ملخص موجز للطاقة الشمسية

يجلب الاعتماد على الوقود الأحفوري العديد من المشاكل ، من الأضرار التي تلحق بالأرض إلى تلوث الغلاف الجوي والمياه. توفر الطاقة الشمسية الطاقة دون الحاجة إلى حرق الوقود الأحفوري. في شكله الأساسي ، لا يحتاج إلى شبكة توزيع لأنه ينزل من السماء. إنها قيد التطوير المكثف كمصدر للطاقة الكهربائية ، ولكن في بعض الأحيان يمكن أن تكون تطبيقاتها أصغر بكثير وأبسط.

توفر الطاقة الشمسية طاقة نظيفة. لا يمثل خطر حدوث انسكاب نووي ، ولكنه في الواقع إطلاق إشعاع ، وبعضها فقط هو ضوء مرئي. يمكن تحجيمها لأي حجم أو تعقيد ، من تدفئة الغرفة من خلال النافذة إلى تشغيل شبكة المرافق.

يسرد اتحاد العلماء المهتمين العديد من الفوائد ، بدءًا من الطاقة الشمسية التي لا تنضب ومجانية. تختلف جاذبية إنتاج الطاقة الشمسية باختلاف اقتصاديات الاستثمار في المعدات ، ومنافسة التكلفة من الوقود الأحفوري. تقدر مجلة Scientific American تكلفة الطاقة الشمسية التي تقل عن متوسط ​​تكلفة الطاقة الحالية بحلول عام 2018 أو 2020.

يتم التقاط الحرارة المشعة الشمسية بسهولة عن طريق الصوبات الزجاجية البسيطة ، ومن خلال النوافذ السكنية. تستخدم الطاقة الشمسية "المركزة" مصفوفات ضخمة من المرايا لتركيز ضوء الشمس على برج مركزي يقوم بتسخين المياه لتوليد بخار يمكن استخدامه لتوليد الكهرباء.

تقوم الخلايا الكهروضوئية (PV) بتحويل ضوء الشمس مباشرة إلى كهرباء من خلال التأثير الكهروضوئي. تصف وكالة ناسا كيف تلتقط أشباه الموصلات السيليكونية في الخلايا الطاقة من فوتونات ضوء الشمس ، التي تزيح الإلكترونات في أشباه الموصلات ، مما يخلق تيارًا. تشكل مجموعات الخلايا وحدات ، وتتحد الوحدات في مصفوفات أكبر. يمكن تهيئتها لإنتاج أي مزيج من الجهد والتيار.

تعرف إدارة معلومات الطاقة الأمريكية محطات الطاقة الشمسية "على نطاق المرافق" بأنها تلك التي تولد ميغاواط واحد على الأقل من الكهرباء. تقود كاليفورنيا الولايات المتحدة في إنتاج الطاقة الشمسية ؛ في عام 2013 ، جاء 1.9 في المائة من طاقة كاليفورنيا من الطاقة الشمسية ، وبحلول عام 2014 ، تضاعف الرقم إلى 5 في المائة. تقدر إدارة معلومات الطاقة الأمريكية إنتاج البلاد من الطاقة الشمسية الكهروضوئية عند 16000 ميجاوات في عام 2005 ، وترتفع إلى 15874000 ميجاوات في عام 2014. أثبتت التطبيقات الصغيرة للطاقة الشمسية أيضًا فائدتها ، مثل وحدات 5 واط المثبتة في Ohio Highway Patrol الطرادات لتشغيل المعدات الإلكترونية الموجودة على متن الطائرة دون الحاجة إلى تشغيل محرك السيارة ، وبالتالي توفير الوقود الأحفوري و عمر البطارية.

تقدر الأمم المتحدة أنه في العديد من المناخات ، يمكن للأنظمة الحرارية الشمسية السكنية أن توفر ما بين 50 إلى 75 في المائة من احتياجات المياه الساخنة للأسرة. يمكن للوحدات الكهروضوئية الصغيرة المستقلة تشغيل إشارات التحذير على جانب الطريق أو حتى إضاءة المناظر الطبيعية ، ولكن نظرًا لأنها خارج الشبكة ، فإنها تحتاج إلى بطاريات لتخزين الطاقة عندما لا يتوفر ضوء الشمس. عادةً ما تتصل صفيفات الطاقة الشمسية السكنية بالشبكة كنسخة احتياطية ، وتتمتع بميزة السماح للمالك ببيع الطاقة الزائدة ، اعتمادًا على لوائح مزود الطاقة المحلي.