خلية كهرضوئية
وحدات الطاقة الشمسية في مجال النقل
الخلايا الكهرضوئية تستخدم بشكل تقليدي لتوليد الطاقة الكهربائية. وغالبا ما تستخدم في توليد القوة المحركة في تطبيقات النقل، ولكن يتم استخدامها بشكل متزايد لتوفير الطاقة المساعدة في القوارب والسيارات. هناك نوع من السيارات تعمل ذاتيا عن طريق أشعة الشمس بسلطة محدودة وفائدة منخفضة، ولكن السيارة الشمسية المشحونة ستسمح باستخدام الطاقة الشمسية لأغراض النقل. وقد أثبتت عمليا السيارات التي تعمل بالطاقة الشمسية.
الأجهزة المستقلة
مواقف السيارات التي تعمل على الطاقة الشمسية
منذ قرن من الزمان فان الخلايا الكهرضوئية تستخدم لتشغيل الالات الحاسبة وأجهزة السلطة الحديثة، تطوير دارات متكاملة وانخفاض طاقة شاشات الكريستال السائل قوة تتيح الإمكانية لهذه الالات للعمل لسنوات عدة بين تغييرات البطارية مما يجعل استخدام الخلايا الكهرضوئية اقل شيوعا. في المقابل فان الأجهزة بعيدة الاستخدام تعمل بالطاقة الشمسية. هذه الطلبات تشمل مضخات المياه، عدادت مواقف السيارات، الهواتف في حالات الطوارئ، ضاغطات القمامة، علامات المرور المؤقتة، مراكز وإشارات الحراسة عن بعد.
الكهرباء في الريف
وعلى عكس السنوات العشر الماضية والتي شهدت حلول الطاقة المشتراة من قبل المانحين الدوليين، أصبحت الآن من السكان المحليين الذين يتم فتح محافظهم بشكل متزايد للتحول من الوسائل التقليدية في مجال الطاقة. وذلك لان أسعار المنتجات الشمسية في السنوات الأخيرة قد انخفضت لتصبح ارخص من الكيروسين والبطاريات.
على سبيل المثال في كمبوديا يمكن للقرويين شراء فانوس للطاقة الكهربائية بقيمة 25$ واستخدامه لعدة سنوات دون تكاليف اضافية حيث أن إنفاقهم السابق للكيروسين للإضاءة كان 2.5$ شهريا أو 30$ في السنة. في كينيا مجموعة الطاقة الشمسية التي توفر الضوء أو طاقة جهاز الراديو أو تكاليف الهاتف الخليوي تكلف تقريبا 30 دولار في متاجر البيع بالتجزئة. ويمكن للكينيين عن طريق هذا التحول توفير 120 دولار في السنة على اضاءة الكيروسين وبطاريات الراديو وسوم الهاتف الخليوي لإعادة الشحن.
العديد من القرى في البلدان النامية تستخدم أكثر من خمسة كيلومترات من شبكة الكهرباء ويتزايد استخدام الطاقة الشمسية. في مواقع نائية في الهند تم وضع برنامج لانارة المناطق الريفية وتوفير الإضاءة بالطاقة الشمسية لتحل محل مصابيح الكيروسين. كوبا تعمل على توفير الطاقة الشمسية للمناطق التي هي خارج الشبكة وهذه المناطق تكون فيها التكاليف والفوائد الاجتماعية في حالة ممتازة بسبب استخدام الخلايا الشمسية وبالتالي يتم تحقيق الأهداف الإنسانية.
الطرق الشمسية
في ديسيمبر عام 2008 وزارة النقل في ولاية أوريغون وضعت أول نظام للطاقة الشمسية في الولايات المتحدة لخدمة الأمة. مصفوفة من الخلايا الكهرضوئية تعادل 104 كيلو واط تنتج ما يكفي من الكهرباء لتعويض ما يفرب من ثلث الكهرباء اللازمة لانارة الطريق السريع بين الولايات المتحدة.
ويجري حاليا استخدام 54 ميل (72 كم) من الطريق في ولاية أيداهو لاختبار إمكانية تركيب الألواح الشمسية على جانب الطريق، الطرق بصفة عامة لا تشكل عائق لاشعة الشمس تمثل حوالي نسبة مناسبة من مساحة الأرض لاستبدال مصادر الطاقة الأخرى مع الطاقة الشمسية.
اقمار الطاقة الشمسية
الأقمار الصناعية للطاقة الشمسية
فكرة استخدام الأقمار الصناعية للطاقة الشمسية هي جمع الطاقة الشمسية في الفضاء لاستخدامها على الأرض وهي فكرة كانت في مجال البحوث منذ السبعينات وهي تختلف عن الطريق المتبعة حاليا لجمع الطاقة الشمسية في أن هناك وسائل ستستخدم لجمع الطاقة لتدور على الأقمار الصناعية بدلا من سطح الأرض. من فوائد هذا النظام هو جمع أكبر معدل من الطاقة ولفترة أطول والتقليل من مشاكل الطقس، ومع ذلك هناك بعض السلبيات لمثل هذا النظام إحداها في المقام الأول هي مشكلة نقل الطاقة من مدار لاستخدامها على سطح الأرض.
المزايا
98 واط من أشعة الشمس التي تصل إلى سطح الأرض توفر اكتر من 6000 مرة ما يعادل 15 واط من متوسط الطاقة التي يستهلكها البشر والطاقة الشمسية الكهربائية لديها أعلى متوسط عالمي من الكثافة من بين مصادر الطاقة المتجددة (170 واط-متر مربع).
لا تسبب التلوث أثناء الاستخدام حيث أنه لا يتم إنتاج نفايات أو انبعاثات ولا يوجد استخدام ضوابط التلوث الموجودة، كما أنه لا يتم استخدام تكتولوجيا إعادة التدوير.
عمرها طويل مع حاجتها للقليل من الصيانة والتدخل الأولي بعد انشائها وبذلك فان تكلفة رأس المال لاي محطة للطاقة الشمسية وتكاليف التشغيل منخفضة للغاية بالمقارنة مع التكنولوجيات الأخرى.
ويمكن استخدام شبكة من الطاقة الشمسية مرتبطة مع شبكة كهربائية وبالتالي يتم التقليل من الخسائر (انتقال الخسائر في الولايات المتحدة ما يقارب 7.2% من عام 1995).
وبالمقارنة مع مصادر الطاقة الاحفورية والنووية وقد تم استثمار القليل جدا من المال في مجال البحوث لتطوير الخلايا الشمسية، لذلك هناك مجال كبير للتحسين، ومع ذلك فان الخلايا الشمسية تعتبر كفاءتها عالية بمقدار أكثر من 40%.
العيوب
استبعد استخدام الخلايا الكهرضوئية في أوروبا (تقييد المواد الخطرة) منذ عام 2003، واستبعدت مرة أخرى في عام 2011. وذلك لان الألواح الكهرضوئية في أوروبا وكاليفورنيا تحتوي على الرصاص والزئبق والكادميوم والتي تعتبر محظروة في جميع الإلكترونيات.
في بعض الولايات المتحدة الأمريكية يتم وضع الكثير من القيود على المنازل وقوانين البيع والشراء. مدينة بيركلي وضعت وسيلة مبتكرة للتمويل لا زالة هذا القيد وذلك بإضافة تقدير الضرائب التي يتم نقلها مع المنزل لدفع ثمن الألواح الشمسية المعروفة باسم PACE
تصاعد الألواح الشمسية عموديا
ويمكن تحميل الألواح الشمسية راسيا فوق بعضها البعض في البرج وإذا كان البرج افقيا فانه يمكن وضع اللوحات الكهرضوئية على محور واحد مع حركة الشمس.