كم لدينا من الطاقة الشمسية

توصف بعض البلدان بثرواتها ومحركات اقتصادها فنقول: بلدان نفطية, بلدان غازية, بلدان زراعية,, ماذا عن الطاقة الشمسية؟ هل هناك بلدان شمسية مثلا! ماذا عن بلادنا سوريا وشمسها, وعن المنطقة بشكل عام؟

تصدر الشمس كمية هائلة من الطاقة على شكل إشعاع. تعبر هذه الأشعة الفضاء الذي يفصل بين الأرض والشمس مانحة الحياة لكوكبنا. تقدر طاقة الأشعة الشمسية عند الحدود الخارجية لغلاف الأرض الجوي بحوالي 1,361 كيلو واط لكل متر مربع. هذا الرقم ثايت إلى حد ما ويطلق عليه اسم الثابت الشمسي “Solar Constant” . لنقرب هذا الرقم من حياتنا اليومية, يكفي أن نعلم أن هذه الكمية من الطاقة كافية لتشغل مكيف هوائي صغير بشكل مستمر أو لتشغيل حوالي 90 لمبة كهربائية من النوع الموفر للطاقة أيضا بشكل مستمر.

تبدأ قيمة الثابت الشمسي بالتناقص بشكل كبير بعد دخول الغلاف الجوي للأرض, نتيجة لعمليات التشتت والامتصاص من قبل المواد الدقيقة العالقة بالهواء. هنا لا بد من الذكر بأن هذا التشتت هو سبب اللون الأزرق للسماء نهاراً والأحمر البرتقالي عند الغروب والشروق.

يتغاير مقدار طاقة الأشعة الشمسية عند سطح الأرض, ويختلف بحسب كمية الرطوبة في الجو، الغيوم، الغبار والرمال المعلقة في الهواء بالاضافة الى الموقع الجغرافي. تكون قيمة هذه الطاقة عظمى على السطوح الشاقولية على مسار هذه الأشعة, وتختلف قيمة هذه الزاوية (الأشعة-سطح الأرض) بحسب الفصول وخط العرض.

لضمان توفير أكبر كمية ممكنة من الطاقة الشمسية للأجهزة العاملة بواسطتها, ينبغي تركيب المستقبلات الشمسية بزاوية الميلان (Tilt Angle) الأفضل في هذه المنطقة الجغرافية (كقاعدة يمكن استخدام قيمة خط العرض للمنطقة كقيمة لزاوية الانحراف وذلك للحصول على أفضل مردود طوال العام. دمشق مثلاً تقع على خط عرض 33 شمال وبالتالي زاوية الانحراف الأفضل فيها هي 33 درجة).

تكون الشمس في أعلى نقطة لها وقت الظهر. في نصف الكرة الشمالي (كما الجنوبي) تشرق الشمس من الشرق وتغرب في الغرب! إلا أنها عند الظهيرة تكون في الجنوب (بعكس نصف الكرة الجنوبي) وحيث أن أشعة الشمس تكون في أعظم شدتها عند الظهيرة (جرب السير تحت الشمس في ذلك الوقت) فيجب توجيه أجهزة الطاقة الشمسية أيضا نحو الجنوب قدر الإمكان.

يتم قياس شدة الطاقة الشمسية باستخدام جهاز يدعى بالبيرانوميتر (Pyranometer), توجد هذه الأجهزة في محطات الرصد الجوي عادة, ويتم تسجيل قراءاتها والاحتفاظ بها لعشرات السنين لما لها من فائدة عظمى عند تصميم ودراسة مشاريع الطاقة الشمسية وغيرها.

توفر العديد من مواقع الانترنت قواعد بيانات ضخمة لقيم الطاقة الشمسية لمئات المواقع المقاسة بشكل فعلي على سطح الأرض بشكل مجاني. كما أن هناك العديد من المواقع الأخرى التي توفر هذه البيانات بشكل أقل دقة عن طريق برامج تقوم بمحاكاة الغلاف الجوي في المنطقة المطلوبة, وبالتالي التنبؤ بقيمة الطاقة عند سطح الأرض انطلاقاً من قيمتها خارج الأرض.

أحد المواقع المميزة في هذا المجال هو موقع الوكالة الدولية للطاقات المتجددة (IRENA), وصورة المقال هي لبلدان شرق البحر المتوسط: تظهر كمية الطاقة الشمسية التي يستقبلها كل متر مربع من سطح الأرض فيها. كما نلاحظ فإن أخفض قيمة للطاقة الاشعاعية السنوية في هذه المنطقة هي حوالي 1750 واط ساعي لكل متر مربع في السنة. قارن هذا الرقم مع حوالي 1000 واط ساعي لكل متر مربع في السنة "قيمة الطاقة الشمسية السنوية لكل متر مربع في ألمانيا" التي استطاعت تحطيم رقم قياسي في توليد استطاعة 23 جيغا واط (حوالي 25%) من استطاعة الذروة لديها صيفاً باستخدام الطاقة الشمسية.

موقع IRENA للاستزادة عن قيمة الطاقة الشمسية حول العالم هنا

في سلسلة الطاقات المتجددة أيضا:

هنا

هنا

هنا

هنا

هنا

هنا

هنا