الطاقة الشمسية

بسم الله الرحمن الرحيم

تسخر الطاقة الشمسية حالياً في أنحاء متعددة من العالم ويمكنها أن تؤمن أضعاف معدّل الاستهلاك الحالي للطاقة في العالم إذا ما تمّ استغلالها بشكل صحيح. يمكن استخدام الطاقة الشمسية لانتاج الكهرباء مباشرة أو للتسخين أو حتّى للتبريد. ولا يحدّ الإمكانيات المستقبلية للطاقة الشمسية سوى استعدادنا للاستفادة من الفرصة



أسباب استخدام الطاقة الشمسية:-
* أنها طاقة لا تلوث الهواء
* النذير بقرب نضوب البترول والغاز الطبيعي
* الزيادة العالمية في معدلات استهلاك الطاقة
* توفرها في أغلب دول العالم

تحولات الطاقة الشمسية المباشرة:-
*الطاقة الحرارية : حيث ان الأجسام تمتص أشعة الشمس حيث تتحول إلى طاقة حرارية ويستفاد من ذلك في تسخين الماء وتحلية المياه وتجفيف المحاصيل
*طاقة كيميائية : تحول الطاقة الضوئية إلى طاقة كيميائية في عملية البناء الضوئي.
*طاقة كهربائية: تحويل الإشعاع الشمسي مباشرة إلى طاقة كهربية باستخدام الخلية الشمسية.



تطبيقات على استخدام الطاقة الشمسية:-
1-البيوت الزجاجية او البلاستيكية
2-السخان الشمسي
3-تكييف الهواء وتبريده
4-تحلية مياه البحر



1-البيوت البلاستيكية:-
هي عبارة عن مبنى صغير من البلاستيك أو الزجاج يتم داخله تنمية النباتات التي تحتاج إلى درجة حرارة عالية وذلك لزراعتها في الشتاء أو في البلدان الباردة

فكرة عمل البيوت البلاستيكية
تدخل أشعة الشمس ذات الموجات القصيرة حيث يتم أسرها وامتصاصها بواسطة الارض والأجسام داخل الصوبة. فإذا أعادت الأرض إشعاع هذه الطاقة التي امتصتها . فإنها تشعها على هيئة أشعة ذات أمواج أطول لا تنفذ من الزجاج أو البلاستيك بل تمتص ثانية . وبذلك ترتفع درجة الحرارة داخل البيوت البلاستيكية.

2-السخان الشمسي:-
تتكون الأجزاء الرئيسية لسخان المياه الشمسي من :
*الخزان
*المجمع الماص الشمسي

*المجمع الماص الشمسي:
يصنع عادة من معدن موصل جيد للحرارة , ومعالج سطحه ليمتص الأشعة الشمسية ويحولها إلى حرارة , والتي تنتقل إلى أنابيب معدنية مثبته في هذا السطح المعدني فيتم تسخينها ولتقليل الفاقد الحراري من السطح وحمايته من العوامل الجوية يتم وضعه في علبة معدنية أو خشبية مع وضع عازل حراري من جميع الجهات ثم يغطى بالزجاج أو البلاستيك الشفاف للاستفادة من الحرارة المحتبسة داخل العلبة. يدخل الماء عن طريق أنبوبة خاصة ويمر بأنابيب المجمع فيسخن ويتجه إلى الخزان .

*الخزان:
يوجد على مستوى أعلى من المجمع فعندما يسخن الماء تقل كثافته ويرتفع إلى أعلى الخزان ويحل محله ماء بارد من مصدر المياه ليسخن بدوره.

3-تكييف الهواء وتبريده:
تعتمد هذه الطريقة على إذابة بعض الغازات في الماء وعند تسخين الخليط يتبخر الغاز حيث يضغط ويكثف إلى سائل ويستفاد منه في التبريد وذلك بأن يسمح للسائل بالتبخر فيمتص الحرارة من الوسط المحيط.

يسخن المحلول المائي المحتوي على كمية كبيرة مذابة من غاز النشادر عند مروره في أنابيب المبدل الحراري الموجود في خزان الماء الساخن الذي يستمد حرارته باستمرار من المجمعات الحرارية الشمسية , فينطلق النشادر على شكل غاز ليتجمع في المكثف بينما يعود الماء الفقير بالنشادر ليبرد قليلا في وعاء التبادل الحراري ثم يضخ إلى جهاز الامتصاص حيث يبرد هناك أكثر .

توضيح فكرة عمله
ويتكثف غاز النشادر بفعل الضغط المتزايد معطيا كمية من الحرارة يمتصها الماء المحيط بالمكثف , ونتيجة لعلو الضغط في المكثف يبدأ النشادر في عبور الصمام النفاث متبخرا وماصا كمية من الحرارة من الجو المحيط مؤديا إلى تبريد الجو .
ويتوجه النشادر بعد ذلك إلى جهاز الامتصاص حيث يذوب في الماء البارد بكميات كبيرة , وتضخ المضخة الماء المشبع بالنشادر بعد ذلك إلى خزان الماء الساخن.


4-تحلية مياه البحر
ويتم ذلك بصنع حوض للمياه المالحة يتعرض لأشعة الشمس مغطى بسطح شفاف قد يكون من البلاستيك أو الزجاج يسمح بمرور أشعة الشمس حيث تسخن المياه فتتبخر وتتكثف على السطح الشفاف من الداخل .
ويجمع الماء المكثف في قناة أسفل السطح الشفاف من فتحات جانبية للاستخدام .

هذه الطريقة ذات إنتاجية منخفضة نسبيا حيث يمكن للمتر المربع من مساحة الحوض أن ينتج 5 لترات من الماء العذب يوميا .