وفقًا لمتطلبات اليوم ، من الضروري تحويل الطاقة الشمسية إلى طاقة ميكانيكية.
تعتمد حياتنا اليومية على أنواع مختلفة من الآلات وتعمل على أساس الطاقة الميكانيكية. لذلك ، وفقًا للمصدر والمتطلبات ، فإن الطاقة الشمسية المحولة إلى طاقة ميكانيكية هي التركيز الرئيسي.
كما نعلم ، سيتم الانتهاء من بعض مصادر الطاقة بعد بضع سنوات ، مما يعني أنها غير متجددة. الآن يتزايد السيناريو الحالي لمتطلبات الطاقة يومًا بعد يوم. لذلك علينا أن نجد طريقة أخرى للحصول على الطاقة من مصادر مختلفة ستكون متاحة لفترة طويلة.
يعتبر تحويل الطاقة الشمسية إلى طاقة ميكانيكية من المتطلبات الحالية لجعلها مفيدة في الحياة اليومية.
كما أن التلوث عامل رئيسي لأنه يزداد يومًا بعد يوم مع زيادة الطلب على الطاقة. لذلك يجب على أي شخص أن يفكر في الأمر ليتم التحكم فيه أثناء استخدام أشكال مختلفة من الطاقة ، والتي يمكن أن تكون ممكنة باستخدام أشكال الطاقة المتجددة كمصدر.
لذلك لهذه الأغراض ، علينا استخدام مصادر الطاقة المتجددة. من بين جميع مصادر الطاقة المتجددة ، تعد الشمس المصدر الرئيسي للطاقة. لذا فإن الطاقة الشمسية هي أكبر مصدر لأن الطاقة الشمسية تصل إلى سطح الأرض أكثر من متطلبات الطاقة الحالية للأرض.
تعتمد حياتنا اليومية على أنواع مختلفة من الآلات وتعمل على أساس الطاقة الميكانيكية. لذلك ، وفقًا للمصدر والمتطلبات ، فإن الطاقة الشمسية المحولة إلى طاقة ميكانيكية هي التركيز الرئيسي في عالم اليوم.
مصدر الطاقة الشمسية هو الشمس. لذا فإن الطاقة الشمسية هي إشعاع الشمس الذي يمكننا من خلاله تحويل هذه الطاقة إلى طاقة حرارية أو طاقة ميكانيكية أو طاقة كهربائية ، إلخ.
ما هي الطاقة الميكانيكية؟
كل جسم في العالم له طاقة ميكانيكية في حد ذاته على شكل طاقة حركية أو طاقة محتملة.
لتقليل جهدنا في كل لحظة من حياتنا ، نستخدم أنواعًا مختلفة من الآلات ، وهذه الآلات عبارة عن مجموعات من الآليات التي تعني وجود حركة نسبية بين الأجزاء.
الطاقة الحركية ناتجة عن الحركة والطاقة الكامنة ترجع إلى الموضع. من خلال الطاقة الميكانيكية ، يمكننا استخدام هذه الآلات. ومتطلبات الطاقة الميكانيكية كثيرة في عالم اليوم.
ومن الممكن تحويل الطاقة الشمسية الطاقة في الميكانيكية الطاقة حسب المتطلبات.
على سبيل المثال:
- مضخات شمسية
- سيارات تعمل بالطاقة الشمسية
- مركبات تعمل بالطاقة الشمسية
الطاقة الشمسية لمخطط الطاقة الميكانيكية
يمكننا أيضًا شرح نظام تحويل الطاقة الشمسية إلى طاقة ميكانيكية من خلال رسم تخطيطي.
طاقة شمسية لا يتم تحويلها مباشرة إلى طاقة ميكانيكية ، ولكنها تتبع خطوات مختلفة للوصول إلى الناتج النهائي. يمكن تمثيل هذه العملية برمتها بواسطة رسم تخطيطي أيضًا.
ولكن بالنسبة لأنواع التطبيقات المختلفة ، توجد بعض الاختلافات الطفيفة في التسلسل حتى نتمكن من تمثيلها لتطبيق معين فقط.
على سبيل المثال: محطة للطاقة الشمسية الحرارية
بادئ ذي بدء، يتم تحويل الطاقة الشمسية إلى حرارة الطاقة ، ثم يتم تحويل الطاقة الحرارية إلى طاقة ميكانيكية ، ثم يتم تحويل الطاقة الميكانيكية أخيرًا إلى طاقة كهربائية.
على سبيل المثال: السيارة الشمسية
بادئ ذي بدء ، يتم تحويل الطاقة الشمسية إلى طاقة كهربائية. ثم يتم تحويل الطاقة الكهربائية إلى طاقة ميكانيكية.
كيف يتم تحويل الطاقة الشمسية إلى طاقة ميكانيكية؟
تعلمون جميعًا أنه لاستخدام الطاقة الشمسية ، علينا تركيزها ببعض المعدات الخاصة
يمكن تحويل الطاقة الشمسية إلى طاقة ميكانيكية ولكن ليس بشكل مباشر ، مما يتطلب عدة أنواع من المعدات لتحويلها.
لقد أجرينا جميعًا هذه التجربة حول حرق الورق بالطاقة الشمسية بمساعدة مرآة خاصة تساعد على تركيز جميع أشعة الشمس على نقطة واحدة من الورق بحيث يتم تعظيم الطاقة عند هذه النقطة ، ويمكن حرق الورق.
لذلك هنا ، لاستخدام الطاقة الشمسية ، نحتاج إلى تركيز الأشعة. يتم إجراؤه بواسطة مُكثِّف يركز الأشعة على الخلية الكهروضوئية (الخلية الكهروضوئية) ، والذي يقوم أولاً بتحويل الطاقة الشمسية إلى طاقة كهربائية عن طريق التأثير الكهروضوئي. يتم ترتيب هذه الأنواع من الخلايا بشكل صحيح بحيث يمكن لهذه الخلايا تخزين الطاقة الشمسية وتحويلها إلى طاقة كهربائية أيضًا. تضرب الطاقة الشمسية سطح الخلايا الشمسية.
من خلال حركة الجزيئات أو الإلكترونات للخلية الشمسية ، يتم تحويل الطاقة الشمسية إلى طاقة كهربائية ، مثل الطاقة الكهربائية المنتجة في محطة للطاقة الشمسية. تتكون هذه الخلايا من السيليكون أو الجرمانيوم أو أي مادة شبه موصلة أخرى.
متى يتم تحويل الطاقة الشمسية إلى طاقة ميكانيكية؟
يتم تحويل الطاقة الشمسية إلى طاقة ميكانيكية باستخدام معدات خاصة.
عندما نريد استخدام طاقة اقتصادية وخالية من التلوث ، يتم تحويل الطاقة الشمسية إلى طاقة ميكانيكية.
عندما نريد استخدام أنواع مختلفة من الآلات ، فإننا نحتاج إلى طاقة ميكانيكية. يتم إنتاج هذه الطاقة الميكانيكية من خلال تحويل مصادر الطاقة المختلفة. ولكن إذا احتجنا إلى كمية صغيرة من الطاقة الميكانيكية بتكلفة أقل وطاقة خالية من التلوث ، فعلينا استخدام الطاقة الشمسية كمدخلات ؛ ثم ، في ذلك الوقت ، يتم تحويل الطاقة الشمسية إلى طاقة ميكانيكية.
فمثلا:
إذا أردنا ركوب دراجتنا ، فإننا نحتاج إلى كمية صغيرة من الطاقة الميكانيكية. إذا كانت الطاقة الميكانيكية مطلوبة للإنتاج دون أي جهد ، فإن الطاقة الكهربائية مطلوبة. إذا كنا ننتج الطاقة الكهربائية المطلوبة بواسطة الألواح الشمسية تعني الطاقة الشمسية. لذلك في ذلك الوقت ، نقوم بتحويل الطاقة الشمسية إلى طاقة ميكانيكية.
تحويل الطاقة الشمسية إلى طاقة ميكانيكية
لا يتم تحويل الطاقة الشمسية إلى طاقة ميكانيكية مباشرة ، ولكن يمكن تحويلها خطوة بخطوة.
الآن سنناقش الخطوات المطلوبة لتحويل الطاقة الشمسية إلى طاقة ميكانيكية.
- الخطوة الأولى: أولاً ، علينا تركيز الطاقة الشمسية وتحويلها إلى طاقة كهربائية باستخدام قطعة واحدة من المعدات تُعرف بالخلية الشمسية.
- الخطوة رقم 2: يتم نقل الطاقة الكهربائية لاستخدامها مرة أخرى بواسطة شبكة النقل ونظام النقل.
- الخطوة رقم 3: يمكننا نقل الطاقة الكهربائية إلى المستخدم النهائي ، مما يعني المستخدم الأخير والرئيسي الذي يحتاج إلى طاقة ميكانيكية.
- الخطوة رقم 4: في آخر مستخدم استخدم هذه الطاقة الكهربائية في مبانيهم ، يتم تحويل الطاقة الكهربائية إلى طاقة ميكانيكية.
لذلك يمكن للمستخدم استخدام أنواع مختلفة من الآلات من خلال نظام التحويل هذا حيث تأتي الطاقة من الطاقة الشمسية.
كيف تحول الطاقة الشمسية إلى طاقة ميكانيكية في المنزل؟
يتم تحويل الطاقة الشمسية إلى طاقة ميكانيكية بواسطة عدة أنواع من المعدات لتحويل الطاقة في المنزل.
يتم استخدام العديد من أنواع المعدات في المنزل مثل: المضخة الشمسية ، والمروحة الشمسية ، والدراجة الشمسية ، والسيارة الشمسية ، إلخ.
تعطي هذه المعدات ناتجًا كطاقة ميكانيكية. لذلك علينا تحويل الطاقة الشمسية إلى طاقة ميكانيكية في المنزل.
والآن ، يتم تحويل هذه الطاقة الكهربائية إلى طاقة ميكانيكية ، ويمكننا استخدام أنواع عديدة من المعدات بهذه الطاقة الميكانيكية في منزلنا.
نأخذ مثالًا واحدًا من عدة تطبيقات ، وهي مضخة شمسية.
يتمثل عمل المضخة في زيادة مستوى أي سائل عن طريق زيادة ضغط ذلك السائل بداخله. لزيادة ضغط السائل ، تتطلب المضخة طاقة ميكانيكية في المدخلات تأتي من العمود الموصول بالمحرك. ويتطلب المحرك طاقة كهربائية لتدوير هذا العمود.
الآن ، إذا تم إنتاج هذه الطاقة الكهربائية عن طريق الطاقة الشمسية ، فعلينا أولاً استخدام الألواح الشمسية حسب المتطلبات وتحويل الطاقة الشمسية إلى طاقة كهربائية. ثم يتم توفير الطاقة الكهربائية للمحرك لتشغيل المضخة. وهذا ما يعرف بالمضخة الشمسية.
الطاقة الشمسية إلى أمثلة الطاقة الميكانيكية
الآن في حياتنا اليومية ، هناك العديد من الآلات أو المعدات المستخدمة ، والتي تعمل بالطاقة الميكانيكية كمدخلات.
أمثلة على الطاقة الشمسية للميكانيكا هي المضخات الشمسية ، والمراوح الشمسية ، والدراجات الشمسية ، والسيارات الشمسية ، ومحطات الطاقة الحرارية الشمسية ، والمنارات البعيدة ، وما إلى ذلك.
تعمل الآلة أو المعدات على أساس الطاقة الشمسية كمصدر رئيسي للمدخلات في حياتنا اليومية وهي أمثلة على الطاقة الشمسية إلى طاقة ميكانيكية.
منارة بعيدة:
وفقًا للمتطلبات الحالية في منزلنا ، يتم استخدام منارة بعيدة ، ويزداد الطلب عليها. في هذه الحالة ، تعكس العجلة الزجاجية الضوء لأقصى مسافة. لهذا الغرض ، يجب تدوير العجلة بزاوية قصوى. قد تعني اللوحة الشمسية ودوران العجلة وجود طاقة ميكانيكية ، ويتم إنتاجها بواسطة الطاقة الشمسية. لذلك فهو مثال على الطاقة الميكانيكية الناتجة عن تحويل الطاقة الشمسية.
الدراجة الشمسية:
نستخدم دراجة عادية للتنقل دون جهد وفي غضون فترة زمنية قصيرة ، مما يعني أن الدراجة تحتاج إلى طاقة ميكانيكية لقطع المسافة المطلوبة. ينتج مصدر البطارية للطاقة الكهربائية هذه الطاقة الميكانيكية. إذا تم إنتاج هذه الطاقة الكهربائية عن طريق الإشعاع الشمسي يعني تطبيق الطاقة الشمسية ، فإن الدراجة تُعرف باسم الدراجة الشمسية.
مروحة شمسية:
نستخدم مروحة لتدوير الهواء المحيط بنا حاليًا. يوفر هذا الدوران حركة الهواء ، ويتم إنتاج الطاقة الحركية أو الطاقة الميكانيكية. إذا كانت الطاقة المدخلة إلى المروحة عبارة عن طاقة كهربائية تنتجها الألواح الشمسية ، فإن هذه المروحة تُعرف باسم المروحة الشمسية.
الطاقة الشمسية مقابل الطاقة الميكانيكية
الطاقة الشمسية والطاقة الميكانيكية هي أنواع مختلفة من الطاقة.
تعني الطاقة الشمسية أن الطاقة تأتي من الشمس من خلال الإشعاع الذي يأتي نحونا ، وتجمع الطاقة الميكانيكية بين الطاقة الكامنة لأي مادة والطاقة الحركية.
يمكن لجميع الآلات المستخدمة في حياتنا اليومية استخدام الطاقة الشمسية. ومع ذلك ، لا يمكن تشغيلها مباشرة عن طريق الطاقة الشمسية ، لذلك علينا أولاً تحويل الطاقة الشمسية المتاحة إلى شكل آخر من أشكال الطاقة ، ومن ثم يتم تحويل هذا الشكل من الطاقة إلى طاقة ميكانيكية.
أيضا ، يرجى النقر لمعرفة المزيد أنواع الطاقة الشمسية.
