استفادت البشرية من طاقة الإشعاع الشمسي منذ الخليقة، وتعددت الاستخدامات في تطبيقات  متعددة مثل تجفيف المحاصيل الزراعية وتدفئة المنازل كما استخدمتها في مجالات أخرى عديدة كما وردت في كتب العلوم التاريخية".1"

ويرجع تاريخ استخدام الطاقة الشمسية منذ  أن أحرق أرخميدس الأسطول الحربي الروماني في حرب عام 212 ق.م عن طريق تركيز الإشعاع الشمسي على سفن الأعداء بواسطة المئات من الدروع المعدنية، وفي العصر البابلي كانت نساء الكهنة يستعملن آنية ذهبية مصقولة كالمرايا لتركيز الإشعاع الشمسي للحصول على النار، كما أنشئت في مطلع القرن الميلادي الحالي أول محطة عالمية للري بواسطة الطاقة الشمسية، والتي كانت تعمل لمدة خمس ساعات في اليوم وذلك في المعادي قرب القاهرة ."2"

وفي وقتنا الحالي، تستعد مصر لافتتاح أكبر محطة للطاقة الشمسية في الوطن العربي بالجنوب، وتحديداً في الصحراء الغربية."4"

ومن هنا يمكن استغلال تلك الطاقة المتجددة بدلا من الوقود الأحفوري الذي يتسبب في تلوث الجو وتغير المناخ والاحتباس الحراري.

 

 

 سكان الأرض في مواجهة حتمية مع تغير المناخ وارتفاع درجات الحرارة وانخفاضها في أماكن أخرى وهي أكثر التحديات صعوبة على مر التاريخ، وذلك نتيجة للتلوث الذي أحدثه الإنسان بفعالياته المختلفة التي تبعث غازات ماصة للحرارة مثل ثاني اوكسيد الكربون ₂CO، الميثان، النتروز، اوكسيد النتروز والهالو كربونات إلى طبقة الاتموسفير (atmosphere)  هذه الغازات تمتص الأشعة فوق الحمراء (radiation infrared) من الأرض ثم تبعثها ثانية إلى سطحها مسببة تغيرات بطيئة بموازين الطاقة.

 القرن العشرين سجل زيادة مقدارها نصف درجة مئوية في معدل درجات الحرارة، وحسب تقارير لجنة الخبراء الدوليين في مجال التغيرات المناخية فقد تبين إن غاز CO₂ المنبعث كناتج للوقود العضوي يمثل ثلاثة أرباع منه، أما الربع الباقي فينبعث نتيجة التغيرات التي يحدثها الإنسان في اليابسة الطاقة الشمسیة وأزمة الوقود العضوي، كما أن الوقود العضوي ماضِ في نفاذه 100 ألف مرة عن سرعة تكوينه لذلك زادت الحاجة لمصادر طاقة جديدة ومنها إنتاج الطاقة الكهربائية بواسطة التحويل المباشر في الخلايا الشمسية.

 

 

الأراضي العربية من أغنى مناطق العالم بالطاقة الشمسية بالمقارنة مع دول العالم، ولو أخذنا متوسط ما یصل الأرض العربیة من طاقة شمسیة وھو 5 كیلو وات – ساعة / متر مربع / الیوم، وافترضنا أن الخلایا الشمسیة بمعامل تحویل 5% وقمنا بوضع ھذه الخلایا الشمسیة على مساحة 16000 كیلو متر مربع في صحراء العراق الغربیة أصبح بإمكاننا تولید طاقة كهربائية تساوي 10 × 400 میجا وات - ساعة في الیوم، أي ما یزید عن خمسة أضعاف ما نحتاجه في الیوم.

إن الطاقة النفطية ستنضب بعد مائة عام لا أكثر، وعدم اللحاق بالركب واستعمال بدائل الطاقة سيجعلنا  مقصرین في استثمارھا ونأمل أن لا تفوتنا الفرصة في خلق تكنولوجیات عربیة لاستغلال الطاقة الشمسیة وھي لا زالت في بدایة  تطورها.

 

 

ومع قرب نضوب الطاقة النفطية وضرورة حماية البيئة من التلوث نتيجة استخدام الطاقة التقليدية مع  الزيادة العالمية في معدلات استهلاك الطاقة، ومع كل ذلك فإن مصر تتمتع بمصادر هائلة من الطاقة الشمسية من حيث شدة الإشعاع الشمسي وساعات السطوع السنوية لوقوعها داخل الحزام الشمسي للكرة الأرضية، الأمر الذي يجعل استخدامات تكنولوجيا الخلايا الشمسية البديل المناسب في العديد من الظروف لتنمية وتطوير المناطق النائية ذات الأحمال الكهربية الصغيرة البعيدة عن الشبكة.

ويصل حالياً إجمالي حجم استخدامات الخلايا الشمسية في مصر حوالي من 3 -  5.3 ميجاوات موزعة لأغراض الإنارة بأنواعها، وضخ المياه وتشغيل وحدات الاتصالات اللاسلكية والتبريد وغيرها من الاستخدامات الصغيرة. ويعتبر هذا الحجم تقديري، نظرا لأن هناك بعض الجهات العسكرية والتي قطعت شوطا كبيراً في استخدام نظم الخلايا الفوتوفلطية وهي أفضل الأنواع.

 

 

يمكن تحويل الطاقة الشمسية إلى طاقة كهربائية وطاقة حرارية من خلال آليتي التحويل الكهروضوئية والتحويل الحراري للطاقة الشمسية ويقصد بالتحويل الكهروضوئي: تحويل الإشعاع الشمسي أو الضوئي مباشرة إلى طاقة كهربائية بوساطة الخلايا الشمسية والتي تسمى بــ ( الكهروضوئية ).

 

 

وفقاً لمجلة العلوم والتقنية يتكون التصميم من ثلاث مراحل حيث تضم مجموعة من الخلايا الشمسية، بالإضافة إلى المحطة الثانوية للطاقة الكهربائية ومحوّلات للتيار الكهربائي المستمر إلى تيار متناوب ثلاثي الطور. وبذلك يتم تجهيز الطاقة الكهربائية المنتجة في المحطة  التي تعمل على تغذية الشبكة الكهربائية بالطاقة الكهربائية المنتجة خلال فترة وجود الإشعاع الشمسي، وتعمل المحطة أيضاً في فترة الليل أو في فترة غياب الإشعاع الشمسي عن طريق المجمعات الكهربائية التي تم شحنها في فترة ظهور الإشعاع الشمسي.

 

 

المساحات الكبيرة وتكلفة المواد الأولية هي من أكثر المعوقات في مشروع استخدام الطاقة الشمسية كطاقة بديلة، وبالرغم من كل ھذه العوامل فهناك بعض الاستخدامات للطاقة الشمسیة تعتبر اقتصادیة في الوقت الحاضر، منها تسخین المیاه والاستعمالات الأخرى في المناطق النائیة مثل تولید الكهرباء وضخ المیاه وتحلیة المیاه والإشارات الضوئیة والبث اللاسلكي.

ولابد من التسريع في استخدام تلك الطاقة لكي نستطيع تدريجيا التخلص من تدعيم الكهرباء بمشتقات المواد النفطية الملوثة للبيئة، ولابد أيضاً الحفاظ ولو على جزءٍ بسيط من تلك الطاقة الغير متجددة للأجيال القادمة.

 

 

هناك العديد من المقترحات والمحفزات لتنشيط حركة البحث في مجالات الطاقة الشمسية من أهمها، القیام بإنشاء بنك لمعلومات الإشعاع الشمسي ودرجات الحرارة وشدة الریاح وكمیة الغبار وغیرھا من المعلومات الدوریة الضروریة لاستخدام الطاقة الشمسیة، والقیام بمشاریع رائدة وكبیرة نوعاً ما وعلى مستوى یفید البلد كمصدر آخر من الطاقة وتدریب الكوادر العربیة علیھا، بالإضافة إلى عدم تكرارھا بل تنویعها في البلدان العربیة للاستفادة من جمیع تطبیقات الطاقة الشمسیة، وتنشیط طرق التبادل العلمي والمشورة العلمیة بین البلدان العربیة  والبلدان الأوروبية وتبادل الخبرات وذلك عن طریق عقد الندوات واللقاءات الدوریة.

 

1-مدونة جغرافيون د. محمد عرب الموسوي

2- منتدى بيوتات الكيمياء التعليمية

3- موقع شركاء الطاقة الشمسية في الخليج

4-موقع شركة الشعاع الذهبي للطاقة الشمسية

5-موقع الشركة العربية للطاقة المتجددة

6- بحث عن الطاقة الشمسية للباحث  محرّم عبد الكريم

7- بوابة محافظة المنوفية

8- مجلة العلوم والتقنية، كتاب الطاقة الشمسية

9- مدونة الطاقة المتجددة للقرن الـ21