تعتبر الطاقة الشمسية واحدة من المصادر الرئيسية للطاقة المستدامة، حيث يتم تحويل أشعة الشمس إلى طاقة كهربائية باستخدام الألواح الشمسية شبه الموصلة. في الوقت الحالي، تشهد الطاقة المتجددة تطوراً ملحوظاً، ومن خلال هذا المقال سنستعرض كيف يمكن استغلال الطاقة الشمسية بطرق مبتكرة.
طرق مبتكرة لاستغلال الطاقة الشمسية
هناك مجموعة من الأساليب المبتكرة التي يمكن من خلالها الاستفادة من الطاقة الشمسية، ومن بينها:
1- إنارة القرى باستخدام الطاقة الشمسية
في إحدى القرى العربية التي تضم 150 نسمة، عانت من نقص حاد في التوصيل بشبكة الكهرباء الأساسية. تم تنفيذ مشروع مبتكر يعتمد على استثمار العناصر الطبيعية المتاحة، بتثبيت أعمدة إنارة تعمل بالطاقة الشمسية قادرة على تخزين الطاقة لمدة تصل إلى 5 أيام. تعمل هذه الأعمدة تلقائياً دون الحاجة لتدخل بشري، ما أتاح للكهرباء الوصول لجميع السكان.
يُعزز من فوائد إنارة القرى بالطاقة الشمسية تقليل انبعاثات غاز ثاني أكسيد الكربون، إذ تعتبر الإضاءة بالطاقة الشمسية وسيلة أكثر أمانًا للنباتات والبشر، حيث يُقلد التمثيل الضوئي الاصطناعي العمليات الطبيعية.
يمكن للنباتات من خلال التفاعل الكيميائي أن تنتج وقوداً سائلًا دون الحاجة إلى الكلوروفيل، عبر تحويل ضوء الشمس إلى وقود شمسي يتم توفيره من خلال عملية تعريض الماء لأشعة الشمس، مما يُتيح تخزين الطاقة الشمسية وتحويلها إلى هيدروجين.
2- تزويد المدن والمنازل بالطاقة
واجهت العديد من الدول تحديات في تأمين الوقود اللازم لتشغيل المولدات، مما حرمها من أي مصدر كهربائي. لكن بفضل مراكز أبحاث الطاقة والدراسات التقنية، تم تصميم نظام طاقة شمسية مركزي لتغذية المناطق المختلفة باستخدام خلايا شمسية بقدرة 12 كيلوواط، ما وفر بديلاً صديقًا للبيئة وللصحة ومربحًا اقتصاديًا لتلبية احتياجات الكهرباء.
3- تشغيل الأقمار الصناعية
انعدام الغيوم والهواء في الفضاء ساهم في استخدام الأقمار الصناعية للخلايا الشمسية، حيث تصل الطاقة الشمسية إليهم بمقدار 1300 واط لكل متر مربع. هذه الطاقة تستخدم لتشغيل أجهزة الحاسوب والراديو، وتعتبر هذه الخلايا الاقتصادية كافية لتوفير الطاقة للأقمار الصناعية لمدة تصل إلى عشرين عاماً.
4- تشغيل الآلات الحاسبة
لتوفير الطاقة اللازمة لتشغيل الإلكترونيات داخل الآلات الحاسبة، تم تصنيع ألواح شمسية صغيرة. تعمل هذه الألواح على توليد الطاقة باستخدام الإضاءة الصناعية وضوء الشمس، وغالبًا ما تحتوي الآلات الحاسبة على ألواح شمسية مع بطاريات تكمل عملها.
5- شحن البطاريات
تُستخدم الألواح الكهروضوئية في شحن الأجهزة التي تعمل بنظام بطارية بالطاقة الشمسية، حيث يتيح التيار المستمر المولد من الألواح الشمسية الشحن المباشر للعديد من الأجهزة مثل الحواسيب والهواتف المحمولة.
6- استغلال الطاقة الحرارية من جوف الأرض
يؤدي ارتفاع درجة الحرارة داخل باطن الأرض إلى انصهار بعض المعادن، ما يُنتج طاقة حرارية جوفية. تنتقل هذه المعادن المنصهرة بالقرب من سطح الأرض، مما يسخّن المياه الجوفية ويؤدي إلى تكوين الينابيع الحارة، والتي تستخدم بشكل مباشر لتدفئة المنازل. كما يمكن استغلال البخار الناتج عن عمليات التسخين لتحريك التوربينات وتوليد الكهرباء باستخدام المولدات.
تُظهر الفوائد العديدة لاستخدام الطاقة الشمسية أنها مصدر متجدد متوفر في جميع أنحاء العالم، لن تنفد عكس مصادر الطاقة الأخرى. وقد أكدت الأبحاث قدرة البشرية على الاستفادة من الطاقة الشمسية على مدى 5 مليارات سنة على الأقل.
