تعريف الطاقة الكهربائية
- تُعرّف الطاقة عمومًا بأنها القدرة على القيام بالعمل ، وللطاقة أشكال عديدة تستخدم في الحياة ، ومن أهم هذه الأشكال الطاقة الكهربائية التي تتميز بسهولة استخدامها وسهولة تحويلها. من شكل إلى آخر من أشكال الطاقة ، ومع ذلك من الصعب تخزين الطاقة الكهربائية بكميات كبيرة ، فإن استخدام الكهرباء متنوع ومجالاته كثيرة ، لأنه بالإضافة إلى التدفئة ، يتم استخدامه لتشغيل جميع الأجهزة الكهربائية في المنازل ، بالإضافة إلى العديد من التطبيقات المعقدة ، فإنه يستخدم أيضًا في المناطق الصناعية وعمليات المرور والعديد من الاستخدامات المنزلية الأخرى.
- تمثل الطاقة الكهربائية أيضًا حوالي 18 بالمائة من المجموع الكلي لأنواع الطاقة المختلفة المستخدمة في العالم. يمكن التعبير عن الطاقة الكهربائية على أنها الطاقة المخزنة في الجسيمات المشحونة الموجودة في الذرة ، مما يخلق مجالًا كهربائيًا. إنه محاط به حيث تتولد القوة الكهربائية من هذه الجسيمات وأيضًا من الجسيمات المشحونة في المجال الكهربائي وبالتالي يمكن تعريف القوة الكهربائية على أنها القوة التي تنشأ من المجال الكهربائي وأيضًا تخلق الجسيمات المشحونة بداخلها تتحرك و هذا يعني أنهم يعملون
- علاوة على ذلك ، تعد الكهرباء مصدرًا ثانيًا للطاقة ، وبالتالي لا يمكن استخراجها من الأرض أو تعديلها مثل الفحم ، ولكن يتم الحصول عليها من مصادر الطاقة الأولية مثل الغاز الطبيعي وطاقة الرياح والفحم. بصرف النظر عن التفاعلات النووية والطاقة الشمسية ومسائل أخرى.
تخزين الطاقة الكهربائية
- يتم إنتاج الإلكترونيات عن طريق التيار الكهربائي لأن تدفق هذه الإلكترونيات هو نتيجة لتأثيرها على المجالات الكهربائية وأيضًا على المجالات المغناطيسية المترابطة ، وهذا يخلق طاقة كهربائية يمكن أن تتحرك من خلالها الشحنات.
- علاوة على ذلك ، يمكن تخزين هذه الطاقة باستخدام البطاريات والمكثفات ، بحيث يمكن استخدامها في العديد من التطبيقات. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن توصيل الكهرباء بسهولة باستخدام أسلاك مصنوعة من مواد موصلة للكهرباء ، مثل المعادن. يسمى النظام بنقل الطاقة أو ما يعرف بالشبكة الكهربائية.
آليات إنتاج الكهرباء
- اكتشف عالم بريطاني معروف باسم مايكل فاراداي طريقة لإنتاج الكهرباء وتم ذلك خلال الربع الأول من القرن التاسع عشر عن طريق إدخال قرص معدني أو إدخال حلقة معدنية مثل النحاس بدعوى أنه موصل جيد للكهرباء لأنه دخلت في مجال مغناطيسي ناتج عن أقطاب مغناطيسية مختلفة وهذا يؤدي إلى إنشاء مجال كهربائي والذي يتم من خلال إطلاق الإلكترونات والأيونات السالبة داخل الموصل ويكون تحت تأثير كل من قوة التنافر و قوة الجذب الكهربائي وبالتالي تنجذب الإلكترونات إلى البروتون والأيونات الموجبة الشحنة ، بالإضافة إلى التنافر مع الأيونات والإلكترونات المشابهة لها في الشحنة.
- بالإضافة إلى ذلك ، يتم إنتاج الكهرباء في محطات توليد الطاقة ، والتي يمكن استخدامها في معظم الأحيان كمصدر للوقود ، مثل الطاقة النووية أو الغاز أو الزيت ، لإنتاج الحرارة اللازمة حتى يتم تسخين الماء إلى درجة الغليان. وإنتاج البخار. من خلاله يمكن تشغيل التوربينات البخارية ذات الضغط العالي ، حيث يتم توصيل التوربين بمولد كهربائي ، ويعمل هذا المولد بالطاقة الكهرومغناطيسية لإنتاج الكهرباء ، ويتم توصيله بالشبكة بواسطة أسلاك متصلة ، وتشترك محطات الطاقة في الأجزاء الأساسية وهي ذات أهمية كبيرة في عملية التصنيع ، وتشمل الأجزاء الكهربائية ما يلي:
- وحدة الغلاية: حيث يتم تسخين وحدة غلاية ماء حتى ينتج البخار ، ويحتوي هذا البخار على ضغط مرتفع باستخدام مصادر طاقة متعددة مثل الغاز أو الفحم أو الزيت ، أو باستخدام الغازات التي يتم إنتاجها عن طريق حرق الكتلة الحيوية ، أو عن طريق حرق النفايات. كما تختلف هذه المصادر من حيث الأضرار التي تلحق بالبيئة والانبعاثات السامة التي تطلقها ، مثل ثاني أكسيد الكربون والعديد من الغازات السامة الأخرى.
- المولد الكهربائي والتوربينات: حيث يتم استخدام بخار الماء الناتج عن التسخين المفرط والوصول إلى نقطة الغليان لتدوير ريش التوربينات ويتم توصيل هذه الشفرات بالملف النحاسي للمولد الكهربائي الذي يدور نتيجة المجال المغناطيسي حتى تحدث عملية إنتاج الكهرباء.
- مياه التبريد عندما ينتقل البخار من التوربين ، يجب تكثيفه وتبريده أيضًا بحيث يمكن إعادة استخدامه في دورات جديدة ، بالإضافة إلى أنه يمكن تبريده بالماء ، ويتم ضخ هذه المياه من نهر قريب أو بحيرة ، أو باستخدام تقنية تبريد خاصة وهي أبراج التبريد.
مصادر إنتاج الكهرباء
- أولاً: المصادر الحرارية ، حيث أن معظم محطات توليد الطاقة تستخدم الوقود لتسخين المياه اللازمة لإنتاج البخار وإكمال دورة توليد الكهرباء تسمى دورة رانكين ، والقانون الثاني للديناميكا الحرارية يحكم جميع محطات الطاقة ، مما يشير إلى أنها لا تملك القدرة على ذلك. تحويل طاقتها الحرارية بنسبة 100 بالمائة يتم تحويلها إلى كهرباء وهناك العديد من المصادر الحرارية لتوليد الكهرباء ومنها ما يلي:
- الوقود الأحفوري: تحرق محطات الوقود الأحفوري هذا الوقود من أي نوع ، سواء كان فحمًا أو غازًا أو زيتًا ، لتكوين بخار ماء يتم من خلاله تشغيل المحطة. أما بالنسبة لمحطات الطاقة التي تعمل بالغاز ، فإنها تحتاج إلى غازات من توربينات ريشها للتحرك.
- الوقود النووي: تشبه عمليات توليد الكهرباء في محطات الطاقة النووية محطات الوقود الأحفوري ، ولكنها تعتمد بشكل كبير على حرارة الانشطار النووي ، وبالتالي لا تحرق الأنواع المرتبطة بالوقود الأحفوري. من أجل إنتاج البخار.
- ثانيًا: الموارد المتجددة ، والتي تتميز بالحصول على الطاقة المباشرة من مصادر الطاقة المتجددة ، ولكن هذه الطاقة غير متوفرة في كل الأماكن والأزمنة ومن مصادر هذه الطاقة ، على سبيل المثال ، الطاقة المائية ، بالإضافة إلى الطاقة الشمسية ، وكذلك طاقة الرياح. الطاقة ، وتشمل أيضًا الطاقة الحرارية الأرضية.
تعريف الطاقة الكهربائية هو أن التيار الكهربائي ، الذي يستخدم لتشغيل الأجهزة الكهربائية ، هو أحد الأمثلة التي يمكن من خلالها استخدام الطاقة الكهربائية وتحولاتها ، لأنها تحول الطاقة الكهربائية إلى ضوء ، أو ميكانيكي أو غيره ، وبالتالي طاقة كهربائية. إنها لا غنى عنها ولا يستطيع الإنسان تركها ، وفي هذا المقال تعرفنا بالإضافة إلى مصادر إنتاج الكهرباء على تعريف الكهرباء وتخزين هذه الطاقة والآليات المرتبطة بها.