بحث عن تطبيقات الطاقة الشمسية ومستقبلها فى مجالات الطاقة النظيفة والمستحدثة

استكشاف تطبيقات الطاقة الشمسية ومستقبلها في مجال الطاقة النظيفة والمبتكرة يعاني علم العلوم من نقص في البترول والطاقة الكهربائية، وهذا المؤشر ينذر بالخطر.

لذلك، يحاول العلماء استخدام مصدر نظيف مثل الطاقة الشمسية للحصول على الطاقة ويعملون على جعلها تعمل في العديد من مجالات الطاقة.

مقدمة بحث عن تطبيقات الطاقة الشمسية ومستقبلها في مجالات الطاقة النظيفة والمبتكرة

تعتبر الشمس من أقوى مصادر الطاقة على سطح الأرض، وهي متوفرة في العديد من المواقع الجغرافية، ويمكن استخدامها في العديد من المناطق عن طريق تحويلها إلى طاقة كهربائية أو طاقة حرارية، كما يُسمح لها بالدخول في بعض التفاعلات الكيميائية الهامة.

في هذا البحث حول تطبيقات الطاقة الشمسية ومستقبلها في مجالات الطاقة النظيفة والمبتكرة، سنتعلم بالتفصيل عن الطاقة الشمسية وتطبيقاتها الرئيسية.

انظر أيضا: دليل شركات الطاقة الشمسية في مصر وعناوينها

الطاقة الشمسية المتجددة

ضوء الشمس هو مورد متجدد لا نهاية له يمكن تسخيره من خلال جمع ضوء الشمس المتوفر في العديد من المناطق الجغرافية والندرة في مناطق أخرى، اعتمادًا على المنطقة والتقسيم الجغرافي.

طريقة جيدة لتحديد الموقع الجغرافي

من الممكن تحديد أفضل المناطق لتجميع ضوء الشمس ومقارنتها بالمناطق الأخرى ويتم ذلك عن طريق اختيار كمية ضوء الشمس في مناطق مختلفة على نفس خط العرض وقياس كمية ضوء الشمس بالكيلوواط / ساعة في الساعة التي تغطي مساحة من متر مربع واحد.

من الضروري أيضًا معرفة طول النهار وهو طويل وقصير حسب الموسم والموسم، حيث تكون الأيام أقصر في الشتاء وأطول في الصيف.

جمع الفوتونات وتوليد الطاقة الشمية

هناك عدة تقنيات يمكن من خلالها توليد الطاقة الشمسية وأساس هذه العملية هو جمع الفوتونات وسنتعرف على هذه التقنيات في النقاط التالية:

I. المصفوفات الكهروضوئية

تتكون المصفوفات الكهروضوئية من عدد من الخلايا الفردية للخلايا الكهروضوئية المتصلة ببعضها بمواد معدنية (الموصلية العالية) ومركبة في إطار لتجميع أكبر عدد من الخلايا الكهروضوئية للحصول على الكمية المطلوبة من الطاقة من الألواح الشمسية.

سوف نلاحظ أن الخلايا الكهروضوئية مصنوعة من السيليكون المعالج كيميائيًا للسماح لأكبر قدر من الطاقة المجمعة في الخلايا بالمرور.

ثانيًا، العاكسات

تكمن أهمية المحولات في أنها تحول الطاقة الشمسية إلى طاقة أخرى يمكن استخدامها في مجالات الطاقة، والمشكلة أنها تنتج تيارًا كهربائيًا مستمرًا في مولدات الطاقة الشمسية، حيث أن التيار المباشر غير مناسب للعديد من الأجهزة الكهربائية.

المشكلة الأخرى هي أن كمية الطاقة التي تنتجها الخلايا الكهروضوئية غير متساوية.

هذا هو المكان الذي يأتي فيه دور المحولات أثناء معالجة التيار المباشر وتحويله إلى تيار متناوب حيث تعمل على استقرار كمية الطاقة التي تنتجها الخلايا الكهروضوئية.

ثالثًا، مصفوفة التحكم الكهروضوئية

إن دوران الأرض حول محورها هو ما يخلق النهار والليل وهو أيضًا سبب تغير ظل الأشياء التي يسقط عليها ضوء الشمس. لذلك، يتم تثبيت أجهزة استشعار تعمل على تحريك مجال الطاقة الكهروضوئية لمتابعة أشعة الشمس من أجل استخدامها قدر الإمكان من خلال متابعة أشعة الشمس لأطول فترة ممكنة.

لذلك، بعد المعالجة، يمكن استخدامه مع المحولات لتزويد المعدات الكهربائية بالطاقة اللازمة.

كيف يتم تخزين الطاقة الشمسية؟

لا يمكن توليد الطاقة الشمسية في المساء ؛ نظرًا لأنه يعتمد بشكل أساسي على ضوء الشمس، يجب تخزين الطاقة التي تنتجها الشمس لاستخدامها لاحقًا.

سوف نلاحظ أن هناك نوعين من الطاقة المنتجة من الطاقة الشمسية: الطاقة الكهربائية والطاقة الحرارية، وسوف نناقش كيفية تخزينها في النقاط التالية:

أولا، تخزين الطاقة الحرارية

تزيد أشعة الشمس من درجة الحرارة، لذلك يتم إلقاؤها من خلال ألواح الإشعاع والتركيز على الماء، مما يؤدي بدوره إلى زيادة درجة حرارته ويتم نقلها بواسطة أنابيب خاصة إلى منطقة أخرى نريد إمدادها بالطاقة، بحيث يكون من السهل استعمال.

أنظر أيضا: مشروع الطاقة الشمسية واستخداماته

ثانيًا، تخزين الطاقة الضوئية

يتم تجميع الطاقة المتولدة من الخلايا الكهروضوئية في بطاريات يمكن إعادة شحنها خلال النهار، وخلال هذه الفترة يتم جمع الطاقة واستخدامها في الليل أو في أي وقت آخر.

إيجابيات وسلبيات الطاقة الشمسية

هناك العديد من عيوب ومزايا الطاقة الشمسية والتي نستعرضها في النقاط التالية:

أولاً، فوائد الطاقة الشمسية

• ضوء الشمس هو أحد الطاقات المتجددة المتوفرة في أجزاء مختلفة من الأرض وهو أحد الطاقات التي لا تنضب.
• يعد التطور التكنولوجي المستمر لعلماء الطاقة الشمسية بالعديد من النتائج الإيجابية من تسخير طاقة الشمس بطريقة أوسع وأسهل، وتشير المؤشرات إلى الاحتمال المستقبلي الذي سيمكن من توليد كميات أكبر من الطاقة من ضوء الشمس.
• على الرغم من التكلفة العالية لتركيب أجهزة استقبال لتجميع وتحويل الطاقة الشمسية، إلا أنها تتميز بانخفاض تكاليف الصيانة.
• الخلايا الكهروضوئية هي نباتات معمرة تدوم لسنوات عديدة وتولد إنتاجًا كبيرًا.

ثانياً: مساوئ الطاقة الشمسية

أنظمة الطاقة الشمسية لها بعض العيوب، وأهمها نعرضها في النقاط التالية:

• عدم القدرة والاعتماد على كميات ثابتة من إنتاج الطاقة الشمسية بسبب التغير في الإشعاع الشمسي الذي يضرب الأرض من وقت لآخر على مدار العام.
• لا يمكن الاستفادة من أشعة الشمس خلال النهار إلا خلال النهار وهو نصف النهار فقط.
• الحاجة إلى استخدام تخزين الطاقة الناتج عن الخلايا الكهروضوئية لاستخدامات لاحقة.
• التكلفة العالية لبناء شبكة كهروضوئية.
• كمية الطاقة المولدة من الطاقة الشمسية أقل بخمس مرات من الطاقة المتولدة من المنتجات البترولية.

أنظر أيضا: بحث عن الطاقة الشمسية ومصادرها

استكمال البحث عن تطبيقات الطاقة الشمسية ومستقبلها في مجالات الطاقة النظيفة والمبتكرة

تعتبر الطاقة الشمسية من أهم الطاقات النظيفة والرخيصة التي يعتبرها العالم لمزاياها العديدة، فهي البديل الأفضل لاستخدام الطاقة من الوقود الأحفوري الذي يعتبر باهظ الثمن وضار بالكوكب.

في الختام نتمنى أن نكون قد قدمنا ​​عرضاً مميزاً لاستكشاف تطبيقات الطاقة الشمسية ومستقبلها في مجالات الطاقة النظيفة والمبتكرة ونأمل منكم مشاركة المقال على مواقع التواصل الاجتماعي ومع الأصدقاء حتى تعمل الفائدة للجميع.