كيف يتم تحويل الطاقة الشمسية إلى طاقة كهربائية ؟

كيف يتم تحويل الطاقة الشمسية إلى طاقة كهربائية ؟

أصبحت الطاقة الشمسية مصدرًا مهما للطاقة المتجددة. على عكس الوقود الأحفوري ، فإن الطاقة الشمسية نظيفة ووفيرة ويمكن تسخيرها دون الإضرار بالبيئة. تحويل الطاقة الشمسية إلى طاقة كهربائية هي العملية التي يتم من خلالها تحويل ضوء الشمس إلى طاقة كهربائية قابلة للاستخدام. في هذا الموضوع، سوف نستكشف عملية تحويل الطاقة الشمسية إلى طاقة كهربائية ونسلط الضوء على بعض الأمثلة الواقعية الفريدة لهذه التكنولوجيا.

عملية تحويل الطاقة الشمسية إلى طاقة كهربائية

تتضمن عملية تحويل الطاقة الشمسية إلى طاقة كهربائية عدة خطوات. الخطوة الأولى هي تجميع ضوء الشمس باستخدام الألواح الشمسية. تتكون الألواح الشمسية من خلايا ضوئية مصنوعة من السيليكون ومواد أخرى. عندما يضرب ضوء الشمس هذه الخلايا ، فإنه يثير الإلكترونات ، مما ينتج عنه تيار كهربائي. يتم بعد ذلك التقاط هذا التيار الكهربائي بواسطة اللوحة الشمسية وإرساله إلى العاكس.

الخطوة الثانية هي تحويل التيار الكهربائي من التيار المستمر (DC) إلى التيار المتردد (AC). يتم ذلك باستخدام العاكس ، وهو جهاز يقوم بتغيير التيار الكهربائي من التيار المستمر إلى التيار المتردد ، مما يجعله متوافقًا مع الشبكة الكهربائية. ثم يتم إرسال الطاقة الكهربائية إلى عداد يقيس كمية الطاقة المنتجة.

أخيرًا ، يتم إرسال الطاقة الكهربائية إلى شبكة كهرباء ، حيث يتم توزيعها على المنازل والشركات. تسمح هذه العملية باستخدام الطاقة الشمسية كمصدر للكهرباء تمامًا مثل أي نوع آخر من الكهرباء.

أمثلة على تحويل الطاقة الشمسية إلى طاقة كهربائية

تُستخدم الطاقة الشمسية في جميع أنحاء العالم لتوليد الكهرباء. يمكن العثور على مثال فريد لهذه التكنولوجيا في العمل في المناطق النائية الأسترالية. تقع بلدة ماربل بار في جزء بعيد من غرب أستراليا ، حيث لا تتوفر مصادر الطاقة التقليدية. لتزويد المدينة بالطاقة ، تم بناء مزرعة شمسية بقدرة 1.8 ميجاوات ، تتكون من 6000 لوح شمسي. تولد مزرعة الطاقة الشمسية ما يكفي من الكهرباء لتشغيل المدينة بأكملها ، والتي يبلغ عدد سكانها حوالي 200 شخص.

في الولايات المتحدة ، تُستخدم الطاقة الشمسية لتزويد منازل المواطنين العاديين بالطاقة. يتم تركيب الألواح الشمسية على أسطح المنازل في جميع أنحاء البلاد ، مما يسمح لأصحاب المنازل بتوليد الكهرباء الخاصة بهم وحتى بيع الطاقة الزائدة إلى الشبكة. أحد الأمثلة على ذلك هو مدينة سان دييغو ، التي تهدف إلى إنتاج 100٪ من الكهرباء من مصادر متجددة بحلول عام 2035.

الطاقة الشمسية في المغرب

يمكن العثور على مثال آخر للطاقة الشمسية في العمل في المغرب. البلد موطن لأكبر محطة للطاقة الشمسية في العالم ، مجمع نور ورزازات للطاقة الشمسية. تبلغ مساحة المصنع 3000 هكتار ويتكون من أربع مراحل. عند اكتماله ، سيكون المجمع قادرًا على إنتاج 580 ميجاوات من الكهرباء ، وهو ما يكفي لتشغيل أكثر من مليون منزل.

المغرب من البلدان القليلة في العالم التي قطعت أشواطا كبيرة في استخدام الطاقة الشمسية. في السنوات الأخيرة ، أصبحت الدولة الواقعة في شمال إفريقيا رائدة في تطوير الطاقة الشمسية ، حيث استثمرت بكثافة في مشاريع الطاقة الشمسية واسعة النطاق. 

بدأت رحلة الطاقة الشمسية في المغرب في عام 2009 ، عندما أعلنت البلاد عن خطة طموحة لتوليد 2000 ميغاواط من الطاقة الشمسية بحلول عام 2020. الخطة ، المعروفة باسم خطة الطاقة الشمسية المغربية ، تضمنت بناء العديد من محطات الطاقة الشمسية على نطاق واسع في جميع أنحاء البلاد. كان الهدف النهائي للخطة هو تقليل اعتماد البلاد على الوقود الأحفوري وخلق مستقبل طاقة أكثر استدامة.

الطاقة الشمسية في الإمارات العربية المتحدة

وضعت دولة الإمارات العربية المتحدة هدفاً طموحاً لتوليد 50٪ من طاقتها من مصادر متجددة بحلول عام 2050. ولتحقيق هذا الهدف ، استثمرت الدولة بكثافة في الطاقة الشمسية. يعد مجمع محمد بن راشد آل مكتوم للطاقة الشمسية أحد أهم مشاريع الطاقة الشمسية في الإمارات العربية المتحدة ، ويقع في دبي. تغطي حديقة الطاقة الشمسية مساحة 77 كيلومترًا مربعًا وتبلغ طاقتها المخطط لها 5000 ميجاوات بحلول عام 2030 ، وهو ما يكفي لتزويد 1.3 مليون منزل بالطاقة.

يجري تطوير محطة الطاقة الشمسية على مراحل ، حيث اكتملت المرحلة الأولى في عام 2013 بسعة 13 ميجاوات. تم الانتهاء من المرحلة الثانية في عام 2017 وتبلغ طاقتها 200 ميجاوات. المرحلة الثالثة ، التي اكتملت في عام 2020 ، تبلغ طاقتها 800 ميجاوات وتشمل أكبر حديقة للطاقة الشمسية في موقع واحد في العالم بسعة 700 ميجاوات.

المصادر :

مجمع محمد بن راشد آل مكتوم للطاقة الشمسية

الاستراتيجية الطاقية الوطنية