جدول المحتويات
- عملية البناء الضوئي
- توليد الطاقة الكهربائية
- إنتاج الهيدروجين الأخضر
- تحليل أكسيد الزنك
- تحويل ثاني أكسيد الكربون إلى طاقة
- تخزين الطاقة في الأملاح الذائبة
عملية البناء الضوئي
تعتبر عملية البناء الضوئي واحدة من أهم العمليات الحيوية التي تعتمد على الطاقة الشمسية. تحدث هذه العملية في النباتات والطحالب وبعض أنواع البكتيريا، حيث يتم تحويل الماء وثاني أكسيد الكربون إلى طاقة كيميائية وأكسجين باستخدام ضوء الشمس. يتم ذلك بمساعدة صبغة الكلوروفيل الموجودة في الخلايا النباتية، والتي تمتص الضوء وتستخدمه في تفاعلات كيميائية معقدة.
توليد الطاقة الكهربائية
تعد الخلايا الكهروضوئية من أكثر التقنيات شيوعاً في تحويل الطاقة الشمسية إلى كهرباء. تتكون هذه الخلايا من مواد شبه موصلة مثل السيليكون، والتي تمتص الفوتونات الضوئية وتحرر الإلكترونات، مما يؤدي إلى توليد تيار كهربائي. تُستخدم هذه التقنية على نطاق واسع في المنازل والمصانع وحتى في الأقمار الصناعية لتوفير مصدر طاقة نظيف ومتجدد.
إنتاج الهيدروجين الأخضر
يُعتبر الهيدروجين الأخضر وقوداً نظيفاً يمكن إنتاجه باستخدام الطاقة الشمسية. يتم ذلك عن طريق عملية التحليل الكهربائي للماء، حيث يتم فصل جزيئات الماء إلى هيدروجين وأكسجين باستخدام الكهرباء المنتجة من مصادر الطاقة المتجددة مثل الطاقة الشمسية. يُستخدم الهيدروجين الناتج في توليد الطاقة أو كوقود للسيارات والمركبات الأخرى دون انبعاثات ضارة.
تحليل أكسيد الزنك
تُستخدم الطاقة الشمسية المركزة في تحليل أكسيد الزنك إلى زنك نقي. يتم ذلك عن طريق تركيز أشعة الشمس باستخدام مرايا مقعرة على أكسيد الزنك، مما يؤدي إلى تفكيكه وإنتاج الزنك النقي. يمكن بعد ذلك استخدام الزنك في إنتاج الهيدروجين عن طريق تفاعله مع الماء، مما ينتج أكسيد الزنك مرة أخرى ليتم إعادة استخدامه في العملية.
تحويل ثاني أكسيد الكربون إلى طاقة
توجد تقنيات حديثة تهدف إلى تحويل ثاني أكسيد الكربون إلى طاقة باستخدام الطاقة الشمسية. يتم ذلك عن طريق خلايا كهروضوئية كيميائية تحتوي على مركبات مثل ثاني أكسيد التيتانيوم، والتي تعمل على التقاط ثاني أكسيد الكربون وتحويله إلى غاز الميثان. يمكن استخدام الميثان الناتج كوقود أو في توليد الطاقة، مما يساهم في تقليل انبعاثات الكربون.
تخزين الطاقة في الأملاح الذائبة
تُستخدم الأملاح الذائبة مثل كلوريد الصوديوم وكلوريد الكالسيوم في تخزين الطاقة الحرارية الناتجة عن الطاقة الشمسية. يتم ذلك عن طريق تركيز أشعة الشمس على هذه الأملاح باستخدام مرايا، مما يؤدي إلى تسخينها وتخزين الطاقة الحرارية. يمكن استخدام هذه الطاقة المخزنة لاحقاً في تسخين الماء وتوليد الكهرباء باستخدام التوربينات، خاصة في محطات الطاقة الشمسية المركزة.
المراجع
- “Photosynthesis”, National Geographic Society, تم الاسترجاع في 17/1/2022.
- SANTOSH DAS (22/7/2021), “PV Cell Working Principle | How Solar Photovoltaic Cells Work”, Electronics and You, تم الاسترجاع في 17/1/2022.
- “Hydrogen Basics – Solar Production”, Florida’s Premier Energy Research Center at the University of Central Florida, تم الاسترجاع في 17/1/2022.
- “Zinc for storing the sun’s energy”, The Community Research and Development Information Service (CORDIS) for the European Commission, تم الاسترجاع في 17/1/2022.
- “Solar Powered Carbon Dioxide (CO2) Conversion (TOP2-160)”, NASA’S TECHNOLOGY TRANSFER PROGRAM, تم الاسترجاع في 17/1/2022.
- Cordelia Sealy (25/5/2021), “Stable molten salts hold the key to solar storage”, Materials Today, تم الاسترجاع في 17/1/2022.
