لماذا تستخدم عوامات من البولي ايثيلين لتثبيت الألواح الشمسية
ما المقصود بالألواح الشمسية
تتألف الألواح الشمسية من الألواح الضوئية التي تحول ضوء الشمس المكون من جزيئات الفوتونات إلى كهرباء يمكن استخدامها لتشغيل الأحمال الكهربائية، وتستخدم أيضا في تشغيل أنظمة الكبائن ومعدات الاتصالات والاستشعار عن بعد، وتوليد الكهرباء من خلال أنظمة الكهرباء الشمسية السكنية والتجارية.
: يعود تطوير الطاقة الشمسية واستخدامها لأكثر من مئة عام، حيث تم استخدامها في البداية لإنتاج البخار وتشغيل الآلات. ولكن لم يتم تطوير استخدامها إلا بعد اكتشاف التأثير الكهروضوئي بواسطة العالم إدموند بيكريل الذي حول لأول مرة ضوء الشمس إلى طاقة كهربائية في عام 1893.
في عام 1941، اخترع العالم الأمريكي أول خلية شمسية من السيليكون، وحصل على براءة اختراعها، وأدى هذا الاختراع إلى إنتاج أول لوحة شمسية في عام 1954م، ولقد حققت الألواح الشمسية شهرة واسعة حيث استخدمت في تشغيل الأقمار الصناعية وغيرها من الآلات الأخرى، وتم اعتماد كل جهاز على عدد الألواح الشمسية المستخدمة في تصنيعه .
أسباب استخدام عوامات البولي ايثيلين لتثبيت الألواح الشمسية
البولي إيثيلين هو نوع من المواد البلاستيكية ذات الكثافة الخفيفة، ويعد أكثر أنواع البلاستيك شيوعا حول العالم، حيث يتم إنتاج عدد كبير من الأطنان منه يوميا، ويتميز بخاصية بلورية متغيرة، ويستخدم في التغليف والتعبئة وصناعة السيارات وتوليد الطاقة الكهربائية وتصنيع عبوات المنظفات وغير ذلك.
يتم صنع عوامات البولي إيثيلين باستخدام تقنيات خاصة وتستخدم لتثبيت الألواح الشمسية لأن كثافتها النوعية أعلى من كثافة الماء، مما يجعلها قادرة على تثبيت الألواح الشمسية فوق سطح الماء، وتحتوي هذه العوامات على رغوة البوليستيرين الموسعة التي تمنعها من الغرق، وتعتبر مادة البولي إيثيلين التي تستخدم في صنع العوامات متطورة وغير قابلة للثقب ومقاومة للصدمات.
تستخدم عوامات البولي إيثيلين في حمل الألواح الشمسية وتثبيتها للحصول على الطاقة الكهربائية وتشغيل خطوط الماء وغير الكثير من الاستخدامات، والاسم العلمي للبولي إيثيلين هو PETE، ومن الجدير بالكر أن ليس أي نوع من البولي إيثيلين يستخدم في صناعة العوامات الخاصة بتثبيت الألواح الشمسية، حيث تتراوح كثافات البولي إيثيلين ما بين المنخفض الكثافة والمتوسط والمرتفع.
البولي إيثيلين هو لدن حراري يعرف بقدرته على تحمل درجات الحرارة وعدم التفاعل مع المواد الكهربية أو الكيميائية، لذلك فهي مؤهلة تماماً لحمل الألواح الشمسية دون ضرر أو إحداث كوارث، كما أن البولي إيثيلين لا ينصهر إلا عند درجة 130 درجة مئوية مما يجعلها قادرة على تحمل درجات الحرارة.
فوائد الطاقة الشمسية للبيئة
تتعدد الأسباب التي تدفع الدول والحكومات للاستثمار في توليد الطاقة الشمسية بدلاً من الكهرباء التقليدية، حيث توفر الطاقة الشمسية العديد من الفوائد التي تحقق توفير المال وتحمي البيئة، وتتمثل هذه الفوائد في:
- الطاقة الشمسية تقلل من تلوث الهواء
الألواح الشمسية هي البديل الأمثل لتوليد الطاقة الكهربائية، حيث يعمل الوقوع الحفري على تلويث الهواء وإلحاق الأضرار بالبيئة والأشخاص، وقد تمنح الألواح الشمسية بيئة نظيفة وآمنة.
- الحد من استخدام الماء
لتوليد الكهرباء بواسطة الوقود الحفري، يتطلب الاستفادة من كميات كبيرة من الماء، إذ يجب بناء سدود ضخمة لتوليد الكهرباء. ومن ناحية أخرى، فإن توليد الطاقة الشمسية لا يحتاج إلى شيء سوى تصنيع ألواح الطاقة الشمسية المنخفضة التكلفة، ولا يتطلب استخدام الماء، بالإضافة إلى حفظ البيئة وعدم الحاجة إلى هدر كميات كبيرة من الماء. وفي دراسة أمريكية، تم الكشف عن أن توليد الطاقة الكهربائية بواسطة الألواح الشمسية سيوفر كميات كبيرة من الماء وينقص استهلاك الماء بما يعادل 36 ولاية على الأقل في الولايات المتحدة الأمريكية.
- الحفاظ على المناخ
من الواضح أن هناك تغيرا في المناخ بسبب تلوث الهواء بثاني أكسيد الكربون، وهذا يشكل تهديدا لحياة الكائنات الحية على الكوكب، ولكن يمكن الاعتماد على الطاقة الشمسية واستغلالها في توليد الكهرباء للحفاظ على نسبة الأكسجين في الجو والمساهمة في الحفاظ على بيئة نظيفة خالية من الوقود الحفري والمواد الملوثة الأخرى التي تؤثر على البيئة.
- تحسين صحة الإنسان
توليد الطاقة الكهربائية بواسطة الألواح الشمسية يوفر الماء التي تساهم في الحفاظ على حياة الأفراد، فهناك الكثير من الأفراد في العالم يعانوا من ندرة المياه وقلتها، كما انه سيوفر هواء نظيف يسهم في تقليل نسبة التلوث والأمراض الناتجة عن التلوث الجوي، مما يحفظ للبشر حياتهم بشكل افضل.
.
استخدامات البولي إيثيلين
يستخدم البولي إيثيلين في العديد من الأمور الهامة، مثل الصناعات الكيمية وإنتاج الطاقة وغيرها، وتُعدّ بعض الاستخدامات الخاصة بهذه اللدائن هي:
- تصنيع أنابيب المياه.
- صناعة الأفلام ومواد التعبئة والتغليف.
- يتم صناعة البلاستيك مثل الملاعق والشوك والأدوات المنزلية المختلفة.
- إنتاج ما يسمى بالبيوت المحمية.
- تدخل في صناعة لعب الأطفال.
- تستخدم في صناعة الصناديق وأغطيتها.
- تستخدم في صناعة الأجهزة المنزلية.
- تستخدم في توليد الطاقة الكهروضوئية.
- تدخل في صناعة معدات الصرف.
- تستخدم لصنع عبوات المنظفات والمواد الكيميائية لأنها لا تتفاعل معها.
- تدخل في صناعة المعدات الطبية.
- تُستخدم لتخزين المواد الكيميائية الشديدة التفاعلية.
مميزات استخدام اللدائن الحرارية
- يُعَدُّ البوليمر الحراري من المواد الأساسية المهمة في مجال التغليف والصناعات والتخزين، نظراً للعديد من الميزات التي يتمتع بها، مثل:
- تتميز اللدائن الحرارية بكونها موفرة للطاقة في صناعتها ومعالجتها.
- يمكن تصنيع البلاستيك الحراري أو البولي إيثيلين بكميات كبيرة وبتكلفة منخفضة جدًا.
- تستخدم اللدائن الحرارية كبديل آمن وفعال للمعادن المكلفة.
- اللدائن الحرارية تتحمل انحرافات أكبر من المعادن دون تشويه.
- يمكن للبولي إيثيلين أو البلاستيك الحراري تحمل درجات حرارة مختلفة.
- تعد المادة القابلة للتدوير قادرة على إعادة تشكيل البلاستيك الحراري بدون التأثير على خصائصها الفيزيائية.
- هي مادة مرنة وقابلة للتشكيل والتنعيم دون حدوث ارتباط كيميائي.
- مادة مقاومة للتقلص وقابلة للأنحناء بسهولة.
- تتميز بالعديد من الاستخدامات، حيث يتم استخدامها في التطبيقات ذات الضغط المنخفض مثل صناعة الأكياس البلاستيكية، وفي التطبيقات ذات الضغط العالي، مما يدل على مرونة استخدامها.
- خفيفة الوزن وقوية في آن واحد.
- تعتبر صديقة للبيئة ولا تسبب ضرر.
عيوب البولي إيثيلين
على الرغم من العديد من استخدامات البلاستيك الحراري والعديد من المزايا التي تجعله من أهم المواد الداخلة في الصناعة، إلا أن هناك بعض العيوب الخاصة بالاستخدامات البولي إيثيلين، والتي تتمثل في:
- يتمثل العيب الأساسي في استخدام البولي إيثيلين في قابليته للذوبان، خاصةً عند استخدام المادة ذات الجودة الرديئة أو المنخفضة، حيث يُمكن لهذه المادة أن تذوب عند التعرض لأشعة الشمس أو لمستويات عالية من الضوء الفوق بنفسجي لفترات طويلة، مما يتسبب في خسائر كبيرة.
- على الرغم من أنها مواد غير قابلة للتشوه، إلا أنها أحيانًا تتعرض للتصدع والكسر، وذلك عندما تصنع بطريقة غير قابلة للاستخدام الشديد.