1
00:00:00,350 --> 00:00:05,372
هل تساءلت يومًا كيف يتحول ضوء الشمس إلى كهرباء تشغّل بيتك؟

2
00:00:05,372 --> 00:00:18,473
في هذا الفيديو ستتعرف على الطريقتين الرئيسيتين لاستغلال الطاقة الشمسية، والعوامل التي تؤثر في إنتاجها، وكيف نتعامل مع الليل، ثم نختبر فهمك في النهاية.

3
00:00:18,823 --> 00:00:20,632
لنبدأ بحقيقة مذهلة.

4
00:00:20,632 --> 00:00:29,709
في نحو ساعتين فقط، يصل إلى الأرض من الشمس قدر من الطاقة يفوق كل ما يستهلكه البشر في سنة كاملة.

5
00:00:29,709 --> 00:00:37,990
المشكلة إذن ليست في كمية الطاقة، بل في التقنيات التي تحوّلها إلى كهرباء أو حرارة نستخدمها.

6
00:00:38,340 --> 00:00:41,947
تنتج الشمس طاقتها من الاندماج النووي في باطنها.

7
00:00:41,947 --> 00:00:44,433
تصلنا هذه الطاقة إشعاعًا:

8
00:00:44,433 --> 00:00:52,288
ضوءًا مرئيًا، وأشعة تحت حمراء نشعر بها حرارةً، وقليلًا من الأشعة فوق البنفسجية.

9
00:00:52,288 --> 00:00:55,699
يمتص الغلاف الجوي والسحب جزءًا منها،

10
00:00:55,699 --> 00:01:04,783
لذلك تتلقى المناطق الصحراوية قليلة الغيوم، ككثير من مناطق العالم العربي، طاقة وفيرة على مدار السنة.

11
00:01:05,133 --> 00:01:11,803
الخلية الكهروضوئية رقاقة رقيقة من السيليكون تحوّل الضوء إلى كهرباء مباشرة.

12
00:01:11,803 --> 00:01:19,080
يسقط عليها الضوء على شكل جسيمات طاقة تُسمّى الفوتونات، فتحرر بعض الإلكترونات من ذراتها.

13
00:01:19,080 --> 00:01:25,143
ثم يدفع المجال الكهربائي بين طبقتي السيليكون هذه الإلكترونات في اتجاه واحد.

14
00:01:25,143 --> 00:01:30,350
وحركتها في اتجاه واحد عبر الأسلاك هي التيار الكهربائي.

15
00:01:30,700 --> 00:01:36,777
تُجمع الخلايا في ألواح، والألواح في منظومات فوق الأسطح أو في محطات واسعة.

16
00:01:36,777 --> 00:01:44,051
لكن الألواح تنتج تيارًا مستمرًا، بينما تعمل أجهزة البيت والشبكة بالتيار المتردد.

17
00:01:44,051 --> 00:01:53,338
لهذا نحتاج جهازًا يُسمّى العاكس أو الإنفرتر، يحوّل التيار المستمر إلى تيار متردد صالح للاستخدام.

18
00:01:53,688 --> 00:01:55,779
ما مدى كفاءة هذه الألواح؟

19
00:01:55,779 --> 00:02:03,113
تحوّل معظم الألواح التجارية الحديثة نحو خُمس ضوء الشمس الساقط عليها إلى كهرباء.

20
00:02:03,113 --> 00:02:12,511
أما بقية الطاقة فتتحول إلى حرارة أو تنعكس، ولهذا يعمل الباحثون باستمرار على رفع هذه النسبة.

21
00:02:12,861 --> 00:02:19,940
الطريقة الثانية لا تحوّل الضوء إلى كهرباء مباشرة، بل تستخدم حرارة الشمس.

22
00:02:19,940 --> 00:02:22,926
أبسط تطبيقاتها سخانات المياه:

23
00:02:22,926 --> 00:02:29,721
ألواح داكنة فوق السطح تمتص الحرارة وتسخّن الماء المار في أنابيبها.

24
00:02:29,721 --> 00:02:39,610
أما المحطات المركّزة فتستخدم مرايا كثيرة تركّز الضوء على نقطة أو أنبوب واحد، فترتفع الحرارة كثيرًا.

25
00:02:39,960 --> 00:02:43,021
لنتتبع ما يحدث داخل المحطة المركّزة.

26
00:02:43,021 --> 00:02:50,208
تركّز المرايا الضوء فتنتج حرارة عالية، وتُستخدم هذه الحرارة لتوليد البخار.

27
00:02:50,208 --> 00:02:55,862
يدير البخار توربينًا يولّد الكهرباء، تمامًا كما في المحطات التقليدية.

28
00:02:55,862 --> 00:03:03,647
والميزة المهمة أنه يمكن تخزين جزء من الحرارة لتوليد الكهرباء بعد غروب الشمس.

29
00:03:03,997 --> 00:03:12,498
كلما واجه اللوح الشمس مباشرة زاد إنتاجه، لذلك تُوجَّه الألواح في نصف الكرة الشمالي عادةً نحو الجنوب.

30
00:03:12,498 --> 00:03:14,276
والظل مهم جدًا:

31
00:03:14,276 --> 00:03:19,611
ظل شجرة على جزء صغير قد يقلل إنتاج اللوح كله.

32
00:03:19,611 --> 00:03:25,439
الغبار والرمال تحجب الضوء، فيحتاج التنظيف عناية خاصة في الصحراء.

33
00:03:25,439 --> 00:03:29,902
وتحدد الغيوم وطول النهار كمية الضوء المتاحة.

34
00:03:30,252 --> 00:03:34,834
قد تظن أن اليوم الأشد حرًا هو الأفضل لإنتاج الكهرباء.

35
00:03:34,834 --> 00:03:41,519
لكن الحقيقة أن كفاءة الخلايا الكهروضوئية تقل قليلًا كلما ارتفعت حرارتها.

36
00:03:41,519 --> 00:03:48,038
لذلك فاليوم المشمس البارد أفضل للإنتاج من اليوم المشمس الحار جدًا.

37
00:03:48,388 --> 00:03:53,400
لا تنتج الألواح كهرباء ليلًا، ويقل إنتاجها في الأيام الغائمة.

38
00:03:53,400 --> 00:03:59,992
الحل الأول البطاريات، تخزّن الكهرباء الفائضة نهارًا لاستخدامها ليلًا.

39
00:03:59,992 --> 00:04:02,203
والثاني الربط بالشبكة:

40
00:04:02,203 --> 00:04:05,419
نبيع الفائض نهارًا ونشتري ليلًا.

41
00:04:05,419 --> 00:04:10,807
أما المحطات المركّزة فتحفظ الحرارة لساعات بالتخزين الحراري.

42
00:04:11,157 --> 00:04:13,791
لماذا يهتم العالم بالطاقة الشمسية؟

43
00:04:13,791 --> 00:04:24,519
لأنها لا تطلق انبعاثات أثناء توليد الكهرباء، ومصدرها متجدد، وتكاليف تشغيلها منخفضة نسبيًا، ويمكن تركيبها بعيدًا عن الشبكة.

44
00:04:24,519 --> 00:04:26,003
لكن لها تحديات:

45
00:04:26,003 --> 00:04:37,185
إنتاجها متقطع، والمحطات الكبيرة تحتاج مساحات واسعة، والبطاريات ما زالت مكلفة، ويجب التخطيط لإعادة تدوير الألواح.

46
00:04:37,535 --> 00:04:39,838
حان وقت المراجعة.

47
00:04:39,838 --> 00:04:47,560
ما الفرق بين الخلية الكهروضوئية والمحطة الشمسية المركّزة؟

48
00:04:47,560 --> 00:04:55,786
الخلية تحوّل الضوء إلى كهرباء مباشرة، أما المحطة فتستخدم الحرارة لتوليد البخار ثم الكهرباء.

49
00:04:55,786 --> 00:05:02,434
لماذا نحتاج العاكس في المنظومة المنزلية؟

50
00:05:02,434 --> 00:05:08,581
لأنه يحوّل التيار المستمر من الألواح إلى تيار متردد تعمل به الأجهزة.

51
00:05:08,581 --> 00:05:16,217
اذكر عاملين يقللان الإنتاج في المناطق الصحراوية.

52
00:05:16,217 --> 00:05:22,749
الغبار والرمال التي تحجب الضوء، والحرارة المرتفعة التي تخفض الكفاءة.

53
00:05:22,749 --> 00:05:23,325
أحسنت!

54
00:05:23,325 --> 00:05:27,368
شكرًا لمتابعتك، وإلى اللقاء في درس قادم.