استخدام الطاقة الشمسية في توليد الكهرباء

توليد الكهرباء من الطاقة الشمسية

يتم توليد الكهرباء من خلال الطاقة الشمسية بطريقتين، وهما كالآتي:

• الطاقة الضوئية: المستخدمة منذ 30 عاماً، والتي تعتمد على وجود خلايا كهروضوئية مكونة من طبقات رقيقة من السيليكون ومواد أخرى، وهي أشباه موصلات مربعة الشكل، وعندما تصلها أشعة الشمس تبدأ التفاعلات الكيميائية داخل الخلية بإطلاق إلكترون يولد تياراً كهربائياً يمكنه أن يمد بناءاً كاملاً بالطاقة.
• الطاقة الحرارية: وهي التقنية التقليدية التي تستخدم فيها عاكسات تركز أشعة الشمس لتكوين البخار لتشغيل المولدات الكهربائية، ومن الجدير بالذكر أنه تنتشر في الأسواق تقنيتان تعتمدان على الطاقة الحرارية، وهما كالآتي:
  • استغلال حرارة أشعة الشمس لتسخين غاز الهيليوم أو غاز الهيدروجين أو الصوديوم السائل لتكوين غاز مضغوط أو بخار لتحريك التوربينات لتوليد الكهرباء.
  • توجيه مرايا تعكس أشعة الشمس إلى برج كبير بداخله سوائل، تتحول إلى بخار يدفع التوربينات وبالتالي توليد الكهرباء.

مشروع حديث لتوليد الكهرباء بالطاقة الشمسية

نظراً لارتفاع تكاليف الأبراج والأنابيب والمضخات، وتكاليف التركيب والتشغيل، ولأن ثبات الدرجات بين الحار والبارد هو عقبة أمام جميع المواد، إضافةً للحاجة إلى نظام تخزين الحرارة عند غياب الشمس، جميع هذه الأسباب دفعت أستاذ الهندسة الميكانيكية ألكسندر سكوم (Alexander Slocum) وفريق متعدد التخصصات إلى تصميم جهاز متطور يحل هذه المشكلة، ومن أهم مزايا هذا الاختراع:

• الجهاز هو عبارة عن خزان كبير يحتوي على ملح مصهور، حيث إن الملح له قدرة على تحمل درجات حرارة عالية جداً بالإضافة لقدرته الكبيرة على امتصاص الحرارة.
• تثبيت جهاز (Heliostat)؛ على أحد القمم والذي يركز أشعة الشمس مباشرة على الملح داخل الخزان من خلال فتحة صغيرة فيه.
• تتوزع الحرارة في كامل الخزان بسبب حمل الملح المصهور للحرارة.
• عند توليد الطاقة يقشط الملح الساخن من أعلى الخزان ويمرَّر عبر مولد بخار، أما الملح البارد والمنصهر فيرجع إلى أسفل الخزان.
• عند غياب أشعة الشمس أو في المساء تغلق فتحات الخزان لتقليل فقدان الحرارة.

الطاقة الشمسية

الطاقة الشمسية هي طاقة مصدرها أشعة الشمس يتم تحويلها إلى طاقة كهربائية أو طاقة حرارية، وتعد هذه الطاقة أنظف أنواع الطاقة المتجددة وأوفرها، ولها استخدامات متنوعة مثل توليد الكهرباء، والإنارة، وتأمين بيئة داخلة مريحة، وتسخين المياه، وتعد الولايات المتحدة أغنى دول العالم بالطاقة الشمسية.