الطاقة الشمسية

-

هي الإشعاعات والحرارة الصادرة عن الشمس، اللتين قام الإنسان باستغلالهما وتسخيرهما لخدمة مصلحته، وذلك من خلال استخدام مجموعة من الوسائل التكنولوجية المتطورة، حيث يتم تحويل الطاقة الشمسية إلى طاقة كهربائية، وذلك من خلال استخدام محولات فولتوضوئية أو محركات حرارية .


    الاتجاهات المستقبلية للطاقة الشمسية


مما لا شك فيه أن الشمس هي مصدر الطاقة الأكبر على الأرض. وأن استخدام الطاقة الشمسية في كل مناحي الحياة واعتبارها من المصادر الرئيسية للطاقة أصبح مطلباً ملحاً، ليس فقط من وجهة نظر المهتمين بالبيئة، بل عند عامة الناس أيضاً. الطاقة الشمسية كما هو معلوم طاقة نظيفة ومتجددة وعامة في كل أنحاء المعمورة، وتتمتع منطقتنا العربية بنصيب وافر منها، و لله الحمد. أينما كنت تستطيع استخدام الطاقة الشمسية بشقيها الحراري والضوئي، والتحدي هو في ابتكار وانتاج وامتلاك تقنيات تحويل تلك الطاقة إلى طاقة كهربائية أو أي شكل من أشكال الطاقة الأخرى حسب الحاجة، وجمعها وتخزينها و من ثمّ الاستفادة منها.

ولم يزل العلماء عبر العالم يبحثون في تحسين وتطوير الطرق والأساليب واستخدام أنواع مختلفة من المواد وهندستها من أجل تقليل الكلفة و زيادة الكفاءة في تحويل الطاقة الضوئية والحرارية للشمس لشكل من أشكال الطاقة المناسبة للإضاءة والتسخين والتبريد والحركة وتحويلها إلى طاقة كهربية وتخزينها. استخدام الطاقة الحرارية للشمس معروف منذ القدم و تطورت أساليبه عبر الزمن. الجديد هو تحويل الطاقة الشمسية إلى كهرباء. وقد تم التعارف على أن وحدات انتاج تيار كهربي من الطاقة الشمسية، تسمى خلايا شمسية.

وقد كان موضوع البحث في ابتكار أنواع مختلفة من تلك الخلايا مجال تنافس بين المؤسسات العلمية والتجارية في العقود الماضية، وما زالت الفكرة الأساسية تتمحور حول تحرير الكترونات من مادة ما عند تعرضها لضوء الشمس ومن ثمّ سحبها لتكوين تيار كهربي. و هذا بالطبع يتعلق مباشرة بخواص المادة ومدى استجابتها للضوء و كمية الالكترونات المنبعثة منها. وهنا يتركز مجال البحث، وهنا تكمن أهمية البحث في مواد جديدة من جهة وتعديلها لتحسين خواصها لتناسب الغرض. وكذلك في أساليب نقل التيار و تخزين الطاقة.

بفضل التطورات التي حصلت في مجالات متعددة مثل تكنولوجيا الكهروضوئيةPhotovoltaic  technology ، 
الروابط الكيميائية Chemical bonding، والمحفزات الضوئيةPhoto catalysts 
والوصلات النانوية ثلاثية الأبعاد three dimensional nanoscale heterojunctions وغيرها، أصبح استخدام الطاقة الشمسية مرشحاً في القريب أن يصبح مصدر الطاقة الأول على الأرض. سيصبح تجميع و حصاد الطاقة الشمسية أكثر كفاءة. وسوف يصبح بالإمكان تخزينها لوقت الحاجة إليها، و ذلك بفضل المواد الجديدة المستخدمة في خلايا تقوم على تكنولوجيا الأغشية الرقيقة من مواد جديدة والأكاسيد والخلايا الصبغيةDye-sensilized materials 
التي تستخدم فيها أنواع جديدة من الأكاسيد مثل أكسيد الكوبلت وأكسيد التيتانيوم و المحسسة بالأصباغ أو النقط الكمية وتركيبها النانوي، كل ذلك سيسهم في زيادة معدل تحويل الطاقة خلال هذا العام 2014 ، كما جاء في توقعات مؤسسة طومسون رويتر. ولقد ظهرت أنواع كثيرة و واعدة للخلايا الشمسية، ولم يعد من الحكمة تركيز الاهتمام حول خلايا السيلكون المعروفة 



تعليقات

إرسال تعليق

المشاركات الشائعة من هذه المدونة

كيمياء الوان الدم: الأحمر والاخضر و الأزرق و البنفسجي

-
صورة
لا يعد اللون الأحمر فقط هو لون الدم فقد يكون بألوان أخرى كالأزرق والأخضر والبنفسجي أو حتى عديم اللون وهذا نتيجة لمواد كيميائية معينة تقوم بتكوين الدم في مختلف الكائنات الحية. جميعنا تعلمنا أن دماء الإنسان بالإضافة للفقاريات الأخرى ذات لون أحمر بسبب الهيموغلوبين  Haemoglobin  والذي يعرف بأنه صباغ تنفسي يلعب دوراً حيوياً بإيصال الأوكسجين اللازم للخلايا ثم يعود منها حاملاً ثناني أوكسيد الكربون عائداً به إلى الرئتين ليخرج مع هواء الزفير. يتألف بروتين الهيموغلوبين من أربع وحدات صغيرة والتي كل منها يحوي أجزاء صغيرة تدعى الهيم والتي كل منها يحتوي ذرة حديد يمكنها أن ترتبط بالأوكسجين لتمنح كريات الدم الحمراء القدرة على نقل الأوكسجين وتوصف الهيم بأنها جزيئات مقترنة أيضاً وتملك العديد من الروابط الأحادية والمزدوجة المتبادلة بين ذرات الكربون الداخلة في تركيبها وهذا الاقتران يجعلها تمتص أطوال الضوء الموجية في المجال المرئي للطيف الضوئي وهذا ما يؤدي لمظهرها الملون لكن وجود الحديد يعدل من هذه الامتصاصية بشكل خفيف لذلك يصبح لون الهيموغلوبين أحمر عندما تتم أكسجته بينما يكون بلون أحمر أغمق
قراءة المزيد

الأشعة السينية أو أشعة إكس

-
صورة
هي أشعة كهرومغناطيسية ذات طول موجي (بين 10 و0,01) نانومتر، أي أن طاقة أشعتها بين 120 و120ألف إلكترون فولت. تستخدم بشكل واسع في التصوير الشعاعي وفي العديد من المجالات التقنية والعلمية اكتشفها العالم الألماني وليام رونتجن عام 1895 في جامعة فورتسبورغ، ونال عنها جائزة نوبل في الفيزياء في عام 1901. استخداماتها/الأشعة السينية X-Rays جزء من طيف الأشعة الكهرومغناطيسية. التصوير الشعاعي في الطب للكشف عن الأسنان والعظام وكسورها وتحديد مواقع الأجسام الصلبة مثل الشظايا أو الرصاص في الجسم، وكذلك الكشف عن الأورام في الجسم، بفضل هذه الأشعة أصبح من الممكن رؤية الكسور العظمية بدقة عالية حيث تستطيع هذه الأشعة إختراق الأجسام اللينة مثل الجلد ولكنها لا تستطيع المرور عبر العظام, مما يؤدي لظهور صورة الأخيرة. من أهم ما يميزها هو قلة أضرارها الجانبية . أيضاً يستخدم الأطباء هذه الأشعة في علاج الأورام السرطانية الخبيثة والقضاء عليها. فالأشعة السينية تميت الخلايا السرطانية وتقضي عليها، أما خلايا الجسم السليمة فهي تستعيد حيويتها بعد فترة قليلة وتعود سليمة معافاة. استخدمت الأشعة السينية أيضاً في الصناعة
قراءة المزيد

السديم

-
صورة
السديم  هو عبارة عن سحابة من الغبار تتكون نتيجة ظروف معينة في غالبيتها من انفجار او مخلفات نجوم قد انفجرت نتيجة لاختلال في عملياتها منها تقدم عمر النجم وانتهاء عمره. تعتبر السدم كتل البناء الأساسية للكون، فهي تحوي العناصر التي ينبى منها النجوم والنظم الشمسية. وهي أيضا من بين الأجرام الأكثر جمالا في الكون، تتوهج وتلتف بمزيج رائع من الألوان المنعكسة من أضواء النجوم داخل هذه الغيوم تجعلها تتوهج باللون الأحمر الجميل والأزرق والأخضر، هذه الألوان الناتجة من العناصر المختلفة داخل السديم. أكثر السدم مكونة من حوالي 90 % هيدروجين وحوالي 10 % من الهليوم و 0.1 % من عناصر ثقيلة مختلفة مثل الكربون والنتروجين والمغنيسيوم والبوتاسيوم والكالسيوم والحديد. سحابة المادة تلك هي كبيرة الحجم جدا، وفي الحقيقة، أنها من بين الأجرام الأكبر في المجرة. العديد منها يمتد لعشرات أو لمئات من السنوات الضوئية. شكل السديم يعتقد العلماء أن هناك أصلان مختلافان لوجود السدم في الكون. الأصل الأول يعود إلى المادة المتكونة من عملية خلق الكون نفسه، فبعد ولادته بقليل، نشأت الذرات في الكون مكونة الغبار ال
قراءة المزيد