الطاقة الشمسية هي الضوء والحرارة الإشعاعية من الشمس التي تتحكم في مناخ الأرض وتؤدي إلى استمرار الحياة. إنها مصدر طاقة متجدد وينشأ من العملية الحرارية النووية التي تحول حوالي 650,000,000 طن من الهيدروجين إلى الهيليوم كل ثانية. هذه العملية تنتج الكثير من الحرارة والإشعاع الكهرومغناطيسي. الحرارة المنتجة تبقى داخل الشمس وهي مفيدة في الحفاظ على التفاعل الحراري النووي، بينما يتدفق الإشعاع الكهرومغناطيسي مع الإشعاع المرئي والأحمر والأشعة فوق البنفسجية في جميع الاتجاهات. الطاقة الشمسية هي في الواقع طاقة نووية. مثل جميع النجوم، الشمس هي كرة غاز كبيرة تتكون بشكل أساسي من الهيدروجين والهيليوم. في الطبقة الداخلية للشمس، 25% من الهيدروجين يتم دمجه إلى الهيليوم بمعدل حوالي 7 × 1011 كيلوجرام من الهيدروجين في الثانية.
تنتشر الحرارة من المركز أولاً وأساساً، ثم ترسل إلى سطح الشمس حيث تظل عند درجة حرارة 5800 كلفن. وفقًا لقانون ستيفان-بولتزمان، فإن الطاقة الكلية المنبعثة من الشمس، وبالتالي، كمية الطاقة الشمسية التي نحصل عليها على الأرض، تعتمد بشكل كبير على هذه درجة الحرارة السطحية. اليوم، نظام الطاقة الشمسية يلعب دورًا مهمًا في مجال إنتاج الكهرباء أو الاستخدامات المنزلية الأخرى مثل تسخين المياه والطبخ. كما نعلم أن الجزء الأكبر من الكهرباء المولدة يعتمد على الفحم الذي يستخدم في محطات توليد الطاقة الحرارية (في الهند، 65% من الكهرباء الكلية تُنتج من محطات توليد الطاقة الحرارية). ولكن المشكلة الرئيسية هنا هي أن الوقود المستخدم في محطات توليد الطاقة الحرارية هو الفحم، وهو محدود الكمية وقد لا يكون متاحًا في المستقبل لإنتاج الكهرباء. هذا هو السبب الرئيسي لظهور نظام الطاقة الشمسية.
نظام الطاقة الشمسية هو مصدر طاقة خالي من التلوث ومتوفر دائمًا لأن الشمس هي المصدر الوحيد للطاقة الشمسية (وتعرف أيضًا بالطاقة المتجددة أو غير التقليدية) والتي تقع في مركز النظام الشمسي وتقوم بإصدار الطاقة بمعدل هائل وثابت نسبيًا، يوميًا وسنويًا على شكل إشعاع كهرومغناطيسي. تحتوي الشمس على كمية هائلة من الطاقة لكن ليس كل الطاقة مستخدمة على الأرض بسبب بعض الأسباب مثل-
دوران الأرض حول محورها القطبي.
أسباب جوية للأرض.
إزاحة الأرض عن الشمس.
لكن الشيء الرئيسي هو أن بعد هذه العقبات، الطاقة الشمسية التي تصل إلى الأرض كافية لإنتاج الكهرباء الخالية من التلوث. بسبب هذا التفكير، نقلل من استخدام محطات الطاقة الحرارية، محطات الغاز وغيرها ونحتفظ بمصادر الطاقة غير المتجددة مثل الفحم والنفط للمستقبل. في السنوات الأخيرة، أصبح نظام الطاقة الشمسية المصدر الرئيسي للطاقة الذي يتم تحويله إلى كهرباء، وتعتمد معظم الدول في العالم على الطاقة الشمسية لإنتاج الكهرباء وبتكلفة أقل بكثير. الميزة الرئيسية لنظام الطاقة الشمسية هي أن ضوء الشمس موجود في كل مكان مجانًا. لإنتاج الكهرباء أو تحويل الطاقة الشمسية إلى أشكال أخرى من الطاقة، نستثمر مبالغ كبيرة في الألواح الشمسية التي تقوم بتحويل الطاقة الشمسية إلى أشكال أخرى، ولكن الميزة الرئيسية هي أنه بعد التركيب لا يحتاج إلى أي نوع من الصيانة لمدة 40 إلى 50 عامًا.
أول جامع للطاقة الشمسية تم إنشاؤه بواسطة العالم السويسري هوراس-بينيديكت دي سوسور في عام 1767، حيث استخدم صندوقًا معزولًا مغلقًا بثلاث طبقات من الزجاج والذي يقوم بامتصاص الطاقة الحرارية. بعد ذلك، أصبح صندوق سوسور مشهورًا وواسع الانتشار باسم أول فرن شمسي، حيث يصل إلى درجات حرارة تبلغ 230 درجة فهرنهايت. بعد ذلك، في عام 1839، حدث علامة فارقة مهمة في تطور الطاقة الشمسية بفضل اكتشاف التأثير الكهروضوئي من قبل العالم الفرنسي إدموند بيكريل. في هذا الاكتشاف، استخدم بيكريل كهربائيتين مثبتتين في مادة كهربائية ثم عرضهما للضوء، مما أدى إلى زيادة كبيرة في الكهرباء. بعد ذلك، حدث العديد من التجارب من قبل علماء مختلفين في أوقات مختلفة وقاموا بتحسين نظام الطاقة الشمسية لإنتاج المزيد من الكهرباء من الطاقة الشمسية. ولكن حتى يومنا هذا، ما زالت هناك العديد من التجارب الجارية من قبل العلماء حول كيفية الاستفادة القصوى من الطاقة الشمسية المتاحة على الأرض.
في عام 1873، اكتشف ويلوباي سميث خاصية التوصيل الضوئي لمادة تسمى السيلينيوم. في عام 1887، اكتشف هاينريش هرتز قدرة الأشعة فوق البنفسجية على إحداث شرارة بين كهربائيتين. في عام 1891، تم إنشاء أول سخان شمسي. في عام 1893، تم تقديم أول خلية شمسية. في عام 1908، اخترع ويليام ج. بيلييز جامعًا مصنوعًا من النحاس باستخدام لفائف وصناديق من النحاس. في عام 1958، تم استخدام الطاقة الشمسية في الفضاء. في السبعينيات، صممت شركة إيكسون كوربوريشن لوحة شمسية فعالة بتكلفة أقل في الصنع. عملية تصنيع الألواح الشمسية بتكلفة أقل أصبحت نقطة تحول رئيسية في تاريخ الطاقة الشمسية. في عام 1977، اعتمدت الحكومة الأمريكية استخدام الطاقة الشمسية بإطلاق معهد أبحاث الطاقة الشمسية. في عام 1981، أنتج بول ماكريد أول طائرة تعمل بالطاقة الشمسية. في عام 1982، تم تطوير أول سيارات تعمل بالطاقة الشمسية في أستراليا. في عام 1999، تم تطوير أكبر محطة لتوليد الطاقة الشمسية بإنتاج أكثر من 20 كيلوواط.
في عام 1999، تم تطوير الخلية الشمسية الأكثر كفاءة بنسبة كفاءة فوتوڤولتية تبلغ 36٪، وفي الوقت الحالي ننتج من 200 ميجاوات إلى 600 ميجاوات من الكهرباء من الطاقة الشمسية، مثل في حديقة الطاقة الشمسية في ولاية غوجارات في الهند، وهي مجموعة من المزارع الشمسية الموزعة حول منطقة غوجارات، تظهر قدرة مثبتة مجمعة تبلغ 605 ميجاوات، وفي حديقة الطاقة الشمسية في غولمود في الصين، بقدرة مثبتة تبلغ 200 ميجاوات.
بيان: احترم الأصلي، المقالات الجيدة تستحق المشاركة، إذا كان هناك انتهاك للحقوق يرجى التواصل للحذف.
