إن الشمس هي المصدر الأساسي للطاقة على سطح الأرض و تمكن الإنسان من التوصل إلى ابتكار ألواح الخلايا الضوئية الجهدية باستغلال الظواهر الكهروضوئية لتوليد الكهرباء، بالإضافة إلى إيجاد تصميمات معمارية تعمل على استغلال الطاقة الشمسية. وعلى الرغم من مدى أهمية الطاقة الشمسية ودورها الفعال في توليد الطاقة إلا أنه لم يعتمد عليها في توليد الطاقة إلا باستخدام جزء صغير منها حيث يتم الاعتماد عليها في توليد الطاقة الكهربائية باستخدام محركات حرارية ومحولات فولتوضوئية، كما عمد الإنسان إلى استغلالها مؤخراً في تقطير وتطهير الماء لجعله صالحاً للشرب، والاعتماد عليها بتسخين الماء بواسطة سخانات الماء الشمسية الخزانات ذات الألواح الزجاجية، واستغلالها في أغراض صناعية.
ما هي الطاقة الشمسية :
هي الضوء والحرارة المنبعثان من الشمس اللذان قام الإنسان بتسخيرهما لمصلحته منذ العصور القديمة باستخدام مجموعة من وسائل التكنولوجيا التي تتطور باستمرار.
وتضم تقنيات تسخير الطاقة الشمسية استخدام الطاقة الحرارية للشمس سواء للتسخين المباشر أو ضمن عملية تحويل ميكانيكي لحركة أو لطاقة كهربائية، أو لتوليد الكهرباء عبر الظواهر الكهروضوئية باستخدام ألواح الخلايا الضوئية الجهدية بالإضافة إلى التصميمات المعمارية التي تعتمد على استغلال الطاقة الشمسية، وهي تقنيات تستطيع المساهمة بشكل بارز في حل بعض من أكثر مشاكل العالم إلحاحا اليوم.
مميزات الطاقة الشمسية :
- التقنية المستعملة فيها تبقى بسيطة نسبيا وغير معقدة بالمقارنة مع التقنية المستخدمة في مصادر الطاقة الأخرى .
- استخدام الطاقة الشمسية مجاني لا يمكن لأحد أن يجعلها مدفوعة.
- توفير عامل الأمان البيئي حيث أن الطاقة الشمسية هي طاقة نظيفة لا تلوث الجو وتترك فضلات مما يكسبها وضعا مميزا في هذا المجال.
- من مصادر الطاقة المتجددة وغير القابلة للنفاد.
- لا تشمل أجزاء أو قطع متحركة.
- تحمل الإشعاعات الشمسية مقداراً كبير جداً من الطاقة.
- لا تستهلك وقودا.
- حياتها طويلة ولا تتطلب إلا القليل من الصيانة.
عيوب الطاقة الشمسية :
- مدى الاستفادة من الطاقة الشمسية يرتبط بوجود أشعة الشمس طيلة وقت الاستخدام .
- التنظيف المستمر الذي تتطلبه ألواح الطاقة الشـمسية من أجل ضمان عملها بكفاءة وفعالية.
- تكنولوجيا الخلايا الضوئية مازال مرتفع التكلفة.
- تؤثر الحالة الجوية على كفاءة وفاعلية أنظمة الطاقة الشـمسية فوجود السحب والضباب على سبيل المثال يقلل من كمية الطاقة المستفادة من أشعة الشمس.
- الطاقة الشمسية متوفرة إلا أنها ليست في متناول اليد و ليست مجانية بالمعنى المفهوم فسعرها الحقيقي عبارة عن المعدات المستخدمة لتحويلها من طاقة كهرومغناطيسية إلى طاقة كهربائية أو حرارية.
استخدامات الطاقة الشمسية :
- تسخين المياه، وذلك من خلال السخانات الشمسية التي توضع على أسطح المنازل بشكل مائل يناسب ميلان الأشعة الشمسية واتجاهها.
- إنارة الشوارع والطرق ليلاً من خلال استخدام الخلايا الشمسية التي تخزن الطاقة الشـمسية نهاراً وتحولها لطاقة ضوئية ليلاً.
- الإنارة الضوئية نهاراً، فبوجودها لا حاجة لاستخدام مصادر الإنارة الصناعية.
- إنشاء محطات الطاقة الشمسية الحرارية من أجل توليد الكهرباء، وتتلخص آلية عملها في تركيز الأشعة الشمسية علي أنابيب تسير فيها المياه، الأمر الذي يؤدي إلى تحويل الماء إلي بخار يمر إلى توربينات لتوليد الطاقة الكهربية.
- تقطير المياه وتحليه مياه البحر باستخدام الطاقة الشمـسية.
- إيجاد حل للمناطق البعيدة التي لا تصلها الكهرباء، من خلال الاعتماد على الطاقة الشمسية لتسيير أمور حياتهم.
إن الضوء الصادر من الشمس يتكون من أمواج كهرومغناطيسية، حيث تمتلك هذه الأمواج طاقة يعتمد مقدارها على تردد هذه الأمواج، فقد وجد العلماء أن ضوء الشمس يتفاعل مع المواد بشكل جيد وسريع، فبالتالي يقوم بتسخين المياه والمعادن المختلفة، وأطلق العلماء على هذه التفاعلات اسم الطاقة الشمسية، والتي تمثل تفاعل الضوء بألوان مختلفة مع المواد الموجودة على الأرض وتحويل هذا التفاعل وهذه الطاقة من شكل إلى آخر يخدم مصلحة الإنسان.