، ومن ثم يستفاد منها لإنتاج الطاقة، وكفائتها في إنتاج الطاقة تساوي 20%، بينما 80% منها تستخدم في توفير حرارة التدفئة، وعمليّة تسخين المياه.

يمكنُ استخدامها في نظام الاتصلات، وإنارة الطرق، وضخّ المياه، ومن المهمّ التركيز على أنّ القدرة على الاستفادة من الطاقة الشمسية مقترنٌ بوجودها، ولهذا السبب توجّه العلماء لإيجاد طرق خاصّة لتخرين هذه الطاقة، وهنالك العديد من الطرق لتخزينها مثل التخزين الحراريّ، والكهربائيّ، والميكانيكيّ، والكيميائيّ، والمغناطيسيّ.

الطاقة الشمسية في المنازل

تستخدمُ الطاقة الشمسيّة في المنازل للعديد من التطبيقات من أهمّها وأشهرها تدفئة المنازل، وتسخين المياه، كما أنّه يمكن تحويلها لطاقة كهربائيّة، والاستفادة منها في تشغيل بعض الأجهزة الكهربائيّة البسيطة في المنازل، وفي الوقت الحاليّ، هنالك العديد من التجارب لاستخدام الطاقة الشمسية في وسائل الطهي المنزليّ بدلاً من استخدام الغاز.

# data[].attributes.attachment_link.title
استخدام الطاقة الشمسية في المنازل - موضوع

# data[].attributes.attachment_link.description
يستخدمُ سكانُ الأرض منذ القدم الشّعاعَ الشمسيّ في العديد من التطبيقات المختلفة، منها تجفيفُ المحاصيل الزراعيّة قبل حفظها، وتدفئة المنازل، كما أن أرخميدس استخدم الطاقة الشمسية لحرق الأسطول الحربيّ الرومانيّ في العام 212 قبل الميلاد، فقد قام بتركيز الإشعاع الشمسيّ نحو سفن الجيش العدو باستخدام العديد من الدروع المعدنيّة، كما أنّ نساء العصر البابليّ استخدمنَ الآنية الذهبيّة لتركز الإشعاع الشمسيّ والحصول على النار.

# data[].attributes.body
محمد عبدالعزيز محفوظ
ثاني/5

# data[].attributes.body
زايد

# data[].attributes.body
علي احمد محمد
ثاني/5

# data[].attributes.headline
علي احمد محمد

# data[].attributes.subject
علي احمد محمد

# data[].attributes.body
ثاني/5

# data[].attributes.body
ثاني 5
التخطيط المدني و العمراني : تستخدم التطبيقات الحديثة الخاصة بالتصميمات المعمارية التي تعتمد على استغلال الطاقة الشمسية بتصميمات يتم تنفيذها على الكمبيوتر بحيث تجمع بين نظم تكييف الهواء بالطاقة الشمسية/التهوية و[التسخين بالطاقة الشمسية/التدفئة والإضاءة التي تعتمد على ضوء النهار/الإضاءة الشمسية في تصميم معماري لاستغلال الطاقة الشمسية ويكون متكاملاً. من الممكن أن تعوض المعدات التي تعتمد على الطاقة الشمسية الإيجابية، مثل المضخات والمراوح والنوافذ المتحركة، سلبيات التصميمات وتحسن من أداء النظام.

# data[].attributes.body
محمد عبدالعزيز محفوظ
ثاني/5
تستخدم "مصدر" في مشاريعها لتوليد الكهرباء من الطاقة الشمسية ثلاثة أنواع من ألواح الطاقة الشمسية هي الأفضل من حيث الجدوى التجارية، وهي ألواح السيليكون أحادية البلورة، وألواح السيليكون متعددة البلورات، والألواح الرقيقة. ويتم اختيار التقنية المناسبة لكل مشروع على حسب كمية أشعة الشمس المحتملة والموقع الجغرافي والمتطلبات المالية.

# data[].attributes.headline
سيف راشد محمد الظهوري الثاني/5

# data[].attributes.subject
سيف راشد محمد الظهوري الثاني/5

# data[].attributes.body
استخدام الطاقة الشمسية في توليد الكهرباء

# data[].attributes.headline
أكتب إجابة السؤال بجملة أو بصورة تعبر عن الإجابة . . شاركونا و أبهرونا بإجاباتكم :

# data[].attributes.subject
أكتب إجابة السؤال بجملة أو بصورة تعبر عن الإجابة . . شاركونا و أبهرونا بإجاباتكم :

# data[].attributes.body
من فريق البيئة
مدرسة مهرة بنت أحمد