عرفت البشرية الطاقة المتجددة أو كما تسمى بالطاقات البديلة منذ القدم، وعلى سبيل المثال النواعير والطواحين الريحية. ومنها أيضاً فضلات الحيوانات حيث يتم تجفيفها بأشعة الشمس ليتم بعد ذلك حرقها والحصول على الطاقة والتي تعرف لدى أبناء الريف باسم (الجلة).
ومع تطور وتقدم الدراسات العلمية والتكنولوجية والحاجة للطاقة الكهربائية تطورت أيضاً منابع الطاقة البديلة وظهر اهتمام بهذه الطاقة، وتبلورت الفكرة بضرورة البحث عن طرائق مختلفة والتفكير الجاد بضرورة إيجاد منابع جديدة ومتجددة للطاقة وخالية من التلوث. ومن بين هذه الشروط تركز الخيار على الطاقات البديلة والتي كان خيار الطاقة الشمسية هو الأنسب بتحولاته المختلفة الكهربائية والحرارية والبيولوجية، إضافة إلى الريحية كون منشأ الرياح هو الشمس.
وفي هذا الصدد تحدث لموقع البوابة المعرفية الأستاذ الدكتور "عبد القادر حريري" من قسم الفيزياء "بجامعة حلب" والحاصل على درجة الدكتوراه من "بريطانيا" في تصنيع ودراسة الخلايا الشمسية عام 1985، قائلاً: " كان الخيار المفضل لدى العلماء بضرورة الإسراع والاستفادة من أشعة الشمس من خلال تحويل الطاقة الشمسية إلى طاقة مفيدة سواء كانت كهربائية أم طاقة حرارية، وانصب الاهتمام أكثر نحو ضرورة التحويل الكهربائي إلى الطاقة الشمسية".
الخلايا الشمسية
الخلية الشمسية عبارة عن أداة إلكترونية تقوم بتحويل الطاقة الشمسية إلى طاقة كهربائية وبالاعتماد على الخلايا السيليكونية المتواجدة حالياً بالأسواق العالمية وخلايا أخرى يتم تصنيع اللاقط الشمسي. وما ساعد هذا التطور الإلكتروني على النجاح، هو اكتشاف أول خلية سيليكونية في خمسينيات القرن الماضي؛ حيث تطور مردودها في ذلك الوقت إلى ستة بالمائة، وفي السبعينيات قامت العديد من مخابر العالم في تطوير هذه الخلايا بغية استخدامها في التطبيقات الأرضية؛ حيث تم الحصول على خلايا فعالة تجاوزت نسبة فعاليتها خمس وعشرون بالمائة، وتجاوزت النسبة الثلاثون بالمائة بالاعتماد على خلايا Ga Al As ومع تقدم علم "النانو" التكنولوجي توصل الباحثون إلى خلايا بفعالية قدرها سبعون بالمائة، ولكنها اقتصرت على خلايا صغيرة الحجم.
في سورية
في بلدنا كانت التجربة متواضعة جداً رغم توجيه قيادة الدولة بضرورة تطوير الاهتمام بالبحث العلمي وتفعيل الطاقات المتجددة بشكل عام والخلايا الشمسية السيليكونية بشكل خاص، نظراً لتوفر المواد الأولية وخاصة السيليكون في بلدة "القريتين" و"البادية السورية"؛ حيث تملك سورية مادة أكسيد السيليكون بمواصفات عالية الجودة مقارنة مع مناجم السيليكون في دول أخرى. ولكن للأسف يتم استخدام السيليكون الموجود في بلادنا في صناعة الزجاج ومواد البناء بعيداً عن الهدف الأسمى والأجدى اقتصادياً. وللتوضيح أكثر "إن تحطيم الرابطة والتخلص من الأوكسجين في أوكسيد السيليكون بإرجاعه بالفحم، يمكن أن نحصل على سيليكون تجاري ثمن الكيلوغرام الواحد منه يعادل دولاراً واحداً. وعند تنفيته وتحويله إلى سيليكون نصف ناقل، يمكن أن يصل سعره العالمي إلى ما يعادل 50 دولاراً".
بساطة التقانة
ويتابع الدكتور "حريري" بأن هناك مساهمات بسيطة في "المعهد العالي للعلوم والتكنولوجيا" ومعمل آخر في مدينة دمشق لتجميع وتغليف خلايا مستوردة لكنها لا تفي بالغرض. وفي ذات الوقت علينا استثمار الخامات السيليكونية في مناجمنا للحصول على السيليكون النقي بمساعدة الخبراء المحليين ومن الدول الصديقة. ومن جانب أخر يمكن ضخ المياه للأغراض الزراعية عبر الطاقة الشمسية وطاقة الرياح.
ويختم بالقول بأن تقانة صناعة الخلايا الشمسية هي من أبسط التقانات في الصناعات الإالكترونية، وكل ما يتطلب منا هو ضرورة الاستفادة من الخبرات العلمية المتخصصة في الجامعات والمخابر بهذا الاختصاص، أو على الأقل ضرورة تحويل أكسيد السيليكون في المناجم إلى سيليكون نصف ناقل لاستخدامه في الصناعات الإلكترونية بما فيها الخلايا الشمسية.
أما الدكتور "محمد أنور بطل" فيقول: إن أول طاقة شمسية ظهرت في العالم كانت عام 1950، ومن مهام تلك الطاقة تحويل ضوء الشمس إما إلى مياه ساخنة أو لتوليد الكهرباء. وتقسم الخلايا الشمسية إلى ثلاثة أجيال:
الجيل الأول قائم على استخدام الخلايا الشمسية السيليكونية أحادية التبلور المستخدمة في بلادنا، وهي تعطي كفاءة تقدر بـ 13 بالمائة. وهناك خلايا شمسية سيليكونية متعددة التبلور تعطي كفاءة تقدر 15 بالمائة.
بينما يعتمد الجيل الثاني على خلايا شمسية مصنوعة من كباريت المعادن ذات كفاءة تقدر بـ 18 بالمائة متعددة التبلور أو أحادية التبلور والقائمة على خلائط معدنية ذات سعر مرتفع والخلية المصنعة منها ذات طبقات متعددة.
بينما يقسم الجيل الثالث إلى نوعين:
النوع الأول، خلايا شمسية صبغية، أي أنها تعتمد على الأصبغة في أدائها، والأصبغة قد تكون أما طبيعية أو صناعية.
والنوع الثاني، مكون من خلايا شمسية أساسها مادة تدعى البيروفسكات.
وأداء الجيل الثالث بصورة عامة يتجاوز الثلاثين بالمائة.
وفي الجيل الثالث خلايا شمسية ترادفية أساسها الخلايا الشمسية السيليكونية الترادفية لها خلايا شمسية بيروفسكات. وفي هذه الحالة تكون كفاءة الخلايا الترادفية مفتوحة.
تحويل الطاقة
إن الأشعة تحت الحمراء هي من تتولى مهام القيام بهذه المهمة، من خلال قيام المياه التي تجري في الأنابيب الزجاجية المطلية بطبقات بامتصاص تلك الأشعة تحت الحمراء، والتي تعاني من انعكاسات داخلية، ما يزيد من سرعة التسخين حتى في الأجواء الغائمة. وفي المقابل سماكة خزان المياه المعدني تمنع وتقلل من المياه لحرارة الشمس.
كما يمكن الاستفادة من الطاقة الشمسية الحرارية في تصنيع الطباخات الشمسية والتي أساسها أشعة الشمس. والتجربة الأخيرة مستخدمة بكثرة في مصر والدول الأفريقية.
ألواح الطاقة الشمسية
الخلية الشمسية عبارة عن متصل ثنائي، فعندما يسقط الضوء على الخلية تتولد إلكترونات تشكل قطباً سالباً، والثقوب تشكل قطباً موجباً، وينشأ عن القطبين السالب والموجب فرق جهد. وكلما كان عدد الخلايا في اللوح الواحد أكبر حصلنا على طاقة أعلى. حيث إنها تمنحنا تياراً مستمراً وعند الأستفادة منها منزلياً يحول التيار المستمر إلى متناوب عن طريق (الإنفرتر) وفي حال تخزين ألف واط واستخدام كمية أقل منها يخزن الفائض في البطاريات.
الطاقة البيولوجية
في الجنوب السوري وتحديداً في مدينتي "درعا" و"السويداء" يلجأ الأهالي والفلاحين إلى الاستفادة من روث البقر والحيوانات وتحويله إلى غاز الميثان عن طريق حفر الأرض وطم وتغطية الروث لفترة زمنية، فينتج عنه تفاعلات تعطي بعد التخمر (غاز الميثان) حيث يستخدم كغاز منزلي بعد تمديد وصلة أنبوب ما بين الحفرة والغاز المنزلي المستخدم للطهي.
يقول الدكتور فواز كيالي: يمكن أيضاً تحويل الرياح إلى طاقة ميكانيكية، ومن ثم إلى طاقة كهربائية عن طريق الدوران المروحي "التوربيد"، ويمكن الاستفادة من الرياح بشكل فعال من خلال فتحة مدينة حمص الهوائية أو منطقة السلمية بمدينة حماه، ويعتمد ذلك على سرعة دوران الشفرات وخاصة في الصيف من خلال تيار الحمل وتحريك "التوربيد".
أكد الدكتور حسين فياض للبوابة المعرفية أن فكرة الطاقة الشمسية قديمة جداً، وأن الحاجة إليها ظهرت من خلال إيجاد آليات أخرى مثل الطاقة الأحفورية (طاقة النفط). وأضاف أن أوروبا قامت بتركيب وتفعيل الطاقات الشمسية للمناطق ذات التضاريس الجبلية التي يصعب الوصول إليها وتمديد التيار الكهربائي.
تم إجراء اللقاءات في كلية العلوم بجامعة حلب، بتاريخ الثاني والثالث من شهر آب لعام 2022.