الطاقة المتجددة
الطاقة المتجددة والتي تسمى أيضًا الطاقة البديلة، هي الطاقة التي تنتج من موارد غير قابلة للاستهلاك والتي تتجدد تلقائيًا، مثل الشمس والرياح والأمواج، وغالبًا ما تستخدم في توليد الكهرباء والنقل وتسخين وتبريد الهواء والماء،[١]، ولقد بدأ العالم يتجه إلى استخدام الطاقة البديلة عندما أشارت التقديرات بأن احتياطي النفط يكفي لتلبية الطلب العالمي حتى منصف القرن الحادي والعشرين إضافة إلى تزايد التأثيرات البيئية السلبية لاستغلال الوقود مثل انبعاث ثاني أكسيد الكربون الذي دمر التوازن البيئي وأدى الى حدوث ظاهرة الاحتباس الحراري، وهذا المقال سيتحدث عن أحد أنواع الطاقة البديلة وهي طاقة الشمس واستخدامات الطاقة الشمسية للمنازل. [٢]
استخدامات الطاقة الشمسية للمنازل
نظرا لارتفاع تكاليف الطاقة والكهرباء، بدأ الكثير من أصحاب البيوت باستغلال الطاقة الشمسية لتوليد الكهرباء بتركيب العديد من الألواح الشمسية على سطح المنازل، وغالبًا 40 خلية أي ما يعادل 10أو 20 من الألواح شمسية تكفي لتزويد بيت متوسط الاستهلاك بالطاقة، حيث تنتج هذه الخلايا الطاقة معتمدة على مبدأ التمثيل الضوئي الصناعي، ويمكن لأصحاب المنازل أن يقوموا بتركيب ألواح السيلكون البلورية التي تستخدم خلايا شمسية ذات أغشية رقيقة أو استخدام خلايا ضوئية لتوليد الكهرباء،[٣] كما تكمن استخدامات الطاقة الشمسية للمنازل في تطبيقات منخفضة الطاقة منها:
- زيادة أو استبدال الإمداد الكهربائي، وهنا يجب الموازنة بين مقدار الطاقة الناتجة والمستهلكة.[٤]
- الاضاءة الداخلية، وهذا يعتمد على إيجاد بطاريات تخزين خاصة مما يتيح استخدام نظام الإضاءة ليلًا نهارًا، أو وجود أنابيب خاصة تستخدم في نقل وتوجيه الطاقة الشمسية إلى فراغ معماري محدد وتحسين مستوى الراحة الضوئية، وهنا يكون الاستخدام فقط في وقت شروق الشمس. [٥]
- مصدر طاقة للآلات الحاسبة والساعات التي تتطلب مقدارًا قليلًا من الطاقة، كالبطارية التي تحتاج للشحن من وقت لآخر، ومصدر الشحن هو الشمس. [٤]
- طهي الطعام بواسطة أفران شمسية مصصمة خصيصًا لذلك، وتعتمد على مبدأ تجميع أشعة الشمس وتركيزها في نقطة واحدة تعمل على تسخين ورفع درجة حرارة المنطقة.[٤]
- الاستفادة من ألواح الخلايا الشمسية وطريقة ترتيبها في إيجاد ساحات مظللة تستخدم في عدة أنشطة؛ مثل موقف سيارة أو ساحة جلوس بعد إحداث معالجات معمارية وتصميمية.[٦]
- تسخين المياه؛ إذ يمكن لنظام تسخين المياه بالطاقة الشمسية توفير ما يتراوح من 50 إلى 80 بالمائة من احتياجات المنزل من المياه الساخنة، حيث أشارت بعض الدراسات إلى أن استهلاك الطاقة في تسخين المياه يمثل ربع متوسط استهلاك المنزل من الطاقة.[٧]، كما يمكن الاستفاده من تسخين المياه لتوفير نظام تدفئة باستخدام الطاقة الشمسية، ويعتمد هذا النظام على توفير شبكة من الأنابيب تنقل المياه التي يتم تسخينها بواسطة أشعة الشمس فتنتقل الحرارة من الماء إلى الهواء.[٨]
تحديات استخدامات الطاقة الشمسية للمنازل
تعتبر الطاقة الناتجة عن الشمس متغيرة لأنها تعتمد على الطقس، وهذا التغير يعتبر تحديًا لاستخدام الطاقة الشمسية للمنازل حيث يجب الموازنة بين كمية الطاقة الناتجة والطلب على الشبكة، حيث يعتمد نجاح نظام الطاقة الشمسية على توفر إشعاع شمسي عالي في الموقع،[٩] وفي ظل عدم استخدام نظام تخزين فإنه يجب العمل على تطوير مهارات التنبؤ بالطقس مما يعطي نتائج شبه دقيقة حول كمية الطاقة الناتجة، والحل الأفضل هو استخدام نظام تخزين اقتصادي وفعال، حيث يتم تخزين الطاقة الزائدة عن الاستخدام والتي تنتج في أوقات يكون فيها الإشعاع الشمسي عال، لتستخدم فيما بعد في الوقت الذي ينخفض فيه معدل الإشعاع الشمسي خلال الليل أو فصل الشتاء مثلًا، وبما أن الاستهلاك المنزلي للطاقة يعتبر قليل نوعًا ما فإنه يمكن اعتماد نظام تخزين متوسط الكفاءة لتلبية الحاجات المنزلية دون إحداث تلوث بيئي. [١٠]
المراجع
- ↑ "Renewable energy", en.wikipedia.org, Retrieved 21-9-2019. Edited.
- ↑ "Renewable energy", www.britannica.com, Retrieved 22-7-2019. Edited.
- ↑ "How Is Solar Energy Used?", sciencing.com, Retrieved 21-7-2019. Edited.
- ^ أ ب ت "Solar Energy", www.britannica.com, Retrieved 22-7-2019. Edited.
- ↑ "What are the different uses of solar energy?", www.quora.com, Retrieved 22-7-2019. Edited.
- ↑ "What are the applications of solar energy?", www.quora.com, Retrieved 22-7-2019. Edited.
- ↑ "The Energy Debates: Solar Energy at Home", www.livescience.com, Retrieved 23-7-2019. Edited.
- ↑ "Solar energy", www.britannica.com, Retrieved 23-7-2019. Edited.
- ↑ "Solar Radiation", www.noaa.gov, Retrieved 21-9-2019. Edited.
- ↑ "Atmospheric Science for Renewable Energy Challenges", www.noaa.gov, Retrieved 21-7-2019. Edited.
