تعد الشمس المصدر الرئيسي لل��ياة على كوكب الأرض فبدونها ينعدم الكون بأكمله، فالشمس تعتبر من مصادر الطاقة المتجددة التي لا تفنى وتستخدم في العديد من المجالات الحياتية، مما دفع طلاب الصف الثالث الابتدائي يتساءلون ماذا تسمى الطاقة التي تستمد من الشمس وذلك في مادة العلوم بالتحديد في المملكة العربية السعودية، وما هي فوائدها وأشكالها، وأهمية وجودها للإنسان وللحيوان وللنبات.
تسمى الطاقه التي نستفيدها من الشمس
تعتبر الطاقة التي نستفيدها من الشمس من أهم أنواع الطاقة المتواجدة على سطح الأرض، والتي يمكن تحويلها إلي أشكال متعددة للاستخدام في مجالات مختلفة.
- توصل العلماء أن الطاقة الشمسية هي الطاقة التي تسمي الطاقه التي نستفيدها من الشمس، إلى جانب معرفة فوائدها واستخدامات العديدة في المجالات المختلفة.
ما هي الطاقة التي تستمد من الشمس ؟
كثرت التساؤلات الطلاب حول الطاقة الشمسية وتعريفها المحدد، حيث تعرف أنها مقدار كمية الإشعاع الساقط من الشمس والتي يؤدي إلى تولد كمية كبيرة من الحرارة، حيث يمكن أدماجها مع مواد أخرى لحدوث تفاعل كيميائي يؤدي إلى إنتاج طاقة يمكن استخدامها في العديد من المجالات.
وتعتبر الطاقة الشمسية أحد أنواع الطاقة المتجددة الصديقة للبيئة التي لا تفنى ويتم تجديدها باستمرار، إذ تعددت أنواع الطاقة المتجددة التي يجب الاهتمام بها وعدم استخدامها بشكل خاطئ، ومن بعض أمثلة ال��اقة المتجددة الآتي:
- تعد طاقة الرياح من أنواع الطاقة المتجددة التي تستخدم لتوليد الطاقة الكهربائية وذلك بواسطة بناء محطات لطاقة الرياح، حيث يتم وضع بها العديد من التوربينات التي تعمل عن طريق الرياح، من ثم تقوم بتحويل طاقة الريح إلى طاقة كهربائية.
- إلى جانب الطاقة الكهرومائية التي تعتبر شكل من أشكال الطاقة المتجددة، حيث يتم استخدام المياه التي تسيل في مجرى النهر في تحريك العجلات المختلفة التي توجد في التوربينات حيث بواسطتها تدور العمليات الميكانيكية بداخل المولدات والتوربينات.
- بالإضافة إلى الطاقة الحيوية الناتجة من مخلفات النفايات والأعشاب، والمواد العضوية، كما يعتبر الوقود الحفري والغاز الطبيعي من مصادر الطاقة المتجددة.
فوائد الإشعاع الشمسي
تعددت فوائد الطاقة الشمسية للإنسان والحيوان والنبات، فهي المصدر الأساسي لاستمرار الحياة على الأرض، كما أنها الطاقة المسؤولة عن عملية البناء الضوئي بداخل النبات فبدونها تنعدم النباتات وتذبل، ويمكننا ذكر فوائد الطاقة الشمسية في بعض النقاط الآتية:
- يمكن إنتاج الطاقة الحرارية عن طريق حدوث بعض التفاعلات بين الطاقة الناتجة من الشمس وبعض المواد الأخرى، وذلك عن طريق استخدام الألواح الشمسية التي توضع فوق المنازل في بعض الأحيان أو في محطات الطاقة المختلفة، حيث تتكون الألواح من ثلاث طبقات الطبقتان المعرضان للشمس من النوع الزجاجي يليهم طبقة ذات لون الأسود، إذ تستقبل الحرارة المتولدة من الأشعة الشمسية الساقطة عليها وتقوم بنقلها إلى الداخل لاستخدامها مباشرة كطاقة حرارية، أو تخزينها عن الحاجة إليها كطاقة كهربية في تشغيل مصابيح البيوت ليلاً، أو تشغيل المعدات الميكانيكية التي تحتاج إلى طاقة كهربائية لتشغيلها.
- كما تستخدم الطاقة الشمسية في إنتاج الطاقة الكهربية التي تستخدم في المصانع والبيوت ومحطات الكهرباء المختلفة عن طريق استخدام الخلايا الكهروضوئية، حيث تتضمن الخلايا الكهروضوئية في تركيبها ��واد تعمل على تحويل الأشعة الشمسية الساقطة عليها إلى كهرباء، ومن أمثلة تلك المواد مادة السليكون.
- إلى جانب توصل الباحثون لتوليد الهيدروجين بواسطة الطاقة الشمسية، واستخداماتها العديدة في تحلية المياه وتعقيمها وذلك بالاستعانة بتقنية النانو.
- يمكننا استخدام الطاقة الشمسية في عملية الطبخ، حيث يتم الاستعانة بصندوق يقوم بتجميع مقدار الأشعة الشمسية التي تحتاج لها عملية الطبخ وتحويل تلك الأشعة إلى طاقة حرارية.
- فضلاً عن استخدام الطاقة الشمسية في المجال الزراعي، حيث توسعت زراعة المحاصيل والنباتات في البيوت المحمية البلاستيكية التي تساعد على تحويل الأشعة الساقطة من الشمس إلى طاقة حرارية، لإتمام عملية البناء الضوئي للنباتات.
- يمكننا من خلال استخدام الطاقة الشمسية القيام بعملية تعقيم المياه دون الحاجة إلى الأجهزة الكيميائية التي تقوم بذلك، حيث أن الأشعة الشمسية تساعد بنسبة كبيرة في القضاء على البكتيريا الصغيرة المتواجدة في الماء كذلك الحد من الفيروسات.
توليد الكهرباء من طاقة الشمس
يتم إنتاج الطاقة الكهربائية التي تستخدم في الكثير من المجالات عن طريق استخدام أشعة الشمس، وذلك من خلال طريقتان: الطريقة الأولى بواسطة الطاقة الحرارية، والطريقة الثانية بواسطة الطاقة الضوئية.
طريقة الطاقة الحرارية
يمكن تحويل الطاقة الشمسية إلى حرارية عن طريق تركيز أشعة الشمس على مساحة صغيرة وذلك عن طريق وضع المرأيات والعدسات المناسبة، من ثم يتم تحويل الأشعة الساقطة إلى طاقة حرارية وتحويل الطاقة الحرارية إلي طاقة كهربائية.
يمكن استخدام الطاقة الكهربائية المتولدة في تشغيل مختلف المعدات الكهربائية منها المولدات الكهربائية التي لاغني عنها في المصانع.
طريقة الطاقة الضوئية
يتم تحويل الطاقة الشمسية إلى طاقة كهربائية عن طريق استخدام الخلايا الكهروضوئية، والتي تحتوي على مادة السليكون التي يتفاعل مع الأشعة الشمسية ناتجاً طاقة كهربية يتم تخزينها أو استخدامها مباشرة.
يتم وضع الخلايا أعلى سطح المباني المراد توليد الطاقة بها، وتوجيها إلى الأشعة الشمسية بمقدار زاوية 45 درجة وفي اتجاه الجنوب، للحصول على كمية هائلة من الأشعة الشمسية.
