تحويل الطاقة الشمسية إلى طاقة كهربائية: كيفية استخدام الطاقة الشمسية بفعالية

طرق تحويل الطاقة الشمسية لطاقة كهربائية

الخلايا الشمسية

يمكن استخدام الخلايا الكهروضوئية (PV)، أو الخلايا الشمسية، من أجل توليد الكهرباء من الطاقة الشمسية، حيث تقوم هذه الخلايا بتحويل ضوء الشمس إلى كهرباء مباشرةً، وغالباً ما تُستخدم الأنظمة الكهروضوئية في المواقع البعيدة التي لا تتصل بشبكات الكهرباء، كما وتستخدم في تشغيل الساعات، والآلات الحاسبة، وإشارات الطرق المضيئة،¹
حيث تُصنع هذه الخلايا الشمسية من مواد تمتلك تأثيراً ضوئياً، فعندما تضرب أشعة الشمس الخلية الضوئية، فإن الفوتونات الخفيفة فيها تعمل على تحفيز الإلكترونات داخل الخلية، مما يحثها على البدء في التدفق، وإنتاج الكهرباء.²

محطات الطاقة الشمسية

يمكن توليد الكهرباء بشكل غير مباشر باستخدام الحرارة من الطاقة الشمسية في هذه المحطات، حيث يتم استخدام المجمعات الحرارية لتسخين سائل من أجل إنتاج البخار المُستخدم في مولد الطاقة، وتنتشر محطات الطاقة الشمسية في عدد من دول العالم.¹

إيجابيات استخدام الألواح الشمسية

يمكن استخدام الألواح، أو الخلايا الشمسية لتوليد الكهرباء باستخدام أشعة الشمس، وهي الطريقة الأكثر شيوعاً، ولها العديد من المميزات، منها:³

• مصدر طاقة متجدد، حيث ستبقى أشعة الشمس متوفرة لملايين السنين، ويوجد ما يكفي لسد جميع احتياجات الطاقة في العالم.
• مصدر مجاني للطاقة، كما أن الألواح الشمسية لها طويل نسبياً، لذا فإنها تعتبر استثماراً جيداً.
• الطاقة الشمسية هي مصدر نظيف للطاقة، حيث لا تنتج الألواح الشمسية غازات الدفيئة، أو الملوثات الأخرى.
• لا تنتج ضجيجاً.
• إمكانية استخدامها في المناطق النائية، حيث لا يمكن الوصول إلى شبكة الكهرباء.

سلبيات الألواح الشمسية

يوجد بعض السلبيات عند استخدام الألواح الشمسية لتوليد الطاقة، ومنها:³

• تغيّر شدة الضوء، وذلك لوجود دورة الليل والنهار.
• مسار الشمس عبر السماء.
• وجود السحب.
• تغيير زاوية ضوء الشمس القادم إلى واجهة اللوحة، وذلك بسبب تغير وضع الشمس في السماء
• الأوساخ أو غيرها من العوائق التي قد تتراكم عليها.
• بعد المسافة إلى مزارع الطاقة الشمسية.
• احتواء الألواح الشمسية القائمة على السيليكون على بعض المواد السامة، كما وينبغي توفر الطاقة لاستخراج ونقل المواد الخام ، وتصنيع، ونقل وتركيب الألواح الشمسية، مما يعني أنه يتم إنتاج غازات الدفيئة ومختلف الملوثات في هذه مراحل التصنيع.
• انخفاض كفاءة الطاقة.