طرق توليد الكهرباء من الطاقة البدي

الطاقة

في ظل الثورة التكنولوجية الحالية يحتاج العالم إلى طاقة كبيرة تتمثل في الوقت الحالي بالوقود الأحفوري الذي يؤمن ما يزيد عن 80% من الطاقة في العالم، حيث يتم حرقه وتحويله إلى أشكال أخرى من الطاقة يستفيد الإنسان منها في الصناعة وتأمين مستلزمات الحياة، ولكنّ هذا الوقود له مساوئ كبيرة على البيئة بسبب إنتاج ثاني أكسيد الكربون والغازات الدفيئة والسامة التي تعمل على زيادة الاحتباس الحراري وغيرها، وستُذكر في هذا المقال طرق توليد الكهرباء من الطاقة البديلة.^[١]

مصادر الطاقة

اتجه البشر للبحث عن طاقة بديلة غير الوقود الأحفوري، أقل خطرًا على الحياة، وتعتبر عملية تحويل الطاقة البديلة لكهرباء أفضل أسلوب للاستفادة من الطاقة البديلة، فالكهرباء تعتبر عصبة الصناعة والحياة الاجتماعية، ويمكن ذكر أقسام مصادر هذه الطاقة كالآتي:

• الوقود الأحفوري: وهو النفط والغاز والفحم وغيرها، والتي تشكلت على مدى مئات الملايين من السنين عند تعفن النباتات والمخلوقات البحرية حيث دُفنت تحت الأرض، وتم ضغطها بواسطة الضغط والحرارة الداخليين للأرض.^[٢]
• الطاقة البديلة -المتجددة-: وهي الطاقة المستخرجة من قوة الرياح وأمواج المحيط والطاقة الشمسية والكتلة الحيوية أو النباتات التي تزرع خصيصًا للطاقة، والطاقة المائية الهيدروكهربائية.^[٣]

طرق توليد الكهرباء من الطاقة البديلة

كما ذكر في المقدمة فإنّ الكهرباء أسهل طريقة لتأمين كافة الاحتياجات اليومية والصناعية، لذلك سيتم التطرق إلى طرق توليد الكهرباء من الطاقة البديلة كلٌ على حدة^[٣] من خلال الطاقة الشمسية، والطاقة الكهرومائية وطاقة المحيط، حيث تعطي الشمس طاقة هائلة تنتشر في كل مكان معطيةً الضوء والدفء، والطاقة الكهرومائية أو الهيدروإلكترونية يتم فيها توليد الكهرباء بالطاقة الحركية للماء في الأنهار والبحيرات التي تتشكل في المناطق المرتفعة، حيث تسخن الشمس مياه المحيطات وتبخرها لتنزل على شكل أمطار تعود أغلبها للمحيطات مشكلة طاقة متجددة ليس لها تأثير سلبي على البيئة وكذلك طاقة المحيط، ويمكن الاستفادة من أنواع الطاقة بأشكالها كما يأتي:^[٤]

محطات توليد الكهرباء من حرارة الشمس

حيث يتم تركيز الإشعاع الشمسي باستخدام عدسات أو مرايا عاكسة على نقطة لتسخين الماء وتوليد بخار الماء مباشرةً أو مواد مخزنة للحرارة كالملح الصخري الذي يسخن الماء وينتج بخار الماء الذي بدوره يدور توربينات تدور مولدات كهربائية، وهذا الأسلوب يستخدم على مستوى المؤسسات الكبيرة والدول.

الألواح الشمسية

حيث تعمل على تحويل طاقة الفوتونات إلى طاقة كهربائية بفضل عنصر السيليكون الذي يحفز ذراته الضوء وتنتقل الإلكترونات من ذروة إلى أخرى مولدة الكهرباء، وهذا الأسلوب يستخدم لإمداد المنازل بالكهرباء وإنارة الشوارع.

مزارع الرياح

حيث تعتبر أحد أشكال الطاقة الشمسية، فالشمس التي تسخن مواقع مختلفة من الأرض وبكميات متفاوتة من الحرارة تتسبب بحركة الهواء، ولتوليد الكهرباء من الرياح تستخدم المراوح العملاقة -مزارع الرياح- حيث تدير شفراتها قوة الرياح وهي معشقة مع مولدات كهربائية، وقد تحتاج العملية لآلاف المراوح لتوليد الكهرباء التي توفرها محطة توليد تعمل بالوقود الأحفوري.

محطات توليد الكهرباء من طاقة المد والجذر

والتي تحدث يوميًا مرتين ويتم حجز كميات كبيرة جدا من الماء المندفع نحو مصبات الأنهار بواسطة سدود وتركه يتدفق نحو المحيط والاستفادة من حركة المياه ذهابًا وإياباً لتدوير مولدات كهرباء خاصة، وأفضل مثال على ذلك هو في لا رانس في فرنسا.

محطات توليد الكهرباء من طاقة الأمواج

فقد صممت أجهزة تحول حركة الأمواج إلى الأعلى والأسفل وإلى الأمام والخلف إلى حركة ميكانيكية يستفاد منها في تدوير مولدات كهربائية تنتج كميات كبيرة من الطاقة الكهربائية.

الطاقة الحرارية للمحيط

يتم تسخير الفرق الحراري بين الماء الدافئ على سطح المحيط والماء البارد في الأعماق لتوليد الكهرباء، و تسمى تحويل الطاقة الحرارية للمحيطات، حيث يتدفق الماء الدافئ إلى أعلى أنبوب ارتفاعه 450 متر تقريبا يركب رأسيًا على بعد أميال داخل المحيط، و يتدفق الماء البارد إلى الأسفل، و يدور الماء الساخن مولدات كهرباء تنتج كميات من الكهرباء.

الوقود الحيوي

وهو أي نبات يزرع بهدف الحصول على الطاقة باستخراج زيوت تستخدم بديل للوقود الاحفوري أو بحرق النفايات الحيوانية لتوليد الكهرباء، ورغم أنّ الوقود الحيوي يشغل مساحات زراعية إلا أنّه وسيلة أنظف من النفط، حيث أنّه يستهلك ثاني أكسيد الكربون أثناء نموه وينتجه أثناء حرقه وبالتالي فالوقود الحيوي ينتج الطاقة دون زيادة مشكلة الاحتباس الحراري.

الطاقة الحرارية للأرض

حيث أنّ درجة حرارة الأرض الباطنية تصل إلى حوالي 4500 درجة مئوية، ويتم حفر آبار عميقة تضخ فيها المياه الباردة لتسخن وتتدفق للأعلى لتوليد الكهرباء، وبالدراسات الحديثة تبين أن طاقة الأرض الباطنية يمكن أن تؤمن طاقة تعادل طاقة 25000 محطة طاقة كبيرة.

خلايا الوقود

وهي خلايا إنتاج غاز الهيدروجين من تحليل الماء، وتعتبر عملية سهلة وآمنة، حيث يستخدم الهيدروجين بديل البنزين في محركات السيارات مثلا وكذلك وقود لمولدات الكهرباء.

محطات الطاقة الذرية

إنّ عملية الانشطار أو الاندماج النووي تنتج طاقة حرارية عالية، حيث أنّ عملية الانقسام في القنابل النووية لا يمكن التحكم بها فتنتج طاقة هائلة بلحظة واحدة، أما في محطات التوليد فيتم التحكم في سلسلة التفاعلات بيحث تستمر ببطئ لسنوات طويلة و تحافظ على نفسها، وتستخدم هذه الحرارة كالوقود الأحفوري لتوليد الكهرباء.

المراجع[+]

1. ↑ "Renewable energy", www.britannica.com, Retrieved 14-5-2019. Edited.
2. ↑ "What are the sources of energy?", www.quora.com, Retrieved 20-5-2019. Edited.
3. ^ ^{أ ب} "Renewable energy", www.explainthatstuff.com, Retrieved 18-5-2019. Edited.
4. ↑ "Nuclear power plants", www.explainthatstuff.com, Retrieved 14-5-2019. Edited.