الطاقة الشمسية معددل

المقدمة

تُمثل الطاقة الكهربائية الشريان الرئيسي لجميع الصُعد الحياتية لاسيما وان عماد استخدام الأجهزة والتقنيات الحديثة بنيت على أساس توفير الطاقة الازمة بغية دفع عجلة الحياة والركب العلمي السائر حاليا في دول العالم بخطى متسارعة
ومن البديهي أيضاً أن طاقتنا النفطية ستنضب بعد مائة عام على الأكثر وهو أحسن المصادر للطاقة وذلك لعدم وجود كميات كبيرة من مادة اليورانيوم في بلداننا العربية بالإضافة إلي تكلفة أجهزة الطاقة وتقدم تكنولوجيتها خلال السنوات الخمسين الماضية و أمكانية عدم اللحاق بها وهو ما جعلنا مقصرين في استثمارها و نأمل أن لا تفوتنا الفرصة في خلق تكنولوجيات عربية لاستغلال الطاقة الشمسية وهي لا زالت في بداية تطورها .
إن لاستعمال بدائل الطاقة مردودين مهمين أولهما جعل فترة استعمال الطاقة النفطية طويلة وثانيهما تطوير مصدر للطاقة آخر بجانب مصدر النفط الحالي .
وقد قسمت بحثى الى ثلاث فصول تناولت الموضوع من عدة جوانب الفصل الاول وتضمن مشكلة البحث والتي جاء فيها ما ضرر الطاقة الحالية وامكانية استخدام طاقة بديلة وايضاء اهمية البحث واهدافه واشتمل الفصل الاول على بعض الدراسات السابقة التي تناولت موضوع البحث وايضا فروض البحث .
اما الفصل الثاني فجاء الاطار النظري موضحا بتفصيل الدراسات السابقة ومدى اسهامها فى نضوج فكرة الطاقة الشمسية ومدى امكانية تطبيقها . واشتمل الفصل الثالث على الدراسة والنتائج والتوصيات والخاتمة .












الفصل الأول











مشكلة الدراسة
بسبب القلق من تلوث هواء المدن ومن المطر الحمضي وتسرب النفط والمخاطر النووية وارتفاع حرارة الأرض يحث على إعادة تفحص بدائل الفحم والنفط والطاقة النووية ، وعلى الرغم من أن مصادر الطاقة البديلة ليست خالية من التلويث عموماً ، فإنه يوجد مجال واسع من الخيارات التي يكون ضررها البيئي أقل بكثير من مصادر الطاقة التقليدية .
إن أفضل التقنيات هي التي تسخر طاقة الشمس حيث يعتبر التحويل الحراري المباشر للإشعاعات الشمسية إلي طاقة كهربائية عبر الخلايا الشمسية تقنية جديدة ومتطورة وهو صناعة إستراتيجية باعتبارها مصدراً طاقوياً مستقبلياً سيكون له الأثر الأكبر في المحافظة على مصادر الطاقة التقليدية ولأغراض أهم واستغلال أثمن علاوة على أن مصدر طاقته مجاني ولا ينضب ونظيف ودون مخلفات أو أخطار .

أهمية الدراسة :
تعد طاقة الرياح من مصادر الطاقة المتجددة التي تتولد بصورة طبيعية وبشكل مستمر، إي تتجدد كل يوم ما دامت الشمس باقية.وتظهر اهمية الدراسة في ايجاد الطريقة الامثل لتوظف هذه الطاقة حسب نوع الاستخدام والتي تتمثل في توليد الطاقة الكهربائية، ولأجل الحصول على الطاقة الكهربائية من تحويل طاقة الرياح الى طاقة حركية ينبغي معرفة سبب نشوء الرياح. فالرياح هي حركة الهواء الأفقية التي تنتج بسبب التسخين المتفاوت لمناطق من سطح الأرض بواسطة الطاقة الشمسية، حيث يتحول بعض الأشعاع الشمسي الواصل الى سطح الأرض الى طاقة حركية تؤدي الى جعل جزيئات الهواء بحالة حركة مستمرة.



أهداف الدراسة :-
يهدف البحث الى معرفة الفروق الحرارية بين منطقة وأخرى والتي تؤدي الى الأختلاف في الضغط الجوي بين منطقتين حيث تكون حركة الهواء من منطقة الضغط العالي نحو منطقة الضغط المنخفض وكذلك عدم استلام جميع نقاط سطح الأرض الكمية نفسها من الأشعاع الشمسي يعد سبباً اّخر لتكوين الرياح. يمكن أن نطلق على الرياح التي تنتقل أفقيا فوق الكرة الأرضية (الطبقة السفلى من الغلاف الجوي) بالرياح السطحية اما التي تنتقل في طبقات الجو العليا تسمى بالرياح العليا. ان دوران الكرة الأرضية يؤدي الى أنحراف ظاهري في أتجاه الرياح، فالرياح الشرقية في المنطقتين الأستوائية والقطبية تكتسب زخما من الأرض يتسرب الى الرياح الغربية بمقادير كافية لتعويض ما تفقده هذه الرياح من زخم الأرض، أذ أن طبيعة الأنحراف تتعاون مع نظرية تسرب الزخم (وهو طاقة حركية تنتج بسبب الحركة مثلما تنتج الطاقة الحرارية من التسخين بالأشعاع الشمسي).
كما يهدف ايضا الى معرفة كيفية توليد الطاقة الكهربائية مستخدمة بذلك مراوح هواء تعمل على تحويل الطاقة الميكانيكية للهواء الى طاقة كهربائية عند توفر سرع هواء مناسبة لتوليد الكهرباء بصورة أقتصادية، وألا تصبح المنظومة ذات كلفة عالية والطاقة المتولدة منها قليلة، أما أنواع المراوح فهي متعددة، ألا أن هناك نمطين مميزين لها، وهما الأول يدعى المراوح الافقية (Horizontal Axis Wind Turbine ) والثاني المراوح العمودية ( (Vertical Axis Wind Turbineو يتشابه كلا النوعين في مبدأ العمل ريشات عدد من1 إلى 3 تتحرك بسرع الرياح المختلفة مرتبطة بمولد كهربائي يحول الطاقة الميكانيكية الى طاقة كهربائية. المكونات الرئيسية للمنظومة الريحية تكون بشكل مجموعة تحمل على عمود ومولد يعمل على تحويل الطاقة الحركية الى طاقة كهربائية فعندما تصطدم الرياح بالريش سوف تخلق دفعة هواء ديناميكية تتسبب في دوران الشفرات، وهذا الدوران يشغل المولد فينتج طاقة كهربائية، كما تجهز تلك المراوح بجهاز تحكم في دوران الشفرات لتنظيم معدلات دورانها وايقاف حركتها اذا لزم الامر. تعتمد كمية الطاقة المنتجة من توربين الرياح على سرعة الرياح وقطر الشفرات لذلك توضع مراوح الهواء التي تستخدم لتشغيل المصانع او للانارة فوق ابراج عالية، لان سرعة الرياح تزداد مع الارتفاع عن سطح الارض.يتضمن البحث نظرة عامة عن الرياح والقوى المؤثرة عليها، وكذلك توزيعاتها في العراق واافضل المناطق التي تتوفر فيها سرعة رياح عالية، كما و يتناول الهدف من البحث. ويعد الاستشعار عن بعدRemote Sensing من القنوات العلمية التي اعتمدت في عملية التحليل لما توفره المرئيات الفضائية من كم هائل من المعلومات الحديثة عن سرعة واتجاه الرياح من خلال تحليلها وتصنيفها وتفسيرها ولقد تم استخدام مجموعة من المرئيات الفضائية للأقمار Landsat واستخدام برنامج ERDAS Imagine و Envi Imagine. ولتسهيل عملية جمع هذه المعلومات وضبطها وتحليلها وتحديثها وتوظيفها بشكل فعال ومؤثر في عملية التقييم والتخطيط والتحليل والرجوع اليها اذا ما اقتضت الضرورة فأنه يستحسن ان يتّم لهذه الغاية الاستعانة بنظام المعلومات الجغرافية من خلال الاستفادة من تلك البيانات لأغراض تنموية وتخطيطية شتى ، فضلاً عن اجراء الحسابات والقياسات وأنتاج الخرائط وتحليلها للوصول الى نتائج سريعة والوقوف الى المشكلات والعقبات التي تواجه النقص الحاد في إنتاج الطاقة الكهربائية واستثمار طاقة الرياح وتأشير المناطق المناسبة لإنشاء المحطات من خلال المعلومات الاحصائية التحليلية الكارتوكرافية المتطورة التي تعتّمد على الاساليب الرقمية الحديثة والمسح الجوي.

فروض الدراسة :
1- تسخين المياه والتدفئة وتسخين برك السباحة بواسطة الطاقة الشمسية أصبحت طريقة اقتصادية في البلدان العربية وخاصة في حالة تصنيع السخانات الشمسية محلياً .
2- تعتبر الطاقة الشمسية أحسن وسيلة للتبريد حيث أنه كلما زاد الإشعاع الشمسي كلما حصلنا على التبريد وكلما كانت أجهزة التبريد الشمسي أكثر كفاءة ، ولكن تكلفة التبريد الشمسي تكون أعلى من السعر الحالي للتبريد بثلاثة إلي خمس أضعاف تكلفته الاعتيادية ويعود السبب لارتفاع التكلفة لمواد التبريد الشمسي ومعدات تجميع الحرارة وتوليد الكهرباء .
ولو استعرضنا البحث والتطبيقات السارية للطاقة الشمسية في الوطن العربي لتبين لنا أن استخدام السخانات الشمسية أصبح شيئاً مألوفاً في بعض البلدان العربية بينما بقيت صناعة الخلايا بصورة تجارية متأخرة في جميع البلدان العربية بسبب تكلفة إنشاء المصنع الأولية و إتباع سياسة التأمل القائلة ( يجب الانتظار ريثما تنخفض الكلفة ) .
إن معظم التجارب الميدانية والمختبرية لاستغلال الطاقة الشمسية في الوطن العربي لا تزال في مراحلها الأولى ويجب تنشيطها و الإكثار منها و لو استعرضنا ما تقوم به دول العالم في هذا المجال و بخاصة الدول المتقدمة صناعياً والتي لا تملك خمس ما تملكه الدول العربية من الطاقة الشمسية لوجدنا أن بريطانيا وحدها تنفق على مشاريع الطاقة الشمسية ما يعادل جميع ما تنفقه الدول العربية مجتمعة وينطبق هذا على عدد العاملين في مجالات الطاقة المتجددة حيث يعمل في فرنسا ضعف اللذين يعملون في جميع الدول العربية في هذه المجالات.

منهج البحث
اعتمد الباحث على المنهج الوصفي كما اعتمد على الدراسات السابقة والتي كانت لها إسهامات في تطور إنتاج الطاقة الشمسية والدوريات العلمية .

دراسات سابقة
قامت في الرابع من يناير 2008 إدارة مختبر IdahoIdaho National Laboratory - INL بالولايات المتّحدة الأمريكيّة، بالإعلان عن نتيجة الأبحاث التي قامت بِها بالتعاون مع شركاء من Microcontinuum- Cambridge, MA، ومع Patrick Pinhero من جامعة University of Missouri، ولقد جاءت نتائج تلك الأبحاث بقدرتهم على تطوير تكنولوجيا لخلايا شمسيّة رخيصة الثمن ، تستطيع تلك الخلايا امتصاص الطّاقة حتى بعد غروب الشمس . ويُقَدّر فريق العمل أنّ هذه الخلايا تستطيع امتصاص 4 أضعاف ماتَمْتَصُهُ الخلايا الشمسيّة المتوفّرة بالأسواق حالياً, كما وأن خلايا النانو الجديدة أو ما يطلق عليها رقائق النانو تستطيع امتصاص طاقة الضوء الغير مرئي ( الأشعّة تحت الحمراء )بالإضافة إلي الضوء المرئي. وذلك حتى يمكن الاستفادة ممّـا تبعثه لنا الشمس من كميّات هائلة من الأشعّة تحت الحمراء
الدوريات العلمية
فقد أكدت الدورة التاسعـة للجنة التنمية المستدامة التابعة للأمم المتحدة (CSD-9) التي انعقدت في نيويورك في الفترة من 16 إلى 27 نيسان / أبريل 2001على أهمية الطاقة ودورها الحاسم في تحقيق التنمية المستدامة، وركزت على الطاقة، النقل، والغلاف الجوي، اتفقت الحكومات في هذه الدورة على أن الطاقة تمثل - في الحقيقة – تمثل القوة الرئيسية بين المجالات التي تضمنتها مبادرة المياه والطاقة والصحة والزراعة والتنوع البيولوجي، وعلى أهمية الطاقة في تحقيق التنمية المستدامة.
دراسة جوهانسبرج التي نادت باتخاذ إجراءات عملية ملموسة لدفع التكامل بين العناصر الثلاث للتنمية المستدامة وهي التنمية الاقتصادية، والتنمية الاجتماعية، وحماية البيئة كدعامات أساسية تعتمد على بعضها البعض، كما أعادت تأكيد أن تخفيف وطأة الفقر، وتغيير الممارسات غير المستدامة في عمليات الإنتاج والاستهلاك، والحفاظ على قاعدة الموارد الطبيعية وحسن إدارتها من أجل التنمية الاقتصادية والاجتماعية، وتمثل جميعها أهدافاً مشتركة ومتطلبات ضرورية للتنمية المستدامة.وقد ركزت خطة جوهانسبرج على تخفيف وطأة الفقر، استجابة لأهداف الألفية للتنمية (MDGs)، والتي تسعى إلى تخفيض نسبة من يعيشون على دخل أقل من دولار أمريكي واحد في اليوم إلى النصف بحلول عام 2015، وهو ما يتطلب توفير خدمات الطاقة يمكن تحمل أعبائها. وهذا يؤكد الحاجة إلى تحقيق توسع كبير في توفر خدمات الطاقة أمام الفقراء.
دراسة بعنوان الطاقة لأغراض التنمية المستدامة في المنطقة العربية إطـار للعمـل اللجنة الاقتصادية والاجتماعية لغربي آسيا السكرتارية الفنية لمجلس الوزراء العرب المسئولين عن شئون البيئة برنامج الأمم المتحدة للبيئية – المكتب الإقليمي لغربي آسيا منظمة الأقطار العربية المصدرة للبترول تلقي الضوء على السكان والتنمية ومؤشرات الفقر في المنطقة وعلاقته ذلك بالطاقة، كما يقدم نبذة عن الخصائص الرئيسية لقطاع الطاقة العربي وذلك بهدف تحقيق فهم أفضل لأوضاع الطاقة وعلاقتها بقضايا التنمية المستدامة.

مصطلحات الدراسة
الخلية الشمسية : إن الخلايا الشمسية هي عبارة عن محولات فولت ضوئية تقوم بتحويل ضوء الشمس المباشر إلي كهرباء ، وهي نبائظ شبه موصلة وحساسة ضوئياً ومحاطة بغلاف أمامي وخلفي موصل للكهرباء.
الطاقة الشمسية : تعتبر الطاقة الشمسية الطاقة الأم فوق كوكب الأرض حيث تنشأ من أشعتها كل الطاقات على الأرض.
التبريد الشمسي : الألواح الشمسية تلتقط وتجمّع الطاقة الشمسية .بعد ذلك يتم تحويله إلى طاقة كهربائية التي تشغل بدورها طلمبة تقوم بدورة التبريد ، كما يمكن بها التدفئة أيضاً.
الطاقة المتجددة: هي الطاقة المستمدة من الموارد الطبيعية التي تتجدد أو التي لا يمكن أن تنفذ (الطاقة المستدامة ).
الطاقة النووية : هي الطاقة التي تنطلق أثناء انشطار أو اندماج الأنوية الذرية
الوقود الحيوي : هو الطاقة المستمد من الكائنات الحية سواء النباتية أو الحيوانية منها.
الطاقة المائية : هي الطاقة المستمدة من حركة المياه المستمرة والتي لا يمكن ان تنفد.
طاقة المد والجزر : هي نوع من طاقة الحركة التي تكون مخزونة في التيارات الناتجة عن المد والجزر الناتجة بطبيعة الحال عن جاذبية القمر و الشمس ودوران الأرض حول محورها وعليه تـُصنف هذه الطاقة على انها طاقة متجددة.













الفصل الثاني












دراسة بعنوان الطاقة البديلة
إن الطاقة بشكل عام كانت ولازالت موضع اهتمام البشرية وهذا منذ القدم حتى أصبحت في عصرنا هذا الشغل الشاغل للإنسان ...
ماذا تعني الكلمات التالية : بترول غاز طبيعي ، الشمس ، الذرة، مياه السدود.أليست مصادر لذلك المقدار الفيزيائي الذي هو الطاقة والتي لها أشكال متعددة كالطاقة الشمسية والنووية والكهربائية والحرارية ....
أذن ماهى الطاقة ..؟
الطاقة هي المقدرة على القيام بعمل ما ويمكن انتقالها من مصدرها بشكل حرارة عمل أو ضوء .
إن كمية الطاقة الموجودة في العالم هي ثابتة على الدوام .. فالطاقة لا تغني ولا تستحدث وعندما يبدو إن الطاقة قد استنفدت , فإنها في حقيقة الأمر تكون قد تحولت إلى دورة أخرى .
ويتبقى لدينا أسئلة أشغلت تفكير العلماء والباحثتين حتى توصلوا أخيرا للإجابة عليها " وهى من أين نحصل على هذا الكم الهائل من الطاقة ..؟ ما هى مصادرها وما اشكالها ...؟ وسوف نتناول الإجابة على الأسئلة معا في موضوع بحثنا هذا.

مصادر الطاقة
المصدر الأول والرئيسي من اجل الحصول على الطاقة هو :
الشمس ....(( salar))
للطاقة من الشمس أمكانية لكي تكون مساهما رئيسا في حل مشكلة الطاقة على المدى البعيد بسبب طبيعيتها التي لا تنضب .
فمنذ عشرات آلاف من السينين .. عكف الإنسان على مراقبة سير القرص النير العجيب الذي يضئ العارض ويدفئها.
نظر إليه بالعجاب ومحبة وخشية , وصلى له كاله فهم الإنسان إن أشعة الشمس ثم دفعه حب المعرفة والروح العلمية إلى التساؤل عن أصل تلك الكرة المشتعلة وجوهرها وما تؤودية للكون .. وهكذا تحولت الشمس من موضوع عبادة .. إلى مائدة البحث العلمي .
أسرار الشمس ...
تعتبر الشمس نما من نوع خاص فهي تشغل مركزا نظامنا وتسطير عليه بقوة جاذبيتنا ولقربها من الأرض وتاهثيرها عليها اصبت محور دراسات ( علم الفلك والفيزياء والفلكية ) فهي تساعد على تكوين نماذج تفسيرية لطبيعة بعض الكواكب ودورانها في أفلاك ابعد من الشمس .
استخدامات الطاقة الشمسية
تستخدم في إغراض كثيرة احد أهم هذه الاستخدامات تدفئة المنازل وهناك العديد من الاستخدامات التي لا أماكن لحصرها .
أما المصدر الثاني للطاقة والذي يعتب ثروة لا تقدر بالملايين وتعبر المملكة العربية السعودية أولى دول المصدرة لذلك المصدر وهو
2- البترول ( النفط ) " oil "
البترول هو سائل يتكون من مزيج معقد من المركبات الهيدروجينية اى من مركبات الكربون والهيدروجين وتوجد به كميات قليلة من مركبات النيتروجين والأكسجين والكبريت .
أصل النفط
هل النفط أصل عضوي أو غير عضوي ؟؟ هذا السؤال حير والعلماء فترة من الزمن إلا ان الدراسات العلمية الحديثة قد حلت هذه المشكلة النفط من أصل عضوي أم غير عضوي؟! هذا السؤال حيّر العلماء فترة من الزمان. إلا أن الدراسات العلمية الحديثة قد حلت هذه المشكلة فقد أظهرت التحاليل الكيميائية للنفط وجود مركبات عضوية كالكلوروفيل, كما وجدت فيه بقايا الكائنات الحية كالأبواغ والكائنات الحية الدقيقة. إذاً, فالنفط من أصل عضوي!!.
1- يُستعمل وقوداً للسيارات والحافلات والطائرات والسفن والقطارات وتشغيل المحركات الصناعية والزراعية.

2-استعمال النفط مباشرة في معالجة الحروق, ومعالجة الحيوانات ضد الجرب.

3- صناعات كيماوية متعددة: كالبلاستيك, الدهان, الصمغ,المذيبات, المنظفات, والخيوط الصناعية.

4- طلاء السفن والقوارب من الخارج لمنع تسرب المء اليها, وطلاء سطوح البيوت لمنع تسرب مياه الأمطار.

5- تشحيم الآلات والمحركات المختلفة.

6- تزفيت الشوارع.

7- إنتاج البروتينات.
3- الغاز الطبيعي
يعد الغاز الطبيعي ناتج فانوي عند إنتاج البترول وكان متوفرا بكثرة في السنوات الأخيرة عندما تخفض معدل اكتشاف أبار جديدة وهو من المصادر الشائعة بسبب سهولة استعماله ونظافته عند الاحتراق وبسبب أسعاره المنخفضة والمسيطرة عليها .
إذن مما يتكون الغاز الطبيعي ..؟؟؟؟
سيتكون من عدة كمركبات هيدروكربونية خفيفة ( ذات كتلة جزيئه صغيرة ) ومن أهمها غاز الميثان .
4- الفحم الحجري " coal "
الفحم الحجري هو صخر رسوبي لونه أسود أو بني, يتكون من بقايا نباتات ومواد معدنية, قابل للاحتراق وإعطاء طاقة حرارية. والفحم الحجري أكثر أنواع الوقود الأحفوري انتشاراً في القشرة الأرضية.
يتواجد الفحم الحجري على شكل طبقات مع أنواع أخرى من الصخور الرسوبية, كالحجر كالحجر الرملي والحجر الطينيّ. ويتواجد في الفحم الحجري بقايا أوراق نباتات وخشبها وحتى جذورها.


استعمالات الفحم الحجري:
يستعمل الفحم الحجري في عدة مجالات من أهمها: محطة توليد الطاقة, وقديماص كان يستعمل في تسيير القطارات والسفن البخارية. وبسبب صعوبة استعنال الفحم الحجري في أغراض الحياة اليومية تُجرى بعض المحاولات والتجارب لتحويله الى وقود سائل أو غازيّ سهل الاستعمال.
إن الطلب على الطاقة يتزايد وينمو يشكل كبير حتى أصبح العالم يتخوف مما أطلق عليه إسم "أزمة الطاقة". وهناك سببان لازدياد الطلب على الطاقة:
1) الزيادة المضطردة في عدد سكان الكرة الأرضية.
2) التقدم الصناعي والنمو الاقتصادي وارتفاع مستوى معيشة الفرد؛ فكلما تحسن دخل الفرد ازداد استهلاكه من الطاقة.
فاذا كان على العالم ان يحل مشكلة الطاقة على المدى البعيد فيجب عليه اتباع بعض ممارسات الجيدة للاستخدام الافضل للطاقة المتوفرة حاليا كما يجب اكتشاف وتطوير مصادر جديدة وبديلة للطاقة .
المصادر البديلة للطاقة other Energy sources
1- كتلة بيولوجية ( biomass ):-
يستعمل هذا المصطلح للدلالة على مواد ذات أصل نباتي او حيواني إما على شكل فضلات أو كغلال تزرع لما تحتويه من طاقة .
وتتكون هذه المواد من مركبات عضوية يمكن حرقها للحصول على حرارة وبخار وكهرباء أو تحويلها كيمائيا إلى وقود غازي
الميثان ممثلا أو تحويلها إلى سائل كالنفط .
2- القدرة الكهرومائية ( Hy8droelectric power )
يمكن توفير الطاقة بحجز مجرى مائي بواسطة سد لتكوين مستودع مائي كبير ويسمح للماء بالسقوط لتدوير توربين مرتبط بمولد كهرباء ومن المتفق عليه بصورة عامة هو أن معظم الأماكن الصالحة لبناء محطات كهرومائية هي ألان قيد الاستعمال لكن هذا المصدر المائي لا يفي بالحاجة الكلية من الطاقة أما طريقة الخزن بالضخ حيث تستخدم توربينان لضخ الماء الى مستودعات مرتفعة فتساعد في تجهيز الطاقة الكهربائية عند الطلب . لكنها لا تولد طاقة إضافية .
3- القدرة الحرارية من باطن الأرض " ceothermal power "
تأتي هذه القدرة في الحرارة في قشرة الأرض , وهى متوفرة في بعض الاماكن خاصة في ايطاليا وفي كاليفورنيا .حيث يساعد تكوينها الجيولوجي في تسرب البخار طبيعيا إن المظاهر البيئية لهذا المصدر من الطاقة , كطرح الماء المالح خارج الأرض وانبعاث الغاز غير معروف بشكل تام , وان عدد الاماكن الصالحة للحصول على هذه الطاقة بيسر هي أماكن محدودة هناك أمكانية لم تجرب لحد ألان لاستخراج الحرارة الوفيرة من باطن الأرض في العديد من الاماكن وذلك بالحفر عميقا إلى درجة كافية .
4- قدرة المد والجزر ( tidal power )
توجد كميات هائلة في الطاقة في حركات المد والجزر بالمحيطات ويمكن استخدام هذه الطاقة في إغراض مختلفة
فعلى سبيل المثال : محطات توليد الطاقة الكهربية من حركات المد والجزر تعمل كمحطات هيدروكهربية لتوليد القدرة وذلك بتحويل طاقة مياه المد والجزر المتحركة إلى الكهرباء .
أيضا تعتبر أمواج البحر أعلى والى أسفل مصدر للطاقة ويمكن استخدامه لتوليد الكهرباء .
5- قدرة الريح ( wind power):
كانت هذه القدرة في وقت ما مصدرا هاما للطاقة في الحقول وفي الآونة الأخيرة عاد التفكير لاستخدامها في المناطق التي تكثر فيها الرياح القوية .
وهذا يتطلب عدد كبيرا جدا من طاحونات الهواء إلى أمكنيات لخزن الكهرباء والمظهر الجمالي للطاحونات الهوائية المستخدمة في إنتاج الطاقة يجب أن يراعي وتعطى كل الاعتبارات التقنية والاقتصادية .

أهمية الطاقة
بطريقة علمية مبسطة استطاع علماء الفيزياء ان يكتشف ستة إشكال متنوعة للطاقة كل واحد من هذه الإشكال قابل للتحول إلى اى شكل أخر .
أول شكل من هذه الإشكال
1- الطاقة الآلية :-
وتضم الطاقة الآلية الطاقة الحركية والطاقة الكامنة.

2- الطاقة الحرارية
الطاقة الحرارية هي عبارة عن الطاقة الحركية التي تمتلكها جزيئات وذرات المادة
ووجد أن هناك طبيعة خاصة للطاقة الحرارية؛ فهناك ميل عام لكل أشكال الطاقة لأن تنتهي في نهاية مطافها إلى طاقة حرارية .. ولذا وصفنا الحرارة بأنها "مقبرة الطاقة" .

3- الطاقة الكيمائية
وتحث الطاقة الكيمائية أثناء عمليات "الاحتراق" تحدث تفاعلات كيميائية تؤدي إلى تحرير طاقة كيميائية ؛ فاحتراق الخشب والفحم والبنزين وغير ذلك من أنواع الوقود الأحفوري يقود إلى إطلاق طاقة كيميائية تظهر على شكل طاقة حرارية يستفاد منها في أغراض تطبيقية شتى ..

4- الطاقة الإشعاعية:-
الطاقة الإشعاعية أو الطاقة الكهرومغناطيسية هي شكل اخر من إشكال الطاقة ونذكر هنا ان هذه الطاقة يمكن ان تحرر عند تسخين المواد الصلبة , كما يحدث في سلك المصباح الكهربائي او بواسطة التذبذبات الكهربية كما في مرسلات الراديو والتليفزيون او من التفاعلات الذرية كما يحدث في الشمس .

5- الطاقة الكهربية :-
وهى الطاقة التي تمتلكها الشحنات الكهربية وهى ناجمة عن القوة الكهرومغناطيسية .

6- الطاقة النووية :-
الطاقة النووية هي الطاقة المحبوسة داخل النواة في الذرة وهى الطاقة التي تربط مكونات النواة.

الطاقة الشمسية:
إن الشمس هي مصدر ضخم للطاقة، وهي طاقة متجددة ومجانية تشع علينا كل يوم تشرق فيه الشمس على الأرض، ولا ندفع مقابلها رسوماً ولا أجوراً. والطاقة الشمسية طاقة نظيفة فلا ينتج عن استخدامها غازات ملوثة أو نواتج ثانوية ضارة بالبيئة كما هو الحال في أنواع الوقود التقليدية مثل الفحم أو البترول، وهي أيضا لا تترك وراءها مخلفات على درجة كبيرة من الخطورة مثل النفايات المشعة التي تنتج عن استخدام الطاقة النووية.
وفي الواقع أن كل الطاقة المتاحة على الأرض تقريباً – باستثناء الطاقة النووية – تأتي بشكل مباشر أو غير مباشر من الأشعة الشمسية؛ فطاقة الوقود الأحفوري مستمدة – في الأصل – من طاقه الشمس فهي نتاج لبعض العمليات الطبيعية التي تختزن جزءاً من طاقة الشمس بواسطة النباتات عبر عملية التمثيل الضوئي حيث تقوم أشعة الشمس بتوفير الطاقة اللازمة لتحريض تفاعلات كيميائية بين الماء وثاني أكسيد الكربون اللذين يمتصها النبات من البيئة لينمو ويترعرع مخزناً في الوقت نفسه طاقة كيميائية قابلة للاحتراق. ومن المعروف أن هذه النباتات، وما تغذى عليها من حيوانات اندثرت قبل مئات الملايين من السنين، هي التي تزودنا الآن بإمدادات كبيرة من الوقود الأحفوري بأنواعه. أما طاقة الرياح، وطاقة المياه لدى مساقطها، فإنها أيضاً ترجع إلى الطاقة الشمسية ؛ فاختلاف درجات الحرارة على الأرض يؤدي إلى حركة الرياح، والبخار المتصاعد من المحيطات والبحار يتحول إلى مطر ينهمر عند مساقط المياه

المحافظة على الطاقة
إن التقيد في استعمال الطاقة من قبل الإفراد والمؤسسات يمكن إن يكون له تأثير مهم على المعدل الذي يستهلك به أنواع الوقود , ومن الأمثلة على ذلك :-
وضع حدود إلزامية على السرعة على الطرق الخارجية لتقليل من استهلاك البنزين وكذلك المحافظة على اقل درجات حرارة في الشتاء وعلى درجات حرارة في الصيف في المنازل وفي الدوائر وفي مجممع0ات التصنيع ان المسعر الواعي للتقليل من استهلاك الطاقة يستطيع في الواقع أن يكشف موارد جديدة للطاقة ولكن تبقى مشكلة رفع مستوى معيشة بقية البلايين في الناس في بقية أنحاء العالم إلى مستوى معيشة مقبول بزيادة استعمال الطاقة بدلا من تقليله . في المستقبل
إذا كان على الإنسان أن يبقى على قيد الحياة فيجب عليه التخطيط لمستقبل بعيد المدى ويقوم بعمل ايجابي لضمان توفر الاحتياجات الضرورية .
وهناك عدد م المفاهيم الأساسية التي يجب ان تكن مفهومة جيدا من قبل الجميع .

1- المواد الأرضية محدودة لكن الحياة تبقى غير محدودة
وسيصبح كل مورد ناضبا فعليه في وقت ما من المستقبل عندما تصبح كلفة استخراجه باهظة جدا والمعرفة بأوضاع جميع الموارد وهى حاجة ملحة .

2- الطاقة والمال مطلوبان لتطوير مصادر جديدة للطاقة :-
إن استهلاك طاقة أكثر مما نحصل عليه هو عمل أحمق ومطلوب وجحود قاعدة اقتصادية قوية تسمح بتخصيص اعتمادات مالية للبحث والتطوير وإذا ما أصبحت امة منهمكة اقتصاديا نتيجة لثقافتها على المواد الطاقة فمن المحتمل ان لا تكون قادرة على الفحوص أبدا .

3- الموارد المتجددة هي الأفضل على المدى البعيد جدا :-
حيثما كان ممكنا وعمليا يجب تسخير الطاقة الشمسية لتدفئة وتبريد المنازل والبنايات الأخرى . ولتوليد الطاقة الكهربائية على مستوى محلي أو عام ولتنمية الغلال النباتية التي يمكن تحويلها إلى أنواع بديلة في الوقود .

4- استعمالات وسائل النقل تستنفد بسرعة البترول العالمي
الإسراف في استعمال السيارات والشاحنات والسكك الحديدة والطائرات التي تعمل بالمنتجات البترولية سيستمر لفترة قصيرة عندما تجف أبارالبترول في العالم وهذا يتطلب رقابة قوية وأنظمة نقل جدية تعمل بالطاقة الكهربية المنتجة في أنواع الوقود غير الوقود المحروقات.

5- البحر مصدر مهم للطاقة وللمواد :-
توجد بعض الإمكانية لاستخدام القدرة في أمواج البحر وفي الفرق في درجات حرارتها لكن المورد يمكن أن يكون محتويات مياه البحر والمعادن والطاقة - اليورانيوم - الليثيوم - والديثيريوم .
الطاقة والعالم
تعتمد جميع نشاطات الكائنات الحية على الطاقة . حيث يمكننا التحقق من ذلك عندما ننظر بنظر الاعتبار مشكلة الطاقة والعالمية
فالإنتاج الكفء للغذاء يتطلب معدات وأسمدة وماء وكل منهما يستخدم الطاقة بطرق مختلفة فالطاقة حيوية بالنسبة للنقل وللوقاية في التقلبات المناخية وفي تصنيع كجميع البضاعة ولهذا السبب فان مصدر مناسبا لتوفير الطاقة على المدى البعيد ضروريا وأساسيا لبقاء الكانسان ان المشكلة الطاقة ولازمة الطاقة إبعاد عديدة هي - التكاليف المتزايدة لحصول على أنواع من الوقود حيث أصبحت أكثر ندرة والتأثيرات على السلامة وعلى الصحة الناتجة في النواتج الثانوية لاستهلاك الطاقة ا\والتوزيع غير المنصف لموارد الطاقة بين المناطق وبين الأمم والتناقص بين الاستخدام الحالي للطاقة وبين الزيادة المتوقعة في سكان العالم .











الفصل الثالث














مقدمة
لقد تم إنماء تقنيات كثيرة لإنتاج الخلايـا الشمسية بعمليات متسلسلة من المعالجات الكيميائية والفيزيائية الكهربائية على شكل متكاثف ذاتي الآلية أو عالي لآلية ، كما تـم إنماء مواد مختلفة من أشباه الموصلات لتصنيع الخلايا الشمسية على هيئة عناصر كعنصر السيليكون أو على هيئة مركبات كمركب الجاليوم زرنيخ وكربيد الكادميوم وفوسفيد الأنديوم وكبريتيد نحاس وغيرها من المواد الواعدة لصناعة الفولت ضوئيات .













أولا : تيار الخلايا الشمسية وميكانيكيته :
الخلية الشمسية للتطبيقات الأرضية هي رقاقة رفيعة من السيليكون مشابة بمقادير صغيرة من الشوائب لإعطاء جانب واحد شحنة موجبة والجانب الآخر شحنة سالبة مكونة ثنائياً ذا مساحة كبيرة .
تولد الخلايا الشمسية قدرة كهربائية عندما تتعرض لضوء الشمس حيث الضوئيات ( الفوتونات ) والتي يحمل كل منها كماً طاقوياً محدداً يكسب الإلكترونات الحرة طاقة تجعلها تهتز حرارياً وتكسر الرابط الذري بالشبكة بالمادة الشبه موصلة ويتم تحرير الشحنات وإنتاج أزواج من الإلكترون في الفراغ . تنطلق بعد ذلك حاملات الشحنة هذه متجهة نحو وصلة الثنائي متنقلة بين نطاقي التوصيل والتكافؤ عبر الفجوة الطاقوية وتتجمع عند السطح الأمامي والخلفي للخلية محدثة سريان تيار كهربي مستمر عند توصيل الخلية بمحمل كهربي وتبلغ القدرة الكهربية المنتجة للخلية الشمسية عادة واحد وات.



ثانيا : أنواع الخلايا الشمسية التجارية :
1- الخلايا الشمسية السيليكونية المتبلرة :
تصنع هذه الخلايا من السيليكون عبر إنماء قضبان من السيليكون أحادي أو عديد التبلر ثم يؤرب إلي رقائق و تعالج كيميائياً وفيزيائياً عبر مراحل مختلفة لتصل إلي خلايا شمسية .
كفاءة هذه الخلايا عالية تتراوح بين 9 – 17 % والخلايا السيليكونية أحادية التبلر غالية الثمن حيث صعوبة التقنية واستهلاك الطاقة بينما الخلايا السيليكونية عديدة التبلر تعتبر أقل تكلفة من أحادية التبلر وأقل كفاءة أيضاً .
2- الخلايا الشمسية السيليكونية الأمورفية ( متصدعة التبلر ) :
مادة هذه الخلايا ذات شكل سيليكوني حيث التكوين البلوري متصدع لوجود عنصر الهيدروجين أو عناصر أخرى أدخلت قصداً لتكسبها خواص كهربية مميزة وخلايا السيليكون الأمورفي زهيدة التكلفة عن خلايا السيليكون البلوري حيث ترسب طبقة شريطية رقيقة باستعمال كميات صغيرة من المواد الخام المستخدمة في عمليات قليلة مقارنة بعمليات التصنيع البلوري . ويعتبر تصنيع خلايا السيليكون الامورفي أكثر تطويعاً وملاءمة للتصنيع المستمر ذاتي الآلية .

تتراوح كفاءة خلايا هذه المادة ما بين 4 – 9 % بالنسبة للمساحة السطحية الكبيرة وتزيد عن ذلك بقليل بالنسبة للمساحة السطحية الصغيرة وإن كان يتأثر استقرارها بالإشعاع الشمسي .
تم تصنيع خلايا شمسية من مواد مختلفة إلا أن أغلب هذه المواد نادرة الوجود بالطبيعة أولها خواص سامة ملوثة للبيئة أو معقدة التصنيع وباهظة التكاليف وبعضها لا يزال تحت الدراسة والبحث وعليه فقد تركز الاهتمام على تصنيع الخلايا الشمسية السيليكونية وذلك لتوفير عنصر السيليكون في الطبيعة علاوة على أن العلماء والباحثين تمكنوا من دراسة هذا العنصر دراسة مستفيضة وتعرفوا على خواصه المختلفة وملاءمته لصناعة الخلايا الشمسية المتبلرة ومتصدعة التبلر .













ثالثا : تطبيقات الخلايا الشمسية :
تركز الاهتمام على إدخال الفولتضوئيات كمصدر للطاقة المتجددة في التطبيقات الأرضية بغية تطوير التقنية ووسائل الاستخدام في قطاع السكن والصحة والتعليم والصناعة والزراعة والنفط وغيرها في الاستخدامات
الفولتضوئيات الجذابة اقتصادياً وفي المناطق المعزولة والنائية حيث تنقص تكلفة شبكات الكهرباء العامة وتساعد في الإنماء الاقتصادي والتطوير الاجتماعي المحلي .
والمسطحات الفولتضوئية هي مصدر القدرة الكهربية لهذه التطبيقات ، حيث يتكون المسطح من عدة خلايا (متصلة معاً بصفائح سلكية معدنية ) مغطاة بملف من البلاستيك الحراري مثل أسيتات فينيل إيثيل أو غيره وآخر من التدلار لحمايتها من الأشعة فوق البنفسجية ومغلقة بصفيحة زجاجية من الأمام وطبقة واقية تعمل كقاعدة إنشائية من الزجاج أو من الألياف الزجاجية أو الخزف الصيني عند الخلف مركب عليها صندوق وصلة كهربائية ومحاط بإطار معدني .
وهذه المسطحات يعوّل عليها بتطرف كمصدر طاقة كهربائية لأن ليس لها أجزاء متحركة وذات عمر طويل يتراوح من 15 إلي 35 سنة و أمان للبيئة ، كما تضفي على المباني شكلاً معمارياً جميلاً والشكل (2) يوضح الإنتاج الإقليمي للمسطحات ويوضح الشكل (3) الإنتاج العالمي للمسطحات .
ويمكن تصنيف وتحديد التطبيقات الأرضية وفق القدرة الكهربائية علي النحو التالي :-
* تطبيقات ذات قدرة منخفضة :
وتشمل الأجهزة والمنظومات التالية :
- الحاسبات والألعاب الإلكترونية والساعات .
- أجهزة الإذاعة المسموعة وشاحنات وسائط القدرة المنخفضة .
* تطبيقات ذات قدرة متوسطة :
وتشمل المنظومات التالية :
الإنارة – أجهزة الإذاعة المرئية – ثلاجات اللقاح والأمصال – إشارات المرور والإنذار – مراوح الأسقف ( التهوية ) – هواتف الطوارئ – شاحنات السياج الكهربي .
حيث يشحن السياج المحاط بالمزارع وأماكن تربية الحيوانات لمنعها من الاقتراب منها .
* تطبيقات ذات قدرة متوسطة وعالية :
ضخ المياه – محطات اتصالات الموجات السنتيمترية – محطات الأقمار الصنـــــاعية الأرضية – الوقاية المهبطية لحماية أنابيب النفط والغاز والمنشآت المعدنية من التآكل – تغذية شبكة الكهرباء العامة .

















رابعا : بعض مشاكل استخدام الطاقة الشمسية :
إن أهم مشكلة تواجه الباحثين في مجالات استخدام الطاقة الشمسية هي وجود الغبار ومحاولة تنظيف أجهزة الطاقة الشمسية منه وقد برهنت البحوث الجارية حول هذا الموضوع أن أكثر من 50 % من فعالية الطاقة الشمسية تفقد في حالة عدم تنظيف الجهاز المستقبل لأشعة الشمس لمدة شهر .
إن أفضل طريقة للتخلص من الغبار هي استخدام طرق التنظيف المستمر أي على فترات لا تتجاوز ثلاثة أيام لكل فترة وتختلف هذه الطرق من بلد إلي آخر معتمدة على طبيعة الغبار وطبيعة الطقس في ذلك البلد .
أما المشكلة الثانية فهي خزن الطاقة الشمسية والاستفادة منها أثناء الليل أو الأيام الغائمة أو الأيام المغبرة ويعتمد خزن الطاقة الشمسية على طبيعة وكمية الطاقة الشمسية ، و نوع الاستخدام وفترة الاستخدام بالإضافة إلي التكلفة الإجمالية لطريقة التخزين ويفضل عدم استعمال أجهزة للخزن لتقليل التكلفة والاستفادة بدلاً من ذلك من الطاقة الشمسية مباشرة حين وجودها فقط ويعتبر موضوع تخزين الطاقة الشمسية من المواضيع التي تحتاج إلي بحث علمي أكثر واكتشافات جديدة
ويعتبر تخزين الحرارة بواسطة الماء والصخور أفضل الطرق الموجودة في الوقت الحاضر . أما بالنسبة لتخزين الطاقة الكهربائية فما زالت الطريقة الشائعة هي استخدام البطاريات السائلة ( بطاريات الحامض والرصاص ) وتوجد حالياً أكثر من عشر طرق لتخزين الطاقة الشمسية كصهر المعادن والتحويل الطوري للمادة وطرق المزج الثنائي و غيرها .
والمشكـلة الثـالثة في استخدامات الطاقة الشمسية هي حدوث التـآكل في المجمعـات الشمسيــة بسبب الأمـلاح الموجودة في الميــاه المستخدمــة في دورات التسخــين وتعتبر الــدورات المغلقـة واستخـــدام مــاء خـال من الأملاح فيها أحسن الحلول للحد من مشكلة التآكل والصدأ في المجمعات الشمسية.


النتائج
تتراوح تكلفة الوات ذروة في الأسواق العالمية ما بين 8 إلي 10 دولارات بـــالنسبة للــدول المستوردة بينما تصل تكلفة الوات ذروة بالنسبة للتطبيقات ذات القدرة المتوسطة والقدرة المتوسطة و العالية إلي 30 دولار و تزيد هذه التكلفة وفق التصميم و أجهزة التحكم والتخزين الساكن و الإلكترونـات المساعدة إلا أن تكلفة الـوات ذروة بالنسبة للقدرة العاليــة (المحطات الكهـروشمسية ذات سعة الميجاوات) تقل قليلاً عن 20 دولار . تعتبر تكلفة المواد الأولية لأجهزة استخدام الطاقة الشمسية أهم عائق يحول دون استخدامها بالإضافة إلي المساحة الكبيرة المطلوبة لوضع هذه الأجهزة المجمعة لأشعة الشمس غير المركزة و بالرغم من كل هذه العوامل فهناك بعض الاستخدامات للطاقة الشمسية تعتبر اقتصادية في الوقت الحاضر ، منها تسخين المياه والاستعمالات الأخرى في المناطق النائية مثل توليد الكهرباء وضخ المياه وتحلية المياه والإشارات الضوئية والبث اللاسلكي والحماية الكاثودية وغيرها .
ومن الضروري قبل احتساب تكلفة واقتصاديات الطاقة الشمسية أن نعلم نوع التطبيق الشمسي بالإضافة إلي مواصفات المكان أي هل منطقة نائية أو قرب مدينة أو في داخل المدينة ؟ ويجب معرفة فترة التشغيل اليومية وهل هناك حاجة إلي تخزين الطاقة أم لا ؟ وهل هناك حاجة إلي الصيانة ومدى تكرارها ؟ .
ومن المعلوم بأن معظم البلدان العربية تدعم أسعار الكهرباء المولدة بالمشتقات النفطية لمواطنيها ولا بد من أخذ هذا الدعم في الاعتبار عند مقارنة تكلفة توليد الكهرباء باستخدام الطاقة الشمسية .
و إذا أخذت جميع هذه العوامل في الحسبان و اتبعت الطرق الصحيحة لاستغلال و استخدام هذا النوع من الطاقة بشكل اقتصادي ومحاولة تطويرها إلي الشكل الأفضل قد يؤدي إلي انخفاض تكلفة الوات الواحد المنتج منها .
يدرك العاملون في مجال الطاقة أن الأراضي العربية هي من أغنى مناطق العالم بالطاقة الشمسية ويتبين ذلك بالمقارنة مع بعض دول العالم الأخرى ولو أخذنا متوسط ما يصل الأرض العربية من طاقة شمسية وهو 5 كيلو واط – ساعة / متر مربع / اليوم و افترضنا أن الخلايا الشمسية بمعامل تحويل 5 % وقمنا بوضع هذه الخلايا الشمسية على مساحة 16000 كيلو متر مربع في صحراء العراق الغربية ( وهذه المساحة تعادل تقريباً مساحة الكويت ) و أصبح بأماكننا توليد طاقة كهربائية تساوي 10 4 × 400 ميجا واط – ساعة في اليوم ، أي ما يزيد عن خمسة أضعاف ما نحتاجه اليوم وفي حالة فترة الاستهلاك القصوى .





















التوصيات والمقترحات
1- الدعم المادي والمعنوي وتنشيط حركة البحث في مجالات الطاقة الشمسية.
2- القيام بإنشاء بنك لمعلومات الإشعاع الشمسي ودرجات الحرارة وشدة الرياح وكمية الغبار وغيرها من المعلومات الدورية الضرورية لاستخدام الطاقة الشمسية. 3- القيام بمشاريع رائدة وكبيرة نوعاً ما وعلى مستوى يفيد البلد كمصدر آخر من الطاقة وتدريب الكوادر العربية عليها بالإضافة إلي عدم تكرارها بل تنويعها في البلدان العربية للاستفادة من جميع تطبيقات الطاقة الشمسية .
4- تنشيط طرق التبادل العلمي والمشورة العلمية بين البلدان العربية وذلك عن طريق عقد الندوات واللقاءات الدورية .
5- تحديث دراسات استخدامات الطاقة الشمسية في الوطن العربي وحصر وتقويم ما هو موجود منها .
6- تطبيق جميع سبل ترشيد الحفاظ على الطاقة ودراسة أفضل طرقها بالإضافة إلي دعم المواطنين اللذين يستعملون الطاقة الشمسية في منازلهم .
7- تشجـيع التعاون مع الـــدول المتقدمــة في هـذا المجال والاستفــادة من خبراتهــا على أن يكـون ذلك مبنيــاً على أســاس المســاواة والمنفعة المتبادلة .









الخاتمة
إن أفضل التقنيات هي التي تسخر طاقة الشمس حيث يعتبر التحويل الحراري المباشر للإشعاعات الشمسية إلي طاقة كهربائية عبر الخلايا الشمسية تقنية جديدة ومتطورة وهو صناعة إستراتيجية باعتبارها مصدراً طاقوياً مستقبلياً سيكون له الأثر الأكبر في المحافظة على مصادر الطاقة التقليدية ولأغراض أهم واستغلال أثمن علاوة على أن مصدر طاقته مجاني ولا ينضب ونظيف ودون مخلفات أو أخطار .
توافر أماكنات واحتمالات مستقبلية لتكنولوجيات الطاقة المتجددة لتسهم في الوفاء بالاحتياجات الأساسية للطاقة، وفي دعم تخفيف وطأة الفقر وتحقيق التنمية المستدامة. وقد تم ابتكار وتطوير تكنولوجيات متعددة للطاقة المتجددة خلال العقدين الماضيين، وتم اختبار بعضها ميدانيا،ً وتم تطويرها على مستوى التطبيق، خاصة في مجال القدرات الصغيرة والمتوسطة في الأماكن النائية حيث أثبتت الطاقة المتجددة فاعلية اقتصادية، بينما مازال بعضها الآخر في حيز البحث والتطوير. إلا أنه يجدر القول أن هذه التكنولوجيات لم تستخدم بعد على نطاق واسع لتوفير خدمات الطاقة، حيث أنه مازال هناك عدد من القيود والمعوقات التي تواجه التوسع في استخدامها، منها ارتفاع التكلفة. وعلى الرغم من النضج التقني الذي وصلت إليه شبكات توليد الكهرباء باستخدام طاقة الرياح ونظم الطاقة الشمسية الحرارية بقدرات تصل إلى بضعة مئات من الميجاوات، إلا أنها مازالت غير قابلة للمنافسة على نطاق تجاري، إذ أن اقتصادياتها تعتمد بصورة كبيرة على طبيعة الموقع وينبغي الآن النظر بعين الاعتبار إلى برامج تطوير هذه التكنولوجيات كما يجب تقييمها بعناية في المواقع التي تتمتع بموارد متاحة كبيرة.
وعلى هذا يمكن القول بأن المزايا التقنية والجدوى الاقتصادية لنظم الطاقة المتجددة تعتمد بصورة كبيرة على عنصري المكان والزمان، فالطاقة الشمسية، على وجه الخصوص، وبفضل توافرها وانتشارها الواسع في المنطقة العربية يمكن أن تأتي في المرتبة التالية مباشرة بعد النفط والغاز الطبيعي، وتأتي بعدها موارد طاقة الرياح. وتعتبر الأساليب الحديثة لاستخدام الكتلة الحيوية من المصادر الواعدة لتوفير الوقود والكهرباء اللازمين لتلبية احتياجات الطاقة في المناطق الريفية، وتمثل الطاقة المتجددة بأنواعها مجالاً ملائماً لنقل التكنولوجيا إلى الدول النامية. ويمكن القول بأن تكنولوجيات الطاقة المتجددة، التي تتسم بالتنوع (من شمسية وريحية) واللامركزية، تجعلها مناسبة بشكل خاص لتنمية الطاقة في الأماكن الريفية. ويمكن في هذا الإطار الاستفادة من آلية التنمية النظيفة التي اعتمدها بروتوكول كيوتو في تطبيقات الطاقة المتجددة للحد من غازات الدفيئة.
(د) التكنولوجيـات المتطورة للوقـود الأحفوري
إذا أخذنا في الاعتبار أن الوقود الأحفوري سيظل مسيطراً على خليط الطاقة خلال العقود القادمة، فإن التحدي يتمثل عندئذ في الاستخدام الكفء، وفي تقليص التأثيرات البيئية على المستويات المحلية والإقليمية والعالمية. وعلى ذلك فإن الاتجاه نحو تكنولوجيات متطورة وأكثر نظافة للوقود الأحفوري يمثل حجر الزاوية في مجال تقليل الآثار البيئية الناجمة عن حرق الوقود، وفي تدعيم التنمية المستدامة، وعلى وجه الخصوص في الدول النامية حيث تزايد الطلب على خدمات الطاقة، وحيث يؤدي النمو السكاني المتزايد إلى ارتفاع الحاجة إلى زيادة قدرات توليد الكهرباء وزيادة الطلب على وقود نظيف. وعلى ذلك فان الجهود ينبغي أن تركز على تحسين الكفاءة في محطات توليد الكهرباء، مع توسيع نطاق البحوث والتطوير، تطوير الإمدادات في مجال النظم المتطورة للطاقة والوقود.
وإذا أخذنا في الاعتبار أن التقدم السريع في مجال التكنولوجيات النظيفة للوقود الأحفوري قد تم في الدول الصناعية، فإن نقل التكنولوجيا وتبادل المعلومات سيصبح ذا أهمية كبرى من أجل الإسراع بإحداث النقلة في الدول النامية كي تصبح قادرة على خدمة وصيانة المعدات ثم تجميعها وصناعتها مستقبلاً، وذلك بهدف تحقيق الاكتفاء الذاتي والسلامة في مجال الطاقة. وفي سبيل ذلك، فان إقامة المنتديات الإقليمية وما بين الأقاليم يمكن أن تسهم في تيسير الإسراع بالوصول إلى تكنولوجيات أكثر حداثة وتطوراً للوقود الأحفورى.
ويمكن للآليات التنظيمية وآليات التمويل أن تعمل كقاعدة لتشجيع استخدام تكنولوجيات نظيفة للوقود الأحفوري، كما يمكن للدول الصناعية المتقدمة والدول النامية أن تتعاون وتعمل سوياً لقيادة ودفع الابتكارات والأسواق نحو تكنولوجيات أكثر نظافة للوقود الأحفوري. ويمثل تنفيذ آليات "بروتوكول كيوتو"، ومنها آلية التنمية النظيفة (CDM) دافعاً هاماً لقيادات الصناعة، إذ أنه يمكن للدول النامية أن تحرز من خلالها تقدماً ملموساً نحو بلوغ أهداف التنمية المستدامة مع خفض انبعاثات غاز الدفيئة من خلال تحقيق قفزة تكنولوجية كبيرة نحو تطبيق التكنولوجيات المتقدمة للطاقة الأحفورية، وكذلك من خلال توليد استثمارات جديدة.
(هـ) الطاقـة والنقـــل
يعتبر قطاع النقل من القطاعات الرئيسية المستهلكة للطاقة، خاصة الوقود السائل، ولذا يعتبر تأثير استخدام الطاقة في النقل على البيئة من أهم القضايا التي تواجه التنمية المستدامة. ومن أهم التحديات التي تواجه قطاعات الطاقة والنقل، تحويل وسائل النقل المختلفة إلى استخدام وقود أكثر نظافة، ومن ذلك استخدام جازولين خالي من الرصاص، وديزل ذي نسبة كبريت منخفضة والتحول إلى الغار الطبيعي وكذا استخدام تكنولوجيات الطاقة أكثر كفاءة وتطبيق أسلوب إدارة أفضل في تحديد متطلبات النقل.
ويمكن للعديد من هيئات القطاع الخاص ذات تأثير أن تلعب دوراًً هاماً في تسهيل التوصل إلى توافق في الأداء على أساس من الشراكة فيما بين القطاعين العام والخاص ومن التعاون الإقليمي في مجال التكنولوجيا المتطورة للوقود الأحفوري ومجال الطاقة من أجل النقل. ومن الأمثلة الجيدة: الشراكة من أجل الوقود النظيف وسيارات النقل والتي أعلنت أثناء انعقاد مؤتمر القمة العالمي للتنمية المستدامة .

المراجع

1- مجلة الطاقة و الحياة مـجـلــة عـلمـيـة تـقـنـيـة – العـدد الـرابـع – الربيع -(مارس) 1995 ف – تصدر عن مكتب المعــلومات ودراسات الطاقة / اللجنة الوطنية للطاقة .
2- صلاح الدين ,إيهاب " كتاب الطاقة وتحديات المستقبل " المكتبة الأكاديمية .
3- م. ل. موري "الطاقة النووية" .
4- الجوخي , عيسى محمد "مصادر الطاقة" .
5- محرم ,عبد الكريم كتاب " كيف تعمل الخلايا الشمسية"
6- تقرير التنمية الإنسانية العربية للعام 2004
7- الصندوق العربى للانماء الاقتصادى والاجتماعى
8- أمانة مجلس وزراء العرب المعنيين بشؤون الكهرباء
9- اللجنة الاقتصادية والاجتماعية لغربي آسيا "الإنتاج والطاقة والمياه والبيئة، مؤشرات إحصائية"
E/ESCWA/SDPD/2003/3
10- اللجنة الاقتصادية والاجتماعية لغربي آسيا "بناء القدرات في تنظيم الطاقة المستدامة: نهج للتخفيف من الفقر وإدماج قضايا النوع الاجتماعي ضمن الاهتمامات الرئيسية"، الجزء الأول. "الطاقة لأغراض التنمية المستدامة في دول الإسكوا".
E/ESCWA/SDPD/2003/--
11- اللجنة الاقتصادية والاجتماعية لغربي آسيا أوراق إسكوا التحضيرية لمؤتمر القمة العالمي للتنمية المستدامة، الورقة رقم (3) التحديات والفرص التي تواجه إسهام قطاع الطاقة في تحقيق التنمية المستدامة، أغسطس 2002.
E/ESCWA/ENR/2002/3

http://www.arab-eng.org/vb/t78292.html - 12
الفهــرس