تطبيقات الطاقة الشمسية للمشاريع المحلية والتجارية

[الملخص]

الشمس هي القوة الدافعة لجميع الظواهر الطبيعية على الأرض تقريبًا ، فضلاً عن القوة الدافعة للعديد من التقنيات المتجددة الأخرى. تقوم الشمس بتسخين الهواء ، مما يؤدي إلى ارتفاعه وتدفقه ، مما يؤدي إلى تيارات الرياح. من خلال تبخير المياه وإطلاق دورة المياه ، يمكن للأنهار والمياه السطحية أن تستمر في التدفق. إن طاقة الشمس هي ما يجعل توربينات الرياح والسدود الكهرومائية والعديد من التقنيات الأخرى تعمل. بالإضافة إلى توفير الطاقة لهذه العمليات ، يمكن أيضًا استخدام طاقة الشمس للتدفئة وتوليد الكهرباء.

[نص]

الطاقة الشمسية السلبية

تعتمد الأنظمة الشمسية السلبية على الاستخدام المباشر للحرارة من الشمس. يمكن للجميع استخدام الطاقة الشمسية بشكل سلبي دون أن يدركوا أن ذلك يتحقق عن طريق تجفيف الملابس لتجفيفها أو فتح الستائر لتدفئة الجزء الداخلي من المبنى في يوم شتاء مشمس. من خلال تبني الفكرة الثانية وتصميم المباني حولها ، يمكن تحقيق البيوت الشمسية السلبية. تحتوي هذه المباني الموفرة للطاقة على نوافذ كبيرة تواجه الجنوب أو الجنوب الغربي (أو الشمال إذا كان المبنى في نصف الكرة الجنوبي (أو الشمال إذا كان شمالًا)) للسماح لأشعة الشمس بتدفئة الغرفة. تحتوي هذه المنازل عادةً على كتلة حرارية ، وهي عبارة عن جسم كبير يمكنه امتصاص الحرارة والاحتفاظ بها أثناء النهار وإطلاق الحرارة ببطء في الليل مع انخفاض درجة الحرارة. مثال نموذجي للكتلة الحرارية هو الأرضيات الخرسانية. بالنسبة لأولئك الذين يخططون لبناء منزل جديد ، ستساعد المنازل الشمسية السلبية في تقليل تكاليف الطاقة طوال دورة حياتهم.

تدفئة الفضاء الشمسي

تتطلب تدفئة المساحات تركيب مجمعات الطاقة الشمسية على سطح المبنى أو في مكان مشمس قريب. عادة ما تكون هذه المجمعات عبارة عن صناديق سوداء عاكسة (بنفس حجم الألواح الشمسية تقريبًا) مع أنابيب مطلية باللون الأسود بالداخل. يُضخ السائل عبر الأنبوب ، حيث يتم تسخينه بواسطة الشمس ، ثم يتم إحضاره إلى الداخل لتوفير الحرارة. أحد هذه السوائل هو الهواء ، ويمكن استخدام المراوح لنقل الهواء في جميع أنحاء المبنى. خيار آخر هو تسخين السائل مثل الماء أو المبرد في المجمع وتخزينه في خزان المياه. يمكن دمج الحرارة من هذا الخزان في نظام الفرن الحالي.

تسخين المياه بالطاقة الشمسية

تشبه عملية التسخين الشمسي إلى حد كبير عملية التدفئة النشطة للأماكن. داخل المجمع الشمسي ، يتم تسخين المياه بواسطة الشمس قبل نقلها إلى خزان التخزين. نظرًا لأن كثافة الماء الساخن أقل من كثافة الماء البارد ، فإن الماء الساخن سيرتفع إلى أعلى خزان التخزين ويمكن أخذه واستخدامه. بعد ذلك ، يمكن ضخ الماء البارد في قاع الخزان إلى مجمع الطاقة الشمسية لتسخينه. عادة ما يتم دمج أنظمة تسخين المياه بالطاقة الشمسية مع سخانات المياه الأخرى. يساعد هذا الاقتران في تقليل عبء طرق تسخين المياه التقليدية ويضمن توفر الماء الدافئ دائمًا عند الحاجة. يعد تسخين المياه بالطاقة الشمسية لحمامات السباحة الخارجية تطبيقًا شائعًا آخر لهذه التقنية.

الطاقة الشمسية الكهروضوئية

تُستخدم الخلايا الشمسية الكهروضوئية (PV) لتوليد الكهرباء من الطاقة الشمسية ، وهو ما يفكر فيه الناس عادةً عندما يسمعون عن الطاقة الشمسية المتجددة. يتم تكديس صفائح رقيقة من السيليكون البلوري لإنشاء خلية شمسية كهروضوئية واحدة ، ويمكن استخدام مجموعة من الخلايا لإنشاء لوحة شمسية واحدة. الألواح الشمسية هي مجموعة من الألواح الشمسية الكهروضوئية. عندما يضرب ضوء الشمس الخلية الكهروضوئية ، يمكن أن يتسبب الضوء في إطلاق السيليكون للإلكترونات. ينتج عن إطلاق الإلكترونات وتدفقها اللاحق كهرباء قابلة للاستخدام. يمكن استخدام التغييرات في بنية السيليكون البلوري في الخلايا الكهروضوئية لتحسين الكفاءة أو تقليل التأثير البيئي لعملية التصنيع. طالما أن الضوء الساطع على النظام الكهروضوئي يوفر كمية كبيرة من الطاقة ، يمكن للنظام الكهروضوئي توليد الكهرباء ، حتى في الأيام الملبدة بالغيوم.

【استنتاج】

الطاقة الشمسية هي طاقة من الشمس يمكن تحويلها إلى حرارة أو كهرباء. الطاقة الشمسية هي أنظف وأوفر طاقة متجددة. نحن بحاجة إلى استخدام موارد الطاقة الشمسية الأكثر وفرة في العالم. يمكن لتكنولوجيا الطاقة الشمسية استخدام هذه الطاقة لمجموعة متنوعة من الأغراض ، بما في ذلك توليد الكهرباء ، وتوفير الإضاءة أو بيئة داخلية مريحة ، وجلب المياه للاستخدام المنزلي أو التجاري أو الصناعي.