مقدمة
تعتبراشعة الشمس مصدر طاقة قوية للغاية ، وضوء الشمس يعد أكبر مصدر للطاقة يتلقاهاكوكب الارض ، لكن شدتها وقوتهاعلى سطح الأرض منخفضة جدًا، بسبب الانتشار الشعاعي الهائل للإشعاع من الشمس البعيدة في الاساس.و خسارة إضافية بسيطة تكون نسبيا ارجاعها إلى أرض جو و الغيوم ، والتي تمتص أو تكون مبعثرة بقدر 54 في المئة من ضوء الشمس القادم. يتكون ضوء الشمس الذي يصل إلى الأرض من حوالي 50 في المائة من الضوء المرئي ، و 45 في المائة من الأشعة تحت الحمراء ، وكميات أصغر من الأشعة فوق البنفسجية وأشكال أخرى من الإشعاع الكهرومغناطيسي .الطاقة الشمسية هي انعكاس وامتصاص ضوء الشمس الذي سنعكس على الغلاف الارضي وسطحه.
لسوء احظ رغم ان الطاقة الشمسية طاقة مجانية نالا انها مكلفة ، لاستغلالها بالمجان،فتكلفة جمعها وتحويلها وتخزينها لاتزال تحد من الاستغلال المجان.فالاشعاع الشمسي يمكن تحويله الى طاقة حرارية او الى طاقة كهربائية،وتعد الاولى الاسهل في تحقيق الهدف المنشود في الاستغلال.يستقبل كوكب الارض ما يقرب من 200 الف ضعف اجمالى القدرة اليومية لتوليد الكهرباء،في العالم كل يوم في شكل طاقة شمسية.
إمكانات الطاقة الشمسية
الاجهزة المستعملة للالتقاط الطاقة الحرارية
التقاط الطاقة الشمسية وتحويلها إلى طاقة حرارية تحتاج الى استخدام الاجهزة الاكثر شيوعا ، ما يسمى بمجمعات الألواح المسطحة ، والتي تستخدم لتطبيقات التسخين الشمسي . نظرًا لأن شدة الإشعاع الشمسي على سطح الأرض منخفضة جدًا ، يجب أن تكون هذه المجمعات كبيرة في المساحة.حتى في الأجزاء المشمسة من المناطق المعتدلة في العالم ، على سبيل المثال ، يجب أن تبلغ مساحة المجمع حوالي 40 مترًا مربعًا (430 قدمًا مربعًا) لجمع طاقة كافية لتلبية احتياجات الطاقة لشخص واحد.تتكون مجمعات الألواح المسطحة الأكثر استخدامًا من صفيحة معدنية سوداء مغطاة بورقة أو لوحين من الزجاج ، يتم تسخينها بواسطة ضوء الشمس الساقط عليها.
ثم يتم نقل هذه الحرارة إلى الهواء أو الماء ، وتسمى "السوائل الحاملة " ، والتي تتدفق عبر الجزء الخلفي من اللوحة. يمكن استخدام الحرارة مباشرة ، أو يمكن نقلها إلى وسط آخر للتخزين. يُشَيَّعُ استخدام مجمعات الألواح المسطحة في سخانات المياه بالطاقة الشمسية وتدفئة المنزل.
عادة ما يتم تخزين الحرارة للاستخدام في الليل أو في الأيام الملبدة بالغيوم باستخدام خزانات معزولة لتخزين المياه الساخنة خلال الفترات المشمسة. يمكن لمثل هذا النظام أن يزود المنزل بالماء الساخن المسحوب من خزان التخزين ، أو مع تدفق الماء الدافئ عبر الأنابيب في الأرضيات والأسقف ، يمكن أن يوفر تدفئة للمكان.
مجمعات اللوح المسطح عادة سوائل حامل الحرارة إلى درجات حرارة تتراوح من 66 إلى 93 درجة مئوية (150 إلى 200 درجة فهرنهايت). وتتراوح كفاءة هذه المجمعات (أي نسبة الطاقة المستلمة التي تحولها إلى طاقة قابلة للاستخدام) من 20 إلى 80 بالمائة ، اعتمادًا على تصميم المجمع.
الطاقة الشمسية في انحاء العالم
الطاقة الشمسية تسخر حالياً في جميع أنحاء عدة في العالم ويمكنها أن تؤمن أضعاف معدّل الاستهلاك الحالي للطاقة في العالم إذا ما تمّ استغلالها بشكل صحيح. يمكن استخدام الطاقة الشمسية لانتاج الكهرباء مباشرة و للتسخين والتبريد.الانواع الأساسية لاستخدامات الطاقة الشمسية هي : "الفولطائية الضوئية" و"الطاقة الحرارية الشمسية".الطاقة الشمسية يمكن تحويلها إلى طاقة كهربائية وطاقة حرارية من خلال آليتي التحويل الكهروضوئية والتحويل الحراري للطاقة الشمسية ، والتحويل الكهروضوئية هو تحويل الإشعاع الشمسي أو الضوئي مباشرة إلى طاقة كهربائية بوساطة الخلايا الشمسية ( الكهروضوئية ) ،
و هناك بعض المواد التي تقوم بعملية التحويل الكهروضوئية تدعى اشتباه الموصلات كالسيليكون والجرمانيوم وغيرها . وقد تم اكتشاف هذه الظاهرة من قبل بعض علماء الفيزياء في أواخر القرن التاسع عشر الميلادي حيث وجدوا أن الضوء يستطيع تحرير الإلكترونات من بعض المعادن . وقد نال العالم اينشتاين جائزة نوبل في عام 1921م لاستطاعته تفسير هذه الظاهرة.
اكتشاف الظاهرة الكهروضوئية
يرجع تاريخ اكتشاف هذه الظاهرة غلى سنة 1877م على يد العالم هيرتز وهالفاخس الذي لاحظ تولّد شرر كهربائي بكل سهولة فور تعرض سطح من مادة موصلة لشعاع فوق بنفسجي، إلا أنّه تم الإعلان عنها رسمياً سنة 1900م من قِبل العالم لينارد، ومع حلول عام 1905م كان العالم آينشتاين قد فنّد هذه الظاهرة الكهروضوئية مُقدماً ورقة أبحاث تشمل تفسيراً للنتائج العملية للظاهرة. وقال إنّ طاقة الضوء تتكدس على شكل كمات من الطاقة تعرف بالفوتونات، هذا الاكتشاف ترك أثراً عظيماً في ثورة علم فيزياء الكم، وبناءً على ذلك حاز الأخير على جائزة نوبل في الفيزياء سنة 1921م وفقاً لتفسيره لتأثير الكهروضوئي.
تشير التواريخ والسير الذاتية دائما إلى عام 1905م، باعتباره عام المعجزة لأينشتاين بسبب مقالاته عن النسبية والكم الخفيف والحركة البراونية ، أطروحته على قدم المساواة مع مقال الحركة البراونية .في الواقع ، في بعض وليس كل النواحي ، فإن نتائجه على الحركة البراونية هي منتجات ثانوية لأطروحته .الديناميكا الكهربائية للأجسام ألمتحركة.
التأثير الكهروضوئي
اقترح آينشتاين أنَّ الضوء مكون من كميات من الطاقة المحددة تُدعى الفوتونات أو الكم، التي لها خصائص مشتركة مع كل من الجسيمات والموجات، كما شرح كيفية انبعاث الإلكترونات من سطح جسم صلب إثر سقوط الضوء عليه، ويُعدّ التلفاز أحد التطبيقات العملية لهذا التأثير.الطريق نحو طاقة نظيفة
أعلنت الوكالة الدولية للطاقة وضع أول خارطة طريق لتحقيق صافي الانبعاثات الصفرية بحلول عام 2050 وستقدم تقريرها بهذا الشأن في 18 أيّار/مايو للمساهمة في مؤتمر الأطراف.وقال فاتح بيرول، المدير التنفيذي للوكالة: "الأخبار السارّة هي أن الصين والاتحاد الأوروبي والمملكة المتحدة واليابان جميعهم خرجوا بأهداف وطنية طموحة لعام 2050.
وليس لديّ شك بأن الرئيس الأميركي المنتخب جو بايدن سيعلن أن الولايات المتحدة ستنضم لهذا المحفل". وتساهم هذه الدول بنحو 60% من الانبعاثات العالمية.يُذكر أنه للحد من ارتفاع درجة الحرارة العالمية إلى 1.5 درجة مئوية يجب أن تنخفض الانبعاثات بنسبة 7.6% كل عام من الآن وحتى عام 2030. هذا يُترجم إلى انخفاض سنوي بنسبة 6% في إنتاج الطاقة من الوقود الأحفوري.
المغرب محطة نور1 ورزازات للطاقة الشمسية
دشن جلالة الملك محمد السادس محطة نور1 للطاقة الشمسية في مدينة ورزازات في جنوب شرق المغرب،وتعتبر المرحلة الأولى ضمن مشروع الطاقة المتجددة وهو الأكبر من نوعه في العالم، بحسب السلطات المغربية.رفقة رئيس الحكومة الى محطة نور1 التي تبعد حوالى عشرين كيلومترا عن مدينة ورزازات في جنوب شرق المغرب.ثم قام بجولة في المحطة التي استغرق بناؤها حوالى ثلاث سنوات وكلف الاستثمار فيها ستمئة مليون يورو.وتم التدشين الرسمي في حضور كل من رئيس الحكومة عبدالإله ابن كيران وعدد من وزراء الحكومة ومستشاري الملك، وشخصيات دبلوماسية ومسؤولين من شركة «أكوا باور» السعودية التي أشرفت على إنجاز المشروع.
وبدأ العمل في هذا المشروع في 10 مايو 2013. وتمتد محطة نور 1 على 450 هكتارا (4،5 مليون متر مربع)، وتضم نصف مليون من المرايا العاكسة. ويتوقع ان تنتج نحو 160 ميغاوات من الكهرباء.
مكونات المحطة
وتعد محطة نور1 المرحلة الأولى من مشروع نور-ورزازات الممتد على 3000 هكتار والهادف بعد الانتهاء من بناء نور 2 ونور 3 ونور 4، إلى إنتاج 580 ميغاوات من الكهرباء وإمداد مليون منزل مغربي بالكهرباء النظيفة، حسبما أعلنت الوكالة المغربية للطاقة الشمسية عند إطلاق المشروع.وسيمكن مشروع المغرب للطاقة الشمسية من خفض انبعاثاته من الكربون بنحو مليون طن سنوياومشروع نور1-ورزازات بدوره مرحلة أولى من خمس مراحل في مشروع مغربي طموح وكبير لإنتاج الطاقة بقيمة استثمارية تبلغ تسعة مليارات دولار في عدد من المناطق المشمسة في المملكة التي تستورد 94% من حاجاتها من الطاقة، وتطمح إلى تغطية 42% من هذه الحاجيات عبر إنتاج الطاقة الشمسية بحلول العام 2020.
من الناحية التقنية
يتكون برنامج نور1 للطاقة الكهروضوئية من مشروع محطة نور4 باستطاعة 72 ميغا واط في مدينة ورزازات، ومشروع نور العيون باستطاعة 85 ميغا واط ومشروع نور بوجدور باستطاعة 20 ميغا واط. وقدمت شركة أكوا باور أدنى تعرفة للمشروع وهي 0.4614 درهم مغربي للكيلو واط الساعي.وستثبت محطات برنامج نور1 للطاقة الكهروضوئية إلى جانب محطة نور1 ونور2 ونور3 للطاقة الشمسية المركزة جدوى كل تقنيات الطاقة الشمسية، كما أنها ستعمل على تلبية طموحات الحكومة بتوليد 2 غيغا واط من الطاقة الشمسية بحلول العام 2020.
وستنتج المحطة الكهربائية ما يكفي من الكهرباء لتشغيل آلاف المنازل سنوياً باستخدام ألواح الطاقة الشمسية لتوليد الكهرباء، وتشير التقديرات إلى أن المشروع سيسهم أيضاً في تقليل الانبعاثات الكربونية بواقع عشرات آلاف الأطنان من مكافئ انبعاثات ثاني أكسيد الكربون لكل عام من التشغيل.
تساهم شركة أكوا باور في توسيع شبكة توليد الطاقة في المغرب، وذلك من خلال بناء خط للجهد العالي (225 كيلو فولت) بطول 26 كم لتوصيل محطة نور العيون، وخط للجهد المتوسط (22 كيلو فولت) بطول 12 كم لتوصيل محطة نور بوجدور.
تساهم شركة أكوا باور في توسيع شبكة توليد الطاقة في المغرب، وذلك من خلال بناء خط للجهد العالي (225 كيلو فولت) بطول 26 كم لتوصيل محطة نور العيون، وخط للجهد المتوسط (22 كيلو فولت) بطول 12 كم لتوصيل محطة نور بوجدور.
ليست هناك تعليقات:
إرسال تعليق
لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. وشكرا على التعليق