مميزات وعيوب الطاقة الشمسية
مميزات الطاقة الشمسية
تتميز الطاقة الشمسية بالعديد من الأمور كما يلي:
- الاستدامة: تعتبر الطاقة الشمسية البديل الأمثل لمنتجات الوقود الأحفوري التي تتضمن النفط، والغاز، والفحم الحجري، ذلك لأن هذه المصادر قاربت على الانتهاء، أما الطاقة الشمسية فهي غير قابلة للنفاذ لاعتمادها على أشعة الشمس التي يُتَوقع أن تستمر بالتوهج لمليارات السنين.
- صديقة للبيئة: إن التكنولوجيا المستخدمة في إنتاج الطاقة الشمسية ليس لها تأثير يذكر على البيئة المحيطة مقارنة بالوقود الأحفوري، أي أنها طاقة آمنة، ونظيفة على جميع الكائنات الحية.
- اكتفاء الدول ذاتيًا في إنتاج الطاقة: توفر الطاقة الشمسية الاستقلالية في إنتاج الطاقة على المستوى الدولي، فالشمس تشع على جميع الدول.
- المحافظة على الموارد المائية: لا تتطلب عملية توليد الطاقة الشمسية استهلاك للمياه أو تلويثها، مقارنة بالوقود الأحفوري ومحطات الطاقة النووية التي تستهلك أو تلوث الكثير من الماء.
- التنافسية: تساهم التقنيات المتجددة على تقليل تكاليف الطاقة المتجددة قدر الإمكان، حتى تصبح على قدرٍ عالٍ من المنافسة أمام أنواع الطاقة الأخرى التقليدية، وبذلك أثرت الطاقة الشمسية على الجانب الاقتصادي على مستوى العالم.
- توفيرها فرص عمل: ساهمت الطاقة الشمسية بتوفير العديد من الفرص المحلية للعمل، وذلك لتوفرها في كل مكان في العالم، وليست مقتصرة على بيئة معينة.
كانت تلك فوائد ومميزات عامة للطاقة الشمسية، لكن ماذا عن مميزاتها للمنازل، الآتية بعض النقاط التي تجيب عن هذا التساؤل:
- توفير المال: أن عملية تركيب خلايا الألواح الشمسية في بادئة الأمر مكلفة نوعاً ما، لكن توفيرها للمال يكون كبير جداً على المدى البعيد، فهي تساهم في توليد طاقة كهربائية خاصة بالفرد، وتؤدي لتلاشي فواتير الكهرباء نهائيًا.
- الاستقلالية: تمنح الطاقة الشمسية الاستقلالية في توليد الطاقة الكهربائية، وتخزينها عند الحاجة، ويبقى المنزل مزودًا بالطاقة حتى لو حدث انقطاع في التيار الكهربائي.
- عدم احتياجها للصيانة: لا تحتاج معدات الطاقة الشمسية إلى صيانة دورية مكلفة، مع وجود حاجة للقليل من الصيانة.
- مميزات أخرى: يزيد استخدام الألواح الشمسية في المنازل من قيمتها المادية، كم أنها تعطي شعورًا بالراحة للشخص بعد أن يعلم بأنه يساهم في الحفاظ البيئة والكرة الأرضية.
عيوب الطاقة الشمسية
بالرغم من الإيجابيات العديدة للطاقة الشمسية، إلا أن هناك العديد من العيوب الرئيسية لها، ومنها ما يلي:
- اعتماد الطاقة الشمسية على أشعة الشمس التي تسطع خلال النهار، وتختلف كمية الطاقة التي تجمعها الألواح الشمسية باختلاف المواسم واختلاف الوقت على مدار اليوم.
- جودة الألواح الشمسية في تحويل الطاقة الشمسية إلى كهرباء ليست عالية، وتصل فقط إلى 20% بالرغم من تكلفتها المرتفعة.
- انخفاض فعالية الطاقة الشمسية باختلاف المنطقة، فكلما ابتعدنا عن خط الاستواء باتجاه الأقطاب، قلت القدرة على تجميع الطاقة الشمسية، فعلى سبيل المثال تعاني روسيا وكندا من نقص كبير في الطاقة الشمسية.
- انخفاض القدرة على تجميع الطاقة الشمسية عند تواجد الغيوم، والضباب، والأمطار.
- تركيب الألواح الشمسية في الخارج وتعرضها باستمرار لأشعة الشمس، مما قد يزيد من تلفها بسبب تعرضها للظروف الخارجية؛ مثل المطر، والثلج، والأوساخ، والغبار، والرياح، واختلاف درجات الحرارة.
كيفية الحصول على الكهرباء من الطاقة الشمسية
تعادل كمية الطاقة الساقطة على سطح الأرض من الشمس لمدة ساعة ونصف فقط مجموع الطاقة التي يستهلكها البشر لمدة عام كامل، ومن هذا المنطلق قد يكون البحث عن طرق للاستفادة من هذه الطاقة أمرًا منطقيًا، وما وصل إليه العلم هو تحويل الطاقة الشمسية إلى كهرباء من خلال الخلايا الكهروضوئية، وفيما يلي آلية تحويل الطاقة الشمسية إلى كهربائية:
- تركيب مصفوفة الألواح الشمسية فوق أسطح المنازل، أو في المساحات الخارجية الواسعة، وتتكون الألواح من خلايا كهروضوئية (PV) تعمل على امتصاص الأشعة الشمسية خلال فترة النهار.
- احتواء كل خلية شمسية من رقائق من أشباه الموصلات المصنوعة من طبقتين من مادة السيلكون، أحداهما موجبة الشحنة والأخرى سالبة الشحنة، فيتشكل بينهما مجالاً كهربائياً، فتساهم الطاقة الشمسية التي تمتصها هذه الخلايا على تنشيطها من خلال التسبب في حركة الإلكترونات ما بين الطبقتين، وتساهم هذه الحركة في توليد التيار الكهربائي.
- تَشكل تيار كهرائي مستمر DC، ولا يستخدم هذ النوع من التيارات في تشغيل المنازل، لذا يجب تحويله من تيار مستمر إلى تيار متردد AC باستخدام المحولات الصغيرة المثبتة خلف الألواح الشمسية.
- بعد إنتاج التيار الكهربائي المتردد، يُوَزع هذا التيار داخل المنزل من خلال لوحة الكهرباء الخاصة به، بهدف تشغيل جميع الأجهزة الكهربائية.
- تخزين فائض الطاقة التي تجمع خلال فترة النهار، والاستفادة منها ليلًا وفي الأيام الممطرة، والغائمة، ويمكن تخزين هذه الطاقة في بطاريات أو تخزينها حرارياً.
نصائح للاستفادة من الطاقة الشمسية
في حال وضعت خلايا الطاقة الشمسية فوق سطح المنزل، فإن هناك بعض الأمور التي ينصح بأخذها بعين الاعتبار لتحقيق أعلى استفادة ممكنة من الطاقة، والمحافظة على ديمومتها، ومنها ما يلي:
- يجب تجنب غسل الألواح الشمسية بالماء البارد الذي قد يشقق الخلايا ويتلفها.
- يجب استخدام بطارية التخزين لحفظ الطاقة الزائدة التي تولدت، مع الحرص على اختيار نوعية جيدة، وتجنب البحث عن الأنواع الرخيصة، وذلك لأن بعض أنواع البطاريات تعتبر سامة وخطيرة في حال تلفها.
- يجب التأكد من وضع الألواح الشمسية بالزاوية المطلوبة المناسبة مع نوع اللوح المستخدم، ومعايرتها كل ثلاثة أشهر على الأقل للحفاظ على مستوى الأداء.
- يجب الانتباه إلى عدم وجود أي حاجز يمنع وصول أشعة الشمس نحو الألواح؛ مثل الأشجار أو أعمدة الكهرباء.
- يجب الحرص على نظافة أسطح ألواح الطاقة الشمسية، وغسلها أسبوعيًا أثناء ساعات الليل، للمحافظة على جودة امتصاصها للأشعة الشمسية.
- يجب عند سماع أي صوت من محول التيار؛ أن يطفئ أو يغلق مباشرة دون تردد.
- يجب تجنب استخدام بطاريات مختلفة الأحجام والأنواع وتوصيلها معًا.
- يجب تجنب وضع البطاريات في مكان معتم، أو حار، أو قليل التهوية.
الخلاصة
تندرج الطاقة الشمسية تحت مفهوم الطاقة المتجددة غير القابلة للنفاذ، وتعد خيار آمن ومستمر ومحافظ على البيئة للحصول على الطاقة الكهربائية، ورغم العيوب التي عانت منها، إلا أن العلم الحديث يسعى جاهدًا في تقليل الفجوات التي قد تساهم في زيادة الاعتماد عليها كبديل رئيسي لمشتقات الوقود الأحفوري، لذلك فإن انتشارها في المنازل والمؤسسات بدأ بالفعل.
