آنا ألمريني

باختصار: نعم، الطاقة شمسية مورد متجدد، فحتى تعتبر طاقة متجددة، يجب أن تكون قادرًا على استخدام مصدر الطاقة دون استنفاد.

فعلى سبيل المثال، تلتقط الألواح الشمسية ضوء الشمس وتحوله إلى كهرباء. لكن استخدام ضوء الشمس هذا لا يقلل من كمية الإشعاع الشمسي الذي ترسله الشمس إلى الأرض. فتكون الشمس بنفس القوة قبل أن تلتقط الألواح ضوء الشمس كما هي بعد أن تتحول إلى كهرباء.

من ناحية أخرى، يعد الوقود الأحفوري مصدرًا غير متجدد للطاقة. عند استخدامك أشياء مثل الفحم والغاز الطبيعي، تقل الكمية المتوفرة ولن تتجدد لملايين السنين. 

وحتى نلقي نظرة فاحصة على الطاقة الشمسية وكيف تعمل، فإننا نتعرف للسؤال الأولي التالي:

ما هي الطاقة الشمسية؟

إن الطاقة الشمسية في أبسط صورها هي ذلك النمط من الطاقة التي تنتجها الشمس. إذ تُستخدم الألواح الشمسية بشكل شائع لالتقاط الطاقة الشمسية التي تضرب سطح الأرض وتحويلها إلى كهرباء قابلة للاستخدام. وتتشكل الطاقة الشمسية في الشمس من خلال الاندماج النووي، وهي عملية يتم من خلالها إنتاج كمية لا تصدق من الحرارة والطاقة. 

وتسقط هذه الطاقة عبر الفضاء كإشعاع كهرومغناطيسي، إذ تضرب الأرض كإشعاع شمسي. وتختلف كمية الإشعاع الشمسي الذي يضرب الأرض بحسب الموسم والموقع، لكن حوالي 173 ألف تيراواط من الطاقة الشمسية تضرب الأرض بشكل مستمر.

إن ذلك يزيد بمقدار 10 آلاف ضعف من الطاقة التي يستهلكها العالم، إذ تعد الألواح الشمسية مثالية لالتقاط ذلك المصدر الوفير من الطاقة.

ننتقل إلى سؤال آخر: هل الطاقة الشمسية متجددة؟ 

تعد الشمس مصدرًا للطاقة المتجددة. ذلك أن عملية تحويل ضوء الشمس إلى كهرباء لا تقلل من قوة الشمس. إذ تبقى بنفس القوة، بغض النظر عن مقدار أشعته التي نستخدمها. ثم إن الطاقة الشمسية ليست متجددة فحسب، بل إنها نظيفة أيضًا! ذلك أن تحويل ضوء الشمس إلى كهرباء باستخدام الألواح الشمسية لا يولد أي انبعاثات ضارة من غازات الاحتباس الحراري؛ وهو ما يجعل الطاقة الشمسية لاعبًا رئيسيًا في زيادة استدامتنا.

صحيح أن المواد المستخدمة في صناعة الألواح الشمسية تتطلب تعدين معادن ثمينة ما يؤثر سلبًا في البيئة المحيطة. رغم ذلك، فإن الآثار الضارة للألواح الشمسية تنتهي عمومًا بعد تصنيع اللوحة. ففي حالة الوقود الأحفوري، ليس عليك فقط التنقيب عنه واستخراجه، بل عليك أيضًا حرقه، مما يتسبب في موجة إضافية من التأثير البيئي الضار. وهناك طريقتان رئيسيتان تعمل بهما أنظمة الطاقة الشمسية لتوليد الكهرباء هما: الطاقة الشمسية الكهروضوئية، والطاقة الشمسية المركزة.

أولاً: الطاقة الشمسية الكهروضوئية

الألواح الكهروضوئية (PV): وهي أكثر أشكال الطاقة الشمسية استخدامًا، وتعد الخيار الأمثل لأنظمة الطاقة الشمسية على الأسطح ومعظم التركيبات التجارية. وتحتوي الألواح الشمسية على خلايا كهروضوئية تتشكل من السيليكون بحيث تحول أشعة الشمس إلى كهرباء. وتعمل الخلايا الشمسية الكهروضوئية داخل اللوحة كأشباه موصلات تحول ضوء الشمس إلى كهرباء. وتحتوي الخلايا الشمسية على طبقات سالبة الشحنة وموجبة الشحنة. عندما تضرب فوتونات الشمس الخلايا الشمسية، تنتقل الإلكترونات من الطبقة السالبة إلى الطبقة الموجبة التي تولد الكهرباء. الكهرباء المنتجة هي تيار مباشر، أو تيار مستمر، كهرباء تتدفق إلى عاكس يحولها إلى تيار متناوب (AC) يمكن أن تستخدمه المنازل والشركات.

ثانيًا: الطاقة الشمسية الحرارية 

تستخدم الطاقة الحرارية الشمسية حرارة الشمس لأداء مهمة ما. ومن الأمثلة على ذلك سخانات المياه بالطاقة الشمسية، والتي تعتمد على الشمس من خلال تسخين المياه داخل مجمعات الطاقة الشمسية لإرسال الماء الساخن إلى الصنبور الخاص بمنزلك. وبشكل أوسع نطاقًا هناك طاقة حرارية شمسية مركزة. ففي هذا النظام، تعكس الهياكل التي تشبه المرآة ضوء الشمس إلى جهاز استقبال مركزي. ثم تقوم الطاقة الحرارية بتسخين المياه التي تولد البخار لتشغيل التوربينات التي تولد الطاقة الكهربائية. وتتطلب الأنظمة الشمسية المركزة مساحة كبيرة، ولذلك فهي مناسبة بشكل أفضل للأماكن ذات الأميال من المساحات المفتوحة ووفرة أشعة الشمس، مثل الغرب الأميركي. وتعمل الطاقة الشمسية المركزة بشكل مختلف، إذ تعمل هذه الألواح مثل المرايا، فتجمع الطاقة الحرارية الشمسية من الشمس وترسلها إلى جهاز استقبال مركزي. ثم يتم استخدام هذه الطاقة الحرارية لتسخين المياه التي تولد البخار لتشغيل التوربينات في المحطة.

ما هي فوائد الطاقة الشمسية؟ 

هناك العديد من الفوائد الأساسية للطاقة الشمسية، مثل: تقليل فاتورة الكهرباء، وتقليل انبعاثات الكربون، وزيادة قيمة المنازل. لكنها لا تتوقف عند هذا الحد! الطاقة الشمسية هي مصدر رخيص للطاقة المتجددة يمكن أن يوفر فوائد جماعية للعالم، وليس للأفراد فقط. فإذا تحقق ذلك بشكل جيد، يمكن أن توفر الألواح الشمسية ما يكفي من توليد الطاقة للحفاظ على تشغيل الشبكات الكهربائية لمدة 24 ساعة تقريبًا. ذلك أن جزءًا محوريًا من هذه المعادلة يكمن في تخزين البطاريات الشمسية، وهو الجزء الذي يساعد في الحفاظ على الشبكة الكهربائية في العديد من الأماكن مثل ولاية كاليفورنيا الأميركية خلال موجة الحر التي تعرضت لها في هذا العام 2022.

ويمكن توصيل الطاقة المخزنة في المنازل بشبكات المرافق والوصول إليها كمصدر للطاقة الاحتياطية، كذلك بالإمكان استخدامها لتقليل الضغط على الشبكة ومنع انقطاع التيار الكهربائي في المقام الأول. وهو ما يفسر بدرجة أساسية قيام أماكن مثل ولاية كاليفورنيا بزيادة حوافز تخزين البطاريات؛ إذ تحتاج الشبكة إلى طاقة مخزنة لتعمل بشكل نظيف وموثوق.

أي مستقبل للطاقة الشمسية؟ 

لحسن الحظ، تتحول المزيد من المرافق ومحطات الطاقة التجارية الكبيرة الحجم نحو الاعتماد على الطاقة الشمسية. إذ يعد تركيب المزيد من الألواح الشمسية وغيرها من المصادر المتجددة، مثل: الطاقة الحرارية الأرضية، أو الطاقة الكهرومائية، أو طاقة الرياح؛ أمرًا ضروريًا لتقليل انبعاثات ثاني أكسيد الكربون والحد من الآثار الضارة لتغير المناخ. لأن إضافة الألواح الشمسية يمكن أن تؤدي إلى تلبية جميع احتياجاتك من الطاقة، وتقليل فاتورة الكهرباء إلى أدنى حد ممكن، ثم إن إضافة البطاريات الشمسية يمكن أن تحافظ على مرونة منزلك أثناء العواصف أو انقطاع التيار الكهربائي عن الشبكة.

سوف تكون الموارد المتجددة بمنزلة مصادر للطاقة في المستقبل، ذلك أنه مع تقدم تقنيات الطاقة الشمسية، يتوقع أن تصبح أرخص وأكثر سهولة في الوصول إليها. ليس هناك وقت أفضل للذهاب إلى الطاقة الشمسية والانضمام إلى عمليات مواجهة تغير المناخ.

إعداد: وحدة الترجمات بمركز سمت للدراسات

المصدر: Solar Reviews