نبذة تاريخية عن الطاقة الشمسية

إن طاقة الشمس تعتبر المصدر الرئيسي للطاقة في كوكب الأرض ومنها توزعت وتحولت إلى مصادر الطاقة الأ... سواء ما كان منها مخزون في طاقة الرياح والطاقة الحرارية في جوف الأرض والطاقة المولدة من مساقط المياه والطاقة الشمسية وغيرها من مصادر الطاقة كالفحم الحجري والأخشاب ، وبما أن الطاقة الشمسية هي أهم مصادر الطاقة المتجددة خلال القرن القادم فإن جهود كثير من الدول تتوجه لها بمختلف صورها وترصد لها المبالغ اللازمة لتطوير المنتجات والبحوث الخاصة باستغلال الطاقة الشمسية كإحدى أهم مصادر الطاقة البديلة للنفط والغاز ، وقد أعطى النصيب الأوفر في البحوث والتطبيقات لمجال تحويل الطاقة الشمسية إلى كهرباء وهو ما يعرف باسمPhotovoltaics وهذا المصدر من الطاقة هو أمل الدول النامية في التطور حيث أصبح توفر الطاقة الكهربائي من أهم العوامل الرئيسية لإيجاد البنى الأساسية فيها ولا يتطلب إنتاج الكهرباء من الطاقة الشمسية إلى مركزية التوليد بل تنتج الطاقة وتستخدم بنفس المنطقة أو المكان وهذا ما سوف يوفر كثيراً من تكلفة النقل والمواصلات وتعتمد هذه الطريقة بصورة أساسية على تحويل أشعة الشمس إلى طاقة كهربائية ، وتوجد في الطبيعة مواد كثيرة تستخدم في صناعة الخلايا الشمسية والتي تجمع بنظام كهربائي وهندسي محدد لتكوين ما يسمى باللوح الشمسي والذي يعرض لأشعة الشمس بزاوية معينة لينتج أكبر قدر من الكهرباء.
وقد أثبتت التجارب والتطبيقات العلمية والعملية إمكانية استخدام الطاقة الشمسية لتوليد الكهرباء على نطاق تجاري ، وقد منّ الله سبحانه وتعالى على اليمن بقسط وافر من كمية الطاقة الشمسية حيث تعتبر الطاقة الشمسية الساقطة على المتر المربع الواحد في اليمن من أعلى معدلاتها في العالم مستندين بذلك على القياسات لبعض مناطق الجمهورية ، لذا فقد بادرت رئاسة جامعة العلوم والتكنولوجيا إلى تبني وإنشاء أول كيان علمي للطاقة الشمسية في الجمهورية ممثلاً بمركز الطاقة الشمسية وتم تزويده بأحدث الأجهزة والمعدات.
مراحل تطور تكنولوجيا توليد الطاقة الكهربائية من الشمس :
بما أن الطاقة الشمسية تعتبر من المجالات والتخصصات العلمية الحديثة حيث يعود تاريخ الاهتمام بالطاقة الشمسية كمصدر للطاقة في بداية الثلاثينات حيث تركز التفكير حين ذاك علي إيجاد مواد وأجهزة قادرة على تحويل طاقة الشمس إلى طاقة كهربائية وقد تم اكتشاف مادة تسمى السيلينيوم التي تتأثر مقاومتها الكهربائية بمجرد تعرضها للضوء وقد كان هذا الاكتشاف بمحض الصدفة حيث أن أساس البحث كان لإيجاد مادة مقاومتها الكهربائية عالية لغرض تمديد كابلات للاتصالات في قاع المحيط الأطلسي.
واخذ الاهتمام بهذه الظاهرة يتطور حتى بداية الخمسينات حين تم تطوير شرائح عالية القوة عن مادة السليكون تم وضعها بأشكال وأبعاد هندسية معينة وقادرة على تحويل أشعة الشمس إلى طاقة كهربائية بكفاءة تحويل (6?) ولكن كانت التكلفة عالية جداً ، هذا وقد كان أول استخدام للألواح الشمسية المصنعة من مادة السليكون في مجال الاتصالات في المناطق النائية ثم استخدامها لتزويد الأقمار الصناعية بالطاقة الكهربائية حيث تقوم الشمس بتزويد الأقمار الصناعية بالطاقة الكهربائية حيث تكون الشمس ساطعة لمدة (24) ساعة في اليوم ولازالت تستخدم حتى يومنا هذا ولكن بكفاءة تحويل تصل إلى ( 16?) وعمر افتراضي يتجاوز العشرون عاماً.
ثم تلت فترة الخمسينات والستينات فترة مهمة أ... في مجال الاهتمام بالطاقة الشمسية كمصدر بديل للطاقة وفي النصف الثاني للسبعينات حينما أعلن العرب حضر تصدير النفط إلى الغرب بدأت دول عديدة تعطي اهتمام بالغ بالطاقة الشمسية واستخدامها وقد أثمرت هذه الفترة في نشر وتطور تكنولوجيا الطاقة الشمسية حيث انتشر استخدامها في مجالات عديدة مثل: الاتصالات - والنقل - والإنارة ... وغيرها ، وقد أصبحت الطاقة الكهربائية المولدة من الشمس في المناطق التي تكون فيها الطاقة الشمسية عالية مثل اليمن تنافس المصادر التقليدية للطاقة من ناحية التكلفة الاقتصادية ويتطلب ذلك تصميم أنظمة الطاقة الشمسية المتكاملة لتوليد وخزن الكهرباء ومن ثم تحويلها من تيار مستمر إلى تيار متردد مثل الكهرباء التي نستخدمها في منازلنا جميعاً ، ويبقى الدور المهم في كيفية نشر المعارف العلمية والتطبيقية بأهمية الطاقة الشمسية بين أوساط الطلاب في المرحلة الجامعية فما فوق وكيفية تطوير ونقل التكنولوجيا إلي اليمن بأساليب سهلة وتكلفة اقتصادية ممكنة بحيث تساهم في حل بعض المشكلات الناجمة عن نقص الطاقة في اليمن.
دور مركز الطاقة الشمسية في الجانب العلمي والتعليمي :
يهتم المركز بنشر الوعي العلمي بأهمية الطاقة الشمسية بين أوساط الطلاب والكوادر العلمية المهتمة بهذا المجال من خلال إقامة الندوات والمحاضرات وإدخال مقررات الطاقة الشمسية في مرحلة التعليم الجامعي وقد قام المركز بتأهيل أكثر من مائتين وعشرين طالب في قسم الهندسة المعمارية ودبلوم الحاسبات ، وتخرج أول طالب ماجستير في الطاقة الشمسية بهدف إيجاد الكوادر المؤهلة القادرة على فهم وتطوير تكنولوجيا الطاقة الشمسية وأساليب استغلالها في اليمن.
هذا بالإضافة إلى القيام بعدة بحوث تطبيقية لغرض تعميمها على المدن والقرى اليمنية للمساهمة في إيجاد الحلول لإدخال الكهرباء إلي المناطق النائية كما يهتم أيضاً بتقديم الدراسات والاستشارات العلمية والعملية في مجالات التصاميم لأنظمة الطاقة الشمسية ودراسات الجدوى وكذلك في مجال تحديد اختبارات كفاءة الأنظمة المتكاملة للطاقة الشمسية.
أهم أهداف المركز
يهدف مركز الطاقة الشمسية إلى ما يلي:
1- القيام بنشر الوعي العلمي بأهمية الطاقة الشمسية على المستوى الأكاديمي والتطبيقي وعلى عامة المواطنين.
2- تشجيع البحث في علوم الطاقة الشمسية وتطبيقاتها.
3- القيام بتجارب ميدانية لتطوير التكنولوجيا وجدوى استخدامها في اليمن.
4- التعاون والمشاركة مع الهيئات العلمية المختلفة المحلية والدولية المهتمة بتطوير الطاقة الشمسية.
5- تصميم وتنفيذ أنظمة الطاقة الشمسية المتكاملة.
6- إيجاد البنية الأساسية لنقل وتطوير صناعة تكنولوجيا الطاقة الشمسية في اليمن.
من أنشطة المركز :
أقام المركز ورشة عمل في عام 1999م في مجال الطاقة الشمسية شارك فيها باحثين من معظم الجامعات اليمنية وتمخض عنها إحدى عشر بحثاً نشرت في مجلة العلوم والتكنولوجيا ، كما شارك المركز بورقة بحثية قدمت في مؤتمر الشارقة للطاقة الشمسية المنعقد في فبراير 2001م.
( المجلد(4) - العدد(2)).
قام المركز بتصميم وتنفيذ والإشراف على مشاريع تطبيقية عديدة ولتوليد الكهرباء وضخ المياه في عدد من محافظات الجمهورية.
يعمل على نشر تكنولوجيا الطاقة الشمسية في اليمن.
يقدم نماذج عملية لتوليد الكهرباء وضخ المياه في مختلف محافظات الجمهورية.
يقدم تعليماً متميزاً في مجال علوم الطاقة الشمسية على أحدث الوسائل التعليمية.