مراجع عن الطاقة الشمسية , تفاصيل الطاقة الشمسية واستخداماتها المتعددة

مراجع عن الطاقة الشمسية

 fb996b764c65066fe3c69535c77a70be

الطاقة الشمسية هي الضوء و الحرارة المنبعثان من الشمس اللذان قام الانسان بتسخيرهما لمصلحتة منذ العصور القديمة باستعمال مجموعة من و سائل التكنولوجيا التي تتطور باستمرار.
وتضم تقنيات تسخير الطاقة الشمسية استعمال الطاقة الحرارية للشمس سواء للتسخين المباشر او ضمن عملية تحويل ميكانيكى لحركة او لطاقة كهربائية،
او لتوليد الكهرباء عبر الظواهر الكهروضوئية باستعمال الواح الخلايا الضوئية الجهدية بالاضافة الى التصميمات المعمارية التي تعتمد على استغلال الطاقة الشمسية،
وهي تقنيات تستطيع المساهمة بشكل بارز فحل بعض من اكثر مشاكل العالم الحاحا اليوم.

 20160714 117




تعزي معظم مصادر الطاقة المتجددة المتوافرة على سطح الارض الى الاشعاعات الشمسية بالاضافة الى مصادر الطاقة الثانوية،
مثل طاقة الرياح و طاقة الامواج و الطاقة الكهرومائية و الكتلة الحيوية.
من الاهمية هنا ان نذكر انه لم يتم استعمال سوي جزء صغير من الطاقة الشمسية المتوافرة فحياتنا.
يتم توليد طاقة كهربية من الطاقة الشمسية بواسطة محركات حرارية او محولات فولتوضوئية.وبمجرد ان يتم تحويل الطاقة الشمسية الى طاقة كهربية،
فان براعة الانسان هي فقط التي تقوم بالتحكم فاستخداماتها.ومن التطبيقات التي تتم باستعمال الطاقة الشمسية نظم التسخين و التبريد اثناء التصميمات المعمارية التي تعتمد على استغلال الطاقة الشمسية،
والماء الصالح للشرب اثناء التقطير و التطهير،
واستغلال ضوء النهار،
الماء الساخن،
الطهو بالطاقة الشمسية،
ودرجات الحرارة المرتفعة فاغراض صناعية.

 20160714 1731




تتسم و سائل التكنولوجيا التي تعتمد الطاقة الشمسية بشكل عام بانها اما ان تكون نظم طاقة شمسية سلبية او نظم طاقة شمسية ايجابية و فقا للكيفية التي يتم استغلال و تحويل و توزيع ضوء الشمس من خلالها.وتشمل التقنيات التي تعتمد على استغلال الطاقة الشمسية الايجابية استعمال اللوحات الفولتوضوئية و المجمع الحرارى الشمسي،
مع المعدات الميكانيكية و الكهربية،
لتحويل ضوء الشمس الى مصادر ثانية مفيدة للطاقة.هذا،
فى حين تتضمن التقنيات التي تعتمد على استغلال الطاقة الشمسية السلبية توجية احد المبانى ناحية الشمس و اختيار المواد ذات الكتلة الحرارية المناسبة او خصائص تشتيت الاشعة الضوئية،
وتصميم المساحات التي تعمل على تدوير الهواء بصورة طبيعية.

حجم الطاقة الشمسية القادمة الى الارض[عدل]

Crystal Clear app kdict.png مواضيع مفصلة: تشمس شعاع الشمس

يصل الى سطح الارض حوالى نص كمية الطاقة الشمسية القادمة الية من الشمس


يستقبل كوكب الارض 174 بيتا و اط من الاشعاعات الشمسية القادمة الية (الاشعاع الشمسي) عند طبقة الغلاف الجوى العليا.[1] و ينعكس ما يقرب من 30% من هذي الاشعاعات عائدة الى الفضاء بينما تمتص النسبة الباقية بواسطة السحب و المحيطات و الكتل الارضية.
ينتشر معظم طيف الضوء الشمسى الموجود على سطح الارض عبر المدي المرئى و بالقرب من مدي الاشعة تحت الحمراء بالاضافة الى انتشار جزء صغير منه بالقرب من مدي الاشعة فوق البنفسجية.[2] تمتص مسطحات اليابسة و المحيطات و الغلاف الجوى الاشعاعات الشمسية،
ويؤدى هذا الى ارتفاع درجة حرارتها.
يرتفع الهواء الساخن الذي يحتوى على بخار الماء الصاعد من المحيطات مسببا دوران الهواء الجوى او انتقال الحرارة بخاصية الحمل فاتجاة راسي.
وعندما يرتفع الهواء الى قمم المرتفعات،
حيث تنخفض درجة الحرارة،
يتكثف بخار الماء فصورة سحب تمطر على سطح الارض،
ومن بعدها تتم دورة الماء فالكون.
تزيد الحرارة الكامنة لعملية تكثف الماء من انتقال الحرارة بخاصية الحمل،
مما يؤدى الى حدوث بعض الظواهر الجوية،
مثل الرياح و الاعاصير و الاعاصير المضادة.[3] و تعمل اطياف ضوء الشمس التي تمتصها المحيطات و تحتفظ فيها الكتل الارضية على ان تصبح درجة حرارة سطح الارض فالمتوسط 14 درجة مئوية.[4] و من اثناء عملية التمثيل الضوئى الذي تقوم فيه النباتات الخضراء،
يتم تحويل الطاقة الشمسية الى طاقة كيميائية،
مما يؤدى الى انتاج الاكل و الاخشاب و الكتل الحيوية التي يستخرج منها الوقود الحفري.

 wymsgv66k7k31xvqgjzs




يصل اجمالى الطاقة الشمسية التي يقوم الغلاف الجوى و المحيطات و الكتل الارضية بامتصاصها الى حوالى 3.850.000 كونتليون جولفى العام.[5][6]وفى عام 2002،
زادت كمية الطاقة التي يتم امتصاصها فساعة واحدة عن كمية الطاقة التي تم استخدامها فالعالم فعام واحد.[11][12]يستهلك التمثيل الضوئى حوالى 3.000 كونتليون جول من الطاقة الشمسية فالعام فتكوين الكتل الحيوية.[8]تكون كمية الطاقة الشمسية التي تصل الى سطح الارض كبار للغاية،
لدرجة انها تصل فالعام الواحد الى حوالى ضعف ما سيتم الحصول عليه من مصادر الطاقة الموجودة على الارض مجتمعة معا،
كالفحم و البترول و الغاز الطبيعي و اليورانيوم الذي يتم استخراجة من باطن الارض.[13]سوف يخرج فالجدول الخاص بمصادر الطاقة ان الطاقة الشمسية او طاقة الرياح او طاقة الكتلة الحيوية ستكون كافية لتوفير جميع احتياجاتنا من الطاقة،
ولكن الاستعمال المتزايد لطاقة الكتلة الحيوية له تاثير سلبيعلي الاحتباس الحرارى و زيادة اسعار الغذاء بصورة ملحوظة بسبب استغلال الغابات و المحاصيل فانتاج الوقود الحيوي.[14]لقد اثارت طاقة الرياح و الطاقة الشمسية موضوعات اخرى،
باعتبار انها من مصادر الطاقة المتجددة.


تطبيقات على استعمال الطاقة الشمسية[عدل]

يتطلب متوسط الاشعاع الشمسى الذي يوضح مساحة اليابس (كنقاط سوداء صغيرة) تصنيف الفائض من الطاقة الاساسية فالعالم من ضمن الطاقة الكهربية التي تولدها الطاقة الشمسية.18 تريليون و ات يساوى 568 كونتليون جول فالسنة.
يقدر الاشعاع الشمسى بالنسبة لمعظم الناس بما يتراوح من 150 الى 300 و ات / متر مربع،
او 3.5 الى 7.0 كيلو و ات ساعة للمتر المربع فاليوم.


تشير الطاقة الشمسية بصورة اساسية الى استعمال الاشعاعات الشمسيةفى اغراض عملية.
علي اية حال،
تستمد جميع مصادر الطاقة المتجددة،
باستثناء طاقة المد و الجزروطاقة الحرارة الارضية،
طاقتها من الشمس.


تتسم التقنية التي تعتمد على الطاقة الشمسية بشكل عام بانها اما ان تكون سلبية او ايجابية و فقا للكيفية التي يتم استغلال و تحويل و توزيع ضوء الشمس من خلالها.
وتشمل تقنية الطاقة الشمسية الايجابية استعمال اللوحات الفولتوضوئية و المضخات و المراوح فتحويل ضوء الشمس الى مصادر ثانية مفيدة للطاقة.
هذا،
فى حين تتضمن تقنية الطاقة الشمسية السلبية عمليات اختيار مواد ذات خصائص حرارية مناسبة و تصميم الاماكن التي تسمح بدوران الهواء بصورة طبيعية و اختيار اماكن مناسبة للمبانى بحيث تواجة الشمس.
تتسم تقنيات الطاقة الشمسية الايجابية بانتاج كمية و فيرة من الطاقة،
لذا فهي تعد من المصادر الثانوية لانتاج الطاقة بكميات و فيرة،
بينما تعتبر تقنيات الطاقة الشمسية السلبية و سيلة لتقليل الحاجة الى المصادر البديلة.
وبالتالي فهي تعتبر مصادر ثانوية لسد الحاجة الى كميات زائدة من الطاقة


التخطيط المدنى و المعماري[عدل]

حازت جامعة دارمشتات للتكنولوجيا على المركز الاول فمسابقة “سولار دكثلون” بين الجامعات التي نظمت فمقاطعة و اشنطن عن تصميم بيت =يعمل بالطاقة الشمسية السلبية و الذي صمم خصيصا مناسبا للمناخ الرطب الحار شبة الاستوائي.


لقد اثر ضوء الشمس على تصميم المبانى منذ بداية التاريخ المعماري.[15][16] و لقد تم استعمال و سائل التخطيط المدنى و المعمارى المتطورة التي تعتمد على استغلال الطاقة الشمسية لاول مرة بواسطة اليونانيين و الصينيين الذين قاموا بانشاء مبانيهم بحيث تكون لناحية الجنوب للحصول على الضوء و الدفء.[17][18] من الخصائص الشائعة للتخطيط المعمارى الذي يعتمد على تقنية الطاقة الشمسية السلبية انشاء المبانى بحيث تكون ناحية الشمس معدل الضغط (نسبة مساحة سطح منخفض الى حجمه) و التظليل الانتقائى (اجزاء من الابنية متدلية) و الكتلة الحرارية.
عندما تتوفر هذي الخصائص بحيث تتناسب مع البيئة و المناخ المحلي،
فمن الممكن ان تنتج عنها اماكن جيدة الاضاءة ذات مدي متوسط من درجات الحرارة.
ويعتبر بيت =الفيلسوف اليونانى سقراط الذي يسمي “ميجارون” مثالا نموذجيا للتصميمات المعمارية التي تعتمد على تقنيات الطاقة الشمسية السلبية.
تستخدم التطبيقات الجديدة الخاصة بالتصميمات المعمارية التي تعتمد على استغلال الطاقة الشمسية بتصميمات يتم تنفيذها على الكمبيوتر بحيث تجمع بين نظم تكييف الهواء بالطاقة الشمسية/التهوية و [التسخين بالطاقة الشمسية/التدفئة و الاضاءة التي تعتمد على ضوء النهار/الاضاءة الشمسية فتصميم معمارى لاستغلال الطاقة الشمسية و يصبح متكاملا.[19] من الممكن ان تعوض المعدات التي تعتمد على الطاقة الشمسية الايجابية،
مثل المضخات و المراوح و النوافذ المتحركة،
سلبيات التصميمات و تحسن من اداء النظام.
الجزر الحرارية الحضرية (بالانجليزية: Urban Heat Islands) هي مناطق يعيش بها الانسان و تكون درجة حرارتها اعلي من درجة حرارة البيئة المحيطة بها.
وتعزي درجات الحرارة المرتفعة فهذه الجزر الى الامتصاص المتزايد لضوء الشمس بواسطة المكونات التي تميز المناطق الحضرية،
مثل الخرسانة و الاسفلت،
والتى تكون ذات قدرة اقل على عكس الضوء و سعة حرارية اعلي من تلك الموجودة فالبيئة الطبيعية.
ومن الطرق المباشرة لمعادلة تاثير الجزر الحرارية طلاء المبانى و الطرق باللون الابيض و زراعة النباتات.
وباستعمال هذي الطرق،
اوضح البرنامج النظرى الذي يحمل عنوان “نحو مجتمعات معتدلة المناخ” الذي نظم فلوس انجلوس ان درجات الحرارة فالمدن ممكن ان تنخفض بحوالى 3 درجات مئوية بتكلفة تقدر بواحد مليار دولار امريكي،
كما اعطي البرنامج تقديرا لاجمالى الارباح السنوية التي ممكن تحقيقها من جراء خفض درجات الحرارة؛
حيث تقدر هذي الارباح بحوالى 530 مليون دولار امريكي ناتجة عن خفض تكاليف استعمال اجهزة تكييف الهواء و توفير نفقات الدولة الخاصة بالرعاية الصحية.[20]

زراعة النباتات و البساتين[عدل]

تساعد الصوبات الزجاجية كتلك الموجودة فبلدة و يستلاند فهولندا على زراعة الخضروات و الفواكة و الزهور.


Crystal Clear app kdict.png مواضيع مفصلة: زراعة علم البستنة دفيئة زجاجية


يسعي المعنيون بتنمية الزراعة و تطويرها الى زيادة قدر الاستفادة من الطاقة الشمسية بهدف زيادة معدل انتاجية النباتات المزروعة.
فبعض التقنيات،
التى تنظم مواسم الزراعة حسب اوقات العام و تعدل اتجاة صفوف النباتات المزحلوة و تنظم الارتفاعات بين الصفوف و تخلط اصناف نباتية مختلفة،
يمكن ان تحسن من انتاجية المحصول.[21][22][23] بينما يعتبر ضوء الشمس مصدرا و فيرا من مصادر الطاقة،
فهنالك اراء تلقى الضوء على اهمية الطاقة الشمسية بالنسبة للزراعة.
فى المواسم التي كانت المحاصيل التي تنمو بها قصيرة اثناء العصر الجليدى الصغير،
زرع الفلاحون الانجليز و الفرنسيون مجموعات من اشجار فاكهة طويلة لزيادة كمية الطاقة الشمسية التي يتم تجميعها الى الحد الاقصى.
تعمل هذي الاشجار ككتل حرارية،
كما انها تزيد من معدل نضج الفاكهة عن طريق الاحتفاظ بالفاكهة فو سط دافئ.
قديما كان يتم بناء هذي الاشجار عمودية على الارض و فمواجهة الجنوب،
ولكن بمرور الوقت،
تم انشاؤها ما ئلة لاستغلال ضوء الشمس على خير و جه.
وفى عام 1699،
اقترح “نيكولاس فاشيو دى دويليير” استعمال احد الالات التي من الممكن ان تدور على محور بحيث تتبع اشعة الشمس.[17][24] تشمل تطبيقات الطاقة الشمسية فمجال الزراعة،
بغض النظر عن زراعة المحاصيل،
استخدامها فادارة ما كينات ضخ الماء و تجفيف المحاصيل و تفريخ الدجاج و تجفيف السماد العضوى للدجاج.[25][26][27][28] و فالعصر الحديث،
تم استعمال الطاقة المتولدة بواسطة اللوحات الشمسية فعمل عصائر الفاكهة.[29] و تقوم الصوب الزجاجية بتحويل ضوء الشمس الى حرارة،
مما يؤدى الى امكانية زراعة كل المحاصيل على مدار العام و زراعة (فى بيئة مغلفة) نوعيات من المحاصيل و النباتات لا ممكن لها ان تنمو فالمناخ المحلي.
تم استعمال الصوب الزجاجية البدائية لاول مرة فالعصر الرومانى لزراعة الخيار حتي ممكن توفيرة على مدار العام باكملة للامبراطور الرومانى “تيبريوس”.[17][30] و لقد تم بناء اول صوبة زجاجية جديدة لاول مرة فاوروبا فالقرن السادس عشر من اجل الاحتفاظ بالنباتات الغريبة التي كان يتم جلبها من خارج البلاد بعد فحصها.[17][31] من الجدير بالذكر ان الصوب الزجاجية ظلت تعتبر جزءا مهما من زراعة البساتين حتي و قتنا الحالي،
وقد تم استعمال المواد البلاستيكية الشفافة كذلك فالانفاق المتشعبة و اغطية صفوف النباتات المزحلوة للهدف نفسه.


الاضاءة الشمسية[عدل]

 

  • قامت مراجع عن الطاقه الشمسيه
  • مراجع الطاقة الشمسية
  • صوبه سولار
  • مراجع طاقات شمسية
  • مراجع عن الطاقة الشمسية


مراجع عن الطاقة الشمسية , تفاصيل الطاقة الشمسية واستخداماتها المتعددة