مصادر الطاقة الكهربائية وأنواعها هي القدرة على فعل شيء والطاقة في حياتنا لها أشكال عديدة أهمها الطاقة الكهربائية وهي سهلة الاستخدام وأيضاً سهلة التحويل إلى أشكال أخرى ولكن يصعب تخزينها بكميات كبيرة.
كهرباء ساكنة
- الكهرباء الساكنة أو الساكنة هي نوع من الكهرباء يرتبط بالجسيمات المشحونة، وعندما يحتك جسمان عازلان بالكهرباء بعضهما البعض، يتم نقل الكهرباء الساكنة بينهما.
- الشحنات الكهربائية على أسطحها متقابلة (موجبة وسالبة)، ويتم توليد الكهرباء على سطح كل منهما مما يجذبها لبعضها البعض.
- يكتسب الجسم السالب إشارة موجبة (إلكترونات)، والجسم الثاني بإشارة موجبة يصبح سالبًا، ويمكن وصف ما حدث بقانون كولوم.
- ينص هذا القانون على أن حدوث التجاذب أو التنافر بين شحنتين في الفراغ يتناسب طرديًا مع القيمة المطلقة لمنتج شحناتهما ويتناسب عكسًا مع مربع المسافة بينهما.
أنظر أيضا: المصادر الرئيسية للطاقة المستخدمة في إنتاج الكهرباء في العالم
أشكال الطاقة الكهربائية
- نوع واحد من الكهرباء، اعتمادًا على نوع التيار الكهربائي الذي يحمله، هو التيار الكهربائي المباشر (أي (التيار المباشر) أو (التيار المباشر)، وهو تيار كهربائي أحادي الاتجاه بقطبين (موجب وسالب)، والأكثر المصادر الشهيرة التي تولدها هي البطاريات والخلايا الشمسية.
- التيار الكهربائي المتردد الذي يعكس اتجاهه بشكل دوري بدون قطبية (سالب وإيجابي)، ولكن يتم استبداله بالتيار الكهربائي والخط المحايد وتأثير الأرض.
ضرر وخطر الكهرباء
- بالنظر إلى أنواع الطاقة ومصادرها، نلاحظ أن الكهرباء تحيط بنا من جميع الجهات، بفضل قدرتها العالية على إنتاج الطاقة النظيفة، لكنها أيضًا سيف ذو حدين عندما تظهر هذه السعة الضرر الذي تسببه.
- من مخاطر ومضار الكهرباء أنها يمكن أن تسبب حروقًا أو تشنجات عضلية وأحيانًا شلل في الصدر عند تعرض الإنسان لتيار كهربائي أقل من خمسة عشر ملي أمبير.
- ولكن عندما يتعرض جسم الإنسان لتيار كهربائي يبلغ خمسة عشر ملي أمبير أو أكثر، فهذا يعني الموت الوشيك. لأنه يسبب حروقًا في الجسم ويمكن أن يؤدي أيضًا إلى السكتة القلبية.
- تؤثر المناخات الحارة على الموصلات والأسلاك الكهربائية، مما يؤدي إلى ارتفاع درجة الحرارة، مما يتسبب في حرائق كبيرة يمكن أن تتسبب في خسائر مادية وبشرية.
- عند استهلاك تيار كبير مقارنة بالتيار الذي تم تصميم الموصل من أجله، بدون عوازل ومفاتيح مصممة لحماية الموصل الكهربائي من الحريق.
- يتم استخدام الكهرباء في عمليات صهر المعادن أو حتى في عملية اللحام، ولهذا السبب يحدث ما يسمى بالقوس الكهربائي، مما قد يؤدي إلى فقدان الرؤية.
- بالإضافة إلى ذلك، عندما يلتقي الغاز أو حتى النار بالكهرباء، في حالة عدم وجود عازل كهربائي، يمكن أن يؤدي ذلك إلى انفجارات كهربائية تسبب أضرارًا جسيمة.
الثورة الصناعية وعلاقتها بالكهرباء
- نشأت الثروة الصناعية في القرن الثامن عشر، ومع اختراع المحرك البخاري، حدث تطور كبير في الصناعة، ومع تقدم القرنين التاسع عشر والعشرين، ظهرت الآلات لتحل محل العمالة البشرية.
- عند زيادة الإنتاج ومضاعفته، جرت محاولة تحسين جودته، واستجابة لذلك ظهرت الحاجة إلى زيادة قوة حركة هذه الآلات، وبدا الأمر وكأنه من أهم مهام الكهرباء.
توليد الفحم والكهرباء
- لتوليد الكهرباء، عادة ما يستخدم البخار الناتج عن حرق الفحم، والذي يعرف بالفحم البخاري، لتوليد الكهرباء ويسمى الفحم الحراري.
- يزود محطة توليد الكهرباء بنسبة 41٪، ويتم تحويل البخار إلى طاقة كهربائية عن طريق تنفيذ الخطوات التالية.
- ثم يتم حرق هذا الفحم المسحوق في درجات حرارة عالية وبأنماط احتراق محددة، ثم يتم تمرير الماء عبر أنابيب ضيقة، ويتحول الماء إلى بخار بواسطة الحرارة المنبعثة من حرق الفحم المسحوق.
الطاقة الذرية وتوليد الطاقة
- الطاقة النووية هي أحد مصادر توليد الكهرباء وتنتج حوالي 4.7٪ من الكهرباء المولدة بسبب المخاطر الكامنة في الطاقة النووية.
- في حالة حدوث خطأ في النظام، يمكن أن تذوب المواد النووية، مما يؤدي إلى نشاط إشعاعي من احتراق الوقود الذي يصعب التخلص منه كنفايات في البيئة بسبب أضراره الإشعاعية.
- رغم كل هذا تلجأ بعض الدول إلى هذه الطريقة في الحصول على الطاقة الكهربائية، حيث تنتج الطاقة الحرارية أثناء انقسام ذرات اليورانيوم.
- ينتج الانشطار النووي طاقة حرارية تنتج البخار الذي يدير المولدات التي تنتج الكهرباء.
مصادر الطاقة المتوسطة أو العالية
- هناك بعض المحطات التي تولد الكهرباء عن طريق حرق البنزين والديزل، والسدود والشلالات التي تولد الكهرباء عن طريق تحريك المياه وتعرف بالمحطات الهيدروليكية أو المائية.
- هناك أيضًا محطات تولد الطاقة الكهربائية من البخار، والتي تُعرف باسم المحطات الحرارية، ومحطات الرياح، والتي تُرى عادةً حيث يتم توليد الطاقة الكهربائية من حركة الرياح.
الطاقة الحرارية الأرضية
- درجة الحرارة في أعماق الأرض أعلى منها على سطح الأرض. هذا بسبب الضغط والاضمحلال الإشعاعي وانهيار الصخور.
- وأشهر دليل على ذلك أنه عندما تنفجر الينابيع يكون الماء المتدفق ساخنًا، وتدفع الحرارة البخار الساخن والماء إلى سطح الأرض، وهذا ما جذب انتباه علماء الطاقة للانتباه إلى هذا الربيع.
- لذلك قاموا بتسخير هذه الطاقة واستخدامها لتوليد الكهرباء، ومن أكبر عيوب هذا المصدر صعوبة العثور على الموقع الصحيح، وحقيقة أن بعض المواقع لا تستخدم بشكل صحيح يمكن أن يؤدي إلى تلوث المياه الجوفية.
أنظر أيضا: الطرق التقليدية لإنتاج الكهرباء
تخزين الطاقة الكهربائية
- عندما تتدفق الإلكترونات، يتم إنتاج تيار كهربائي. عندما تتأثر الإلكترونات بمجال كهربائي أو قوة مغناطيسية، فإنها تنتج طاقة كهربائية تتسبب في تحرك الشحنات.
- تُستخدم المكثفات والبطاريات لتخزين الطاقة لاستخدامها واستخدامها لاحقًا.
- يتم توصيل الكهرباء بسهولة عندما تمر عبر أسلاك مصنوعة من مواد موصلة للكهرباء مثل المعادن، وحيث يُعرف نظام نقل الطاقة بالشبكة الكهربائية.
تطبيق الكهرباء
- خير دليل على استخدام الطاقة الكهربائية وتحويلها إلى طاقات مختلفة الأجهزة الكهربائية المنزلية، لأنها تحول الطاقة الكهربائية إلى طاقة حرارية، أو ضوئية، أو حتى ميكانيكية، أو غير ذلك.
- تعتبر البطاريات أيضًا مصدرًا جيدًا للطاقة الكهربائية، ولكن الاختلاف الوحيد هو أن التيار الناتج عنها هو تدفق أيونات المعادن، وليس الإلكترونات.
- تلعب الطاقة الكهربائية دورًا مهمًا في أجسامنا. استجابة الأعصاب وكذلك حركة العضلات هي نتيجة للطاقة الكهربائية.
- تتمثل آلية عملها في تركيز أيونات الهيدروجين أو الإلكترونات أو حتى أي أيونات أخرى على جانب واحد من أغشية الأعصاب، بحيث تجذب أو تنافر بعضها البعض، مما يتسبب في الانقباض أو الاسترخاء كرد فعل عصبي.
شاهد أيضاً: كهرباء سد النهضة
وهكذا، من خلال المقال الخاص بمصادر الطاقة الكهربائية وأنواعها، وصلنا إلى نهاية موضوعنا، حيث تحدثنا عن أشهر مصادر الطاقة الكهربائية بشكل عام.