الطاقة الشمسية وإستخداماتها فى السخانات والطباخات الشمسية


الطاقة الشمسية مدار الأرض حول الشمس محدد وبشكل دقيق وأى اختلاف فى مسار الأرض سيؤدى إلى تغيرات مفاجئة فى درجة حرارتها وبنيتها وغلافها الجوى والشمس تجرى فى الفضاء الخارجى بحساب دقيق وهى مصدر للطاقة ولقد استفاد الإنسان منذ القدم من طاقة الإشعاع الشمسى مباشرة فى تطبيقات عديدة كتجتفيف المحاصيل الزراعية وتدفئة المنازل كما استخدمها فى مجالات أخرى وقام علماء أمثال تشرنهوس وسويز ولافوازبة وموتشوت وأريكسون وهاردنج وغيرهم باستخدام الطاقة الشمسية فى صهر المواد وطهى الطعام وتوليد بخار الماء وتقطير الماء وتسخين الهواء كما أنشئت فى مصر أوائل القرن الحالى أول محطة عالمية للرى بواسطة الطاقة الشمسية كانت تعمل لمدة خمس ساعات فى اليوم ولقد حاول الإنسان منذ فترة بعيدة الاستفادة من الطاقة الشمسية واستغلالها ولكن بقدر قليل ومحدود ومع التطور الكبير فى التقنية والتقدم العلمى الذى وصل إلية الإنسان فقد فتحت آفاقا علمية جديدة فى ميدان استغلال الطاقة الشمسية .

مميزات الطاقة الشمسية :

إن التقنية المستعملة فيها تبقى بسيطة نسبيا وغير معقدة بالمقارنة مع التقنية المستخدمة فى مصادر الطاقة الأخرى وتوفير عامل الأمان الببئى حيث أن الطاقة الشمسية هى طاقة نظيفة لا تلوث الجو مما يكسبها وضعا خاصا فى هذا المجال وخاصة فى القرن القادم .

 

الطاقة الشمسية

 

تحويل الطاقة الشمسية :

يمكن تحويل الطاقة الشمسية إلى طاقة كهربائية وطاقة حرارية من خلال آليتى التحويل الكهروضوئية والتحويل الحرارى للطاقة الشمسية ويقصد بالتحويل الكهروضوئى هو تحويل الإشعاع الشمسى أو الضوئى مباشرة إلى طاقة كهربائية بواسطة الخلايا الشمسية ( الكهروضوئية ) وكما هو معروف أن هناك بعض المواد التى تقوم بعملية التحويل الكهروضوئى تسمى اشباة الموصلات كالسيليكون والجرمانيوم وغيرها وقد تم اكتشاف هذ الظاهرة من قبل بعض علماء الفيزياء فى أواخر القرن التاسع عشر الميلادى حيث وجدوا أن الضوء يستطيع تحرير الإلكترونات من بعض المعادن كما عرفوا أن الضوء الأزرق له قدرة أكبر من الضوء الأصفر على تحرير الإلكترونات وهكذا وقد فاز العالم اينشتاين بجائزة نوبل فى عام 1921 م لاستطاعتة تفسير هذه الظاهرة وقد تم تصنيع نماذج كثيرة من الخلايا الشمسية تستطيع إنتاج الكهرباء بصورة علمية وتتميز الخلايا الشمسية بأنها لا تشمل أجزاء أو قطع متحركة وهى لا تستهلك وقودا ولا تلوث الجو وحياتها طويلة ولا تتطلب إلا القليل من الصيانة ويتحقق أفضل استخدام لهذه التقنية تحت تطبيقات وحدة الإشعاع الشمسى أى بدون مركزات أو عدسات ضوئية ولذا يمكن تثبيتها على أسطح المبانى ليستفاد منها فى إنتاج الكهرباء وتقدر عادة كفاءتها بحوالى 20 % أما الباقى فيمكن الاستفادة منة فى توفير الحرارة للتدفئة وتسخين المياة كما تستخدم الخلايا الشمسية فى تشغيل نظام الاتصالات المختلفة وفى إنارة الطرق والمنشآت وفى ضخ المياة وغير ذلك .

أما التحويل الحرارى للطاقة الشمسية فيعتمد على تحويل الإشعاع الشمسى إلى طاقة حرارية عن طريق المجمعات ( الأطباق ) الشمسية والمواد الحرارية فإذا تعرض جسم داكن إلى الإشعاع الشمسى فإنة يمتص الإشعاع وترتفع درجة حرارته ويستفاد من هذ الحرارة فى التدفئة والتبريد وتسخين المياة وتوليدد الكهرباء وغيرها وتعد تطبيقات السخانات الشمسية هى الأكثر انتشارا فى مجال التحويل الحرارى للطاقة الشمسية يلى ذلك من حيث الأهمية المجففات الشمسية التى يكثر استخدامها فى تجفيف بعض المحاصيل الزراعية مثل التمور وغيرها كذلك يتم الاستفادة من الطاقة الحرارية فى طبخ الطعام حيث أن هناك أبحاث تجرى فى هذا المجال لأنتاج معدات للطهى تعمل داخل المنزل بدلا من تكبد مشقة الجلوس تحت أشعة الشمس أثناء الطهى .