طرق تحويل الطاقة الشمسية إلى طاقة كهربائية
الخلايا الشمسية
تُعتبر الخلايا الكهروضوئية (PV) أو ما يُعرف بالخلايا الشمسية وسيلة فعالة لتوليد الكهرباء من الطاقة الشمسية، حيث تقوم بتحويل ضوء الشمس إلى كهرباء بشكل مباشر. تُستخدم هذه الأنظمة بشكل شائع في المناطق النائية التي تفتقر إلى الاتصال بشبكات الكهرباء، بالإضافة إلى استخدامها في تشغيل الأجهزة الصغيرة مثل الساعات والآلات الحاسبة وإشارات الطرق المضيئة. تُصنع هذه الخلايا من مواد ذات خصائص ضوئية، حيث يؤدي تعرضها لأشعة الشمس إلى تحفيز الإلكترونات داخل الخلية، مما ينتج عنه تدفق كهربائي.
محطات الطاقة الشمسية
يتم إنتاج الكهرباء بشكل غير مباشر من خلال استغلال الحرارة الناتجة عن الطاقة الشمسية في محطات الطاقة الشمسية. تستخدم هذه المحطات المجمعات الحرارية لتسخين سائل معين، مما يؤدي إلى إنتاج بخار يُستخدم في توليد الطاقة. تتواجد محطات الطاقة الشمسية في عدة دول حول العالم، مما يعكس تنوع خيارات الطاقة المتجددة.
مميزات استخدام الألواح الشمسية
تُستخدم الألواح أو الخلايا الشمسية لتوليد الكهرباء من أشعة الشمس، وهي الطريقة الأكثر شيوعًا لهذا الغرض، وتحظى بعدة مزايا، أبرزها:
- تعتبر مصدراً متجدداً للطاقة، حيث ستظل أشعة الشمس متاحة لملايين السنين، مما يجعلها كافية لتلبية احتياجات الطاقة العالمية.
- تمثل مصدراً مجانياً للطاقة، ولأن الألواح الشمسية تدوم لفترة طويلة نسبياً، فإنها تمثل استثماراً مجدياً.
- تعد الطاقة الشمسية مصدراً نظيفاً للطاقة، حيث لا تُنتج الألواح الشمسية انبعاثات غازات الدفيئة أو ملوثات أخرى.
- تعمل بدون إصدار أي ضجيج.
- يمكن استخدامها في المناطق النائية، حيث يصعب الوصول إلى شبكة الكهرباء التقليدية.
سلبيات الألواح الشمسية
على الرغم من فوائد الألواح الشمسية، إلا أن هناك بعض العوائق المرتبطة باستخدامها في توليد الطاقة، ومنها:
- تفاوت شدة الضوء نتيجة لتغيرات الليل والنهار.
- موقع الشمس في السماء وتغير مسارها.
- وجود السحب التي قد تعيق وصول أشعة الشمس.
- تغير زاوية ضوء الشمس المتجه نحو الألواح بسبب حركة الشمس في السماء.
- تراكم الأوساخ أو أي عوائق أخرى على سطح الألواح.
- المسافة البعيدة إلى مزارع الطاقة الشمسية.
- تحتوي الألواح الشمسية المعتمدة على السيليكون على بعض المواد السامة، كما أن عملية استخراج ونقل المواد الخام بالإضافة إلى تصنيع الألواح ونقلها وتركيبها، تؤدي إلى انبعاث غازات الدفيئة والملوثات في مختلف مراحل التصنيع.
- انخفاض مستوى كفاءة الطاقة في بعض الأحيان.