الطاقة الشمسية واستخداماتها
ترتبط المياه والطاقة والغذاء ارتباطا وثيقا
بصحة الإنسان ولا بد من إيجاد علاقات تربط بين العناصر ( المياه / الطاقة / الغذاء
) ارتباطا وثيقا بين بعضها البعض بغرض تحقيق أهداف التنمية المستدامة فتوجد علاقة
بين توليد الطاقة من خلال استغلال مصادر سقوط المياه وسريانها كالأمطار ومياه
الشلالات ومياه البحار والمحيطات والأنهار كما يمكن الحصول على المياه العذبة من
الأنهار كنهر النيل فى مصر الصالحة للشرب والزراعة من خلال تحلية مياه البحر
باستخدام الطاقة الشمسية كما يمكن توليد الطاقة الحيوية من بقايا الغذاء وتصنيعه
من أجل ضمان صحة الإنسان الذى يتطلب مياه نقية للشرب وغذاءا صحيا ثم استخدام
المياه العذبة الصالحة للرى ولزراعة الغذاء وتوفير طاقة لتحقيق متطلبات الحياة فى
إطار تحقيق أهداف التنمية المستدامة وهكذا ترتبط المياه والطاقة والغذاء والصحة
حيث يوجد سؤال : أى من هذه العناصر يمكن أن يكون البداية فى الانطلاق لتحقيق
العناصر الأخرى فى إطار تحقيق أهداف التنمية المستدامة ؟ فقد يكون عنصر الإنطلاق
هو الطاقة الشمسية التى لا بد أن يتسم مصدرها بالاستدامة والوفرة وأن يكون متاحا
للجميع ولا يسبب فى نفس الوقت أى تلوث وتتحقق الشروط فى حالة استخدام الطاقة
الشمسية كمصدر للطاقة حيث أن متوسط الإشعاع الشمسى الساقط يوميا على ( 1 م مربع )
فى مصر ( 18 ميجا جول ) مما يعنى أن الطاقة الشمسية الساقطة على مساحة مصر تزيد
على
( 3000 مليون برميل ) مكافىء يوميا فإذا تم
استغلال ( 50 % ) من الطاقة الشمسية بكفاءة تبلغ ( 10 % ) حيث يتم تحويلها لطاقة
كهربائية مما يعنى أنه بالإمكان توليد طاقة كهربية نظيفة يوميا بحيث يمكن
استخدامها مباشرة بحيث تعادل
( 150 مليون برميل ) مكافىء وفى حال تغطية (
65 % ) من مساحة مصر بالخلايا الشمسية ( Solar Celes ) أو
( الخلايا الفوتوفولطية ) فسوف يتم توليد
طاقة كهربائية يمكن أن تغطى احتياجات العالم من الطاقة الشمسية
) Solar
Energy
) حيث أن الوفرة والاستدامة وعدم وجود انبعاثات ضارة بالبيئة هى صفات ملازمة
للطاقة الشمسية خاصة بالنسبة لمصر حيث توجد مساحات شاسعة يمكن استغلالها لتوليد
الطاقة الكهربية من الطاقة الشمسية باستخدام جزيئات السليكون والكربون حيث انخفضت
أسعار الألواح الشمسية المولدة للكهرباء من ضوء الشمس الساقط عليها
( الألواح الفوتوفولطية ) ومن المتوقع خلال
أقل من ( 10 سنوات ) أن تكون الطاقة الشمسية الصادرة من الخلايا الشمسية
الفوتوفولطية هى الطاقة الأرخص مقارنة بتوليد الطاقة الكهربية بأى وسيلة أخرى
وتتميز الطاقة الشمسية الفوتوفولطية بأنها منتشرة وبسيطة فيمكن استخدامها فى أى
مكان وبدون الحاجة لتجهيزات خاصة فعن طريق تثبيت الألواح الشمسية الفوتوفولطية فى
الوضع الملائم لسقوط أشعة الشمس عليها وبالنسبة لمصر فإن استخدام الطاقة الشمسية
الفوتوفولطية سوف يعمل على خلق مجتمعات عمرانية جديدة فى الأماكن الصحراوية
النائية ويساهم فى تقليل كثافة السكان الموجودة حول نهر النيل والدلتا فالطاقة
الشمسية الفوتوفولطية يمكن استغلالها لتحلية مياه البحر ( الأبيض المتوسط والأحمر
) أما عن طريق إمداد محطات الضغط الاسموزى العكسى بالطاقة الكهربية أو باستخدام
الطاقة الشمسية الحرارية لإجراء عملية التبخر ثم تكثيفه للحصول على المياه العذبة
وتعتبر الطاقة الشمسية ملائمة لمحطات الضغط الاسموزى حيث ستكون محطات الضغط
الاسموزى ستكون بعيدة عن محطات القوى الكهربائية التقليدية ولا يقتصر دور الطاقة
الشمسية على توفير الطاقة للحصول على المياه العذبة المستخرجة من الآبار بل يمكن
أن يساعد على إعادة استخدام مياه الصرف الصحى بعد معالجتها وتبخيرها وتنقيتها مما
يخفف من عمليات الإهدار للمياه خاصة مع زيادة عدد السكان .
ويمكن استخدام الطاقة الشمسية لزراعة
المحاصيل الزراعية فى الأماكن الصحراوية والتى يوجد بها مياه آبار جوفية من خلال
إمداد طلمبات الرفع والرى بالطاقة الكهربائية اللازمة حيث أن ضرورة الاهتمام
بالزراعة المائية الرأسية والتى تتميز بتوفير ( 90 % ) من المياه حيث يمكن استخدام
( 10 % ) من المياه المستخدمة فى الزراعة فإن كثافة إنتاج المحاصيل الزراعية
بالنسبة إلى وحدة المساحات تزداد حيث تتم على مستويات عدة حيث يتم الاستعانة
بمجسات تعمل على قياس حاجة النبات إلى الغذاء والماء والطاقة الضوئية وتستخدم
الطاقة الشمسية الفوتوفولطية لتوليد الطاقة الكهربية اللازمة لتشغيل المجسات ومد
النبات باحتياجاته بطريقة تلقائية كذلك يمكن استخدام الطاقة الشمسية فى عمليات
التصنيع الغذائى كعمليات تصنيع العصائر واستخراج بعض المركبات المفيدة من المنتجات
الزراعية ويمكن الاستفادة من الطاقة الشمسية الحرارية الناتجة من استخدام الأنابيب
الشمسية المفرغة لإجراء عمليات التجفيف لبعض المنتجات الزراعية حيث ترتفع ثمنها فى
السوق مما يساعد على خلق فرص عمل من خلال صناعات كثيفة الاستخدام ويمكن استخدام
الطاقة الشمسية فى عمليات طهى الطعام عن طريق الطباخ الشمسى باستخدام الأنابيب
الشمسية المفرغة ويمكن إمداده بمواد لتخزين الطاقة الشمسية كالسليكون والكربون
والجرمانيوم وإجراء عمليات طهى الطعام حتى خلال فترات غياب الشمس ويمكن استخدام
الطاقة الشمسية الفوتوفولطية لإمداد التجمعات السكانية والمناطق العمرانية الجديدة
بالكهرباء النظيفة لتشغيل الأجهزة والإضاءة المنزلية واستخدام الطاقة الشمسية
الحرارية لتلبية احتياجات المناطق السكانية والعمرانية من المياه الساخنة ولطهى
الطعام كما يمكن تشغيل أنظمة التبريد الشمسية لتهيئة ظروف حياتية مناسبة لقاطنى
التجمعات السكنية .
وعلى الرغم من وجود التجمعات السكنية فى
مناطق صحراوية شديدة الحرارة ولا يوجد بها مصادر كافية للمياه فإن الهواء الساخن
لديه قدرة أعلى على التشبع ببخار الماء مقارنة بالهواء البارد مما يتيح فرص
استخدام أنظمة حصاد بخار الماء واستخلاص الماء من الهواء باستخدام أسطح شديدة
القدرة على التمسك بالمياه ويتم استخدام عمليات تبريد الأسطح من أجل تكثيف المياه على
الأسطح ويمكن استخدام الطاقة الشمسية الفوتوفولطية لتشغيل شفاطات تعمل على جذب
الهواء المحمل ببخار الماء .
د / معتز سليمان
تنقيح / أسامه ممدوح عبد الرازق مصطفى شرف
2 / 3 / 2022
ليست هناك تعليقات:
إرسال تعليق