إختزان الطاقة الشمسية

الطاقة الشمسية مصدر متقطع يعتمد على الوقت . فالشمس ترسل أشعتها في ساعات النهار فقط وتحجبها في ساعات الليل. كما أن شدة هذه الأشعة تتغير بتغير الأشهر والفصول ومدى صحو أو تلبد الجو بالغيوم وغير ذلك . وبشكل عام فإن متطلبات الإنسان أو إحتياجاته للطاقة تعتمد أيضا على الوقت ، ولكن بأسلوب مختلف عن مصدر الطاقة الشمسية. ولذلك فإن الإستخدام المجدي والفعال للطاقة الشمسية في الحياة العملية يحتاج إلى نظام متكامل لإختزان الطاقة للإستفادة منها وقت الحاجة , وتعتمد السعة المثالية لنظام إختزان الطاقة على العوامل التالية :

( أ ) الوقت المتوقع لتوفر الإشعاع الشمسي .

(ب) طبيعة الأحمال التي تعتمد على هذا المصدر.

(ج) نوع الطاقة المساعدة إن وجدت .

(د) التقييم الإقتصادي الذي يحدد مقدار الطاقة الكلية المستخدمة سنويا ومقدار الأحمال المستهلكة لهذه الطاقة وكم نسبة الإعتاد على الطاقة الشمسية وكم يستهلك من أنواع الطاقة الأخرى المساعدة.

ولقد تمكن الباحثون من إستنباط عدة طرق لإختزان الطاقة الشمسية وبذلك يختفي أكبر عائق لإستغلال هذه الطاقة العملاقة . ومن أهم هذه الطرق إختزان الحرارة في قطع صغيرة من الحجارة المجروشة ، يمر الهواء الساخن من بينها فتنتقل إليها الحرارة لتحتفظ بها بضعة أيام . كما في الشكل (1) ، وهي أرخص الطرق وأبسطها . ويمكن كذلك بنفقات قليلة إختزان الماء الساخن في أحواض معزولة جيداً عن الوسط المحيط . كما نجح العلماء في إختزان الحرارة أسابيع كاملة في مواد كيماوية توضع في أحواض صغيرة. وهي تجمع بذلك بين ميزة صغر حجم الخزان والإقتصاد في النفقات. ومثال ذلك كبريتات الصوديوم المتبلور (ملح جلوبر) ، الذي يحتوي على عشر جزيئات من الماء ، يتحلل في درجة الحرارة المنخفضة ٣٢ درجة مئوية ، وفي أثناء ذلك يمتص كميات كبيرة من الحرارة - ثم يعيدها مرة أخرى عند تبلوره مرة ثانية. كما يعتمد اختيار وسط التخزين على طبيعة الطاقة المراد تخزينها . فإذا كانت طاقة كهربائية مثل التي تنتج عن الخلايا الفوتوفولتية فإن من المناسب تخزينها على شكل طاقة كيميائية .

شكل (1) رسم توضيحي لإختران الحرارة بواسطة الحجارة المجروشة.