الطاقة الشمسية.. من قانون إمبراطوري إلى مبانٍ مستدامة

تكنولوجيا الطاقة الشمسية ليست جديدة، فتاريخها يمتد من القرن السابع ما قبل الميلاد، إلى اليوم.

قديمًا، بدأ البشر بالتركيز على حرارة الشمس بالزجاج والمرايا لإشعال النيران. لكن حالياً، أصبحت المباني تعمل بالطاقة.

وفيما يلي لمحات عن التطور التاريخي لتكنولوجيا الطاقة الشمسية منذ ما قبل الميلاد مع نظرة خاطفة على المستقبل:

القرن السابع قبل الميلاد

تم اختراع عدسة مكبرة تستخدم لتركيز أشعة الشمس لإشعال النار وحرق النمل

القرن الثالث قبل الميلاد

استخدم اليونانيون والرومان المرايا المحترقة لإضاءة المشاعل لأغراض دينية

القرن الثاني قبل الميلاد

في وقت مبكر من عام 212 قبل الميلاد، استخدم العالم اليوناني "أرخميدس" انعكاس الدروع البرونزية لتركيز ضوء الشمس وإشعال النار في السفن الخشبية التابعة للإمبراطورية الرومانية التي كانت تحاصر سيراكيوز.(على الرغم من عدم وجود دليل علي هذا العمل الفذ، أعادت البحرية اليونانية التجربة في عام 1973 ونجحت في إشعال النار في قارب خشبي على مسافة 50 مترًا)

• طاقة الرياح من قوارب النيل إلى مزارع الصين العملاقة.. رحلة لأعماق التاريخ
• قرار تاريخي من الأمم المتحدة بشأن اليوم العالمي للطاقة النظيفة

عام 20 بعد الميلاد

وثيقة صينية تثبت أستخدام الحرق الناتج من المرايا لإضاءة المشاعل الدينية.

من القرن الأول إلى القرن الرابع الميلادي

تميزت الحمامات الرومانية الشهيرة في القرن الأول إلى الرابع الميلادي بكبر الحجم مع نوافذ موجهة للجنوب للسماح بدفء الشمس.

القرن السادس الميلادي

كانت غرف التشمس في المنازل والمباني العامة شائعة جدًا لدرجة أن الإمبراطور جستنيان أطلق قانون "حقوق الشمس" لضمان وصول الفرد إلى الشمس.

القرن الثاني عشر الميلادي

عاش أسلاف شعب بويبلو الذين يُطلق عليهم اسم أناسازي في أمريكا الشمالية في مساكن في مواجهة الجنوب لالتقاط شمس الشتاء

عام 1767

كان للعالم السويسري هوراس دي سوسور الفضل في بناء أول موقد للطاقة الشمسية في العالم، والذي استخدمه لاحقًا السير جون هيرشل لطهي الطعام خلال رحلته إلى جنوب إفريقيا في ثلاثينيات القرن التاسع عشر

عام 1816

في 27 سبتمبر/أيلول 1816، تقدم العالم ورجل الدين الاسكتلندي روبرت ستيرلينغ بطلب للحصول على براءة اختراع لمحركات حرارية استخدمت كأساس للتكنولوجيا الكهربائية الحرارية الشمسية التي تركز الطاقة الحرارية للشمس من أجل إنتاج الطاقة. روبرت ستيرلنغ كان وزيرًا في كنيسة اسكتلندا واستمر في تقديم الخدمات حتى عمر ستة وثمانين عامًا.

عام 1839

اكتشف العالم الفرنسي إدموند بيكريل التأثير الكهروضوئي أثناء تجربة خلية مكونة من قطبين معدنيين موضوعين في محلول موصل للكهرباء - زاد توليد الكهرباء عندما كانت الخلية عرضة للضوء.

عام 1887

اكتشف هاينريش هيرتز أن الضوء فوق البنفسجي يغير الجهد الأدنى القادر على إحداث شرارة تقفز بين قطبين كهربائيين معدنيين.

 عام 1891

حصل مخترع بالتيمور كلارنس كيمب على براءة اختراع أول سخان للمياه بالطاقة الشمسية تجارياً.

عام 1905

نشر عالم الفيزياء ألبرت أينشتاين بحثه عن التأثير الكهروضوئي مع اشارته الأولى عن نظريته للنسبية.

عام 1921

فاز ألبرت أينشتاين بجائزة نوبل عن نظرياته التي تشرح التأثير الكهروضوئي.

عام 1947

كان الطلب على المباني الشمسية في الولايات المتحدة كبيرًا نتيجة لندرة الطاقة خلال الحرب العالمية الثانية الطويلة، وقد نشرت شركة ليبي-أوينز-فورد للزجاج كتابًا بعنوان "بيتك الشمسي"، شارك في كتابته 49 من كبار مهندسي الطاقة الشمسية في أمريكا.

عام 1954

ولدت التكنولوجيا الكهروضوئية في الولايات المتحدة عندما قام داريل شابين، وكالفن فولر وجيرالد بيرسون بتطوير خلية السيليكون الضوئية في مختبرات بيل – أول خلية شمسية قادرة على تحويل ما يكفي من طاقة الشمس إلى طاقة لتشغيل المعدات الكهربائية اليومية. مختبرات بيل أنتجت خلية شمسية من السيليكون بكفاءة 4% وحققت فيما بعد 11% كفاءة.

عام 1955

بدأت شركة أمريكية في بيع التراخيص التجارية لخلايا السيليكون الكهروضوئية.تضمنت المنتجات الناجحة المبكرة فاتورة الدولار التي تعمل بالطاقة الكهروضوئية، أجهزة الصراف الآلي والأجهزة التي تقوم بفك تشفير البطاقات والأشرطة المثقوبة بالكمبيوتر.

منتصف الخمسينيات

صمم المهندس المعماري فرانك بريدجرز أول مبنى للمكاتب التجارية في العالم باستخدام تسخين المياه بالطاقة الشمسية. هذا النظام الشمسي مازال يعمل بشكل مستمر منذ ذلك الوقت في مبنى بريدجرز- باكستون، الآن مدرج في السجل التاريخي الوطني كأول مكتب يتم تسخينه بالطاقة الشمسية في العالم.

عام 1966

وكالة الفضاء الأمريكية "ناسا" تطلق أول مرصد فلكي مداري، مدعومًا بمصفوفة كهروضوئية بقدرة 1 كيلووات، لتوفير البيانات الفلكية عن الأشعة فوق البنفسجية والأطوال الموجية للأشعة السينية التي يرشحها الغلاف الجوي للأرض.

عام 1992

قامت جامعة جنوب فلوريدا بتطوير غشاء رقيق فعّال بنسبة 15.9% خلية كهروضوئية مصنوعة من تلوريد الكادميوم، كسرت حاجز الـ 15 % للمرة الأولى لهذه التكنولوجيا.

عام 2002

دخلت محطة وايت بلافز للطاقة الشمسية، أكبر منشأة للطاقة الشمسية في الشمال الغربي الأمريكي حتي وقتها، بقدرة 38.7 كيلووات، شبكة الكهرباء في ريتشلاند، بواشنطن.

المستقبل بطاقة متجددة

بحسب الخبراء سيتم بناء جميع المباني بطريقة تجمع بين التصميم العصري والبناء الموفر للطاقة بتقنيات الطاقة المتجددة لبلوغ مستهدف صافي الانبعاثات الصفري؛ حيث سيوفر المبنى ما يكفي من إمدادات الطاقة الخاصة به لإنشاء جيل جديد من المباني الفعّالة من حيث تكلفة استهلاك الطاقة حتى يبلغ صافيها السنوي صفرًا.