ما الذي يجب معرفته قبل استخدام الطاقة الشمسية؟

الطاقة الشمسية هي الإشعاع (الإشعاع الكهرومغناطيسي) الذي يأتي من الشمس ويستخدم لإنتاج الحرارة أو إحداث تفاعلات كيميائية أو توليد الكهرباء باستخدام قوانين حفظ الطاقة.
يشير استخدام الطاقة الشمسية إلى تسخير واستخدام الطاقة الإشعاعية المنبعثة من الشمس لأغراض مختلفة، مثل توليد الكهرباء من خلال الألواح الشمسية، أو تسخين المياه أو المساحات من خلال الأنظمة الحرارية الشمسية، أو تشغيل أجهزة أخرى مباشرة بالخلايا الشمسية. يتضمن استخدام الطاقة الشمسية تحويل ضوء الشمس إلى شكل من أشكال الطاقة القابلة للاستخدام لتلبية احتياجات الإنسان مع تقليل التأثير البيئي المرتبط بمصادر الطاقة التقليدية.
الإشعاع الشمسي هو طاقة كامنة (طاقة الوضع) وهي الطاقة التي يمتلكها الجسم بسبب موقعه بالنسبة للأشياء الأخرى، أو شكله، أو قواه الداخلية. نص قانون حفظ الطاقة موجود في الصورة التالية.

إن قابلية تحويل الإشعاع الشمسي تجعل الطاقة الشمسية مصدرًا جيدًا لتلبية بعض متطلبات الطاقة الحالية والمتوقعة في العالم.
إن إجمالي كمية الإشعاع الشمسي على الأرض أكبر بكثير من احتياجات العالم الحالية والمتوقعة من الطاقة. يمكن للشمس أن تنتج طاقة كافية كل ساعة ونصف (90 دقيقة) لتزويد الأرض بأكملها بالطاقة لمدة عام، وفقًا لدراسة “منهجية تصميم نظام الطاقة الشمسية الكهروضوئية خارج الشبكة”، التي أجرتها Eastern Illinois University.
تقف الشمس كمصدر طاقة قوي للغاية، حيث يشكل ضوء الشمس تدفق الطاقة الأساسي للأرض. يقلل الغلاف الجوي للأرض والغطاء السحابي أو يمتص أو ينشر ما يصل إلى 30% من الإشعاع الوارد، ولكن 70% من ضوء الشمس يصل في النهاية إلى الأرض. الغلاف الجوي، بحسب الدكتور CHristopher J. Rhodes، في بحث “الطاقة الشمسية: المبادئ والإمكانات”.
يشتمل ضوء الشمس الذي يصل في النهاية إلى الغلاف الجوي للأرض على ما يقرب من 38.9% من الضوء المرئي، و54.3% من الأشعة تحت الحمراء، وحوالي 6.8% من الأشعة فوق البنفسجية وغيرها من أشكال الإشعاع الكهرومغناطيسي، وفقًا للدكتور Daniel Barolet، في بحث نشر في the Journal of Photochemistry and Photobiology B: Biology. تعد إمكانية تسخير الطاقة الشمسية هائلة، نظرًا لأن الأرض تستقبل 200 ألف مرة إجمالي قدرة توليد الكهرباء اليومية في العالم من الشمس يوميًا على شكل طاقة شمسية، وفقًا للدكتور CHristopher J. Rhodes في بحث “الطاقة الشمسية: المبادئ والاحتمالات”. تعمل الطاقة الشمسية عندما يتم تحويلها بشكل فعال إما إلى طاقة حرارية، على شكل حرارة، أو إلى طاقة كهربائية.
تعمل الطاقة الشمسية وفق قوانين الديناميكا الحرارية، عن طريق تحويل ضوء الشمس إلى حرارة أو كهرباء باستخدام تقنيات مختلفة مثل التحويل الكهروضوئي باستخدام الألواح الشمسية، أو التحويل الحراري الضوئي، أو أنظمة الطاقة الشمسية السلبية.
إن تحويل الطاقة الشمسية إلى كهرباء أو حرارة له العديد من المزايا والعيوب والحقائق. ومن المزايا الحصول على مصدر طاقة متجدد ونظيف ووفير، وتقليل فواتير الكهرباء، واستخدام الطاقة في النقل والزراعة والصناعة وأنظمة الطاقة الشمسية للمنازل. للطاقة الشمسية 5 استخدامات وأمثلة رئيسية مثل (توليد الكهرباء، وتدفئة وتبريد الأماكن، وتزويد الصناعة بالطاقة).
هناك 9 حقائق مثيرة للاهتمام حول الطاقة الشمسية مثل الطاقة الشمسية هي مصدر الطاقة الأكثر وفرة، تستخدم الطاقة الشمسية في استكشاف الفضاء، يوجد مجموعة متنوعة من الخيارات لتركيب الطاقة الشمسية (سقف المنازل، التأريض)، كما أن تكلفة أدوات الطاقة الشمسية تتناقص على مدى الوقت. لكن الطاقة الشمسية لا تزال لديها 5 عيوب وقيود مثل (عدم العمل والانتاج طوال الوقت، وارتفاع التكاليف الأولية، وتحديات التخزين).
الطاقة الشمسية للمنازل هي عندما يقوم أصحاب المنازل بتركيب الألواح الشمسية لتشغيل منازلهم. يقوم أصحاب المنازل بتخزين الكهرباء باستخدام 4 تقنيات رئيسية لتخزين الطاقة الشمسية (البطاريات، دولاب الموازنة (الحذافات)).
الطاقة الشمسية تستحق العناء، حيث توفر أنظمة الطاقة الشمسية للمنازل مبالغ طائلةكانت ستصرف على فواتير الطاقة. تنخفض تكلفة الطاقة الشمسية كل عام، على عكس تكلفة الوقود الأحفوري التي تزيد سنويًا.
يجب على أصحاب المنازل تجنب عمليات الاحتيال في مجال الطاقة الشمسية، بما في ذلك (الألواح الشمسية المجانية، وأساليب البيع عالية الضغط)، والاتصال بالجهات المختصة، إذا اعتقدوا أنهم وقعوا ضحايا لعملية احتيال في مجال الطاقة الشمسية.

يجيب هذا المقال على الأسئلة التالية: كيف تعمل الطاقة الشمسية؟ ما هي الألواح الشمسية؟ كيف تعمل الطاقة الشمسية الكهروضوئية؟ ما هي الطاقة الشمسية السلبية؟ ما هي مزايا الطاقة الشمسية؟ هل الطاقة الشمسية متجددة؟ ما هي استخدامات الطاقة الشمسية وأمثلة؟ ما هي عيوب الطاقة الشمسية وحدودها؟ ما هي تكلفة وتوفير أنظمة الطاقة الشمسية؟ أنظمة الطاقة الشمسية للمنازل؟ ما هو تركيب الطاقة الشمسية؟ ما هي الحقائق حول الطاقة الشمسية؟ ما هي تقنيات تخزين الطاقة الشمسية؟ ما هو رصيد الطاقة الشمسية؟ هل الطاقة الشمسية مناسبة للأطفال؟ ما هي عمليات الاحتيال في مجال الطاقة الشمسية؟ ماذا تشمل عمليات الاحتيال في مجال الطاقة الشمسية؟ كيف تتجنب عمليات الاحتيال في مجال الطاقة الشمسية؟ ما هي الاختلافات بين الطاقة الشمسية والوقود الأحفوري؟ وهل الطاقة الشمسية تستحق العناء؟

كيف تعمل الطاقة الشمسية؟

تعمل الطاقة الشمسية عندما يضرب ضوء الشمس مجمع الطاقة الشمسية. المجمع الشمسي يمتص ضوء الشمس. بعد ذلك، تتحرك الشحنات الكهربائية داخل المجمع لتكوين أزواج من الإلكترونات والثقوب. تولد الأزواج تيارًا كهربائيًا، مما يسمح بتدفق الكهرباء. يتم استخدام الكهرباء لتشغيل المنازل والصناعات.

يولّد الإشعاع الشمسي الكهرباء أو الحرارة، حسب نطاق أطواله الموجية. الإشعاع الشمسي هو شكل من أشكال الطاقة الكهرومغناطيسية التي تتصرف مثل موجة أو جسيم. الإشعاع الشمسي لديه نطاق واسع من الأطوال الموجية. تعتمد طاقة كل فوتون من الإشعاع الشمسي على طول موجته.

“الفوتون هو الجسيم الأساسي للضوء”(Albert Einstein, 1905)

يتم توليد الكهرباء عن طريق الإشعاع الشمسي بأطوال موجية تتراوح من 0.38 ميكرومتر إلى 0.72 ميكرومتر، ويتم توليد الطاقة الحرارية من الإشعاع الشمسي بأطوال موجية للأشعة تحت الحمراء تتراوح من 0.72 ميكرومتر إلى 4 ميكرومتر، وفقًا لـ “الديناميكا الحرارية للأنظمة الكهروضوئية والمركزية وتحديد طاقتها وطاقتها”. بحث “الكفاءات”، للدكتور Rahul Rawat.

عندما تتفاعل الطاقة الشمسية مع المادة، يتم تبادل الطاقة وتولد حركة الشحنات الكهربائية، مما يستجيب للمجال الكهربائي داخل الخلية وبالتالي تحفيز تدفق الكهرباء. وهذا يحول الإشعاع الشمسي إلى أشكال مفيدة من الطاقة، مثل الطاقة الكهربائية والطاقة الحرارية (الحرارة).

تحكم قوانين الديناميكا الحرارية تحويل الإشعاع الشمسي إلى أشكال أخرى من الطاقة. والشكل التالي يوضح ويشرح قوانين الديناميكا الحرارية.

تعمل الطاقة الشمسية، وفق قوانين الديناميكا الحرارية، عن طريق تحويل ضوء الشمس إلى حرارة أو كهرباء. القائمة التالية عبارة عن شرح لكيفية عمل الطاقة الشمسية في 3 خطوات.

1. يضرب ضوء الشمس الخلايا الشمسية.
2. يمتص المجمع الشمسي ضوء الشمس ويحوله إلى حرارة أو كهرباء من خلال قوانين الديناميكا الحرارية.
3. يتم استخدام الحرارة أو الكهرباء لتشغيل المنازل والشركات والأجهزة الأخرى.

لتحويل ضوء الشمس إلى كهرباء، تستخدم أنظمة الطاقة الشمسية طريقتين رئيسيتين للقيام بذلك هما التحويل الحراري الضوئي والتحويل الكهروضوئي. هاتان الطريقتان الرئيسيتان موجودتان في القائمة التالية.

• التحويل الكهروضوئي. يتم التحويل الكهروضوئي عندما يتم تحويل الطاقة الشمسية مباشرة إلى طاقة كهربائية باستخدام الخلايا الكهروضوئية (PV) في الألواح الشمسية. الخلايا الكهروضوئية مصنوعة من مواد شبه موصلة تمتص الإشعاع الشمسي وتولد أزواجًا من الثقوب الإلكترونية. يتم بعد ذلك فصل أزواج الثقوب الإلكترونية هذه لتكوين تيار كهربائي.
• التحويل الحراري الضوئي. التحويل الضوئي الحراري هو عندما يتم تجميع الطاقة الشمسية بواسطة بعض المواد، مما يزيد من الطاقة الحركية للذرات الموجودة في المادة. ويؤدي ذلك إلى توليد الحرارة التي تستخدم لتسخين المياه والمنازل والشركات، أو لتوليد البخار لتشغيل التوربينات وتوليد الكهرباء.

تعمل الطاقة الشمسية أيضًا من خلال أنظمة الطاقة الشمسية السلبية. الأنظمة السلبية هي هياكل مصممة لاستخدام ضوء الشمس والحرارة بكفاءة، دون الحاجة إلى أجهزة أو أدوات خارجية لتحويل الطاقة الشمسية.

ما هي الألواح الشمسية؟

تكنولوجيا الطاقة الشمسية الكهروضوئية (الألواح الشمسية) هي نوع من الطاقة الشمسية النشطة. الطاقة الشمسية النشطة هي طريقة لاستخدام ضوء الشمس لتوليد الكهرباء أو الحرارة باستخدام الأجهزة الميكانيكية. تستخدم أنظمة الطاقة الشمسية النشطة المضخات والمراوح والأجهزة الميكانيكية الأخرى لجمع الطاقة الشمسية وتوزيعها. في تقنية الطاقة الشمسية الكهروضوئية، الأجهزة عبارة عن ألواح طاقة شمسية.

كيف تعمل الطاقة الشمسية الكهروضوئية (الألواح الشمسية)؟

تعمل الطاقة الشمسية الكهروضوئية (PV) عن طريق توليد الكهرباء مباشرة من ضوء الشمس باستخدام الخلايا الشمسية. الخلايا الشمسية مصنوعة من مواد شبه موصلة تمتص ضوء الشمس وتنتج تيارًا كهربائيًا. يمر عمل الألواح الشمسية بعدة خطوات (امتصاص الطاقة الشمسية، توليد الإلكترونات، خلق المجال الكهربائي، تدفق الإلكترونات، تجميع التيار الكهربائي). تعمل الألواح الشمسية كلما تعرضت لأشعة الشمس.

ما هي الطاقة الشمسية السلبية؟

الطاقة الشمسية السلبية هي وسيلة لاستخدام ضوء الشمس لتدفئة وتبريد المباني دون استخدام الأنظمة الميكانيكية النشطة. يستخدم التصميم الشمسي السلبي طاقة الشمس لتدفئة وتبريد المباني بشكل طبيعي، دون الحاجة إلى مضخات أو مراوح أو ألواح شمسية أو أجهزة ميكانيكية أخرى.

تم استخدام استراتيجيتين مختلفتين لتصميم الطاقة الشمسية السلبية، وهما في القائمة التالية.

• النوافذ المواجهة للجنوب. هي النوافذ تسمح بدخول ضوء الشمس (الطاقة الشمسية) إلى المبنى في فصل الشتاء، مما يساعد على تدفئة الداخل.
• الكتلة الحرارية. الكتلة الحرارية هي مادة تمتص وتخزن الحرارة من الطاقة الشمسية. تشمل مواد الكتلة الحرارية الشائعة الخرسانة والطوب والبلاط. تُستخدم المواد الحرارية لتخزين الحرارة من الشمس أثناء النهار وإطلاقها ليلاً، مما يساعد على الحفاظ على دفء المبنى ليلاً.

يتم تنفيذ أنظمة الطاقة الشمسية السلبية من خلال مجموعة متنوعة من الأساليب، مثل استخدام النوافذ الكبيرة للسماح بدخول ضوء الشمس أو استخدام المواد التي تمتص الحرارة وتخزنها.

ما هي مزايا الطاقة الشمسية؟

للطاقة الشمسية 11 ميزة، الصورة التالية توضح مميزات الطاقة الشمسية.

توضح القائمة التالية المزايا الـ 11 للطاقة الشمسية.

• تقدم مصدر للطاقة المتجددة النظيفة. لا تنتج الطاقة الشمسية أي غازات دفيئة أو ملوثات أخرى. الطاقة الشمسية لا تنتهي.
• تقدم كفاءة متزايدة. ارتفعت في الآونة الأخيرة كفاءة الألواح الشمسية وجميع الأجهزة التي تستخدم الطاقة الشمسية، ويواصل العلماء إجراء الأبحاث واختراع التقنيات لتعزيز كفاءة استخدام الطاقة الشمسية.
• تساعد في تخفيض فواتير الكهرباء. يتم تحويل الطاقة الشمسية إلى كهرباء لمنزلك أو عملك. يساعدك ذلك على تقليل اعتمادك على الشبكة وتوفير المال الذي تنفقه على فواتير الطاقة الخاصة بك.
• تحسن قيمة منزلك. غالبًا ما تكون المنازل التي تحتوي على الطاقة الشمسية أكثر قيمة من المنازل التي لا تحتوي على الطاقة الشمسية.
• تخلق وظائف. صناعة الطاقة الشمسية هي صناعة متنامية، وهي تخلق فرص عمل في التصنيع والتركيب والصيانة.
• تساعد في تقليل الاعتماد على الوقود الأحفوري. يعد الوقود الأحفوري موردًا محدودًا، وهو مصدر رئيسي لانبعاثات الغازات الدفيئة. تساعدنا أنظمة الطاقة الشمسية على تقليل اعتمادنا على الوقود الأحفوري والانتقال إلى مستقبل الطاقة النظيفة.
• تعمل في أي مناخ. على الرغم من أن الأيام الملبدة بالغيوم تقلل من كمية الكهرباء التي ينتجها النظام الشمسي. ومع ذلك، فإن الطقس البارد أو الثلجي لا يؤثر على الإنتاجية. الطاقة الشمسية هي خيار قابل للتطبيق لتوليد الكهرباء في أي مكان وفي أي مناخ.
• توفر المال من خلال تقليل واردات الطاقة. تساعد الطاقة الشمسية على تقليل اعتماد أي بلد على الوقود الأحفوري المستورد، مما يوفر المال ويحسن أمن الطاقة.
• تحسن جودة الهواء. الطاقة الشمسية مصدر نظيف. يمنع الهواء والجو من تلقي غازات الدفيئة. وهذا يحسن الصحة العامة.
• تحسن الوصول إلى الكهرباء. تُستخدم الطاقة الشمسية لتوفير الكهرباء للمناطق النائية غير المتصلة بالشبكة. وهذا يحسن نوعية الحياة للناس في هذه المجتمعات ويساعد على تعزيز التنمية الاقتصادية.
• توفر استخدامات متنوعة. ويستخدم هذا المصدر المتجدد لطهي الطعام وتسخين المياه والنقل وتوليد الكهرباء.

هل الطاقة الشمسية متجددة؟

نعم الطاقة الشمسية متجددة لأنها تأتي من الشمس. تعتبر الشمس مصدرًا واسعًا وغير محدود تقريبًا للطاقة. الطاقة المتجددة هي الطاقة المستمدة من مصادر التجديد الطبيعية، مثل الشمس والرياح والمياه والحرارة الأرضية. إنه بديل نظيف ومستدام للوقود الأحفوري.

تنتج الشمس طاقة كافية كل ساعة ونصف (90 دقيقة) لتزويد الكوكب بأكمله بالطاقة لمدة عام. كما أن الطاقة الشمسية متجددة لأنها تستخدم مراراً وتكراراً دون استنزافها. تشرق الشمس كل يوم، لذلك لا تنفد الطاقة الشمسية لدينا أبدًا.

ما هي استخدامات وأمثلة الطاقة الشمسية؟

الطاقة الشمسية لها 5 جوانب وأمثلة للاستخدام الرئيسي. الصورة التالية توضح استخدامات الطاقة الشمسية الخمسة وأمثلة عليها.

توضح القائمة التالية الاستخدامات الخمسة وأمثلة للطاقة الشمسية.

• توليد الكهرباء. تُستخدم الطاقة الشمسية لتوليد الكهرباء للمنازل والشركات وشبكات الطاقة.
• تسخين الماء. تُستخدم الطاقة الشمسية لرفع درجة حرارة المياه ثم استخدامها في المنازل أو المصانع أو أي مكان أخر. وتساعد سخانات المياه على تقليل فواتير الطاقة بنسبة تصل إلى 50%، وفقًا لـ U.S. Department of Energy Solar.
• التدفئة والتبريد. تُستخدم الطاقة الشمسية لتدفئة وتبريد المباني باستخدام مجموعة متنوعة من الأنظمة السلبية والنشطة. يستخدم التصميم الشمسي السلبي ميزات معمارية لزيادة اكتساب الحرارة الشمسية في الشتاء وتقليل فقدان الحرارة في الصيف. تستخدم أنظمة الطاقة الشمسية النشطة الأجهزة الميكانيكية والكهربائية لجمع وتخزين وتوزيع الطاقة الشمسية.
• إمداد قطاع النقل بالطاقة. تُستخدم الطاقة الشمسية لتشغيل المركبات، مثل السيارات الكهربائية والقوارب التي تعمل بالطاقة الشمسية.
• إمداد المزارع بالطاقة. تُستخدم الطاقة الشمسية لتشغيل أنظمة الري والمحاصيل الجافة وتدفئة الدفيئات الزراعية. تساعد أنظمة الري التي تعمل بالطاقة الشمسية على تقليل اعتماد المزارعين على الوقود الأحفوري وتحسين الحفاظ على المياه. تستخدم المجففات الشمسية لحفظ الطعام وتقليل هدر الطعام. تُستخدم الدفيئات التي يتم تسخينها بالطاقة الشمسية لزراعة المحاصيل على مدار العام، حتى في المناخات الباردة.
• إمداد المصانع بالطاقة. تُستخدم الطاقة الشمسية لتشغيل العمليات الصناعية، مثل تجهيز الأغذية والتصنيع ومعالجة المياه.

ما هي الحقائق حول الطاقة الشمسية؟

هناك 9 حقائق مثيرة للاهتمام حول الطاقة الشمسية. توضح القائمة التالية الحقائق التسعة الرئيسية حول الطاقة الشمسية.

• الطاقة الشمسية هي مصدر الطاقة الأكثر وفرة. تنتج الشمس طاقة حرارية نتيجة تفاعلات الاندماج النووي التي تصل درجة حرارتها إلى حوالي 15.7 مليون درجة كلفن ودرجة حرارة 5800 كلفن في قلبها وسطحها على التوالي، وفقًا لما ذكره الدكتور Dr.Javad Fardaei في بحثه “تكوين الشمس الكمومية”. عند درجات الحرارة هذه، تبعث الشمس حوالي 3.845×1026 واط من الإشعاع الحراري في جميع الاتجاهات، المعروف باسم الإشعاع الشمسي. تستقبل الأرض حوالي 1.8×1011 ميجاوات من الإشعاع الشمسي، وفقًا لبحث “الديناميكا الحرارية للأنظمة الكهروضوئية والمركزية وتحديد كفاءتها من حيث الطاقة والطاقة” للدكتور Rahul Rawat 
• الطاقة الشمسية هي مصدر الطاقة الأسرع نموا. وتراوح استخدام الطاقة الشمسية في عام 2023 بين 341 و402 جيجاوات على مستوى العالم. ومن المتوقع أن تصل إلى 800 جيجاوات عام 2027، بحسب the International Energy Agency.
• تكلفة أدوات الطاقة الشمسية تنخفض بشكل مستمر. انخفضت التكلفة بأكثر من 89% في العقد الماضي، وفقًا لـ the International Energy Agency.
• مجموعة متنوعة من الخيارات للتثبيت. يتم تركيب الألواح الشمسية على أسطح المنازل، أو دمجها في مواد البناء، أو تركيبها على الأرض، أو حتى استخدامها في التطبيقات المحمولة مثل أجهزة الشحن الشمسية.
• يتم استخدام الطاقة الشمسية في استكشاف الفضاء. تُستخدم الطاقة الشمسية لتشغيل المركبات الفضائية والأقمار الصناعية في الفضاء الخارجي.
• توفر الطاقة الشمسية جزءا كبيرا من احتياجات العالم من الطاقة. تتوقع وكالة الطاقة الدولية The International Energy Agency (IEA) أن الطاقة الشمسية ستشكل 16% من توليد الكهرباء العالمي بحلول عام 2030. وستكون الطاقة الشمسية مصدر 40% من الكهرباء في الولايات المتحدة في العقود القليلة المقبلة، وفقًا لJ U.S. Department of Energy (DOE) Solar Energy Technologies Office و the National Renewable Energy Laboratory (NREL).
• الطاقة الشمسية لها تأثير إيجابي على البيئة. وفي عام 2020، ساعدت الطاقة الشمسية في تجنب انبعاث أكثر من 2 مليار طن من ثاني أكسيد الكربون والغازات الدفيئة التي تنتج عادة عند توليد الكهرباء من المصادر التقليدية، وفقا لـ the International Energy Agency.
• وجود حسومات وبرامج حكومية لدعم الطاقة الشمسسة. تختلف التكلفة الفعلية للطاقة الشمسية اعتمادًا على حجم نظام الألواح الشمسية، ونوع الألواح الشمسية، وجودة التركيب، والحوافز والحسومات المتاحة. لذلك، يمكن للجميع الحصول على نظام الطاقة الشمسية بتكلفة معقولة.
• الطاقة الشمسية لها 5 عيوب. الطاقة الشمسية لها العديد من القيود، بما في ذلك عدم العمل طوال الوقت، وارتفاع التكاليف الأولية، وتحديات التخزين.

ما هي عيوب الطاقة الشمسية وقيود الطاقة الشمسية؟

الصورة التالية توضح عيوب وحدود الطاقة الشمسية الخمسة.

القائمة التالية تشرح العيوب والقيود الخمسة الرئيسية للطاقة الشمسية.

• أنظمة غالية. تعتبر تكلفة تركيب أنظمة الطاقة الشمسية مرتفعة، على الرغم من انخفاض التكلفة في السنوات الأخيرة.
• لا تعمل في الليل. ولا يمكن توليد الكهرباء أو الحرارة من الطاقة الشمسية بعد غروب الشمس ليلاً. لذلك، من الضروري تخزين الطاقة الشمسية المنتجة خلال النهار للاستفادة منها ليلاً.
• كفاءة منخفضة في الطقس الغائم. تولد الطاقة الشمسية كميات أقل من الكهرباء في الأيام الملبدة بالغيوم
• حلول تخزين باهظة الثمن. يتم تخزين الطاقة الشمسية في البطاريات، ولكن البطاريات باهظة الثمن ولها عمر محدود.
• متطلبات استخدام الأراضي الضخمة. تحتاج أنظمة الطاقة الشمسية الموجودة على الأرض إلى مساحة كبيرة من الأرض ليتم تركيبها عليها.
• الأثر البيئي السيئ للتصنيع. إن إنتاج أجهزة الطاقة الشمسية النشطة له تأثير بيئي.

ما هي تكلفة أنظمة الطاقة الشمسية؟

في عام 2023، كان متوسط تكلفة الطاقة الشمسية في الولايات المتحدة يتراوح بين 1 إلى 1.5 دولار لكل واط، وفقًا لـ the Solar Energy Industries Association (SEIA). وهذا يعني أن نظام الطاقة الشمسية النموذجي بقدرة 6 كيلووات سيكلف حوالي 12500 دولار لتركيبه.

تختلف تكلفة الطاقة الشمسية اعتمادًا على عدة عوامل، بما في ذلك حجم نظام الألواح الشمسية الخاص بك، ونوع الألواح الشمسية، وجودة التركيب. كما أن هناك بعض الدول التي تصدر قوانين تخفض تكلفة أنظمة الطاقة الشمسية عن طريق الحوافز والحسومات.

على سبيل المثال، تعد الألواح الشمسية عالية الكفاءة أكثر تكلفة من الألواح الشمسية القياسية، ولكنها تولد المزيد من الكهرباء على مدى عمر نظام الطاقة الشمسية. وبالمثل، فإن نظام الطاقة الشمسية المصمم والمركب جيدًا يكون أكثر تكلفة من النظام الشمسي سيئ التصميم والتركيب، ولكنه أكثر كفاءة وموثوقية.

التكلفة الأولية للتركيب، هناك أيضًا بعض التكاليف المستمرة المرتبطة بأنظمة الطاقة الشمسية، مثل تكلفة التأمين والصيانة.

أنظمة الطاقة الشمسية للمنازل؟

الطاقة الشمسية المنزلية هي وسيلة لتوليد الكهرباء لمنزلك باستخدام ضوء الشمس. أنظمة الطاقة الشمسية للمنازل تأتي بقدرات مختلفة (أنظمة 1 كيلو وات، أنظمة 3 كيلو وات، أنظمة 5 كيلو وات). هذه الأنظمة يتم تركيبها على سطح منزلك وتحول ضوء الشمس إلى كهرباء. في أنظمة الطاقة الشمسية المنزلية، يتم استخدام الكهرباء لتشغيل منزلك وأجهزتك.

هناك 3 لأنواع من أنظمة الطاقة الشمسية المنزلية (نظام متصل بالشبكة ومتصل بالشبكة ومختلط). لتركيب الطاقة الشمسية لمنزلك، تحتاج إلى شراء الألواح الشمسية وعاكس للطاقة الشمسية. يقوم العاكس الشمسي بتحويل الكهرباء المولدة من الألواح الشمسية إلى كهرباء تيار متردد. يتم تخزين الكهرباء المولدة في البطاريات، لتزويد المنزل بالطاقة عندما لا يتم توليد الكهرباء، كما هو الحال في الليل. الطاقة الشمسية السكنية مناسبة للأطفال في المنازل ولجميع أفراد الأسرة.

ما هو تركيب الطاقة الشمسية؟

تركيب الطاقة الشمسية هو عملية تركيب الألواح الشمسية على السطح أو أي هيكل آخر لتوليد الكهرباء. بعد تركيب ألواح الطاقة الشمسية، تقوم هذه الأولاح بتحويل ضوء الشمس إلى كهرباء ذات تيار مباشر (DC)، والتي يتم تحويلها بعد ذلك إلى كهرباء ذات تيار متردد (AC) بواسطة عاكس شمسي. ينص أحد المبادئ الأساسية للهندسة الكهربائية على أنه “يتم استخدام كهرباء التيار المتردد لتشغيل المنازل والشركات والمباني الأخرى”.

تتضمن عملية تركيب الطاقة الشمسية الخطوات التالية: أولاً، تقييم الموقع، حيث يقوم فني تركيب الطاقة الشمسية بزيارة الممتلكات الخاصة بك لتقييم مدى جدوى تركيب نظام الطاقة الشمسية. ثانيًا، تصميم النظام، يقوم مُركّب الطاقة الشمسية بتصميم نظام طاقة شمسية يلبي احتياجاتك وميزانيتك. ثالثًا، إذا سمحت، فأنت بحاجة إلى الحصول على تصريح من حكومتك المحلية قبل تركيب نظام الطاقة الشمسية. رابعا، تركيب الألواح الشمسية على سطح المنزل أو أي هيكل آخر. خامساً، الفحص، بمجرد تركيب نظام الطاقة الشمسية، يجب أن يتم فحصه من قبل مفتش محلي.

ما هي تقنيات تخزين الطاقة الشمسية؟

تقنيات تخزين الطاقة الشمسية هي معدات تقوم بتخزين الطاقة الشمسية بحيث يتم استخدام الطاقة الشمسية لاحقًا عندما لا تكون الشمس مشرقة. هناك 4 تقنيات مختلفة لتخزين الطاقة الشمسية، وهي مدرجة أدناه.

• البطاريات. البطاريات هي النوع الأكثر شيوعا من تكنولوجيا تخزين الطاقة الشمسية، وخاصة في المنازل. تقوم البطاريات بتخزين الطاقة الشمسية على شكل طاقة كيميائية، والتي يتم تحويلها بعد ذلك إلى طاقة كهربائية عند الحاجة.
• أنظمة الطاقة الحرارية. هي أنظمة أنظمة تخزين الطاقة الحرارية بتخزين الطاقة الشمسية على شكل حرارة. ثم يتم استخدام هذه الحرارة لتوليد الكهرباء أو تسخين المياه أو المباني الحرارية.
• بطاريات التدفق. بطاريات التدفق هي نوع من البطاريات التي تستخدم اثنين من الشوارد السائلة لتخزين وإطلاق الطاقة. وهي أكثر تكلفة من بطاريات الرصاص الحمضية التقليدية، ولكنها تتمتع بعمر أطول وأكثر كفاءة.
• دولاب الموازنة (الحذافات). هي أجهزة تقوم بتخزين الطاقة في شكل طاقة حركية. إنها تدور بسرعات عالية وتخزن الطاقة في كتلتها الدوارة. عند الحاجة إلى الطاقة، تتباطأ دولاب الموازنة لتحرير الطاقة المخزنة.

هل الطاقة الشمسية مناسبة للأطفال؟

نعم الطاقة الشمسية مناسبة للأطفال. تحمي الطاقة الشمسية الهواء من الغازات الدفيئة التي تأتي من مصادر الطاقة التقليدية. الطاقة الشمسية هي مصدر طاقة آمن وليس لها أي آثار صحية سيئة على الأطفال أو أصحاب المنازل. تعد الطاقة الشمسية طريقة رائعة لتعليم الأطفال العلوم والتكنولوجيا. يتعلم الأطفال كيفية عمل الألواح الشمسية وكيفية استخدام الإنسان للطاقة الشمسية لتوليد الكهرباء. كما أن أدوات ومعدات أنظمة الطاقة الشمسية مثل الألواح الشمسية والبطاريات والمحولات آمنة للأطفال.

هل الطاقة الشمسية تستحق العناء؟

نعم، الطاقة الشمسية تستحق العناء، فالتوفير على المدى الطويل في فواتير الطاقة يعوض هذه التكاليف. على سبيل المثال، يوفر متوسط نظام الألواح الشمسية في الولايات المتحدة لأصحاب المنازل 1360 دولارًا سنويًا على فواتير الطاقة الخاصة بهم، وفقًا لـ the Solar Energy Industries Association (SEIA). وهذا يعني أن نظام الألواح الشمسية النموذجي بقدرة 6 كيلووات يغطي تكاليفه خلال 10 سنوات تقريبًا.

تختلف المدخرات الفعلية اعتمادًا على تكلفة الكهرباء في منطقتك وكمية الكهرباء التي يولدها نظام الطاقة الشمسية الخاص بك. ومع ذلك، حتى في المناطق الأكثر تكلفة، تعد الطاقة الشمسية وسيلة فعالة من حيث التكلفة لتقليل فواتير الطاقة والبصمة الكربونية. كما أن تكلفة الطاقة الشمسية تنخفض كل عام، على عكس تكلفة الوقود الأحفوري التي تزيد سنويا

ما هي الاختلافات بين الطاقة الشمسية والوقود الأحفوري؟

هناك 4 اختلافات رئيسية بين الطاقة الشمسية والوقود الأحفوري. أولا، الطاقة الشمسية هي ينبوع متجدد. في المقابل، يعتبر الوقود الأحفوري مصادر طاقة غير متجددة تأتي من البقايا المتحجرة للنباتات والحيوانات.

ثانيا، الطاقة الشمسية هي مصدر نظيف ومتجدد، فهي تمنع الهواء والغلاف الجوي من استقبال الغازات الدفيئة. وفي المقابل، يعد الوقود الأحفوري سببًا كبيرًا لتلوث الهواء والغازات الدفيئة.

ثالثا، الطاقة الشمسية هي مصدر مستدام للطاقة، مما يعني أنه يمكننا استخدام الطاقة الشمسية دون استنزاف الموارد الطبيعية. ومن ناحية أخرى، يعد الوقود الأحفوري مصدرًا غير متجدد للطاقة، مما يعني نفاده. رابعا، انخفضت تكلفة الطاقة الشمسية بشكل كبير في السنوات الأخيرة، والطاقة الشمسية تقلل من الحاجة إلى دفع فواتير الكهرباء التقليدية مما يجعل الطاقة الشمسية تستحق الاستثمار. في حين أن تكلفة الوقود الأحفوري آخذة في الارتفاع بشكل مطرد، مما أدى إلى ارتفاع فواتير الكهرباء.

ما هي عمليات الاحتيال في مجال الطاقة الشمسية؟

تعد عمليات الاحتيال في مجال الطاقة الشمسية ممارسات خادعة مصممة لاستغلال المستهلكين المهتمين بتركيب أنظمة الطاقة الشمسية. تتخذ عمليات الاحتيال المتعلقة بالطاقة الشمسية 4 أشكال رئيسية، ولكنها تنطوي على أساليب مبيعات احتيالية، وادعاءات مضللة حول فوائد الطاقة الشمسية، وأساليب مبيعات عالية الضغط.

يجب على المشتري اتخاذ العديد من الإجراءات لتجنب عمليات الاحتيال في مجال الطاقة الشمسية مثل إجراء بحث مكثف والحصول على عروض أسعار متعددة والتعرف على المبيعات ذات الضغط العالي.

ماذا تشمل عمليات الاحتيال في مجال الطاقة الشمسية؟

في القائمة التالية هناك 4 عمليات احتيال شائعة في مجال الطاقة الشمسية.

• الألواح الشمسية المجانية. يقدم المحتالون ألواحًا شمسية مجانية مقابل دفعة أولى أو رسوم شهرية. ومع ذلك، غالبًا ما تأتي هذه العروض بتكاليف أو متطلبات مخفية، وتكون الألواح الشمسية منخفضة الجودة.
• تكتيكات المبيعات ذات الضغط العالي. يستخدم المحتالون أساليب البيع عالية الضغط لإقناع المستهلكين بتوقيع عقود أنظمة الطاقة الشمسية. ومن الصعب إلغاء هذه العقود، وينتهي الأمر بالمستهلكين بدفع أكثر بكثير مما توقعوا مقابل نظام الطاقة الشمسية الخاص بهم.
• الإدعاءات مضللة. يقدم المحتالون ادعاءات مضللة حول فوائد الطاقة الشمسية، مثل المبالغة في تقدير حجم الأموال التي يوفرها المستهلكون على فواتير الطاقة الخاصة بهم.
• الشركات الوهمية. يقوم بعض المحتالين بإنشاء شركات طاقة شمسية مزيفة للاحتيال على المستهلكين. تختفي هذه الشركات بعد تحصيل وديعة من المستهلكين أو بعد تركيب نظام طاقة شمسية رديء الجودة.

كيفية تجنب عمليات الاحتيال في مجال الطاقة الشمسية؟

تحتوي القائمة التالية على 5 نصائح لتجنب عمليات الاحتيال في مجال الطاقة الشمسية.

• قم بالبحث الخاص بك. قبل توقيع عقد مع شركة طاقة شمسية، تأكد من البحث عن الشركة والعقد بعناية. اقرأ تقييمات الشركة عبر الإنترنت واطلب مراجع من العملاء السابقين.
• احصل على عروض أسعار متعددة. احصل على عروض أسعار من العديد من شركات الطاقة الشمسية قبل اتخاذ القرار. يساعدك هذا على مقارنة الأسعار والخدمات وتجنب فرض رسوم زائدة.
• احذر من المبيعات ذات الضغط العالي. كن حذرًا من مندوبي مبيعات الطاقة الشمسية الذين يستخدمون أساليب البيع عالية الضغط. خذ وقتك ولا تشعر بالاندفاع، إذا كان مندوب المبيعات يضغط عليك لتوقيع عقد.
• اقرأ العقد بعناية. قبل توقيع عقد مع شركة طاقة شمسية، تأكد من قراءة العقد بعناية وفهم جميع الشروط والأحكام.
• طلب المساعدة. يجب عليك الاتصال بالجهات المختصة في بلدك، إذا كنت تعتقد أنك وقعت ضحية لعملية احتيال تتعلق بالطاقة الشمسية.