أنواع الطاقة الشمسية: طرق لتسخير طاقة الشمس

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

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

الأنواع الرئيسية من الطاقة الشمسية المستخدمة اليوم هي:

ملء الشاشة
كيف تعمل مجموعة طاقة الدورة؟
الطاقة الشمسية الكهروضوئية
الطاقة الشمسية الحرارية
الطاقة الشمسية المركزة
الطاقة الشمسية السلبية
الطاقة الشمسية الكهروضوئية
يتم إنتاج الطاقة الشمسية الكهروضوئية من خلال الخلايا الشمسية ، والتي تحول أشعة الشمس إلى كهرباء. هذه الخلايا مصنوعة من مواد أشباه الموصلات مثل السيليكون وتستخدم عادة في الألواح الشمسية.

يمكن تثبيت الألواح الشمسية الكهروضوئية على أسطح البناء ، أو على الأرض ، أو في أماكن أخرى تتلقى فيها أشعة الشمس الكافية.

الطاقة الشمسية الحرارية
يتم استخدام الطاقة الحرارية الشمسية لتسخين الماء أو الهواء. يجمع جامعو الطاقة الشمسية طاقة الشمس ويسخين السائل المستخدم لتسخين الماء أو الهواء. يمكن أن تكون أنظمة الطاقة الحرارية الشمسية في درجات حرارة منخفضة أو عالية.

تُستخدم أنظمة درجات الحرارة المنخفضة لتسخين المياه للاستخدام المنزلي ، بينما يتم استخدام أنظمة درجات الحرارة العالية لتوليد الكهرباء.

الطاقة الشمسية المركزة
أنواع الطاقة الشمسية: طرق لتسخير الطاقة الشمسية التي تركز على الطاقة من الشمس هي نوع من الطاقة الحرارية الشمسية عالية الحرارة. تعتمد تشغيلها على استخدام المرايا أو العدسات لتركيز أشعة الشمس على نقطة محورية. يتم استخدام الحرارة المتولدة في النقطة البؤرية لتوليد الكهرباء أو لتسخين السائل.

تعد أنظمة الطاقة الشمسية المركزة أكثر كفاءة من أنظمة الكهروضوئية في تحويل الطاقة الشمسية إلى الكهرباء ، لكنها أكثر تكلفة وتتطلب صيانة أكثر كثافة.

الطاقة الشمسية السلبية
تشير الطاقة الشمسية السلبية إلى تصميم المباني التي تسخر أشعة الشمس وتسخينها لتقليل الحاجة إلى الطاقة الاصطناعية للإضاءة والتدفئة. يعد اتجاه المباني وحجم وموقع النوافذ واستخدام المواد المناسبة عوامل مهمة في تصميم المباني ذات الطاقة الشمسية السلبية.

أنواع الطاقة الشمسية: طرق لتسخير أمثلة Sun's EnergySome لاستراتيجيات الطاقة الشمسية السلبية هي:

اتجاه المبنى: في نصف الكرة الشمالي ، يوصى 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 لإنشاء مسودات طبيعية تساعد على الحفاظ على تداول الهواء النقي داخل المبنى.
العزل: العزل الجيد يمكن أن يقلل من الحاجة إلى أنظمة التدفئة والتبريد ، مما يقلل من كمية الطاقة المستهلكة.
مواد البناء: يمكن لمواد ذات السعة الحرارية العالية ، مثل الحجر أو الخرسانة ، امتصاص وتخزين الحرارة الشمسية أثناء النهار وإطلاقها في الليل للحفاظ على دافئة المبنى.
الأسطح والجدران الخضراء: تمتص النباتات جزءًا من طاقة الشمس لتنفيذ عملية التمثيل الضوئي ، مما يساعد على الحفاظ على البناء باردًا ويحسن جودة الهواء.
القوة الشمسية الهجينة
تجمع الطاقة الشمسية الهجينة بين تقنيات الطاقة الشمسية وتكنولوجيات الطاقة الأخرى ، مثل طاقة الرياح أو الطاقة الكهرومائية. تعد أنظمة الطاقة الشمسية الهجينة أكثر كفاءة من الأنظمة الشمسية المستقلة ويمكن أن توفر طاقة ثابتة حتى بدون أشعة الشمس.

فيما يلي مجموعات أكثر شيوعًا من تقنيات الطاقة الشمسية الهجينة:

الطاقة الشمسية وطاقة الرياح: يمكن أن تستخدم أنظمة الرياح الشمسية الهجينة توربينات الرياح والألواح الشمسية لتوليد الكهرباء. وبهذه الطريقة ، يمكن أن تستمر توربينات الرياح في توليد الطاقة أثناء الليل أو في الأيام الغائمة.
الطاقة الشمسية والكتلة الحيوية: يمكن أن تستخدم أنظمة الطاقة الشمسية والكتلة الحيوية الهجينة الألواح الشمسية ونظام تسخين الكتلة الحيوية لتوليد الكهرباء.
الطاقة الشمسية ومولدات الديزل: في هذه الحالة ، تعد مولدات الديزل مصدرًا للطاقة غير المتجدد 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 اليوم ، فيمكن استخدام الكهرباء لضخ المياه واستخدامها لاحقًا لدفع التوربينات.
المؤلف: أوريول بلاناس - مهندس تقني صناعي