عام 1767 تم وضع تصور لأول “خلية تجميع للطاقة الشمسية ” في العالم وشيدت من قبل العالم السويسري حورس دي سويس
قامت اليابان بصياغة مشروع “الشمس المشرقة” لبحث وتطوير وقود الفوتوفولتية
افتتحت مصر أول محطة لتوليد الطاقة الشمسية المركزة في العالم، في حي المعادي عام 1913
إعداد – مصطفي عيسوى
أصدرت الدكتورة كاميليا يوسف الإستشارى بجهاز تنظيم مرفق الكهرباء وحماية المستهلك كتابا جديدا أطلقت عليه أسم ” الطاقة الكهروشمسية” حيث تسلط فيه الضوء علي العديد من القضايا الخاصة بالطاقة الكهربائية والطاقات المتجددة .
ويحتوي هذا الكتاب على عدد 21 باب هي تاريخ الطاقة الشمسية – حساب الإشعاع الشمسي – أساسيات الفوتوفلتية- مكونات وأنواع الأنظمة الفوتوفلتية وكيفية اختيارها – الأجهزة المساعدة- تصميم وتشغيل وصيانة الأنظمة الفوتوفلتية- الظل على الخلايا الفوتوفلتية- تحليل التكاليف/الفوائد والتقييم الاقتصادي- متوسط الطاقة المنتجة سنويا- إنارة الشوارع بالطاقة الشمسية-مضخات المياه بالطاقة الشمسية،وقام بمراجعة الكتاب الدكتور مهندس محمد صالح السبكي رئيس هيئة تنمية الطاقة.
استطاع موقع “باور نيوز” الحصول علي نسخة من هذا الكتاب حيث سيتم نشره علي حلقات متتالية .
الحلقة الأولي وهي الباب الأول للكتاب الذي يحمل عنوان ” تاريخ الطاقة الشمسية “
وبدأت الكاتبة حديثها في هذا الفصل قائلة “
استخدمت الطاقة الشمسية بطرق مختلفة منذ القرن السابع قبل الميلاد ، حيث عظمت الأشعة الشمسية واستخدمت لإنشاء النار؛ وفي القرن الثالث قبل الميلاد استخدم الإغريق والرومان “مرايا الحرق” ككشافات ضوئية الأغراض دينية. بينما في القرن الثاني قبل الميلاد استخدم أرشميدس”Archimedes “الخصائص الانعكاسية لمعدن النحاس الأصفر لإشعال النار في السفن الرومانية المهاجمة لسيراكوز “Syracuse “حيث أحرق الأسطول الحربي الروماني في حرب عام 212 ق.م عن طريق تركيز الإشعاع الشمسي على سفن الأعداء بواسطة المئات من الدروع المعدنية .
وفي العصر البابلي كانت نساء الكهنة يستعملن آنية ذهبية مصقولة كالمرايا لتركيز الإشعاع الشمسي للحصول على النار . كما قام علماء أمثال تشرنهوس “Chernhos “وسويز “suez” والفوازييه “Lavoisier” وموتشوت “Mochoc” وأريكسون “Ericsson” وهاردنج “Harding” وغيرهم باستخدام الطاقة الشمسية في صهر المواد وطهي الطعام وتوليد بخار الماء وتقطير الماء وتسخين الهواء .
ركزت جميع الإستخدمات الأولية للطاقة الشمسية علي الحرارة والتصميم الشمسي السلبي تغطي الطاقة الشمسية السلبية جميع الأبواب والشبابيك لكسب أكبر قدر من الحرارة في المباني ، للاستفادة منها ليلا.
في عام 1767 تم وضع تصور لأول “خلية تجميع للطاقة الشمسية ” في العالم وشيدت من قبل العالم السويسري حورس دي سويس ” Horace”ووصفت بأنها عبارة عن صندوق معزول بفتحات وثالثة طبقات من الزجاج ، وتعمل الخلية علي تعظيم حرارة الشمس لدرجة حرارة تتعدي 212 درجة فهرينهيت واستخدمت بطرق متعددة.
تطور تاريخ الطاقة الكهروشمسية “الفوتوفولتية”:
تعود بداية التقنية الضوئية إلي أكثر من 160 عاما ، حيث بدأ اكتشاف الأساسيات الأولية لهذا العلم في عام 1839 ، ولكن وتيرة التقدم تسارعت في القرن العشرين.
• في عام 1839 تم تجربة الأقطاب المعدنية الموضوعة في الالكتروليت ” Electrolyte”بمعرفة الفيزيائي الفرنسي الكسندر ادمون بيكريل ” Alexander ” البالغ من العمر 19 عام والذي أطلق عليه أبو الفوتوفلتية ،حيث الحظ الظاهرة الفيزيائية التي سمحت لتحول الضوء إلي كهرباء.
• فى عام 1861 قام العالم الفرنسي” Mouchot Augustin ” في مصر باختراع المحرك البخاري الأول فى العالم المدعوم بالكامل بالطاقة الشمسية .
• في عام 1876 اكتشف كل من وليام آدمز وريتشارد داي التوصيلية الضوئية للسيليكون ، كأول مادة فوتوفلتية صلبة .
• في عام 1883 وصف المخترع الأمريكي تشارلز فريتس الخلايا الشمسية الأولي المصنوعة من رقائق السيلينوم ” Selenium”وبكفاءة 1%
• فى عام 1888 بدأ الفيزيائي الروسي الكسندر ستولتوف إنشاء أول خلية فوتوفلتية تعتمد أساسا على التأثير الكهروضوئى الخارجي والمكتشف بمعرفة هينرتش هرتز فى بداية عام 1887 ” (أثناء التأثيرات الفوتوفلتية ، تنبعث الالكترونات من الصلب أو السائل أو الغاز عند امتصاص الطاقة من الضوء )
• في عام 1888 تلقي ادوارد ويستون أول براءة اختراع أمريكية للخلايا الشمسية.
• في عام 1901 تلقي نيكولا تيسلا بالولايات المتحدة براءة اختراع عن “جهاز لإستخدام الطاقة المشعة وطريقة استعماله”
• في عام 1905 نشر ألبرت أينشتاين ورقة بحثية عن “التأثير الكهروضوئي” مصاحبة لورقة بحثية أخري عن نظرية النسبية .
• في عام 1913 ،افتتحت مصر أول محطة لتوليد الطاقة الشمسية المركزة في العالم، في حي المعادي وتحديدا في 6 شارع “101 “حتى أن جمعية الطاقة الشمسية الحرارية الأسترالية قد احتفلت في يوليو عام 2013 ،بالذكرى المئوية لإنشاء مصر أول محطة شمسية في التاريخ قبل أن يسمع عنها أحد في العالم.
• في عام 1916 قدم روبرت ميليكان تجربة لإثبات نظرية أينشتاين عن “التأثير الكهروضوئي”.
• في عام 1918 اكتشف جان سزوكرألسكي طريقة بناء بللور أحادي من السيليكون.
• في عام 1922 فاز أينشتاين بجائزة نوبل عن ” ورقة البحث عن التأثير الكهروضوئي المعّدة في 1904. “
• في عام 1954 تمت صناعة أول خلية فوتوفولتية عالية الطاقة من السيليكون بمعامل بيل بالولايات المتحدة الأمريكية، وتحقق كفاءة 6 %وكانت الأقمار الصناعية في وقت مبكرهي الاستخدام الرئيسي لهذه الخلايا الشمسية الأولي ؛ وتنبأت صحيفة نيويورك تايمز ” أن الخلايا الشمسية سوف تؤدي في النهاية إلي أن تكون مصدر للطاقة لا حدود لها من الشمس.
• في عام 1955 باعت شركة ويسترن إلكتريك تراخيص تكنولوجيات السيليكون الفوتوفولتية التي شملت منتجات ناجحة.
• في عام 1958 تم استخدام مصفوفة فوتوفولتية لأنظمة لاسلكية لطلائع الأقمار الصناعية بالولايات المتحدة.
• في عام 1960 أنجزت “Electronics Hoffman “خلايا فوتوفولتية بكفاءة 14%
• في عام 1963 أنتجت شركة شار”Sharp “موديول فوتوفولتية من خلايا السيليكون ، وأنشأت اليابان مصفوفة قدرة 242 وات علي فنار ، وكانت أكبر مصفوفة في ذلك الوقت.
• في عام 1966 وكالة ناسا “NASA “أطلقت مدارية المرصد الفلكي المحتوية علي مصفوفة فوتوفولتية بقدرة 1 ك.و.
• في السبعينات تسببت الأبحاث في انخفاض تكاليف الفوتوفولتية لأقل من 80 % مما سمح بتطبيقات مثل: إضاءة تحذيرات المالحة وإنذارات المنارات ، ومعابر السكك الحديدية ، والاستخدامات عن بعد عندما يكون التوصيل بشبكة المرافق مرتفع التكلفة.
• في عام 1973 تأسست مجموعة Solarex من قبل اثنين من العلماء السابقين بوكالة ناسا وعملوا علي تطوير الأنظمة الكهروضوئية للأقمار الصناعية.
• في عام 1974 قامت اليابان بصياغة مشروع “الشمس المشرقة” لبحث وتطوير وقود الفوتوفولتية.
• في عام 1976 بدأت مجموعة Kyocera في إنتاج موديولات الشريط السيليكون البلوري.
• في عام 1977 أسست وزارة الخارجية الأمريكية للطاقة ” معهد الولايات المتحدة لبحوث الطاقة الشمسية ” في ” GOLDEN CO “
• في الثمانيات مع استمرار التحسين في الكفاءة وانخفاض التكلفة أمكن أن تصبح الفوتوفولتيه شائعة كمصدر تغذية للأجهزة الإلكترونية مثل الآلات الحاسبة والساعات والراديو والكشافات وغيرها من التطبيقات التي تحتاج إلي بطاريات شحن صغيرة .
• في عام 1982 أنشأت أول محطة شمسية سعة 1 م . وات في . HISPERIA,CALIFORNIA
• في عام 1990 أطلقت ألمانيا برنامج لتركيب الخلايا الشمسية علي الأسطح وتم تركيب خلايا شمسية علي سطح كاتدرائية Magdeburg كأول كنيسة تعمل بالطاقة الشمسية بألمانيا الشرقية .
• في عام 1991 وجه الرئيس جورج دبليو بوش وزارة الطاقة الأمريكية إلي إنشاء “المعمل الوطني للطاقة المتجددة” والذي أصبح حاليا : معهد أبحاث الطاقة الشمسية في Sandia.
• في عام 1994 بدأت اليابان في تنفيذ برنامج مدعم لـ70 ألف سطح شمسي .
• في عام 1998 بدأت كاليفورنيا في ” برنامج الطاقات المتجددة الطارئ ” لتمويل أنظمة فوتوفلتية للقطاعين التجاري والسكني بقدرة أقل من 30 ك . و .
• في عام 2002 بدأت لجنة المرافق العامة “CA” برنامج حوافز الإنتاج الذاتي لمشاريع الفوتوفلتية الأكبر من 30 ك . و
• في عام 2004 خمسة مصنعين هم (BP SOLAR ,SHARP,KYOCERE, SHELL SOLAR AND RWW SCHOTT ) كانوا أصحاب 60% من تسويق الفوتوفلتية وGE اشترت ASTOR POWER وهو أخر مصنع متبقي للفوتوفلتية بالولايات المتحدة .
• في عام 2006 قدمت لجنة المرافق العامة Public Utilities Commission California تقنية متقدمة للبرنامج شمسي مدعوم خلال 10 سنوات من خلال مبادرة كاليفورنيا للطاقة الشمسية .
• في عام 2007 بدأ برنامج Christian Solidarity International “منظمة التضامن المسيحية الدولية” واستقبل استقبالا حسناً من قبل السوق ، مع أعلي حجم طلب متوقع .
