أنواع الطاقة الشمسية: طرق تسخير طاقة الشمس

الطاقة الشمسية هي شكل من أشكال الطاقة المتجددة التي يتم الحصول عليها بشكل مباشر أو غير مباشر من الشمس.يغادر الإشعاع الشمسي الشمس وينتقل عبر النظام الشمسي حتى يصل إلى الأرض تحت تأثير الإشعاع الكهرومغناطيسي.

عندما نذكر الأنواع المختلفة للطاقة الشمسية، فإننا نشير إلى الطرق المختلفة التي لدينا لتحويل هذه الطاقة.الهدف الرئيسي لجميع هذه الاستراتيجيات هو الحصول على الكهرباء أو الطاقة الحرارية.

الأنواع الرئيسية للطاقة الشمسية المستخدمة اليوم هي:

تكبير الشاشة
كيف تعمل محطة توليد الطاقة ذات الدورة المركبة؟
الطاقة الشمسية الكهروضوئية
الطاقة الشمسية الحرارية
الطاقة الشمسية المركزة
الطاقة الشمسية السلبية
الطاقة الشمسية الكهروضوئية
يتم إنتاج الطاقة الشمسية الكهروضوئية من خلال الخلايا الشمسية، التي تحول ضوء الشمس إلى كهرباء.وتتكون هذه الخلايا من مواد شبه موصلة مثل السيليكون وتستخدم عادة في الألواح الشمسية.

يمكن تركيب الألواح الشمسية الكهروضوئية على أسطح المباني، أو على الأرض، أو في أماكن أخرى حيث تتلقى ضوء الشمس الكافي.

الطاقة الشمسية الحرارية
تستخدم الطاقة الحرارية الشمسية لتسخين الماء أو الهواء.تقوم مجمعات الطاقة الشمسية بالتقاط طاقة الشمس وتسخين السائل المستخدم لتسخين الماء أو الهواء.يمكن أن تكون أنظمة الطاقة الحرارية الشمسية في درجات حرارة منخفضة أو عالية.

وتستخدم أنظمة درجة الحرارة المنخفضة لتسخين المياه للاستخدام المنزلي، في حين تستخدم أنظمة درجة الحرارة المرتفعة لتوليد الكهرباء.

الطاقة الشمسية المركزة
أنواع الطاقة الشمسية: طرق تسخير طاقة الشمس الطاقة الشمسية المركزة هي نوع من أنواع الطاقة الحرارية الشمسية ذات درجات الحرارة العالية.يعتمد عملها على استخدام المرايا أو العدسات لتركيز ضوء الشمس على نقطة محورية.تُستخدم الحرارة المتولدة عند النقطة البؤرية لتوليد الكهرباء أو لتسخين السائل.

تعتبر أنظمة الطاقة الشمسية المركزة أكثر كفاءة من الأنظمة الكهروضوئية في تحويل الطاقة الشمسية إلى كهرباء، ولكنها أكثر تكلفة وتتطلب صيانة أكثر كثافة.

الطاقة الشمسية السلبية
تشير الطاقة الشمسية السلبية إلى تصميم المباني الذي يسخر ضوء الشمس والحرارة لتقليل الحاجة إلى الطاقة الاصطناعية للإضاءة والتدفئة.يعد اتجاه المباني وحجم النوافذ وموقعها واستخدام المواد المناسبة من العوامل الحاسمة في تصميم المباني باستخدام الطاقة الشمسية السلبية.

أنواع الطاقة الشمسية: طرق تسخير طاقة الشمس بعض الأمثلة على استراتيجيات الطاقة الشمسية السلبية هي:

اتجاه المبنى: في النصف الشمالي من الكرة الأرضية، ينصح بتوجيه النوافذ ومناطق المعيشة إلى الجنوب للاستفادة من أشعة الشمس المباشرة خلال فصل الشتاء وإلى الشمال خلال فصل الصيف لتجنب ارتفاع درجة الحرارة.
التهوية الطبيعية: يمكن تصميم النوافذ والأبواب لخلق تيارات هواء طبيعية تساعد في الحفاظ على دوران الهواء النقي داخل المبنى.
العزل: العزل الجيد يمكن أن يقلل الحاجة إلى أنظمة التدفئة والتبريد، مما يقلل من كمية الطاقة المستهلكة.
مواد البناء: المواد ذات القدرة الحرارية العالية، مثل الحجر أو الخرسانة، يمكنها امتصاص وتخزين حرارة الشمس أثناء النهار وإطلاقها ليلاً للحفاظ على دفء المبنى.
الأسطح والجدران الخضراء: تمتص النباتات جزءًا من طاقة الشمس للقيام بعملية التمثيل الضوئي، مما يساعد في الحفاظ على برودة المبنى وتحسين جودة الهواء.
الطاقة الشمسية الهجينة
تجمع الطاقة الشمسية الهجينة بين تقنيات الطاقة الشمسية وتقنيات الطاقة الأخرى، مثل طاقة الرياح أو الطاقة الكهرومائية.تعد أنظمة الطاقة الشمسية الهجينة أكثر كفاءة من أنظمة الطاقة الشمسية المستقلة ويمكن أن توفر طاقة ثابتة حتى بدون ضوء الشمس.

فيما يلي المجموعات الأكثر شيوعًا لتقنيات الطاقة الشمسية الهجينة:

الطاقة الشمسية وطاقة الرياح: يمكن لأنظمة الرياح الشمسية الهجينة استخدام توربينات الرياح والألواح الشمسية لتوليد الكهرباء.وبهذه الطريقة، يمكن لتوربينات الرياح الاستمرار في توليد الطاقة أثناء الليل أو في الأيام الملبدة بالغيوم.
الطاقة الشمسية والكتلة الحيوية: يمكن لأنظمة الطاقة الشمسية والكتلة الحيوية الهجينة استخدام الألواح الشمسية ونظام تسخين الكتلة الحيوية لتوليد الكهرباء.
الطاقة الشمسية ومولدات الديزل: في هذه الحالة تعتبر مولدات الديزل مصدر طاقة غير متجدد ولكنها تعمل كنسخة احتياطية عندما لا تتلقى الألواح الشمسية الإشعاع الشمسي.
الطاقة الشمسية والطاقة الكهرومائية: يمكن استخدام الطاقة الشمسية خلال النهار، ويمكن استخدام الطاقة الكهرومائية في الليل أو في الأيام الغائمة.إذا كان هناك فائض من الطاقة خلال النهار، فيمكن استخدام الكهرباء لضخ المياه واستخدامها لاحقًا لتشغيل التوربينات.
المؤلف: أوريول بلاناس – مهندس فني صناعي