أثر انقطاع الكهرباء في شمال شرق البلاد عام 2003 على 45 مليون شخص في ثماني ولايات أمريكية. أولئك الذين يستخدمون مصادر بديلة للطاقة مثل الألواح الشمسية كانوا قادرين على الاستفادة من استقلالهم عن الشبكة. لا يفسد الطعام في الثلاجات ، ولا يجلس في الظلام بالنسبة لهم. أفاد مجلس العلاقات الخارجية ، وهو مركز أبحاث ، أن استهلاك الكهرباء وإنتاجها قد توسع باستمرار ، مما أدى إلى زيادة العبء على نظام غير مصمم لمثل هذا الحمل الكبير ، مما يعني أن العديد من الناس يتجهون إلى الألواح الشمسية من أجل الأمن أيضًا. لأسباب مالية وبيئية.
الطاقة الشمسية هي طاقة “خضراء” ومتجددة ولا تنبعث منها ثاني أكسيد الكربون الضار ، مما يعني أنها طريقة رائعة لتقليل بصمتك الكربونية. يمكن توفير ما يقرب من 3000 رطل من ثاني أكسيد الكربون سنويًا عن طريق نظام الطاقة الشمسية المنزلية النموذجي ، والذي يعمل حتى حوالي 30 طنًا على مدار حياته. ستكون هذه التقنيات النظيفة والخضراء جوهر الثورة الصناعية القادمة ، وفقًا لتوني جونيبر ، مدير أصدقاء الأرض.
يقلل استخدام الطاقة الشمسية من تكاليف الكهرباء بشكل كبير ، وهذا أحد الأسباب الأكثر شيوعًا لاختيارها. تقدم الحكومات الفيدرالية وحكومات الولايات حوافز شمسية ، والتي تساعد في تعويض النفقات الأولية لنظام الطاقة الشمسية. يوفر قانون سياسة الطاقة لعام 2005 طريقتين لمنح ائتمان ضريبة الطاقة الشمسية من الحكومة الفيدرالية. كما يتم تقديم خصومات الطاقة الشمسية من قبل أكثر من 50٪ من الولايات الأمريكية.
يتم توصيل ما معدله 164 وات من الطاقة الشمسية لكل متر مربع إلى قشرة الأرض بواسطة الشمس. إذا وضعنا ما يكفي من الألواح الشمسية في الصحراء الكبرى لتغطية واحد في المائة فقط منها ، يمكننا توليد ما يكفي من الكهرباء لتشغيل الكوكب بأكمله. هذه الوفرة من الطاقة الشمسية تعني محضرة قهوة أن هناك أكثر مما نحتاج إليه في أي وقت مضى. ولكن نظرًا لأن الطاقة التي ترسلها الشمس تصل كمزيج من الضوء والحرارة ، فلا يمكننا استخدامها لتزويد السيارة أو الكمبيوتر بالطاقة مباشرة. هذا هو سبب اختراع الألواح الشمسية – لتحويل طاقة الشمس إلى شكل يمكننا استخدامه ، مثل الكهرباء.
أي كهرباء إضافية تقوم بإنشائها باستخدام الألواح الشمسية الخاصة بك ، إذا كنت متصلًا بالشبكة ، سيتم دفع ثمنها من قبل شركة المرافق. نظرًا لإنتاج الكهرباء في نظام الطاقة الشمسية وتمكين المرافق من شراء الطاقة الزائدة من أصحاب المنازل ، يُسمح بالقياس الصافي في 30 ولاية. الخيار الأكثر استخدامًا هو مقياس واحد قابل للعكس. نظرًا لأن نظام الطاقة الشمسية ينتج الكهرباء ، يتم استخدام الكيلوات أولاً لتلبية الطلب على الطاقة في الموقع. يتم بعد ذلك إدخال الكهرباء الزائدة في الشبكة ، وتحويل عداد الكهرباء إلى الوراء ، بدلاً من تخزينه في بطارية. يُضاف إلى صاحب المنزل الكيلوات الإضافية في نهاية كل فترة قياس.
يمكن تخزين الكهرباء الزائدة للاستخدام في الأيام الملبدة بالغيوم. تعني القدرة على تخزين الكهرباء الزائدة في البطاريات أنك لست بحاجة إلى التوصيل بالشبكة حتى في الأيام الملبدة بالغيوم. يتم شحن بطاريات أنظمة الطاقة الشمسية المستقلة بالكهرباء الفائضة للاستخدام الليلي. تحدد دورة حياة البطارية مدى ملاءمتها للاستخدام مع الخلايا الشمسية. ستحدد كمية الكهرباء المطلوبة ، جنبًا إلى جنب مع حجم البطارية ، عدد ساعات استمرار الطاقة خلال فترات عدم وجود ضوء الشمس.
كيف يتم انتاج الطاقة الشمسية؟ لإنتاج الطاقة الشمسية ، ستحتاج إلى لوحة شمسية تتكون من خلية شمسية واحدة أو أكثر. عندما يسقط ضوء الشمس على الخلية الشمسية ، تأخذ الخلية جزيئات الضوء (تسمى الفوتونات). يحتوي كل فوتون على طاقة ، وعند امتصاصه ، يطلق الفوتون إلكترونًا في مادة الخلية الشمسية. تمكّن الأسلاك الكهربائية على جانبي الخلية من تدفق التيار أثناء امتصاص الفوتون. باستخدام هذه الطريقة ، تنتج الخلايا الشمسية الكهرباء ، والتي يمكن استخدامها على الفور ، أو تخزينها داخل بطارية لاستخدامها في المستقبل.
تتكون الألواح الشمسية من خلايا شمسية. لا تستطيع الخلية الشمسية الفردية إنتاج طاقة كافية لمعظم الأغراض ؛ لذلك ، يتم ربط العديد من الألواح الشمسية لأنهم بالطبع ينتجون المزيد من الكهرباء معًا. تتوفر الألواح الشمسية في العديد من الأنواع والأحجام ، وأكثرها شيوعًا تنتج ما يصل إلى 50 واط من الكهرباء وتتكون من خلايا شمسية من السيليكون. تنتج الألواح الشمسية المترابطة المزيد من الكهرباء.
اللوح الشمسي عبارة عن شكل مستطيل مسطح كبير ، وعادة ما يكون في مكان ما بين أبعاد المبرد والباب. تشكل مجمعات الطاقة ، التي تسمى الخلايا الشمسية ، الألواح الشمسية. عادة ما تكون الخلية الشمسية ذات 8 جوانب ولونها أزرق-أسود ، بحجم راحة يدك. تمامًا مثل الخلايا الموجودة في البطارية ، تهدف هذه الخلايا إلى توليد الكهرباء. ومع ذلك ، فإن هذه الخلايا تستخدم ضوء الشمس بدلاً من المواد الكيميائية لتوليد الكهرباء. تسمى الألواح الشمسية أيضًا الألواح الكهروضوئية (أو الألواح الكهروضوئية) ، والتي تأتي من مزيج من الكلمة اليونانية للضوء ، ورائد الكهرباء أليساندرو فولتا.
