طاقة شمسية

الطاقة المتجدّدة
	طاقة حيوية; كتلة حيوية; طاقة حرارية أرضية; طاقة مائية; طاقة شمسية; طاقة المد والجزر; طاقة موجية; طاقة الرياح

جزء من مجمع إس‌إي‌جي‌إس للطاقة الشمسية بقدرة 354 م.و. في شمال مقاطعة سان برناردينو، كاليفورنيا.

الطاقة الشمسية Solar energy، هي الضوء والحرارة الصادرة عن الشمس، والتي تستغل باستخدام مجموعة من التكنولوجيات مثل التسخين الشمسي، الألواح الضوئية الشمسية، الكهرباء الحرارية الشمسية، العمارة الشمسية والتمثيل الضوئي الاصطناعي.

تتميز التكنولوجيات الشمسية إلى إيجابية للطاقة الشمسية وسلبية للطاقة الشمسية تبعأً للكيفية التي تحتجز، تحول وتوزع فيها الطاقة الشمسية. التنقيات الشمسية النشطة تضم استخدام الألواح الضوئية وجامعات الحرارة الشمسية لاستخدام الطاقة. التقنيات الشمسية الإيجابية تضم توجيه المبنى للشمس، اختيار المواد ذات الكتلة الحرارية المناسبة أوالخصائص المشتتة للضواء، وتصميم مساحات يتجدد فيها الهواء طبيعياً.

في 2011، صرحت الوكالة الدولية للطاقة حتى "تطوير تكنولوجيات الطاقة الشمسية ذات الأسعار المعقولة، الدائمة، والنظيفة سيأتي بفوائد ضخمة على المدى الطويل. سيزيد من تأمين الطاقة للبلدان بالإعتنماد على مصدر محلي، لا ينضب، ولا يستورد، يؤيد الاستدامة، يقلل التلوث، يخفض من تكاليف التخفيف من التغير المناخي، ويحافظ على انخفاض أسعار الوقود الأحفوري أقل مما هي عليه. هذه المزايا عالمية. من ثم فالتكاليف الإضافية of the incentives for early deployment should be considered learning investments; جب حتى تنفق بحكمة وتحتاج إلى حتىقد يكون انفاق مشهجر على نطاق واسع".

طاقة الشمس

حوالي نصف الطاقة الصادرة عن الشمس تصل إلى سطح الأرض.

تتلقى الأرض 174 پـِتاواط (PW) من إشعاعات الشمس القادمة (تشميس) في الغلاف الجوي العلوي. حوالي 30% منها ينعكس مرة أخرى للفضاء بينما البقية تمتصها السحب، المحيطات والكتل الأرضية. طيف ضوء الشمس على سطح الأرض ينتشر معظمه عبر نطاقات مرئية وقريبة-من تحت الحمراء وجزء صغير في بالقرب من الفوق بنفسجية.

سطح الأرض البري، المحيطات والغلاف الجوي يمتص الإشعاع الشمسي، ويتسبب هذا في حمل درجة حرارتهم. الهواء الدافئ يحتوي على مياه متبخرة من المحيطات، مما يتسبب في دورة الغلاف الجوي أوالحمل. عندما يصل الهواء إلى إرتفاع عالي، حيث تنخفض درجة الحرارة، يحمل بخار الماء في السحب، حيث يتساقط على صورة أمطار على سطح الأرض، لتكتمل دورة الماء. الحرارة الكامنة للمياه المتكثفة تزيد من التحميل، مما ينتج ظواهر جوية مثل الرياح، الأعصاير والأعاصير المضادة. ضوء الشمس تمتصه المحيطات والكتل الأرضية مما يحافظ على درجة حرارة السطح عند 14 °C. عن طريق التمثيل الضوئي تحول النباتات الطاقة الشمسية إلى طاقة كيميائية، والتي تنتج الغذاء، الخشب والكتلة الحيوية التي يأتي منها الوقود الأحفوري.

التدفقات الشمسية السنوية والاستهلاك البشري للطاقة
الشمس	3,850,000 EJ
الرياح	2,250 EJ
كتلة حيوية محتملة	100–300 EJ
الاستخدام الأساسي للطاقة (2010)	539 EJ
الكهرباء (2010)	66.5 EJ

إجمالي الطاقة الشمسية الممتصة من الغلاف الجوي للأرض، المحيطات والكتل الأرضية هي حوالي 3.850.000 exajoules (EJ) سنوياً. عام 2002، كان هناك المزيد من الطاقة في الساعة الواحدة أكثر من الاستخدام العالمي في سنة واحدة. يحتجز التمثيل الضوئي حوالي 3.000 EJ سنوياً في الكتلة الحيوية. الإمكانيات التقنية المتاحة من الكتلة الحيوية تتراوح من 100–300 EJ/سنوياً. كمية الطاقة الشمسية الواصلة إلى سطح الكوكب كبيرة جداً حتى أنه كميتها في عام واحد تساوي مرتين الطاقة التي يمكن الحصول عليها من الموارد الغير متجددة على الأرض مثل الفحم، النفط، الغاز الطبيعي واليورانيوم، مجتمعين.

يمكن استغلال الطاقة الشمسية على مستويات مختلفة حول العالم، معظمها يعتمد بعد المسقط عن خط الإستواء.

تطبيقات التكنولجيا الشمسية

متوسط التشميس يوضح مساحة الأرض (نقاط سوداء صغيرة) المطلوبة لإمدادات الطاقة الرئيسية في العالم عن طريق الكهرباء الشمسية (18 ت.و. في 568 Exajoule, EJ، سنوياً). التشميس لمعظم الأشخاص من 150 إلى 300 و./م² أو3.5 إلى 7.0 ك.و.س/م²/يومياً.

الطاقة الشمسية تشير بصورة رئيسية إلى استخدام الإشعاع الشمسي لأغراض عملية. ومع ذلك، فجميع أنواع الطاقة المتجددة، عدا الأرضية الحرارية والمد والجزر، تشتق طاقتها من الشمس.

التقنيات الشمسية تتمايز بشكل كبير إلى إيجابية وسلبية حسب طريقة إلتقاطعها، تحويلها وتوزيعها لضوء الشمس. التقنيات الشمسية النشطة تستخدم الألواح الشمسية، المضخات، المراوح لتحويل ضوء الشمس إلى مخرجات مفيدة. التقنيات الشمسية الإيجابية تضم اختيار المواد ذات الخصائص الحرارية لاملائمة، تصميم المساحات التي تتمع بتجدد طبيعي للهواء، وتحديد مسقط للمبنى ملائم لاتجاه الشمس. التقنيات الشمسية النشطة تزيد من إمدادات الطاقة تقنيات تهتم بجانب العرض، بينما التقنيات الشمسية السلبية تقلل من الحاجة لموارد بديلة وهي بصفة عامة تقنيات تهتم بجانب الطلب.

العمارة والتخطيط الحضري

جامعة دارمشتات للتكنولوجيا في ألمانيا حازت العشاري الشمسي 2007 في واشنطن دي سي من أجل هذا المنزل الإيجابي الذي صمم خصيصاً للمناخ الحار الرطب وشبه الإستوائي.

أثر ضوء الشمس على تصميم المباني منذ بداية التاريخ المعماري. العمارة الشمسية المتقدمة وطرق التخطيط الخضري أول من وظفها هم الرومان والصينيون، الذين كانوا يبنون مبانيهم تجاه الجنوب للحصول على الضوء والدفء.

السمات المشهجرة للعمارة الشمسية الإيجابية هي التوجيه المرتبط بالشمس، النسبة المدمجة (مساحة السطح المنخفضة إلى نسبة الحجم)، التظليل الانتقائي والكتلة الحرارية. عندما تكون هذه السمات مصممة خصيصاً للمناخ والبيئة المحلية يمكن حتى تنتج مساحات جيدة الاضاءة تحتفظ بدرجات حرارة مريحة. بيت سقراط لمـِگارون هومثال كلاسيكي على التصميم الشمسي الإيجابي. معظم الاتجاهات الحديثة للتصميم الشمسي تستخدم نمذجة الحاسوب للربط بين أنظمة الإضاءة الشمسية، الحرارة الشمسية والتهوية تصميم شمسي متكامل. المعدات الشمسية النشطة مثل المضخات، المراوح ونوافذ التحويل يمكن حتى تكمل التصميم الإيجابي وتعزز آداء النظام.

الجزر الحرارية الحضرية هي مناطق حضرية ذات درجات حرارة مرتفعة أكثر من البيئة المحيطة بها. درجات الحرارة الأعلى تنتج عن زيادة امتصاص ضوء الشمس بواسطة المواد الحضرية مثل الأسفلت والخرسانة، والتي لديها بياض أقل وقدرات حرارية أعلى من تلك الموجودة في البيئة الطبيعية.

وهناك طريقة واضحة للقاءة تأثيرات الجزر الحرارية الحضرية وهي طلاء المباني والطرق باللون الأبيض وزراعة الأشجار. باستخدام هذه الوسائل، هناك مشروع لبرنامج "تجمعات باردة" افتراضية في لوس أنجلس يمكن من خلالها تخفيض درجات الحرارة في تلك التجمعات بحوالي 3 °س بتكلفة مقدارها 1 بليون دولار، لتعطي أرباح سنوية إجمالي قيمتها 530 مليون دولار من تخفيض تكلفة تكييف الهواء والرعاية الصحية.

الزراعة والبستنة

صوب زراعية مثل تلك الموجودة في بلدية وستلاند فيب هولندا لزراعة الخضروات، الفواكه والزهور.

الزراعة والبستنة تسعى إلى تحسين تجميع الطاقة الشمسية لتحسين تكاثر النباتات. تقنيات مثل الدورات الزراعية في أوقات محددة، الصفوف الموجهة على التوالي، والارتفاعات المنتظمة بين الصفوف والمزج بين مختلف النباتات يمكن حتى يحسن المحاصيل الزراعية. بينما يعتبر ضوء الشمس بصفة عامة مورد وفير، فيجب تسليط الضوء على أهمية الطاقة الشمسية في الزراعة. في مواسم الزراعة القصيرة في العصر الجليدي الصغير، كان المزارعون الفرنسيون والإنگليز يستخدموا جدران الفواكه للاستفادة بأكبر قدر من الطاقة الشمسية.

تعمل هذه الجدران ككتل حرارية وتسرع النضج عن طريق الحفاظ على حرارة النبات. الجدران المبكرة للفواكه كانت تبنى عمودية على الأرض وموجهة للجنوب، لكن بمرور الوقت، تم تطوير الجدران المنحدرة لتحقيق أفضل استخدام لضوء الشمس. عام 1699، نيقولا فاتيوده دويليير اقترح استخدام آلية التعقب والتي يمكن الاعتماد عليها لتعقب الشمس. تطبيقات الطاقة الشمسية في الزراعة جنباً إلى جنب مع زراعة المحاصيل تضم ضح المياه، تجفيف المحاصيل، تفريج الدجاج وتجفيف أسمدة الدجاج. التكنولوجيات الأكثر حدثة تبناهاvinters,، الذين استخدموا الطاقة المولدة عن طريق الألواح الشمسية لتشغيل عصارات العنب.

الصوب الزراعية تحول ضوء الشمس إلى حرارة، تمكن من انتاج محاصيل زراعية معينة (في بيئة مغلقة) على مدار العام، ونباتات أخرى لا تناسب البيئة المحلية. الصوب الزراعية البدائية استخدمت لأول مرة في العصور الورمانية لانتاج الخيار على مدار العام للامبراطور تيبريوس. أول صوب زراعية حديثة بنيت في أوروپا في القرن 16 للحفاظ على النباتات الغريبة التي تم جلبها من الاستكشافات في الخارج. تحتفظ الصوب الزراعية بدور بارز في البستنة المعاصرة، والمواد البلاستيكية الشفافة استخدمت أيضاً للحصول على تأثير مشابه الموجود في polytunnels and row covers.

النقل والاستطلاع

استضافت أستراليا التحدي الشمسي العالمي حيث دخلت السيارات الشمسية مثل نونا3 في سباق لمسافة 3.021 كم من داروين إلى أدلياد.

تطور السيارات التي تعمل بالطاقة الشمسية كان هدفاً هندسياً منذ الثمانينيات. التحدي الشمسي العالمي هوسباق يقام جميع سنتين للسيارات التي تعمل بالطاقة الشمسية، حيث تتنافس فرق من جامعات وشركات لمسافة أكثر 3.021 كم عبر وسط أستراليا من داروين إلى أدلياد. عام 1987، عندما تأسس السباق، كان متوسط سرعة الفائز 67 كم/س وبحلول 2007 كان متوسط سرعة الفائز 90.87 كم/س.التحدي الشمسي الأمريكي الشمالي والتحدي الشمسي الأمريكي الجنوبي هي سابقات تنافسية تعكس الاهتمام الدولي بهندسة وتطوير العربات التي تعمل بالطاقة الشمسية.

بعض المركبات تستخدم الألواح الشمسية كطاقة مساعدة، مثل تكييف الهواء، للاحتفاظ بالبرود الداخلية، ومن ثم تخفيض احتراق الوقود.

عام 1975، الزائريق الشمسية العملية الأولى بنيت لأول مرة في إنگلترة. بحلول 1995، زائريق الركاب المزودة بألواح شمسية بدأت في الظهور وهي تستخدم حالياً بشكل موسع. عام 1996، قام كتخصصي هوري بأول اجتياز بالطاقة الشمسية للمحيط الهادي، وطوف سن21 قام بأول اجتياز بالطاقة الشمسية للمحيط الأطلسي في شتاء 2006–2007. هناك خطط للإبحار حول العالم في 2010.

Helios UAV في رحلة تعمل بالطاقة الشمسية.

عام 1974، الطائرة أستروفلايت سنرايز الغير مأهولة قامت بأول رحلة بالطاقة الشمسية. عام 29 أبريل 1979، قامت سولار رايزر بأول رحلة بالطاقة الشمسية، على متنها رجل يحمل آلة طيران، وصلت لإرتفاع 40 قدم (12 م). عام 1980، گوساسمر پنجوين قامت بأول رحلات طيران تدار بالكامل بواسطة ألواح ضوئية. أعقبت هذا سريعاً سولار تشالنجر والتي عبرت القنال الإنگليزي في يوليو1981. عام 1990 إريك سكوت ريموند في 21 قفزة طار من كاليفورنيا إلى كارولاينا الشمالية بالطاقة الشمسية. تحولت التطورات بعد ذلك إلى المركبات الجوية الغير مأهولة مع پاثفايندر (1997) وتصميمات متوالية، اختتمت بهليوس والتي وصلت لإرتفاع قياسي لطائرة غير مدفوعة صاروخياً وصل إلى 29.524 م في 2001.زفير، طورتها بي إيه إيه للنظم، هي آخر طائرات الطاقة الشمسية التي كسرت الرقم القياسي، حيث قامت برحلة طيران مدتها 54 ساعة في 2007، رحلات امتدت لشهر بحلول 2010.

المنطاد الشمسي هومنطاد أسود يتم ملؤه بالهواء العادي. عند لمعان ضوء الشمس على المنطاد، الهواء الداخلي يسخن ويتمدد مسباً قوة طفوعلوي، بشكل مشابه لما يحدث في بالون الهواء الساخن. بعض المناطيد الشمسية كبيرة بدرجة كافية للقيام برحلات مأ÷ولة، لكنها تستخدم عموماً بشكل مقتصر على أسواق الألعاب حيث حتى مساحة السطح إلى نسبة الحمولة-الوزن مرتفعة نسبياً.

الحرارة الشمسية

محطة الطاقة الشمسية في المعادي، 1913.

التقنيات الحرارية الشمسية يمكن استخدامها لتسخين المياه، تسخين الفضاء، تبريد الفضاء وعملية توليد الحرارة.

تسخين المياه

سخانات شمسية في لقاءة الشمس للحصول على الاستفادة القصوى.

أنظمة السخانات الشمسية تستخدم ضوء الشمس لتسخين المياه. على خطوط العرض المنخفضة (أقل من 40 درجة) من 60 إلى 70% من المياه الساخنة المحلية التي تستخدم بدرجات تزيد عن 60 °س يمكن توفيرها عن طريق أنظمة التسخين الشمسي. الأنواع الأكثر شيوعاً من السخانات الشمسية تتكون من جوامع أنبوبية مفرغة (44%) جوامع على شكل صفائح مسطحة مصقولة (34%) تستخدم عموماً لسخانات المياه المحلية؛ وجوامع بلاستيكية غير مصقولة (21%) تستخدم بشكل رئيسي لتسخين حمامات السباحة.

في 2007 كانت القدرة الإجمالي للأنظمة التسخين الشمسي حوالي 154 گ.و. الصيد هي الرائدة في العالم في استخدام السخانات الشمسية بقدرة 70 گ.و. في 2006 وهدف طويل المدى يصل إلى 210 گ.وبحلول 2020.إسرائيل وقبرص هي الرائدة للفرد في استخدام أنظمة السخانات الشمسية حيث أكثر من 90% من المنازل تستخدم السخانات الشمسية. في الولايات المتحدة، كندا وأستراليا تسخين حمامات السباحة هوالتطبيق الغالب لاستخدام السخانات الشمسية بقدرة وصلت إلى 18 گ.وفي 2005.

التدفئة والتبريد والتهوية

منزل شمسي رقم 1 في معهد مساتشوستش للتكنولوجيا في الولايات المتحدة، بني عام 1939، يستخدم مخزن الطاقة الحرارية الموسمي للتدفئة على مدار العام.

في الولايات المتحدة، نظم التدفئة، التبريد والتهوية تساهم بنسبة 30% (4.65 EJ) من الطاقة المستخدمة في المباني التجارية وما يقارب من 50% (10.1 EJ) من الطاقة المستخدمة في المباني السكنية. تقنيات التدفئة التبريد والتهوية الشمسية يمكن حتى تستخدم لتعيوض جزء من هذه الطاقة.

الكتلة الحرارية هي أي مادة يمكن استخدامها لتخزين الحرارة-الحرارة من الشمس في حالة الطاقة الشمسية. مواد الكتل الحرارية الشائعة تضم الحصى، الاسمنت والمياه. تاريخياً استخدمت في المناخ الحاقل أوالمناطق المعتدلة الدافئة للحفاظ على برودة المباني بامتصاص الطاقة الشمسية أثناء النهار وعكس الحرارة المخزنة لتبريد الجوفي الليل. ومع ذلك، يمكن استخدامها أيضاً في المناطق المعتدلة الباردة للحصول على الدفء أيضاً. حجم ووضع الكتلة الحرارية يعتمد على عوامل مختلفة مثل المناخ، ضوء النهار وظروف الظل. عندما تندمج بشكل سليم، فالكتلة الحيوية تحافظ الكتلة الحرارية على درجات الحرارة في نطاق مريح وتقلل من الاحتياج لأجهزة تدفئة وتبريد.

المدخنة الشمسية (أوالمدخنة الحرارية، في هذا السياق) هي نظام تهوية شمسي إيجابي يتكون من قضيب عمودي يصل داخل وخارج المبنى. بمجرد حتى تدفئ المدخنة، يسخن الهواء الداخلي ويتسبب في تيار صاعد يدفع الهواء عبر المبنى. الآداء يمكن تحسينه باستخدام مواد وكتل حرارية مصقولة في كيفية تحاكي تلك المستخدمة في الصوب الزراعية.

الأشجار والنباتات النفضية تم التشجيع على زراعتها كمعنى للسيدرة على التسخين والتبريد الشمسي. عند زراعتها على الجهة الجنوبية من المبنى، فأوراقها توفر ظل في الصيف، بينما تسمح أغصانها العارية في الشتاء بمرور الضوء. Since bare, leafless trees shade 1/3 to 1/2 of incident solar radiation, هناك توازن بين فوائد الظل في الصيف والخسارة اللقاءة للتدفئة في الشتاء. في المناخ الذي يحتاج لكميات تدفئة كبيرة، يجب ألا تغرس الأشجار النفضية في الجهة الجنوبية من المبنى لأنها ستتداخل مع توافر الطاقة الشمسية في فصل الشتاء. ومع ذلك، فيمكن حتى تستخدم على الجهة الشرقية والغربية لتوفير درجة ظل في الصيف دون حتى يؤثر ذلك بشكل ملحوظ على الطاقة الشمسية التي يمكن الحصول عليها في الشتاء.

معالجة المياه

تحلية المياه بالطاقة الشمسية في إندونسيا.

وحدة محدودة لمعالجة مياه الصرف الصحي بالطاقة الشمسية.

تحلية المياه بالطاقة الشمسية يمكن حتى تستخدم لتحويل المياه الأجاج أوالمياه المالحة إلى مياه صالحة للشرب. أول مثال مسجل لهذا قام به الخيمايئيين العرب في القرن 16. مشروع واسع النطاق للتحلية بالطاقة الشمسية أنشئ لأول مرة عام 1872 في بلدة التعدين التشيلية لا ساليناس. المحطة، والتي تجمع الطاقة الشمسية على مساحة 4.700 م²يمكنها حتى تنتج أكثر من 22.700 لتر يومياً وتعمل لأربعين عام. Individual still designs include single-slope, double-slope (or greenhouse type), vertical, conical, inverted absorber, multi-wick, and multiple effect. These stills can operate in passive, active, or hybrid modes. Double-slope stills are the most economical for decentralized domestic purposes, while active multiple effect units are more suitable for large-scale applications.

تحلية المياه بالطاقة الشمسية يتم بتعرض زجاجات بلاستيكية polyethylene terephthalate مملوءة بالمياه لضوء الشمس لساعات عديدة. الوقت المطلوب يعتمد على الجووالمناخ من متوسط ست ساعات إلى يومين في الظروف المناخية المعتمة بالكامل. أوصت بها منظمة الصحة العالمية كوسيلة متاحة لمعالجة المياه المنزلية وتخزينها بشكل آمن. آكثر من 2 مليون إنسان في البلدان النامية يستخدمون هذه الطريقة للحصول على مياه الشرب اليومية.

يمكن استعمال برك الطاقة الشمسية في تحلية المياه لمعالجة مياه الصرف بدون مواد كيمائية أوكهرباء. ومن المميزات البيئة الأخرى الطحالب التي تنموفي هذه البرك وثاني أكسيد الكربون المستهلك في التمثيل الضوئي، بالرغم من حتى الطحالب تنتج مواد كيماوية سامة تجعل المياه غير صالحة للشرب.

معالجة الحرارة

تقنيات هجريز الطاقة الشمسية مثل الطبق البتري، عاكسات الحوض وعاكسات شفلر يمكن حتى توفر عملية التسخين للتطبيقات التجارية والصناعية. أول نظام تجاري كان مشروع الطاقة الإجمالية الشمسية (STEP) في شناندوه، جورجيا، الولايات المتحدة، حيث وفر حقل من 114 طبق بتري 50% من عملية التسخين، تكييف الهواء والمتطلبات الكهربائية لمصانع النسيج. نظام التوليد المتصل بشلكة هذا يوفر 400 ك.و. من الكهرباء بالإضافة إلى الطاقة الحرارية في صورة بخار 401 ك.و. ومياه مبردة 468 ك.و.، وتخزين حراري لحمولة ساعة ذروة واحدة.

أحواض التبخير هي برك ضحة هجرز المواد الصلبة الذائبة عن طريق اتلتبخير. استخدام أحواض التبخير للحصول على ملح من مياه البحر هوواحد من أقدم تطبيقات الطاقة الشمسية. الاستخدام الحديث يضم هجريز المحاليل الملحية المستخدمة في تعدين المعادن والتخلص من المواد الصلبة الذائبة من أبخرة النفايات.

أحبال الغسيل، مناشر الغسيل، ورفوف تقوم بتجفيف الملابس عن طريق التبخير بواسطة الرياح وضوء الشمس بدون استهلاك الكهرباء أوالغاز. في بعض الولايات الأمريكية توجد تشريعات تحمي "حق تجفيف" الملابس.

الجوامع المرشحة الغير مطلية (UTC) التي تثبت في الجدران اللقاءة للشمس للاستخدامها في تدفئة الهواء والتهوية. هذه الجوامع تحمل من درجة حرارة الهواء الداخل لأكثر من 22 °س وتخرج هواء تصل درجة حرارته لما بين 45-60 °س. فترة المردود القصيرة للجوامع المرشحة (من ثلاثة إلى 12 سنة) تجعلها تكلفتها أكبر من نظام التجميع المطلية. في 2003، أكثر من 80 نظام مزود بجامع مدمج لمنطقة مساحتها 35.000 تم هجريبها حول العالم، وتضم جامع بمساحة 860 م² في كوستاريكا يستخدم لتجفيف حبوب البن وآخر بمساحة 1.300 م ² في كويباتور، الهند يستخدم لتجفيف زهور المخملية.

الطهي

تجويف شمسي في أوروڤيل، الهند، يقوم بهجريز أشعة الشمس في مستقبل متحرك لانتاج بخار لأغراض الطهي.

المواقد الشمسية تستخدم ضوء الشمس للطهي، التجفيف والبسترة. يمكن حتى تندرج تحت ثلاث تصنيفات أساسية: الموقد الصندوق، الموقد اللوحي والموقد العاكس. أبسط فرن شمسي هوالموقد الصندوق والذي بناه لأول مرة هوراس ده سوسور عام 1767. يتكون الموقد الصندوق الأساسي من حاوية معزولة بغطاء شفاف. ويمكن حتى يستخدم بشكل عمل تحت السماء الملبدة بالغيوم جزئياً والتي تصل فيها درجات الحرارة إلى 90–150 °س. الموقد اللوحي يستخدم لوحة عاكسة لتوجيه ضوء الشمس إلى حاوية معزولة وتصل درجات الحرارة إلى درجات مماثلة للموقد الصندوق. المواقد العاكسة تستخدم أجهزة هندسية مختلفة لهجريز الأشعة (الأطباق، الأحواض، مرايا فرسنل) لهجريز الضوء على حاوية الطهي. هذه المواقد تصل درجات الحرارة بها إلى 315 °س وأكثر لكنها تتطلب توجيه الضوء ليعمل بشكل سليم ويجب تعديل أوضاعه لتتبع الشمس.

انتاج الكهرباء

نظام إڤانپاه لتوليد الكهرباء بالطاقة الشمسية من ياتس ويل رود، مقاطعة سان برناردينو، كاليفورنيا. على بعد، تظهر سلسلة جبال كلارك.

الطاقة الشمسية هي تحويل ضوء الشمس إلى كهرباء، سواء بطريقة مباشرة باستخدام الألواح الضوئية، أوغير بماشرة باستخدام الطاقة الشمسية المركزة. أنظمة الطاقة الشمسية المركزة تستخدم العدسات أوالمرايا أونظم التعقب لهجريز أكبر مساحة من ضوء الشمس في شعاع صغير. الألواح الضوئية تحول الضوء إلى تيار كهربائي باستخدام التأثير الضوئي الكهربي.

وحدات الطاقة الشمسية المركزة التجارية تم تطويرها لأول مرة في الثمانينيات. منذ عام 1985 تم هجريب نظم توليد الكهرباء بالطاقة الشمسية بقدرة 354 م.و. صحراء موهاڤي بكاليفورنيا، وهي أكبر محطة طاقة شمسية في العالم. محطات الطاقة الشمسية المركزة الكبرى الأخرى تضم محطة سولنوڤا للطاقة الشمسية بقدرة 150 م.و. ومحطة أنداسول للطاقة الشمسية بقدرة 100 م.و، وكلاهما في إسپانيا. مشروع أكوا كالينته بقدرة 250 م.و. في الولايات المتحدة، ومنتزه چارانكا الشمسية في الهند بقدرة 221 م.و، هم أكبر محطات ألواح ضوئية في العالم. مشروعات الطاقة الشمسية التي تزيد قدرتها عن 1 گ.و. تحت التطوير، لكن معظم الألواح الضوئية التي تم نشرها موجودة على صفائف أسطح صغيرة بقدرة تقل عنخمسة ك.و، وهي متصلة بشبكة تستخدم net metering and/or a feed-in tariff.

الطاقة الشمسية المركزة

أنظمة الطاقة الشمسية المركزة تستخدم عدسات أومرايا أوأنظمة تعقب لهجريز مساحة كبيرة من ضوء الشمس لتحويلها إلى شعاع صغير. بعد ذلك تستخدم الحرارة المركزة كمصدر للحرارة في محطات الطاقة التقليدية. توجد مجموعة واسعة من تقنيات الهجريز؛ أكثرها تطوراً هي الأحواض الصغيرة البترية، الهجريز بعاكس فرسنل الخطي، طبق ستيرلينگ برج الطاقة الشمسية. تستخدم تقنيات مختلفة لتعقب الشمس وهجريز الضوء. في جميع هذه الأنظمة سائل العمل يقوم بالتسخين بواسطة هجريز ضوء الشمس، وبعدها يستخدم لتوليد الطاقة أوتخزينها.

الألواح الضوئية

جزء من سنفتنبرگ سولارپارك، محطة توليد الطاقة الشمسية بالألواح الضوئية تقع في مناطق تعدين سابقة بالقرب من مدينة سنفتنبرگ، في ألمانيا الشرقية. الفترة الأولى من المحطة بقدرة 78 م.و. اكتملت في غضون ثلاثة شهور.

المعمل الوطني للطاقة المتجددة يضم أفضل أبحاث عن تأثيرات الطاقة الشمسية من 1976 حتى الآن.

الخلية الشمسية، أوخلية الألواح الضوئية، هي جهاز يحل الضوء إلى تيار كهربائي باستخدام التأثير الضوئي الكهربي. أول خلية شمسية أنشئها تشارلز فريتس في ثمانينيات القرن التاسع عشر. عام 1931 مهندس الماني، د. برونولانگ، قام بتطوير خلية ضوئية باستخدام سلنيد الفضة عوضاً عن أكسيد النحاس. بالرغم من حتى خلايا السلنيوم النموذجية تحول أكثر من 1% من الضوء الساقط إلى كهرباء، كلاً من إرنست ڤارنر فون سيمنز وجيمس كلرك ماكسويل أقرا بأهمية هذا الاكتشاف. في أعقاب عمل روسل أوهل عام الأربعينيات، الباحثون گرالد پيرسون، كالڤين فولر وداريل تشاپين أسسوا خلية سيلكون شمسية عام 1954. هذه الخلايا الشمسية المبكرة بتكلفة 286 دولار أمريكي/واط ووصلت كفاءتها إلى 4.5–6%. بحلول 2012 تعدت الكفاءات المتاحة 20% ووصلت الكفاءة القصوى للخلايا الضوئية البحثية إلى أكثر من 40%.

أخرى

بجانب الطاقة الشمسية المركزة والألواح الضوئية، هناك بعض التقنيات الأخرى التي تستخدم لتوليد الكهرباء باستخدام الطاقة الشمسية. تضم:

Dye-sensitized solar cells,
Luminescent solar concentrators (a type of concentrated photovoltaics or CPV technology),
Biohybrid solar cells,
Photon Enhanced Thermionic Emission systems

انتاج الوقود

العمليات الكيميائية الشمسية تستخدم الطاقة الشمسية لإحداث التفاعلات الكيميائية. هذه العمليات تعوض الطاقة التي لا يمكن إلا حتى تأتي عن طريق الوقود الأحفوري ويمكن أيضاً حتى تحول الطاقة الشمسية إلى وقود يمكن تخزينه ونقله. التفاعلات الكيميائية التي تسببها الطاقة الشمسية يمكن تقسيمها إلى حرارية كيميائية أوضوئية كيميائية. هناك مجموعة الوقود المتنوعة تنتج بواسطة التمثيل الضوئي الإصطناعي. الكيمياء التحفيزية عديدة الإلكترون تدخل في تصنيع الوقود المعتمد على الكربون (مثل الميثانول) حيث يكمن التحدي في تقليل ثاني أكسيد الكربون؛ البديل الممكن هوانتاج الهيدروجين من الپروتونات، على الرغم من حتى إستخدام المياه كمصدر للإلكترونات (مثلما تعمل النباتات) يستلزم كبح الأكسدة متعددة الإلكترونة لاثنين من جزيئات الماء إلى الأكسجين الجزيئي. Some have envisaged working solar fuel plants في المناطق الحضرية الساحلية بحلول 2050 - فصل مياه البحر يوفر الهيدروجين للتشغيل عن طريق محطات مجاورة للطاقة الكهربائية باستخدام الوقود والمياه النقية بمنتج يمضى مباشرة إلى منظومة المياه المحلية. هناك رؤية أخرى تتعلق بجميع المنشآت البشرية التي تغطي سطح الأرض (مثل الطرق، المركبات والمباني) والتي تقوم بعملية تمثيل ضوئي أكثر كفاءة عن النباتات.

تقنيات انتاج الهيدروجين احتلت مساحة بارزة في الأبحاث الكيميائية الشمسية منذ السبعينيات. بعيداً عن التحليل الكهربائي بواسطة الألواح الضوئية أوالخلايا الضوئية الكيميائية، تم استكشاف الكثير من العمليات الحرارية الكيميائية. إحدى هذه الطرق تستخدم المركزات لفصل المياه إلى أكسجين وهيدروجين عند درجات حرارة عالية (2300-2600 °س). هناك منهج آخر يستخدم الحرارة الناتجة عن المركزات الشمسية للحصول على الإصلاح البخاري للغاز الطبيعي ومن ثم زيادة النسبة الإجمالية للهيدروجين مقارنة بأساليب إعادة التشكيل التقليدية. الدورات الحرارية الكيميائية تتميز بتحليل وتجديد الكوائف الحالية لتقديم وسيلة أخرى لانتاج الهيدروجين. عملية سولزينك تحت الطوير في معهد وايزمان باستخدام فرن شمسي بقدرة 1 م.و. لتحليل أكسيد الزنك عند درجات حرارة تزيد على 1200 °س. هذه التفاعل الأولي ينتج زنك نقي، والذي يمكن بعد ذلك حتى يتفاعل مع الماء لانتاج الهيدروجين.

طرق تخزين الطاقة

محطة أنداسول للطاقة الشمسية بقدرة 150 م.و. هي محطة طاقة حرارية شمسية باستخدام parabolic trough التجارية، تقع في إسپانيا. محطة أنداسول تستخدم خزانات الملح المصهور لتخزين الطاقة الشمسية وبالتالي يمكنها الاستمرار في توليد الكهرباء حتى في حالة عدم سطوع الشمس.

أنظمة الكتلة الحرارية يمكنها تخزين الطاقة الشمسية في صورة حرارة في درجات حرارة مفيدة محلياً لفترات بين الفصول أويومياً. أنظمة التخزين الحرارية تستخدم بصفة عامة المواد المتاحة بسهولة ذات السعة الحرارية المرتفعة مثل المياه، الأرض والأحجار. الأنظمة جيدة التصميم يمكنها تخفيض طلب الذرة، عكسل وقت الاستخدام إلى ساعات خارج أوقات الذروة وتقليل الحرارة الإجمالية ومتطلبات التبريد.

المواد متغيرة الطور مثل شمع البرافين وملح گلوبر هي وسائل أخرى للتخزين الحراري. هذه المواد هي مواد رخيصة، متاحة، ويمكن حتى تنتج درجات حرارة مفيدة محلياً (حوالي 64 °س). "بيت دوڤر" (في دوڤر، مساتشوستس) كان أول من يستخدم نظام التسخين بملح گلوبر، عام 1948.

يمكن تخزين الطاقة الشمسية عند درجات حرارة مرتفعة باستخدام الأملاح المذابة. الأملاح هي وسط تخزين فعال لأنها منخفضة التكلفة، لديها سعة حرارية مرتفعة ويمكن حتى تنتج حرارة عند درجات حرارة مناسبة لنظم الطاقة التقليدية. المشروع الشمسي2 يستخدم هذه الطريقة لتخزين الطاقة، مما يسمع بتخزين 1.44 ت.ج. في خزان بسعة 68 بكفاءة تخزين سنوية تقدر بحوالي 99%.

أنظمة الألواح الضوئية الغير متصلة بشبكة كانت تستخدم تقليديأً الخلايا الثانوية لتخزين الكهرباء الزائدة. في الأنظمة المتصلة بالشبكات، الكهرباء الزائدة يمكن حتى ترسل إلى شبكة النقل، بينما شبكة الكهرباء القياسية يمكن حتى تستخدم لتلبية النقص. برامج القياس الصافي تمنح الأنظمة المنزلية قرض لأي كهرباء تنتجها الشبكة. يتم ذلك عن طريق "إسترجاع" العداد متى ينتج المنزل كهرباء زائدة عن استهلاكه. إذا كان استخدام الكهرباء الصافية أقل من صفر، ستقوم الأداة بتحويل ساعة الكيلوات المقترضة إلى الشهر التالي. هناك مناهج أخرى لاستخدام العدادين، لقياس الكهرباء المستهلكة لقاء الكهرباء المنتجة. يعتبر هذا أقل شيوعاً لزيادة تكلفة هجريبا لعداد الثاني. معظم العدادات القياسية تقيس بدقة في كلا الاتجاهين، مما يجعل العداد الثاني لا حاجة له.

الطاقة الكهرومائية المضخوخة تخزن الطاقة في صورة مياه يتم ضخها عندما تكون الطاقة متاحة من خزان على إرتفاع منخفض إلى آخر على إرتفاع أعلى. الطاقة يتم استردادها عندما يرتفع الطلب بإطلاق المياه، حيث تتحول المضخات إلى مولد طاقة كهرومائية.

التنمية، الانتشار والاقتصاد

المشاركون في ورشة عمل حول التنمية المستدامة يتفقدون ألواح شمسية في معهد مونتري للتكنولوجيا والتعليم العالي، مكسيكوسيتي على قمة مبنى في الحرم الجامعي.

بدءأ من زيادة استخدام الفحم التي رافقت الثورة الصناعية، انتقل استهلاك الطاقة بشكل مطرد من الخشب إلى الكتلة الحيوية إلى الوقود الأحفوري. التطور المبكر للتقنيات الشمسية بدءاً من ستينيات القرن التاسع عشر دفعها تسقط حتى الفحم سيصبح قريباً نادراً. ومع ذلك فقد ركد تطور التقنيات الشمسية في أوائل القرن 20 في لقاءة التواجد المتزايد، الاقتصاد، ومنافع الفحم والنفط.

حظر النفط 1973 وأزمة الطاقة 1979 تسببا في اعادة تنظيم سياسات الطاقة حول العالم وجددت الاهتمام إلى تطوير تقنيات الفحم. استراتيجيات التوزيع هجرز على برامج الحوافز مثل البرنامج الفدرالي لاستخدام الألواح الضوئية في الولايات المتحدة وبرنامج سنشاين في اليابان. هناك جهود أخرى تضم تأسيس مرافق أبحاث في الولايات المتحدة (SERI، حالياً NREL)، اليابان (NEDO)، وفي ألمانيا (Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems ISE).

السخانات الشمسية التجارية بدأت في الظهور في الولايات المتحدة في تسعينيات القرن التاسع عشر. شهدت هذه النظم استخدماً حتى العشرينيات لكنها استبدلت تدريجياً بأخرى أرخص وأكثر موثوقية تعمل بالوقود. باستخدام الألواح الضوئية، أثارت السخانات الشمسية الانتباه مرة أخرى نتيجة لأزمة الوقود في السبعينيات لكن الاهتمام تراجع في الثمانينيات بسبب تراجع أسعار النفط. التطور في قطاع السخانات الشمسية شهد تقدماً مطرداً في التسعينيات ووصلت معدلات النموإلى 20% سنوياً منذ 1999. على الرغم من generally underestimated، فتسخين وتبريد المياه باستخدام الطاقة الشمسية سيصبح أكثر التنقيات الشمسية انتشاراً بقدرة تصل إلى 154 گ.و. في 2007.

الوكالة الدولية للطاقة نطقت حتى الطاقة الشمسية يمكن تقوم باسهامات كبيرة في حل أكثر المشكلات إلحاحاً التي يقابلها العالم الآن:

تطوير تكنولوجيات الطاقة الشمسية ذات الأسعار المعقولة، الدائمة، والنظيفة سيأتي بفوائد ضخمة على المدى الطويل. سيزيد من تأمين الطاقة للبلدان بالإعتنماد على مصدر محلي، لا ينضب، ولا يستورد، يؤيد الاستدامة، يقلل التلوث، يخفض من تكاليف التخفيف من التغير المناخي، ويحافظ على انخفاض أسعار الوقود الأحفوري أقل مما هي عليه. هذه المزايا عالمية. من ثم فالتكاليف الإضافية of the incentives for early deployment should be considered learning investments; جب حتى تنفق بحكمة وتحتاج إلى حتىقد يكون انفاق مشهجر على نطاق واسع.

في 2011، صرحت الوكالة الدولية للطاقة حتى تقنيات الطاقة الشمسية مثل ألواح الخلايا الضوئية، السخانات الشمسية ومحطات الطاقة التي بنيت بمرايا يمكن حتى توفر ثلث الطاقة في العالم بحلول 2060 إذا ما politicians commit للحد من التغير المناخي. الطاقة الصادرة عن الشمس يمكن حتى تلعب دوراً محورياً في الحد من الكربون الاقتصاد العالمي بجانب التعزيزات في كفاءة الطاقة وتخفيض تكاليف انبعاثات الغازات الدفيئة. "قوة الطاقة الشمسية تكمن في تنوعها الرائع ومرونة تطبيقاتها، من النطاق المحدود إلى النطاق الكبير".

We have proved ... that after our stores of oil and coal are exhausted the human race can receive unlimited power from the rays of the sun.

—Frank Shuman, New York Times, July 2, 1916

معايير الأيزو

المنظمة الدولية للمعايير أنشئت عدداً من المعايير المرتبطة بمعدات الطاقة الشمسية. على سبيل المثال ISO 9050 المرتبط بزجاج المبنى بينما ISO 10217 المرتبط بالمواد المستخدمة في السخانات الشمسية.

انظر أيضاً

كتلة هوائية
التمثيل الضوئي الاصطناعي
Community solar farm
النحاس في الطاقة المتجددة
ديزرتك
تخزين الطاقة
Global dimming
Greasestock
كهرباء خضراء
Heliostat
قائمة موضوعات الحفاظ
قائم منظمات الطاقة المتجددة
قائمة موضوعات الطاقة الشمسية
قائمة محطات الطاقة الحرارية الشمسية
خلية ألواح ضوئية
وحدة ألواح ضوئية
نظام ألواح ضوئية
تسخين متجدد
Soil solarization
Solar Decathlon
Solar easement
استخدام الطاقة الشمسية في الريف الأفريقي
Solar flower tower
وقود شمسي
Solar inverter
مصباح شمسي
Solar pond
ساتل بالطاقة الشمسية
Solar tracker
حافة شمسية
الشمس
خط زمني للخلايا الشمسية
Trombe wall

الهوامش

^ "Solar Energy Perspectives: Executive Summary". International Energy Agency. 2011. Archived from the original (PDF) on 2011-12-03.
^ Solar Fuels and Artificial Photosynthesis. Royal Society of Chemistry 2012 http://www.rsc.org/ScienceAndTechnology/Policy/Documents/solar-fuels.asp (accessed 11 March 2013)
^ Smil (1991), p. 240
^ "Natural Forcing of the Climate System". Intergovernmental Panel on Climate Change. Retrieved 2007-09-29.
^ "Radiation Budget". NASA Langley Research Center. 2006-10-17. Retrieved 2007-09-29.
^ Somerville, Richard. "Historical Overview of Climate Change Science" (PDF). Intergovernmental Panel on Climate Change. Retrieved 2007-09-29.
^ Vermass, Wim. "An Introduction to Photosynthesis and Its Applications". Arizona State University. Retrieved 2007-09-29.
^ Smil (2006), p. 12
^ Archer, Cristina. "Evaluation of Global Wind Power". Stanford. Retrieved 2008-06-03. Unknown parameter |coauthors= ignored (|author= suggested) (help)
^ "Renewable Energy Sources" (PDF). Renewable and Appropriate Energy Laboratory. p. 12. Retrieved 2012-12-06.
^ "Total Primary Energy Consumption". Energy Information Administration. Retrieved 2013-06-30.
^ "Total Electricity Net Consumption". Energy Information Administration. Retrieved 2013-06-30.
^ Solar energy: A new day dawning? retrievedسبعة August 2008
^ Powering the Planet: Chemical challenges in solar energy utilization retrievedسبعة August 2008
^ "Energy conversion by photosynthetic organisms". Food and Agriculture Organization of the United Nations. Retrieved 2008-05-25.
^ Exergy (available energy) Flow Charts 2.7 YJ solar energy each year for two billion years vs. 1.4 YJ non-renewable resources available once.
^ PVWatts Viewer
^ Philibert, Cédric (2005). "The Present and Future use of Solar Thermal Energy as a Primary Source of Energy". IEA. Archived from the original (PDF) on 2011-12-12.
^ "Darmstadt University of Technology solar decathlon home design". Darmstadt University of Technology. Archived from the original on October 18, 2007. Retrieved 2008-04-25.
^ Schittich (2003), p. 14
^ Butti and Perlin (1981), p. 4, 159
^ Balcomb(1992)
^ Rosenfeld, Arthur. "Painting the Town White -- and Green". Heat Island Group. Archived from the original on 2007-07-14. Retrieved 2007-09-29. Unknown parameter |coauthors= ignored (|author= suggested) (help)
^ Jeffrey C. Silvertooth. "Row Spacing, Plant Population, and Yield Relationships". University of Arizona. Retrieved 2008-06-24.
^ Kaul (2005), p. 169–174
^ Butti and Perlin (1981), p. 42–46
^ Bénard (1981), p. 347
^ Leon (2006), p. 62
^ "A Powerhouse Winery". News Update. Novus Vinum. 2008-10-27. Retrieved 2008-11-05.
^ Butti and Perlin (1981), p. 19
^ Butti and Perlin (1981), p. 41
^ "The WORLD Solar Challenge - The Background" (PDF). Australian and New Zealand Solar Energy Society. Archived from the original (PDF) on July 19, 2008. Retrieved 2008-08-05.
^ "North American Solar Challenge". New Resources Group. Retrieved 2008-07-03.
^ "South African Solar Challenge". Advanced Energy Foundation. Archived from the original on June 12, 2008. Retrieved 2008-07-03.
^ Vehicle auxiliary power applications for solar cells 1991 Retrieved 11 October 2008
^ systaic AG: Demand for Car Solar Roofs Skyrockets 26 June 2008 Retrieved 11 October 2008
^ Electrical Review Vol 201 Noسبعة 12 August 1977
^ Schmidt, Theodor. "Solar Ships for the new Millennium". TO Engineering. Retrieved 2007-09-30.
^ "The sun21 completes the first transatlantic crossing with a solar powered boat". Transatlantic 21. Retrieved 2007-09-30.
^ "PlanetSolar, the first solar-powered round-the-world voyage". PlanetSolar. Retrieved 2008-08-19. ^[]
^ Sunseeker Seeks New Records
^ "Solar-Power Research and Dryden". NASA. Retrieved 2008-04-30.
^ "The NASA ERAST HALE UAV Program". Greg Goebel. Archived from the original on 2008-02-10. Retrieved 2008-04-30.
^ "Phenomena which affect a solar balloon". pagesperso-orange.fr. Retrieved 2008-08-19.
^ "Solar Energy Technologies and Applications". Canadian Renewable Energy Network. Retrieved 2007-10-22.
^ "Renewables for Heating and Cooling" (PDF). International Energy Agency. Retrieved 2008-05-26.
^ Weiss, Werner. "Solar Heat Worldwide (Markets and Contributions to the Energy Supply 2005)" (PDF). International Energy Agency. Retrieved 2008-05-30. Unknown parameter |coauthors= ignored (|author= suggested) (help)
^ Weiss, Werner. "Solar Heat Worldwide - Markets and Contribution to the Energy Supply 2006" (PDF). International Energy Agency. Retrieved 2008-06-09. Unknown parameter |coauthors= ignored (|author= suggested) (help)
^ "Renewables 2007 Global Status Report" (PDF). Worldwatch Institute. Retrieved 2008-04-30.
^ Del Chiaro, Bernadette. "Solar Water Heating (How California Can Reduce Its Dependence on Natural Gas)" (PDF). Environment California Research and Policy Center. Retrieved 2007-09-29. Unknown parameter |coauthors= ignored (|author= suggested) (help)
^ Apte, J.; et al. "Future Advanced Windows for Zero-Energy Homes" (PDF). American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers. Retrieved 2008-04-09. Explicit use of et al. in: |author= (help)
^ "Energy Consumption Characteristics of Commercial Building HVAC Systems Volume III: Energy Savings Potential" (PDF). United States Department of Energy. pp. 2–2. Retrieved 2008-06-24.
^ Mazria(1979), p. 29–35
^ Bright, David (18 February 1977). "Passive solar heating simpler for the average owner". Bangor Daily News. Retrieved 3 July 2011.
^ Mazria(1979), p. 255
^ Balcomb(1992), p. 56
^ Balcomb(1992), p. 57
^ Tiwari (2003), p. 368–371
^ Daniels (1964), p. 6
^ "SODIS solar water disinfection". EAWAG (The Swiss Federal Institute for Environmental Science and Technology). Retrieved 2008-05-02.
^ "Household Water Treatment Options in Developing Countries: Solar Disinfection (SODIS)" (PDF). Centers for Disease Control and Prevention. Archived from the original (PDF) on 2008-05-29. Retrieved 2008-05-13.
^ "Household Water Treatment and Safe Storage". World Health Organization. Retrieved 2008-05-02.
^ Shilton AN, Powell N, Mara DD, Craggs R (2008). "Solar-powered aeration and disinfection, anaerobic co-digestion, biological CO(2) scrubbing and biofuel production: the energy and carbon management opportunities of waste stabilisation ponds". Water Sci. Technol. 58 (1): 253–258. doi:10.2166/wst.2008.666. PMID 18653962.CS1 maint: multiple names: authors list (link)
^ Tadesse I, Isoaho SA, Green FB, Puhakka JA (2003). "Removal of organics and nutrients from tannery effluent by advanced integrated Wastewater Pond Systems technology". Water Sci. Technol. 48 (2): 307–14. PMID 14510225.CS1 maint: multiple names: authors list (link)
^ Stine, W B and Harrigan, R W. "Shenandoah Solar Total Energy Project". John Wiley. Retrieved 2008-07-20.CS1 maint: multiple names: authors list (link)
^ Bartlett (1998), p.393–394
^ Thomson-Philbrook, Julia. "Right to Dry Legislation in New England and Other States". Connecticut General Assembly. Retrieved 2008-05-27.
^ "Solar Buildings (Transpired Air Collectors - Ventilation Preheating)" (PDF). National Renewable Energy Laboratory. Retrieved 2007-09-29.
^ Anderson and Palkovic (1994), p. xi
^ Butti and Perlin (1981), p. 54–59
^ Anderson and Palkovic (1994), p. xii
^ Anderson and Palkovic (1994), p. xiii
^ Grid Connected Renewable Energy: Solar Electric Technologies
^ Martin and Goswami (2005), p. 45
^ Perlin (1999), p. 147
^ . Retrieved 2011-04-19.
^ Perlin (1999), p. 18–20
^ Perlin (1999), p. 29
^ Perlin (1999), p. 29–30, 38
^ Will we exceed 50% efficiency in photovoltaics?
^ Stanford PETE
^ Bolton (1977), p. 1
^ Wasielewski MR. Photoinduced electron transfer in supramolecular systems for artificial photosynthesis. Chem. Rev. 1992; 92: 435-461.
^ Hammarstrom L and Hammes-Schiffer S. Artificial Photosynthesis and Solar Fuels. Accounts of Chemical Research 2009; 42 (12): 1859-1860.
^ Gray HB. Powering the planet with solar fuel. Nature Chemistry 2009; 1: 7.
^ Artificial photosynthesis as a frontier technology for energy sustainability. Thomas Faunce, Stenbjorn Styring, Michael R. Wasielewski, Gary W. Brudvig, A. William Rutherford, Johannes Messinger, Adam F. Lee, Craig L. Hill, Huub deGroot, Marc Fontecave, Doug R. MacFarlane, Ben Hankamer, Daniel G. Nocera, David M. Tiede, Holger Dau, Warwick Hillier, Lianzhou Wang and Rose Amal. Energy Environ. Sci., 2013, Advance Article DOI: 10.1039/C3EE40534F http://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2013/EE/C3EE40534F (accessed 11 March 2013)
^ Agrafiotis (2005), p. 409
^ Zedtwitz (2006), p. 1333
^ "Solar Energy Project at the Weizmann Institute Promises to Advance the use of Hydrogen Fuel". Weizmann Institute of Science. Retrieved 2008-06-25.
^ Edwin Cartlidge (18 November 2011). "Saving for a rainy day". Science (Vol 334). pp. 922–924. Missing or empty |url= (help)
^ Balcomb(1992), p. 6
^ "Request for Participation Summer 2005 Demand Shifting with Thermal Mass" (PDF). Demand Response Research Center. Retrieved 2007-11-26.
^ Butti and Perlin (1981), p. 212–214
^ "Advantages of Using Molten Salt". Sandia National Laboratory. Retrieved 2007-09-29.
^ "PV Systems and Net Metering". Department of Energy. Archived from the original on 2008-07-04. Retrieved 2008-07-31.
^ "Pumped Hydro Storage". Electricity Storage Association. Archived from the original on 2008-06-21. Retrieved 2008-07-31.
^ Butti and Perlin (1981), p. 63, 77, 101
^ Butti and Perlin (1981), p. 249
^ Yergin (1991), p. 634, 653-673
^ "Chronicle of Fraunhofer-Gesellschaft". Fraunhofer-Gesellschaft. Retrieved 2007-11-04.
^ Butti and Perlin (1981), p. 117
^ Butti and Perlin (1981), p. 139
^ "IEA Says Solar May Provide a Third of Global Energy by 2060". Bloomberg Businessweek. December 1, 2011.
^ American Inventor Uses Egypt's Sun for Power; Appliance Concentrates the Heat Rays and Produces Steam, Which Can Be Used to Drive Irrigation Pumps in Hot Climates

المصادر

Agrafiotis, C.; Roeb, M.; Konstandopoulos, A.G.; Nalbandian, L.; Zaspalis, V.T.; Sattler, C.; Stobbe, P.; Steele, A.M. (2005). "Solar water splitting for hydrogen production with monolithic reactors". Solar Energy. 79 (4): 409–421. doi:10.1016/j.solener.2005.02.026.
Anderson, Lorraine (1994). Cooking with Sunshine (The Complete Guide to Solar Cuisine with 150 Easy Sun-Cooked Recipes). Marlowe & Company. ISBN . Unknown parameter |coauthor= ignored (|author= suggested) (help)
Balcomb, J. Douglas (1992). Passive Solar Buildings. Massachusetts Institute of Technology. ISBN .
Bénard, C.; Gobin, D.; Gutierrez, M. (1981). "Experimental Results of a Latent-Heat Solar-Roof, Used for Breeding Chickens". Solar Energy. 26 (4): 347–359. doi:10.1016/0038-092X(81)90181-X.
Bolton, James (1977). Solar Power and Fuels. Academic Press, Inc. ISBN .
Bradford, Travis (2006). Solar Revolution: The Economic Transformation of the Global Energy Industry. MIT Press. ISBN .
Butti, Ken (1981). A Golden Thread (2500 Years of Solar Architecture and Technology). Van Nostrand Reinhold. ISBN . Unknown parameter |coauthor= ignored (|author= suggested) (help)
Carr, Donald E. (1976). Energy & the Earth Machine. W. W. Norton & Company. ISBN .
Daniels, Farrington (1964). Direct Use of the Sun's Energy. Ballantine Books. ISBN .
Halacy, Daniel (1973). The Coming Age of Solar Energy. Harper and Row. ISBN .
Hunt, V. Daniel (1979). Energy Dictionary. Van Nostrand Reinhold Company. ISBN .
Karan, Kaul; Greer, Edith; Kasperbauer, Michael; Mahl, Catherine (2001). "Row Orientation Affects Fruit Yield in Field-Grown Okra". Journal of Sustainable Agriculture. 17 (2/3): 169–174. doi:10.1300/J064v17n02_14.
Leon, M.; Kumar, S. (2007). "Mathematical modeling and thermal performance analysis of unglazed transpired solar collectors". Solar Energy. 81 (1): 62–75. doi:10.1016/j.solener.2006.06.017.
Lieth, Helmut (1975). Primary Productivity of the Biosphere. Springer-Verlag1. ISBN . Unknown parameter |coauthors= ignored (|author= suggested) (help)
Martin, Christopher L. (2005). Solar Energy Pocket Reference. International Solar Energy Society. ISBN . Unknown parameter |coauthors= ignored (|author= suggested) (help)
Mazria, Edward (1979). The Passive Solar Energy Book. Rondale Press. ISBN .
Meier, Anton; Bonaldi, Enrico; Cella, Gian Mario; Lipinski, Wojciech; Wuillemin, Daniel (2005). "Solar chemical reactor technology for industrial production of lime". Solar Energy. 80 (10): 1355–1362. doi:10.1016/j.solener.2005.05.017.
Mills, David (2004). "Advances in solar thermal electricity technology". Solar Energy. 76 (1–3): 19–31. doi:10.1016/S0038-092X(03)00102-6.
Müller, Reto; Steinfeld, A. (2007). "Band-approximated radiative heat transfer analysis of a solar chemical reactor for the thermal dissociation of zinc oxide". Solar Energy. 81 (10): 1285–1294. doi:10.1016/j.solener.2006.12.006.
Perlin, John (1999). From Space to Earth (The Story of Solar Electricity). Harvard University Press. ISBN .
Bartlett, Robert (1998). Solution Mining: Leaching and Fluid Recovery of Materials. Routledge. ISBN .
Scheer, Hermann (2002). . Earthscan Publications Ltd. ISBN .
Schittich, Christian (2003). Solar Architecture (Strategies Visions Concepts). Architektur-Dokumentation GmbH & Co. KG. ISBN .
Smil, Vaclav (1991). General Energetics: Energy in the Biosphere and Civilization. Wiley. p. 369. ISBN .
Smil, Vaclav (2003). Energy at the Crossroads: Global Perspectives and Uncertainties. MIT Press. p. 443. ISBN .
Smil, Vaclav (2006-05-17). (PDF). Organisation for Economic Co-operation and Development. ISBN . Retrieved 2007-09-29.
Tabor, H. Z.; Doron, B. (1990). "The Beith Ha'Aravaخمسة MW(e) Solar Pond Power Plant (SPPP)--Progress Report". Solar Energy. 45 (4): 247–253. doi:10.1016/0038-092X(90)90093-R.
Tiwari, G. N.; Singh, H. N.; Tripathi, R. (2003). "Present status of solar distillation". Solar Energy. 75 (5): 367–373. doi:10.1016/j.solener.2003.07.005.
Tritt, T.; Böttner, H.; Chen, L. (2008). "Thermoelectrics: Direct Solar Thermal Energy Conversion". MRS Bulletin. 33 (4): 355–372.
Tzempelikos, Athanassios; Athienitis, Andreas K. (2007). "The impact of shading design and control on building cooling and lighting demand". Solar Energy. 81 (3): 369–382. doi:10.1016/j.solener.2006.06.015.
Vecchia, A.; Formisano, W.; Rosselli, V; Ruggi, D. (1981). "Possibilities for the Application of Solar Energy in the European Community Agriculture". Solar Energy. 26 (6): 479–489. doi:10.1016/0038-092X(81)90158-4.
Yergin, Daniel (1991). The Prize: The Epic Quest for Oil, Money, and Power. Simon & Schuster. p. 885. ISBN .
Zedtwitz, P.v.; Petrasch, J.; Trommer, D.; Steinfeld, A. (2006). "Hydrogen production via the solar thermal decarbonization of fossil fuels". Solar Energy. 80 (10): 1333–1337. doi:10.1016/j.solener.2005.06.007.

وصلات خارجية

"How do Photovoltaics Work?". NASA.
Solar Energy Back in the Day - slideshow by Life magazine
U.S. Solar Farm Map (1 MW or Higher)
Online Resources Database on Solar in Developing Countries
Online resources and news from the nonprofit American Solar Energy Society

[ie11-1] "Solar Energy Perspectives: Executive Summary". International Energy Agency. 2011. Archived from the original (PDF) on 2011-12-03.

[2] Solar Fuels and Artificial Photosynthesis. Royal Society of Chemistry 2012 http://www.rsc.org/ScienceAndTechnology/Policy/Documents/solar-fuels.asp (accessed 11 March 2013)

[Smil_1991-3] Smil (1991), p. 240

[4] "Natural Forcing of the Climate System". Intergovernmental Panel on Climate Change. Retrieved 2007-09-29.

[5] "Radiation Budget". NASA Langley Research Center. 2006-10-17. Retrieved 2007-09-29.

[6] Somerville, Richard. "Historical Overview of Climate Change Science" (PDF). Intergovernmental Panel on Climate Change. Retrieved 2007-09-29.

[7] Vermass, Wim. "An Introduction to Photosynthesis and Its Applications". Arizona State University. Retrieved 2007-09-29.

[Smil_2006.2C_p._12-8] Smil (2006), p. 12

[9] Archer, Cristina. "Evaluation of Global Wind Power". Stanford. Retrieved 2008-06-03. Unknown parameter |coauthors= ignored (|author= suggested) (help)

[fa.upc.es-10] "Renewable Energy Sources" (PDF). Renewable and Appropriate Energy Laboratory. p. 12. Retrieved 2012-12-06.

[11] "Total Primary Energy Consumption". Energy Information Administration. Retrieved 2013-06-30.

[12] "Total Electricity Net Consumption". Energy Information Administration. Retrieved 2013-06-30.

[13] Solar energy: A new day dawning? retrievedسبعة August 2008

[14] Powering the Planet: Chemical challenges in solar energy utilization retrievedسبعة August 2008

[fao.org-15] "Energy conversion by photosynthetic organisms". Food and Agriculture Organization of the United Nations. Retrieved 2008-05-25.

[16] Exergy (available energy) Flow Charts 2.7 YJ solar energy each year for two billion years vs. 1.4 YJ non-renewable resources available once.

[17] PVWatts Viewer

[IEA_Solar_Thermal-18] Philibert, Cédric (2005). "The Present and Future use of Solar Thermal Energy as a Primary Source of Energy". IEA. Archived from the original (PDF) on 2011-12-12.

[19] "Darmstadt University of Technology solar decathlon home design". Darmstadt University of Technology. Archived from the original on October 18, 2007. Retrieved 2008-04-25.

[Schittich_2003-20] Schittich (2003), p. 14

[21] Butti and Perlin (1981), p. 4, 159

[22] Balcomb(1992)

[Heat_Islands-23] Rosenfeld, Arthur. "Painting the Town White -- and Green". Heat Island Group. Archived from the original on 2007-07-14. Retrieved 2007-09-29. Unknown parameter |coauthors= ignored (|author= suggested) (help)

[24] Jeffrey C. Silvertooth. "Row Spacing, Plant Population, and Yield Relationships". University of Arizona. Retrieved 2008-06-24.

[25] Kaul (2005), p. 169–174

[26] Butti and Perlin (1981), p. 42–46

[27] Bénard (1981), p. 347

[Leon_2006-28] Leon (2006), p. 62

[29] "A Powerhouse Winery". News Update. Novus Vinum. 2008-10-27. Retrieved 2008-11-05.

[30] Butti and Perlin (1981), p. 19

[31] Butti and Perlin (1981), p. 41

[32] "The WORLD Solar Challenge - The Background" (PDF). Australian and New Zealand Solar Energy Society. Archived from the original (PDF) on July 19, 2008. Retrieved 2008-08-05.

[33] "North American Solar Challenge". New Resources Group. Retrieved 2008-07-03.

[34] "South African Solar Challenge". Advanced Energy Foundation. Archived from the original on June 12, 2008. Retrieved 2008-07-03.

[35] Vehicle auxiliary power applications for solar cells 1991 Retrieved 11 October 2008

[36] systaic AG: Demand for Car Solar Roofs Skyrockets 26 June 2008 Retrieved 11 October 2008

[37] Electrical Review Vol 201 Noسبعة 12 August 1977

[38] Schmidt, Theodor. "Solar Ships for the new Millennium". TO Engineering. Retrieved 2007-09-30.

[39] "The sun21 completes the first transatlantic crossing with a solar powered boat". Transatlantic 21. Retrieved 2007-09-30.

[40] "PlanetSolar, the first solar-powered round-the-world voyage". PlanetSolar. Retrieved 2008-08-19. ^[]

[41] Sunseeker Seeks New Records

[42] "Solar-Power Research and Dryden". NASA. Retrieved 2008-04-30.

[43] "The NASA ERAST HALE UAV Program". Greg Goebel. Archived from the original on 2008-02-10. Retrieved 2008-04-30.

[44] "Phenomena which affect a solar balloon". pagesperso-orange.fr. Retrieved 2008-08-19.

[45] "Solar Energy Technologies and Applications". Canadian Renewable Energy Network. Retrieved 2007-10-22.

[46] "Renewables for Heating and Cooling" (PDF). International Energy Agency. Retrieved 2008-05-26.

[47] Weiss, Werner. "Solar Heat Worldwide (Markets and Contributions to the Energy Supply 2005)" (PDF). International Energy Agency. Retrieved 2008-05-30. Unknown parameter |coauthors= ignored (|author= suggested) (help)

[SWH_2008-48] Weiss, Werner. "Solar Heat Worldwide - Markets and Contribution to the Energy Supply 2006" (PDF). International Energy Agency. Retrieved 2008-06-09. Unknown parameter |coauthors= ignored (|author= suggested) (help)

[Renewables_2007-49] "Renewables 2007 Global Status Report" (PDF). Worldwatch Institute. Retrieved 2008-04-30.

[Environment_California_SWH-50] Del Chiaro, Bernadette. "Solar Water Heating (How California Can Reduce Its Dependence on Natural Gas)" (PDF). Environment California Research and Policy Center. Retrieved 2007-09-29. Unknown parameter |coauthors= ignored (|author= suggested) (help)

[ASHRAE_windows-51] Apte, J.; et al. "Future Advanced Windows for Zero-Energy Homes" (PDF). American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers. Retrieved 2008-04-09. Explicit use of et al. in: |author= (help)

[52] "Energy Consumption Characteristics of Commercial Building HVAC Systems Volume III: Energy Savings Potential" (PDF). United States Department of Energy. pp. 2–2. Retrieved 2008-06-24.

[53] Mazria(1979), p. 29–35

[PassiveSolar-54] Bright, David (18 February 1977). "Passive solar heating simpler for the average owner". Bangor Daily News. Retrieved 3 July 2011.

[55] Mazria(1979), p. 255

[56] Balcomb(1992), p. 56

[57] Balcomb(1992), p. 57

[Tiwari_2003-58] Tiwari (2003), p. 368–371

[Daniels_1964-59] Daniels (1964), p. 6

[60] "SODIS solar water disinfection". EAWAG (The Swiss Federal Institute for Environmental Science and Technology). Retrieved 2008-05-02.

[SODIS_CDC-61] "Household Water Treatment Options in Developing Countries: Solar Disinfection (SODIS)" (PDF). Centers for Disease Control and Prevention. Archived from the original (PDF) on 2008-05-29. Retrieved 2008-05-13.

[62] "Household Water Treatment and Safe Storage". World Health Organization. Retrieved 2008-05-02.

[pmid18653962-63] Shilton AN, Powell N, Mara DD, Craggs R (2008). "Solar-powered aeration and disinfection, anaerobic co-digestion, biological CO(2) scrubbing and biofuel production: the energy and carbon management opportunities of waste stabilisation ponds". Water Sci. Technol. 58 (1): 253–258. doi:10.2166/wst.2008.666. PMID 18653962.CS1 maint: multiple names: authors list (link)

[pmid14510225-64] Tadesse I, Isoaho SA, Green FB, Puhakka JA (2003). "Removal of organics and nutrients from tannery effluent by advanced integrated Wastewater Pond Systems technology". Water Sci. Technol. 48 (2): 307–14. PMID 14510225.CS1 maint: multiple names: authors list (link)

[65] Stine, W B and Harrigan, R W. "Shenandoah Solar Total Energy Project". John Wiley. Retrieved 2008-07-20.CS1 maint: multiple names: authors list (link)

[66] Bartlett (1998), p.393–394

[67] Thomson-Philbrook, Julia. "Right to Dry Legislation in New England and Other States". Connecticut General Assembly. Retrieved 2008-05-27.

[UTC-68] "Solar Buildings (Transpired Air Collectors - Ventilation Preheating)" (PDF). National Renewable Energy Laboratory. Retrieved 2007-09-29.

[69] Anderson and Palkovic (1994), p. xi

[70] Butti and Perlin (1981), p. 54–59

[71] Anderson and Palkovic (1994), p. xii

[72] Anderson and Palkovic (1994), p. xiii

[73] Grid Connected Renewable Energy: Solar Electric Technologies

[Martin_2005-74] Martin and Goswami (2005), p. 45

[75] Perlin (1999), p. 147

[76] . Retrieved 2011-04-19.

[77] Perlin (1999), p. 18–20

[78] Perlin (1999), p. 29

[79] Perlin (1999), p. 29–30, 38

[80] Will we exceed 50% efficiency in photovoltaics?

[81] Stanford PETE

[82] Bolton (1977), p. 1

[83] Wasielewski MR. Photoinduced electron transfer in supramolecular systems for artificial photosynthesis. Chem. Rev. 1992; 92: 435-461.

[84] Hammarstrom L and Hammes-Schiffer S. Artificial Photosynthesis and Solar Fuels. Accounts of Chemical Research 2009; 42 (12): 1859-1860.

[85] Gray HB. Powering the planet with solar fuel. Nature Chemistry 2009; 1: 7.

[86] Artificial photosynthesis as a frontier technology for energy sustainability. Thomas Faunce, Stenbjorn Styring, Michael R. Wasielewski, Gary W. Brudvig, A. William Rutherford, Johannes Messinger, Adam F. Lee, Craig L. Hill, Huub deGroot, Marc Fontecave, Doug R. MacFarlane, Ben Hankamer, Daniel G. Nocera, David M. Tiede, Holger Dau, Warwick Hillier, Lianzhou Wang and Rose Amal. Energy Environ. Sci., 2013, Advance Article DOI: 10.1039/C3EE40534F http://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2013/EE/C3EE40534F (accessed 11 March 2013)

[87] Agrafiotis (2005), p. 409

[88] Zedtwitz (2006), p. 1333

[89] "Solar Energy Project at the Weizmann Institute Promises to Advance the use of Hydrogen Fuel". Weizmann Institute of Science. Retrieved 2008-06-25.

[90] Edwin Cartlidge (18 November 2011). "Saving for a rainy day". Science (Vol 334). pp. 922–924. Missing or empty |url= (help)

[91] Balcomb(1992), p. 6

[92] "Request for Participation Summer 2005 Demand Shifting with Thermal Mass" (PDF). Demand Response Research Center. Retrieved 2007-11-26.

[93] Butti and Perlin (1981), p. 212–214

[94] "Advantages of Using Molten Salt". Sandia National Laboratory. Retrieved 2007-09-29.

[95] "PV Systems and Net Metering". Department of Energy. Archived from the original on 2008-07-04. Retrieved 2008-07-31.

[96] "Pumped Hydro Storage". Electricity Storage Association. Archived from the original on 2008-06-21. Retrieved 2008-07-31.

[97] Butti and Perlin (1981), p. 63, 77, 101

[98] Butti and Perlin (1981), p. 249

[99] Yergin (1991), p. 634, 653-673

[100] "Chronicle of Fraunhofer-Gesellschaft". Fraunhofer-Gesellschaft. Retrieved 2007-11-04.

[101] Butti and Perlin (1981), p. 117

[102] Butti and Perlin (1981), p. 139

[103] "IEA Says Solar May Provide a Third of Global Energy by 2060". Bloomberg Businessweek. December 1, 2011.

[104] American Inventor Uses Egypt's Sun for Power; Appliance Concentrates the Heat Rays and Produces Steam, Which Can Be Used to Drive Irrigation Pumps in Hot Climates