آفاق الطاقة الشمسية في العالم

لم يكن سراً منذ فترة طويلة أن استهلاك الطاقة على كوكبنا يتزايد ويتزايد من عام إلى آخر ، ومعدلات النمو ليست مخيبة للآمال بأي حال من الأحوال. في الوقت نفسه ، كما قبل مائة عام ، يعمل الوقود الأحفوري كمصدر رئيسي للطاقة للناس حول العالم ، وهذا على الرغم من حقيقة أن طاقة الذرة قد تم إتقانها لأكثر من نصف قرن ، إلا أن ما زالت الحصة لا تتجاوز 10٪.

عندما تم استخدام الطاقة الذرية من قبل الإنسان ، بدا أن هذا الوقود الأحفوري سوف يتم إزاحته بالتأكيد كمصدر رئيسي للطاقة ، ولكن هذا ، للأسف ، لم يحدث.

حتى أكثر التوقعات تفاؤلاً تشير إلى أنه إذا ظلت معدلات إنتاج النفط والغاز عند المستويات الحالية ، فإن هذا الوقود سوف يستمر لعقود قليلة فقط. سيكون هناك ما يكفي من الفحم لبضعة قرون أخرى ، لكن هذا الطريق سيؤدي بالتأكيد إلى طريق مسدود. وماذا يجب أن يفعل الناس عندما لا يكون هناك وقود في أحشاء الأرض ، لكن الطلب على الطاقة سيستمر في النمو أيضًا؟

لحسن الحظ ، فإن أهم مصدر للطاقة للحياة على كوكبنا - الشمس - هو 150 مليون كيلومتر من الأرض. تخضع الشمس باستمرار لتفاعلات نووية حرارية ، والتي من حيث كثافة الطاقة تتجاوز أي مفاعل نووي حديث. نحن مدينون بهذه الطاقة إلى أصل الحياة ، حيث يتم إطلاق الأكسجين في الغلاف الجوي ، ويكتسب الغاز والنفط طاقة كيميائية ، ويتم تكوين احتياطيات كبيرة من الهليوم 3 على القمر.

تمنح الشمس كوكبنا طاقة تزيد بمقدار 15 ألف مرة عما تستهلكه البشرية كل عام. المزايا الرئيسية للطاقة الشمسية هي التوافر العام وعدم الاستنفاد ، وانظر أيضًا سلامة محطات الطاقة الشمسية للبيئة البيئية (باستثناء الأضرار البيئية في مرحلة الإنتاج) هذه التركيبات). حتى الآن ، تم تطوير واستخدام حوالي 10 طرق لتحويل الإشعاع الشمسي إلى كهرباء وحرارة (بمقاييس مختلفة).

ستوفر الطاقة التي ترسلها الشمس إلى الأرض على شكل إشعاع ضوئي وحده أكثر من كل احتياجات الطاقة البشرية. على سبيل المثال ، عند خط الاستواء ، يمكن الحصول على حوالي 2.5 كيلو واط من كل متر مربع من سطح الأرض. لكن لماذا لا نستخدم هذا المورد الذي لا نهاية له الآن بدلاً من حرق النفط والغاز باستمرار؟

هذا هو الشيء طرق التحويل المباشر للطاقة الشمسية إلى طاقة كهربائية لا يزالون بدائيين للغاية في الوقت الحالي. على الرغم من حقيقة أن العلم قد أحرز تقدمًا كبيرًا في العديد من الاتجاهات ، إلا أن استخدام الطاقة الشمسية لا يزال غير فعال بما فيه الكفاية.

الألواح الشمسية الباهتة على القاعدة الثنائيات السليكونية الضوئية تسمح اليوم بالتحويل الأمثل للطاقة الضوئية إلى طاقة كهربائية.

يمكن أيضًا العثور على الألواح الشمسية في الساعات الإلكترونية والآلات الحاسبة وغيرها من الأجهزة منخفضة الطاقة. ومع ذلك ، ظلت البطاريات ذات السعة الكبيرة باهظة الثمن وغير فعالة حتى يومنا هذا ، مع فترة استرداد لعدة عقود.

لكن الزمن يتغير وتظهر مواد جديدة ، وتتحسن طرق الإنتاج كل عام ، وتظهر أشباه الموصلات العضوية الرخيصة مقارنة بالسيليكون ، مما يعطي كفاءة أعلى وقد تم تحقيق رقم قياسي بنسبة 37.8٪ بالفعل.

يعدون أيضًا بطرق أخرى لالتقاط طاقة الشمس وتحويلها إلى كهرباء. على سبيل المثال ، تسخين الملح أو الماء مع الدوران اللاحق لتوربينات المولدات ، لذا فإن محطة الطاقة الشمسية Crescent Dunes Solar Energy Project ، بالقرب من لاس فيجاس ، تولد ما يصل إلى 110 ميغاواط من الكهرباء لمدة 10 ساعات في اليوم.

الهيكل من نوع البرج ، بارتفاع البرج 165 مترًا ، يعمل على مبدأ التسخين عن طريق الإشعاع الشمسي المركّز لخزان بملح مصهور ، تصل درجة حرارته إلى حوالي 1000 درجة مئوية.تحتوي البنية التحتية للمنشأة على كل ما هو ضروري ، بما في ذلك مبادل حراري ومحطة توليد.

تتركز أشعة الشمس على قمة البرج بعشرة آلاف مرآة موضوعة حوله على مسافة تصل إلى ثلاثة كيلومترات. تبلغ مساحة كل مرآة عدة أمتار مربعة ، وينصب التركيز على مبادل حراري بعرض 30 سم فقط.

كما ترون ، هناك احتمالات ، لأن التقنيات لا تقف مكتوفة الأيدي. هذا يعني أن الوقت ليس بعيدًا عندما تصبح طاقة الشمس أحد المصادر الرئيسية للبشرية.

راجع أيضًا حول هذا الموضوع: أنواع محطات الطاقة الشمسية