يعد الحصول على الطاقة وتحويلها واستخدامها من أولويات المجتمعات الحديثة. خلال القرن الماضي ، كانت المصادر الرئيسية للطاقة هي الوقود الأحفوري وبعدها ظهرت الطاقة النووية. على الرغم من النمو القوي في مصادر الطاقة المتجددة في السنوات الأخيرة ، لا يزال الوقود الأحفوري الأكثر استعمالا نظرا لسهولة نقله و تخزينه. لنتعرف على مفهوم الطاقة ومصادرها و كيفية تحويلها لاستغلالها في احتياجاتنا.
عادة ما يتم تعريف الطاقة على أنها القدرة على القيام بالعمل. الوحدة الفزيائية التي تستعمل لقياس الطاقة هي الجول.تزودنا الطبيعة بالعديد من مصادر الطاقة مثل أشعة الشمس وطاقة الرياح والوقود الأحفوري إلخ. يمكن ان نجد الطاقَة في اشكال مختلفة: الميكانيكية ، والحركية ، والكيميائية ، والكهربائية ، والمغناطيسية ، والنووية
يمكن تصنيف مصادر الطاقة على أنها مصادر متجددة وغير متجددة .
كما ذكرنا سابقا توجدأنواع مختلفة من الطاقة فنجد :
Em = Ek + Ep
Ek الطاقة الحركية
Ep الطاقة الكامنة
Ek = mv2 / 2
mكتلة الجسم
V سرعة الجسم
يمكن تحويل الطاقة لأشكال مختلفة مما يسمح بالحصول على الطاقة الضرورية، لنتعرف على بعض الخيارات الرئيسية لتوليد الطاقة الكهربائية التي نحتاجها اليوم.
تعمل محطات توليد الطاقة بالوقود الأحفوري على حرق الفحم أو البترول لتوليد الحرارة ، والتي تُستخدم بدورها لتوليد البخارالناتج عن تسخين الماء لتشغيل العنفات مولدة طاقة ميكانكية التي تتحول الى طاقة كهربائية عند مرورها بمولد كهربائي. في محطات الغاز ، تعمل الغازات الساخنة على تشغيل العنفات لتوليد الكهرباء، تولد هذه المحطات الكهرباء بشكل موثوق لفترات طويلة من الزمن وهي رخيصة بشكل عام. ومع ذلك ، فإن حرق الوقود ينتج كميات كبيرة من ثاني أكسيد الكربون ، مما يؤدي إلى تغير المناخ. كما أنها تنتج ملوثات أخرى ، مثل أكسيدات الكبريت والنيتروجين ، والتي تسبب الأمطار الحمضية .
تولد معظم المحطات الكهرومائية الكبيرة الكهرباء عن طريق تخزين المياه في خزانات كبيرة خلف السدود. تتدفق المياه عبرالخزانات لتشغيل العنفات و بالتالي توليد الكهرباء.تعتبر من الطاقات المتجدد القابلة للتخزين.
تستخدم مفاعلات الطاقة النووية الحرارة الناتجة عن انقسام الذرات لتوليد البخار الناتج عن تسخين الماء ودفع العنفات. لا يتم إنتاج غازات الاحتباس الحراري في عملية الانشطار، بالتالي فهي لا تساهم في تلويث الهواء، فهي تعد من الطاقات النظيفة،حيث أن الطاقة النظيفة هي التي تلوث أقل خلال عملية إنتاجها. تعتبر محطات الطاقة النووية مثل محطات الطاقة التي تعمل بالوقود الأحفوري ، موثوقة للغاية ويمكن أن تعمل لعدة أشهر دون انقطاع ، وتوفر كميات مهمة من الكهرباء بغض النظر عن الوقت من اليوم أو الطقس أو الموسم.
تصنف من الطاقات المتجددة، الكهرباء الناتجة عنها لا تساهم في انتاج غازات الاحتباس الحراري، لكنهما لا ينتجان الكهرباء بشكل ثابت و مستمر نظرا لاعتمادهما على المناخ.يختلف توليد الكهرباء عبر عنفات الرياح باختلاف سرعة الرياح ، وإذا كانت الرياح ضعيفة جدًا أو قوية جدًا ، فلا يتم إنتاج الكهرباء على الإطلاق. يرتبط ناتج الألواح الشمسية بكثافة ضوء الشمس ، والتي تعتمد على عدة عوامل مختلفة ، مثل الوقت من اليوم وكمية السحب (وكذلك كمية الغبار على الألواح). مشكلة أخرى يمكن أن تواجه هذا النوع من الطاقة هي أنه قد لا تكون هناك مساحة كافية لاستيعاب العدد الكبير من العنفات أو الألواح اللازمة لإنتاج ما يكفي من الكهرباء، فهي تحتاج مساحات كبيرة لتوليد كمية كبيرة من الكهرباء، بالاضافة الى صعوبة تخزينها.
تعد هذه بعض من أشكال توليد الطاقة، مؤخرا لقد تطور هذا المجال بشكل كبير و يمكن الحصول على الطاقة بطرق مختلفة، لكنها تبقى محدودة نظرا لارتفاع تكلفتها و صعوبة تخزينها.
تعرّف على الكاتب: سهام أمصري
