تقرير/ يوسف صبحي
جميع الكائنات الحية في الأرض تعتمد على طاقة الشمس، التي تتمثل في الضوء والحرارة المنبعثان من الشمس، حيث أنها المصدر أساسي لعملية البناء الضوئي عند النباتات، وتقوم بتوفير الدفء للكائنات الحية من أجل البقاء على قيد الحياة، وتساعد حرارة الشمس على تبخر الماء الموجود على سطح الأرض وتشكيل السُحُب التي توفر مياه الأمطار العذب.
الطاقة الشمسية تنتج عن طريق تفاعلات الاندماج الحراري النووي في أعماق الشمس وهذه التفاعلات تُصدِر، قدرًا كبيرًا من الطاقة التي تحافظ على حرارة سطح الشمس عند (5700 درجة مئوية)، ومع أن الطاقة الشمسية هي أكبر مصدر للطاقة التي تتلقاها الأرض إلا أن شدتها على سطح الأرض منخفضة جدًا، وهذا بسبب المسافة الكبيرة بين الأرض والشمس والغلاف الجوي للأرض الذي يمتص وينثر الإشعاع فالطاقة التي تصل إلى سطح الأرض عبر الغلاف الجوي في يوم صافٍ تكون فيه الشمس فوق الأرض مباشرة لا تتعدى نسبة 30٪ تقريبًا وفي الوقت الذي تكون الشمس فيه قريبة من الأفق والسماء ملبدة بالغيوم فإن الطاقة الشمسية على مستوى الأرض تكون ضئيلة للغاية، حيث أن كَمّيَّة الأشعة على سطح الأرض تختلف من نقطة إلى أخرى.
الكَمّيَّة المستخدمة من الطاقة الشمسية، في العالم تقل بشكل كبير عن الكَمّيَّة الإجمالية للطاقة الشمسية التي تتلقاها الأرض ، ولكن إن تم تسخيرها بشكل مناسب فستكون مصدرا عالي الانتشار، وستكون قادرة على تلبية جميع احتياجات الطاقة المستقبلية، حيث أنه من المتوقع أن تتزايد استخدامات الطاقة الشمسية بشكل أكبر ، في الفترة القادمة، باعتبارها طاقة مستمرة ومتجددة ولا تسبب التلوث، وفي بالمقابل ستتناقص استخدامات الوقود الأحفوري المحدود والذي يسبب التلوث، كالفحم والبترول والغاز الطبيعي.
بدأ العلماء في تطوير عدد من الأجهزة، من أجل تجميع الطاقة الشمسية وتحويلها إلى طاقة قابلة للاستخدام، ولأن شدة إشعاع الشمس على سطح الأرض منخفضة جدًا يجب أن تكون المجمعات المصممة لالتقاط الطاقة الشمسية كبيرة في المنطقة، فمثلا في الأجزاء المشمسة من المناطق المعتدلة في العالم يجب أن تبلغ مساحة الألواح حوالي 40 مترًا مربعًا، لكي يتم جمع طاقة كافية لتلبية احتياجات الطاقة لبيت واحد.
ألواح الطاقة الشمسية تُعدُّ هي الأكثر شيوعًا من بين أدوات تحويل الطاقة لجمع الطاقة، وتتكون هذه الألواح من صفيحة معدنية داكنة مغطاة بورقة أو لوحتين من الزجاج تمتص الحرارة، وتنتقل الحرارة إلى الهواء أو الماء وتسمى هذه السوائل الحاملة والمتدفقة عبر الجزء الخلفي من اللوحة، ويمكن استخدام هذه الحرارة مباشرة.