كيف تصنع طاقة شمسية
الشّمس هي مصدر الطاقة الشّمسية، وتُعدُّ طاقةً متجددةً في عصرنا الحالي، وتتميّز بأنّها مصدرٌ نظيفٌ للطاقة، إذ إنّ كميةَ الطاقة الشّمسية تختلف من منطقة لأخرى على سطح الأرض، باختلاف قربها أو بعدها عن خط الاستواء، فخطُّ الاستواء صاحب النّصيب الأكبر من هذه الطاقة، وعلية كلّما قربت المنطقة من خط الاستواء، إذًا هي تتلقى طاقةً شمسيةً أكبر، والعكس صحيح.
كيفية صنع خلية شمسية
يمكن صنع خلية شمسية منزلية بسيطة، في البيت بسهولة، إذ إنّها تُصَنَّع من مواد تُسمى نصف ناقلة، كمادة السليكون، إذ تعطي الخليلة الواحدة ترددًا كهربائيًا مقداره 0.6 فولت، ويمكن استخدام أكسيد النّحاس بدلَ السيلكون كمادة نصف ناقلة، فيكون القطب السالب هو أكسيد النحاس، أما القطب الموجب فهو مادة النّحاس، وعليه فإنّ المواد والأدوات المطلوبة هي : ورقة نَحاسيَّة، جهاز ميكرومتر لقياس التيَّار الكهربائي، لواقط لتوصيل الخلية بالمقياس، عُبوة بلاستيكية أو زجاجية، مِلح طعام، غاز للتسخين، ورق سنفرة، ماء ومقص معدني، وفيما يأتي طريقة الصنع:
– تُقص ورقةَ النحاس بمقص المعادن، لتكون مساحتها مُلائمةً لحجم الغاز الذي ستُوضَع عليه، مع ضرورة التأكد من نظافة الورقة النحاسية من أيِّ شوائب أو غبار.
– نشعل الغازَ بأعلى مستوياته، لتوضع الورقة النّحاسية الجافة فوقه، إذ ستظهر ألوانًا حمراءَ وبرتقاليةً وبنفسجيةً، التي تُسمى ألوان الأكسدة، وعندما تُسخَّن الورقة كاملاً تبدأ الألوان بالاختفاء، لتتحول إلى اللون الأسود.
– نتركُ الورقةَ لمدة نصف ساعة، حتى تتكون فوقها طبقة أكسيد النّحاس، إذ لا بُدّ من تركها تبرد ببطئ، وذلك كي يسهل خلعها عن الورقة النحاسية.
– نترُكُ الورقة النحاسِيَّة لتصبح حرارتها، نفس حرارة الغرفة، أي بعد 20 دقيقةً تقريبًا، ثم يجري إزالة الطّبقة التي تكونت فوق الورقة النحاسية، برفق إذ إنّها ستُستخدم في عمل القطب السالب للخلية الشّمسية، أما القطب الموجب فهو ورقة نحاسية أخرى تُقصُّ بنفس مساحة الطبقة.
– نَطوي الورقتَين (القطب السالب أو السطح المُغطَّى بالأكسيد النحاسي) والقطب الموجب (الورقة النحاسية الأخرى)، ويوضعان بداخل العبوة الزجاجية، إذ يكون القطب السالب متجهًا للأعلى.
– نوصل باستخدام اللواقط، القطبَ الموجبَ بالمقياس إلى ورقة النحاس، أما القطب السالب فيوصل بسطح الأكسيد.
– نخلط ماءً ساخنًا مع ملعقتيَن من الِملح، لتُسكب داخل الوعاء بِبِطء، دون أن نُغرق الورقتين، لنجعل مسافة 2.5 سم عن سطح الوعاء.
– نضع الوعاء الذي أصبح خليةً شمسيةً في الظّل ليعطي تيارًا قدره (0.5 – 0.6 ميكرو أمبير)، أو في الشّمس لينتج (30-50 ميكرو أمبير).
استخدامات الطاقة الشمسية
يستخدم الإنسان الطاقة الشّمسية في العديد من مجالات الحياة، نذكر منها الآتي: استخدامها في الإنارة:
– يستخدمها الإنسان كطاقة ضوئية خلال ساعات النهار، وهذه العملية لا تحتاج إلى أيّ وسيلة مساعدة، فهي طبيعية.
– استخدامها كطاقة حرارية: إذ يجري تحويلها إلى طاقة حرارية، كالسّخانات الشّمسية التي تحولها لماء دافئ، من خلال تجميع أشعة الشمس على مرايا تُسخن الماء سريعًا، كما تحوّل لطاقةٍ حرارية في العديد من نظم التدفئة، لا سيما في المناطق الباردة، وأيضًا كأنظمة تبريد تعمل على الطاقة الشمسية.
– استخدامها في تحلية مياه البحر: ففي العديد من مناطق العالم لا يتواجد فيها مياه عذبة، الأمر الذي وجّه سكان تلك المناطق باستخدام الطاقة الشمسية لهذا الغرض.
– استخدامها في توليد الكهرباء: وهنا تُحوّل الطاقة الشّمسية إلى كهربائية، باستخدام الخلايا الشمسية (كهروضوئية)، إذ إنّها من المتوقع أن تصبح مصدرًا أساسيًا للطاقة.
الألواح الشمسية
تُسمى الطاقة الشّمسية التي تُحول إلى طاقة كهربائيّة، مصدرًا للطاقة المتجددة، وأن العالم يتّجه بأن يجعلها طاقةً بديلةً، لطاقة النفط بمختلف أشكالها، إذ تتكون الألواح الشّمسية من خلايا ضوئية، مهمتها تحويل أشعة الشّمس الساقطة عليها، إلى تيار كهربائي، لتُخزن في بطاريات حتى تمتلئ، ليغلقها منظم الشّحن حتى لا تصاب بالتلف، وفي بعض الدول لا يلزم استخدام بطاريات الشحن، إذ إنّ الفائض يذهب إلى شبكة الكهرباء العامة.