ما هي الطاقة الكهربائية؟
- الطاقة الكهربائية هي شكل من أشكال الطاقة التي تنتج عن تدفق الشحنات الكهربائية.
- بشكل مستمر ، مما ينتج عنه شحنات كهربائية ينتج عنها طاقة كهربائية.
- كما أن الطاقة الكهربائية لها أكثر من شكل ، حيث يمكن أن تكون طاقة كامنة أو طاقة حركية.
- لكن الأهم هو أنها طاقة كامنة ، وهي الأكثر.
- تعتبر الطاقة الكهربائية أيضًا طاقة مخزنة أو متراكمة بسبب المواضع النسبية للجسيمات المشحونة أو المجالات الكهربائية.
- وهذا ما يسمى حركة الجسيمات المشحونة عبر سلك يمر من خلاله تيار كهربائي.
الطرق التقليدية لتوليد الكهرباء
- حيث تم اكتشاف الطاقة الكهربائية عام 1831 م على يد العالم مايكل فاراداي عندما قام بتحريك مغناطيس داخل صف من الأسلاك.
- يتدفق تيار كهربائي من خلاله على السلك ، مما أدى إلى اكتشاف المولد الكهربائي ، وهو جهاز يحول مختلف أشكال الطاقة إلى طاقة كهربائية.
- تعمل المولدات أيضًا بسبب العلاقة بين المغناطيس والكهرباء ، وتنتج مولدات تعمل على تحويل الطاقة الحركية (الميكانيكية).
- يتم تحويل معظم الطاقة الكهربائية التي نستخدمها في حياتنا إلى طاقة كهربائية.
ومن أهم طرق إنتاج الطاقة الكهربائية ما يلي:
غاز طبيعي
- يستخدم الغاز الطبيعي على نطاق واسع لتلك الطاقات الكهربائية ، حيث يتم حرق الغاز الطبيعي داخل غرفة الاحتراق.
- ثم يمر مباشرة من خلال التوربينات ، والتي بدورها تدور لإنتاج الطاقة الكهربائية.
- وبالتالي ، يتم إنتاج الطاقة الكهربائية من خلال اختراع الغاز الطبيعي.
مشتقات النفط
- حيث تستخدم المشتقات البترولية أيضا لتوليد الكهرباء وتسخين المياه وإنتاج البخار الذي يمر مباشرة عبر التوربينات لتوليد الكهرباء من خلالها.
الانشطار النووي
- يستخدم الانشطار النووي أيضًا لإنتاج الطاقة الكهربائية ، وهي طريقة يتم فيها إنتاج البخار.
- يتم تسخين الماء من خلال عملية تسمى الانشطار النووي ، في محطة للطاقة النووية.
- يحتوي المفاعل على لب وقود نووي تستخدم فيه الحرارة لتحويل الماء إلى بخار.
- والذي بدوره يدور التوربينات التي تولد الطاقة الكهربائية.
توليد الطاقة الكهرومائية
الطاقة الكهرومائية هي طريقة لتوليد الطاقة الكهربائية من الماء ، حيث تستخدم المياه الجارية لتشغيل توربين متصل بمولد ينتج ويولد طاقة كهربائية ، وهناك نوعان أساسيان من الأنظمة الكهرومائية التي تنتج الطاقة الكهربائية ، وهما:
- النظام الأول الذي يعمل على تدفق المياه المتراكمة في الخزانات التي أنشأتها السدود ، حيث يسقط الماء على ريش التوربينات لتشغيل المولد وتوليد الكهرباء.
- النظام الثاني ، يسمى جريان النهر ، يستخدم الطاقة من جريان النهر (بدلاً من المياه المتساقطة) لتوليد الضغط في التوربينات لإنتاج الطاقة الكهربائية.
- الطاقة المائية هي مورد متجدد لتوليد الكهرباء ، حيث يتم استخدام المياه لتشغيل التوربينات وتوليد الكهرباء.
قوة الرياح
- طاقة الرياح هي إحدى الطرق التقليدية التي تستخدم فيها طاقة الرياح لتشغيل طواحين الهواء المتصلة بالتوربينات لتوليد الطاقة الكهربائية ، مثل تدفق النهر بدلاً من الطاقة الكهرومائية.
طاقة شمسية
- لا تستخدم الخلايا الشمسية أو “الكهروضوئية” مولدًا ، لأنها لا تولد تيارًا كهربائيًا من خلالها ، ولكن هذه الخلايا لديها القدرة الضوئية على التسبب في تدفق التيار فيها ، وتتصل سلسلة من الخلايا ببعضها البعض وتقوم بتيارها. يتدفق من اللوحة عندما يضربها ضوء الشمس.
تعتبر الطاقة الشمسية من أهم أشكال الطاقة المتجددة التقليدية حيث أنها تولد طاقة كهربائية نظيفة ومتجددة ومستمرة وتعد من أكثر مصادر توليد الكهرباء أمانًا وأنظفًا.
والتي لا تضر بالبيئة كغيرها من الطرق المختلفة ، ويتم استخدام الألواح الكهروضوئية التي تمتص أشعة الشمس وتحولها إلى طاقة كهربائية عن طريق إثارة الإلكترونات في خلايا السيليكون ، وتتكون الأنظمة الشمسية من الآتي:
- السقف – في معظم أنظمة الطاقة الشمسية ، يتم وضع الألواح الشمسية على السطح ويتم تثبيتها بطريقة تمكنها من امتصاص أكبر قدر ممكن من الطاقة الشمسية على مدار العام ، نظرًا لأنها تجمع أشعة الضوء وهناك أسطح محورية تدور مع شمس لجمع أكبر كمية من الأشعة الشمسية.
- الألواح الشمسية: تحتوي الألواح الشمسية على خلايا ضوئية مصنوعة من السيليكون.
- هذا يحول ضوء الشمس إلى طاقة كهربائية بدلاً من الحرارة ، وهو أحد الأشياء المهمة.
- يحول الإشعاع الشمسي إلى طاقة كهربائية بطريقة نظيفة لا تضر بالبيئة ولا تطلق مواد ضارة بالبيئة.
- العاكس: حيث يوضع العاكس في مكان يسهل الوصول إليه.
الأساليب الحديثة لتوليد الطاقة الكهربائية.
بالإضافة إلى ذلك ، مع تطور العلم والتكنولوجيا ، وازدياد حاجة الإنسان للطاقة الكهربائية ، تم اكتشاف العديد من الطرق الحديثة لتوليد الطاقة الكهربائية.
وتزويد المجتمعات الحديثة بالطاقة الكهربائية التي تلبي احتياجات السكان ، ومن بين هذه الأساليب الحديثة:
محطات توليد الطاقة بالوقود الأحفوري
- حيث يتم استخدام الطاقة الناتجة عن احتراق الوقود الأحفوري ، الطاقة الحرارية ، لتحويلها إلى طاقة كهربائية من خلال مولدات خاصة لتوليد الوقود الأحفوري.
محطات الطاقة الكهرومائية
- في الشلالات والممرات المائية المتدفقة ، يتم وضع مولدات كهربائية لتحويل الطاقة الميكانيكية الهائلة لحركة المياه إلى طاقة كهربائية يمكن تسخيرها لتلبية احتياجات الطاقة الكهربائية للمجتمعات.
محطات طاقة الرياح
- عندما يتم ذلك عن طريق التوربينات ، تدير الرياح محركات هذه التوربينات ، ومن خلال أساليب الهندسة الفيزيائية ، يتم تحويل الطاقة الحركية للرياح إلى طاقة كهربائية مستقلة.
محطات الطاقة الشمسية
- حيث يتم ذلك باستخدام الألواح والخلايا الشمسية ، وبوجود بعض الآليات المحددة.
- تجمع المعادن والألياف الزجاجية الضوء والطاقة الحرارية من أشعة الشمس.
- ثم تحويله إلى تيار كهربائي يغطي احتياجات المنزل أو المسجد أو المؤسسة.
- وربما غطت احتياجات مدينة بأكملها ، اعتمادًا على مساحة العاكس في أشعة الشمس.
محطات الطاقة النووية
- كما يمكن أيضًا استخدام عمليات الانشطار والاندماج النووي لتوليد التيارات الكهربائية.
- حيث يتم صنعها في المعامل الخاصة وتحت إشراف علماء متخصصين في الطاقة النووية.
- ينتج طاقة حرارية هائلة ، على غرار إنتاج الضوء والقوى الحرارية في النجوم.
- وتستخدم هذه الصلاحيات بتحويلها إلى طاقة كهربائية ضمن مختبرات خاصة بذلك.
محطات توليد من قوى المد والجزر
نظرًا لأن للمد والجزر قوة حركية متجددة دائمة ، فقد سخر العلماء هذه الطاقة الحركية المتجددة لتحويلها إلى شكل آخر ، وهو الطاقة الكهربائية.
محطات توليد الطاقة البخارية
وهي إحدى طرق توليد الكهرباء من الوقود الأحفوري ، حيث يتم استخدام أحد مصادر الوقود الأحفوري ، مثل الديزل.
يتم تسخين كميات كبيرة من الماء إلى درجة الغليان ويصل البخار إلى حجم كبير.
من الضغط الذي يتشكل بين جزيئاته ، ويستخدم هذا الضغط لتحريك المولدات لإنتاج الطاقة الكهربائية.