عندما يفكر معظمنا في الطاقة الشمسية، فإن أول ما يتبادر إلى الذهن هو الألواح الشمسية الحديثة. على مدى العقود القليلة الماضية، تحسنت التكنولوجيا الكهروضوئية بشكل كبير من حيث التكلفة والفعالية والحجم، ولكن ما هو تاريخ الطاقة الشمسية وكيف تطورت؟
سنتعرف في هذا المقال على أبرز المحطات التي مرت بها تكنولوجيا الطاقة الشمسية:
بدايات استخدام الطاقة الشمسية:
يعود تاريخ الطاقة الشمسية إلى العصور القديمة عندما بدأ البشر باستخدم طاقة الشمس لإشعال الحرائق وتدفئة منازلهم. كما استخدم الإغريق والرومان طاقة الشمس لتدفئة منازلهم وحماماتهم.
ومع ذلك ، لم يبدأ العلماء بفهم إمكانات الطاقة الشمسية في لتوليد الكهرباء حتى القرن التاسع عشر. ففي عام 1839، اكتشف العالم الفرنسي إدموند بيكريل التأثير الكهروضوئي. والذي أظهر أن بعض المواد يمكن أن تنتج تيارًا كهربائيًا عند تعرضها للضوء.
بعد حوالي أربعة عقود في عام 1883 ، أنشأ المخترع الأمريكي تشارلز فريتس أول مصفوفة شمسية على الأسطح في العالم في نيويورك.
قام فريتس بتغطية الألواح بالسيلينيوم لإنتاج تيار كهربائي ضعيف للغاية. كانت هذه الخلايا الشمسية المبكرة غير فعالة ومكلفة في الإنتاج. ومع ذلك، فإن كيفية إنتاج الضوء للكهرباء لم تكن مفهومة حتى كتب ألبرت أينشتاين في عام 1905 ورقة يشرح فيها التأثير الكهروضوئي. والتي جعلته ينال جائزة نوبل في الفيزياء عام 1921.
من قام باختراع الألواح الشمسية؟
لم يتم إحراز تقدم كبير في تطوير الألواح الشمسية حتى منتصف القرن العشرين. ففي عام 1954، قام الفيزيائيون الأمريكيون جيرالد بيرسون وداريل تشابين وكالفن فولر باختراع أول خلية شمسية عملية في مختبرات بيل. كانت الخلية الشمسية مكونة من السيليكون وتحول ضوء الشمس مباشرة إلى كهرباء وبلغت كفاءتها حوالي4-6٪. مثل هذا الاختراع علامة فارقة في تاريخ الطاقة الشمسية ومهد الطريق لتطوير تكنولوجيا ألواح الطاقة الشمسية الحديثة.
تطور تكنولوجيا الطاقة الشمسية:
وبينما ظلت الطاقة الشمسية مكلفة للغاية للاستخدام التجاري، قام الجيش الأمريكي بتمويل الأبحاث حول إمكانات التكنولوجيا الكهروضوئية لتشغيل الأقمار الصناعية في الخمسينيات. أطلق مختبر الأبحاث البحرية الأمريكية Vanguard I، أول مركبة فضائية تستخدم الألواح الشمسية، في عام 1958. وأطلقت ناسا أول قمر صناعي مزود بألواح لتتبع الشمس، Nimbus I، في عام 1964.
في السبعينيات خلال أزمة النفط في الولايات المتحدة الأمريكية. اكتسب استخدام الطاقة الشمسية للتطبيقات السكنية والتجارية زخمًا. حيث وضعت الحكومة الفيدرالية حوافز ضريبية ومولت أبحاث لجعل تكنولوجيا الطاقة الشمسية ميسورة التكلفة. وطبق عدد من الولايات حوافزها الشمسية بحلول الثمانينيات.
قضت العديد من الشركات في أنحاء مختلفة من العالم (معظمها في دول شرق آسيا) أيضًا الثمانينيات والتسعينيات والعقد الأول من القرن الحادي والعشرين في تطوير تكنولوجيا الطاقة الشمسية. تم تحسين عملية تصنيع الطاقة الشمسية على مدى عقود، وتخفيض التكاليف، وأدى التحسن في كفاءة الألواح الشمسية ملاءمتها أكثر للاستخدام التجاري.
لكن الألواح الشمسية أخذت حقًا في الانتشار في منتصف عام 2010، عندما انخفضت التكاليف بنحو 90 ٪ على مدار العقد. سمح ذلك للطاقة الشمسية أخيرًا بالتحول إلى حل طاقة قابل للنشر.
كان سعر خلايا السيليكون الكهروضوئية في الخمسينيات من القرن الماضي 76 دولارًا أمريكيًا / واط والذي انخفض بشكل كبير إلى 0.20 دولار أمريكي / واط في عام 2021. حيث أصبحت مصادر الطاقة المتجددة أرخص مصدر للطاقة في العالم.
مستقبل الطاقة الشمسية:
على الرغم من أن تكنولوجيا الطاقة الشمسية قد قطعت شوطًا طويلاً منذ نشأتها، فلا يزال هناك الكثير مما يجب اكتشافه واختراعه في هذا المجال. يتمثل أحد مجالات البحث في تطوير ألواح شمسية أكثر كفاءة يمكنها التقاط المزيد من ضوء الشمس وتحويله إلى كهرباء. يستكشف العلماء أيضًا استخدام مواد جديدة، مثل البيروفسكيت، التي يمكن أن تجعل الألواح الشمسية أقل تكلفة وأسهل في التصنيع.
مجال آخر للبحث هو تطوير حلول تخزين الطاقة التي يمكن أن تخزن الطاقة الشمسية الفائضة لاستخدامها عندما لا تكون الشمس مشرقة. تعد البطاريات حاليًا أكثر حلول تخزين الطاقة شيوعًا. لكن العلماء يستكشفون مواد وتقنيات جديدة يمكنها تحسين كفاءتها وتقليل تكلفتها.
خلال العقد الماضي، نمت الصناعة الكهروضوئية العالمية بمتوسط معدل سنوي مركب يزيد عن 35٪. ومن المؤكد أن نشر الطاقة الكهروضوئية سيستمر في النمو مع تحول محفظة الطاقة العالمية بشكل أكبر نحو الطاقة المتجددة.
إذا كنت مهتماً بالاستثمار بالطاقة الشمسية ولست واثقاً من الخيار الأمثل بالنسبة لك، سواء كنت فرداً أم شركة، فسيساعدك خبرائنا بتحليل احتياجات الطاقة الخاصة بك، والتوصية بأفضل نظام طاقة كهرو شمسية قد يناسبك، وسنكون معك خلال العملية بأكملها من التصميم وحتى التركيب والتشغيل.
تعرف على خدماتنا
لتظل مطلعاً على كل جديد في عالم الطاقة الشمسية تابعنا على:
