مخزن أكبر مرجع عربي للمواضيع و المقالات

ابحث عن أي موضوع يهمك

تستعمل المُنتجات طاقة الشمس لصنع ماذا (الإجابة الصحيحة)

بواسطة: نشر في: 12 سبتمبر، 2023
مخزن

تعتبر الطاقة الشمسية خيارًا واعدًا وصديقًا للبيئة لتوليد الكهرباء والمساهمة في تقليل الانبعاثات الضارة بالبيئة، حيث في السنوات الأخيرة أصبحت الجهود في جميع أنحاء العالم تستمر في محاولة تحسين تكنولوجيا الطاقة الشمسية وتوسيع استخدامها، لذا ففي موقع مخزن سوف نعرض لكم أهم الصناعات التي تستخدم تلك الطاقة الشمسية فيها.

تستعمل المُنتجات طاقة الشمس لصنع ماذا

يوجد مجموعة متنوعة من المنتجات التي تستفيد من طاقة الشمس في عمليات الصنع، حيث تتضح هذه المنتجات فيما يلي:

  • الطاقة الشمسية: من الممكن استخدام تلك الخلايا الشمسية، والتي تُعرف أيضًا بالألواح الشمسية، من اجل توليد الكهرباء عن طريق الاستفادة من الضوء الشمسي، حيث يتم تصنيع تلك الخلايا بواسطة الاستعانة باستخدام عدة مواد شبه موصلة مثل السيليكون على سبيل المثال.
  • التسخين بالطاقة الشمسية: يمكن استخدامها أيضا في تسخين المياه التي تستخدم في المنازل والمؤسسات المختلفة، فتتضمن تلك العملية القيام باستخدام العديد من أنظمة التسخين الخاصة بالشمس التي تعمل على توجيه الضوء الشمسي إلى مبادل حراري حتى يتم رفع درجة الحرارة الخاصة بالمياه.
  • تجفيف المواد: كما تجدر الإشارة إلى أن يُستخدم الجفاف الخاص بتلك الطاقة كي يعمل على تجفيف المواد كالأطعمة والملابس بواسطة الطاقة الشمسية، حيث تتضمن تلك العملية العمل على توجيه الهواء الساخن والضوء الشمسي فيما هو نحو كافة المواد التي تكون بحاجة إلى التجفيف.
  • إنتاج الهيدروجين: بالإضافة إلى أن من الممكن استخدام تلك الطاقة الشمسية حتى يتم تحليل الماء ومن ثم يتم إنتاج الهيدروجين، الذي يُعد وقود نظيف يتم استخدامه في مجموعة متنوعة من الصناعات المختلفة.
  • تشغيل الأجهزة الكهربائية مباشرة: كما أنها تستخدم مباشرة حتى تعمل على تشغيل كافة الأجهزة الكهربائي كمضخات المياه وكذلك الأجهزة الخاصة بالإضاءة في بعض من الأماكن النائية أو في المناطق التي لا تتوفر فيها شبكات كهربائية.

البروتينات النباتية التي تعمل على الطاقة الشمسية

هنالك الكثير من البروتينات التي تعتمد على الطاقة الشمسية بشكل دوري ورئيسي، تتضح فيما يلي:

  • فبدلًا من الاعتماد على السيليكون على سبيل المثال كأحد المواد شبه موصلة، فيكون من الممكن للعديد من البروتينات التي تكون مستخرجة من مختلف النباتات أن تحول الضوء إلى كهرباء.
  • وهذا تبعاً لما قام الفيزيائي أندرياس ميرشين بمحاولة إثباته من قبل معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا وفريقه، فهذا الأمر يُعد جهدًا من أجل تبسيط العملية الخاصة بإنتاج تلك الخلايا الشمسية النباتية فهنا يكون من الممكن لأي مختبر تصنيعها.
  • ولكن تجدر الإشارة إلى أن الهدف الخاص بهذا الجهد هو العمل على توفير تلك الطاقة في الكثير من المناطق التي لا يمكن فيها أن تتوفر الكهرباء في الفترات الحالية.
  • لذا فمن هنا نشير إلى أن تلك العملية الخاصة بتصنيع السكريات في النباتات تعتمد في المقام الأول على الاستعانة بالطاقة الشمسية في عملية تُسمى بالتمثيل الضوئي.
  • حيث تقوم مجموعات البروتين في النباتات بالعمل على تحويل الطاقة الضوئية إلى مجموعة من الإلكترونات، وهذه الإلكترونات تُستخدم من أجل العمل على تشغيل العديد من الأمور التي تساهم في إنتاج السكر بالنبات.
  • حيث تم تعديل تلك البروتينات النباتية كي تزيد من كفاية استخدام الطاقة الشمسية، فتم تحويل كل شعاع من الأشعة الشمسية الواصلة إليها إلى عدة إلكترونات.
  • كما أن هناك عدة جهود مستمرة تسعى لتحقيق اللوحات الشمسية التجارية بقدرة مشابهة، فهي تواجه عدة تحديات في العمل على الامتصاص الخاصة لجميع الأطوال المتعلقة بالموجات الضوئية.
  • ومن أجل تحقيق هذا الهدف، يتم القيام باستخدام نوعًا من مركبات البروتين التي تقوم بالعمل على تجميع الضوء من كافة البكتيريا التي تشارك في عمليات التمثيل الضوئي، حيث تم تعليق تلك المركبات البروتينية فيما يشبه محلول مثبت من أجل الحفاظ على هياكلها وأدائها.

كيف تنتج الشمس الطاقة

من المتعارف عليه أن طاقة الشمس تلعب دورًا حاسمًا في تنظيم طقس الأرض ودورة المياه، فمن دون هذه العمليات، ستتوقف الحياة على الأرض قريبًا، وهذا يتضح فيما يلي:

  • تجدر الإشارة إلى أن العلماء يعلمون جيدًا أن الشمس هي عنصر أساسي للحياة على الكوكب، لذا فهم يسعون باستمرار لفهم كيفية توليد الشمس لكميات ضخمة من الطاقة التي نستفيد منها بأشكال متعددة.
  • فالشمس تتميز عن الأرض التي تتألف في الأساس من الحديد والصخور والمياه، حيث تكون الشمس في الأساس من غاز الهيدروجين.
  • حيث يتواجد قلب الشمس بحرارة هائلة وتحت ضغط ضخم، وهذا الضغط الكبير يدفع بجمع جزيئات الهيدروجين للاندماج معًا، مما يُشعل تفاعلًا نوويًا يُعرف بالاندماج النووي، فتنتج هذه العملية كميات ضخمة من الطاقة تُغذي نظامنا الشمسي.
  • عملية الاندماج الشمسي تُشبه في بعض النواحي قوة القنبلة الهيدروجينية، لكنها تكون أقوى بكثير على الرغم من ذلك، لا تنفجر الشمس لأن الضغط الناتج عن هذا التفاعل النووي يتوازن مع الضغط الداخلي للغازات المحيطة بالشمس.
  • ويوضح العلماء إلى أن الأرض تحصل على نسبة صغيرة جدًا من الطاقة التي تُنتجها الشمس، ولكن هذه النسبة تكون كافية لتوفير الطاقة للكوكب بأكمله.
  • حيث تعكس جزء ضئيل من الطاقة مرة أخرى إلى الفضاء، بينما تُستخدم أكثر من 40% منها لتدفئة الأرض، وتقريبًا 25% لدعم دورة المياه وتوليد الرياح وتيارات المحيطات.
  • وتستهلك هذه العمليات نحو 1% فقط من إجمالي طاقة الشمس أما النباتات، فتستفيد بنسبة ضئيلة جدًا من طاقة الشمس من خلال عملية التمثيل الضوئي، حيث لا تتجاوز نسبتها حوالي 0.023%.

ما الشيء الذي تصنعه النباتات من خلال امتصاصها للطاقة الشمسية

تكمن الإجابة الصحيحة في كون السكر هو الذي يُعد أحد أهم المكوّنات الأساسية في العملية الخاصة بالبناء الضوئي، وهذا يتضح بوضوح فيما يلي:

  • هذه العملية تتيح للنباتات الحصول على الغذاء الضروري لها، وتنطلق بمقدورها عندما تنعكس أشعة الشمس على أوراق النباتات، فعنده يقوم الكلوروفيل الوارد في البلاستيدات الخضراء في خلايا النبات بامتصاص أشعة الضوء الحمراء والزرقاء على حد سواء، ما ينتج عنه مجموعة من التفاعلات الكيميائية.
  • حيث تتم هذه التفاعلات داخل أغشية الثايلاكويد التي تأخذ شكل متاهة تحت المجهر وتحدث فيها عمليات معقدة.
  • في نهاية هذه العملية، يتم إنتاج جزيء واحد من الأكسجين ويظهر في شكل السكر. لذا، تستفيد المنتجات من طاقة الشمس لإنتاج السكر، وتتطلب أيضًا وجود الضوء بالإضافة إلى وجود الكلوروفيل الذي يعتبر المسؤول عن لون النباتات الأخضر.
  • وبالإضافة إلى ذلك، تحتاج النباتات إلى ثاني أكسيد الكربون والماء يتم تحليل جزيئات الماء لإنتاج الأكسجين، وتحتاج أيضًا إلى بعض المعادن الأخرى مثل الحديد للحصول على القوة الضرورية لإنتاج السكر.

لماذا لا يمكن استخدام الطاقة الشمسية على نطاق واسع؟

تعترض العديد من التحديات استخدام الطاقة الشمسية على نطاق واسع، وتتضمن هذه التحديات ما يلي:

  1. تكلفة التكنولوجيا: حيث تظل تكاليف تصنيع وتثبيت أنظمة الطاقة الشمسية مرتفعة في حال مقارنتها مع عدد كبير من مصادر الطاقة التقليدية الأخرى كالفحم والغاز الطبيعي، وعلى الرغم من أن تكلفة تلك الألواح الشمسية في الآونة الأخيرة تراجعت إلى حد كبير إلا أنها لا تزال تتطلب استثمارات كبيرة في المرحلة الأولية.
  2. تخزين الطاقة: فالشمس لا تشرق على مدار الساعة، لذا يجب تخزين تلك الطاقة للاستفادة منها تحديداً في الليل وفي الأيام الغائمة، ومن هنا نشير إلى أن تكنولوجيا تخزين الطاقة ما زالت تواجه عدة تحديات فيما يتعلق بالتكلفة والكفاءة.
  3. تقنيات التوزيع: قد تواجه صعوبة في نقل الطاقة الشمسية من المناطق النائية التي تتميز بشدة الإشعاع الشمسي إلى العديد من المدن كثيفة السكان، وهذا يتطلب بنية تحتية باهظة التكلفة.
  4. الاعتماد على الظروف الجوية: فتلك الطاقة تعتمد إلى حد كبير على الظروف الجوية والبيئية، فلا يمكن الاعتماد على الشمس على مدار الساعة كما أشارنا فيما سبق، مما يتطلب وجود العديد من المصادر البديلة للطاقة في الأوقات التي تكون فيها الشمس غير متاحة.
  5. المساحة المطلوبة: مشاريع الطاقة الشمسية تحتاج إلى مساحات كبيرة من الأراضي كي تعمل على توليد كميات كبيرة من الكهرباء، وهذا يمكن أن يشكل تحديًا بالتحديد في المناطق ذات الكثافة السكانية العالية بسبب محدودية المساحة.
  6. البحث والتطوير: ما زال هناك حاجة ملحة للبحث والتطوير الخاص بتكنولوجيا الطاقة الشمسية ومحاولة تحسينها وتخزينها.
تستعمل المُنتجات طاقة الشمس لصنع ماذا

جديد المواضيع