الطاقة الشمسية
تعتبر الشمس بالنسبة للأرض هي مصدر الحياة، فهي المصدر الأساسي للطاقات التي
تتسبب في أغلب العمليات التي تحدث على كوكبنا سواء أكانت طبيعية أم من صنع
الإنسان.
أما مصادر الطاقة الأخرى الصادرة من النجوم وباطن الأرض فهي تعتبر ضئيلة إذا
ما قورنت بالطاقة الشمسية.
ويفكر الإنسان منذ فترة بعيدة باستغلال الطاقة الشمسية غير أنه لم تتخذ خطوات
جدية لاستغلالها بصورة مباشرة وذلك بسبب توفر وقود آخر أسهل تحصيلاً
واستعمالاً.
تشير النتائج المتحققة عالمياً بخصوص الطلب على الطاقة أن هناك زيادة في معدل
الطلب العالمي على الطاقة بنسبة كبيرة.
وتبين الدراسات أن استخدامات النفط سوف تنحصر في مجالات معينة وضيقة، وعليه
فإن معظم الزيادة في معدلات استهلاك الطاقة يجب أن تأتي من مصادر الطاقة
المتجددة وأولى هذه المصادر هي الطاقة الشمسية.
يستلم سطح الأرض حوالي (3 × 10 24 جول) من الطاقة الشمسية في كل
عام (أي بمعدل 7 × 10 5 جول / م2 . ساعة) في حين أن
إجمالي ما يستهلكه الإنسان من الطاقة بالعام حوالي (3 × 10 20
جول).
لقد حظيت الطاقة الشمسية باهتمام كبير وذلك لعدة أسباب:
1- أنها طاقة طبيعية، اقتصادية، دائمة ومتجددة.
2- تعتبر من مصادر الطاقة النظيفة، فهي لا تسبب أي تلوث للبيئة.
3- لا تحتاج إلى واسطة نقل وخاصة إذا كانت المسافات بعيدة.
4- الأجهزة الشمسية بسيطة التركيب والنصب بالمقارنة مع أجهزة الطاقة النووية
أو منشآت تكرير البترول.
لغرض الاستفادة من الطاقة الشمسية وجب تحويلها إلى أي نوع آخر من الطاقة
(حرارية أو كهربائية أو كيميائية) بحيث يمكن الاستفادة منها بصورة عملية
ومفيدة.
لذلك تعتبر عملية تحويل الطاقة الشمسية وخزنها هما العاملان اللذان يحددان في
الوقت الحاضر على الأقل مدى الاستفادة منها.
الإشعاع الشمسي:
إن الاهتمام بالطاقة الشمسية وتطبيقاتها يجعل من الضروري معرفة طبيعة الإشعاع
الشمسي الواصل إلى الأرض ودراسة مكوناته والعوامل التي تؤثر فيه ومعرفة الطاقة
التي يحويها.
تبعث الشمس مدى واسعا من الأحوال الموجية على شكل موجات كهرومغناطيسية تتراوح
من منطقة الأشعة السينية بطول موجي 10– 8 متر إلى الأمواج
الراديوية بطول موجي 100 متر.
إن طاقة الإشعاع الشمسي تنقطع تماماً في المنطقة التي تقصر فيهاالأحوال
الموجية عن (300nm)
وانخفاضاً في الطاقة خاصة في المنطقة التي تزيد فيها الأطوال الموجية عن (2000nm)
وتقع أقصى قيمة لشدة الأشعاع الشمسي عند الطول الموجي (530nm).
نستنتج من ذلك أن الإشعاع الشمسي عند مروره خلال الغلاف الجوي يعاني من عدة
عوامل تسبب اضمحلاله ومن هذه العوامل الامتصاص نتيجة لوجود الغازات والاستطارة
بواسطة السحب وبواسطة جزيئات الهواء. والاستطارة والانعكاس المشتت الناتج عن
وجود دقائق الغبار والشوائب.
قال تعالى: " ومن آياته الليل والنهار والشمس والقمر لا تسجدوا للشمس ولا
للقمر واستجدوا لله الذي خلقهن".