البحث عن مصادر الطاقة، الطاقة، في الفيزياء يعني القدرة على القيام بعمل، ويمكن أن توجد في أشكال محتملة، حركية، حرارية، كهربائية، كيميائية، نووية، أو أي شكل آخر، إلا في حالة وجود حرارة وعمل، أي، الطاقة في عملية النقل من جسم إلى آخر، بعد نقلها، يتم توزيع الطاقة دائمًا وفقًا لطبيعتها، وبالتالي يمكن أن تصبح الحرارة المنقولة طاقة حرارية، ويمكن التعبير عن العمل المنجز في شكل طاقة ميكانيكية.
التعرف على مصادر الطاقة
هناك العديد من المصادر الأولية للطاقة التي يتم استخدامها في العالم من أجل الطاقة، في حين أن هناك مصادر أخرى يتم اكتشافها طوال الوقت، لم يصل أي منها إلى النقطة التي يمكن فيها استخدام الطاقة اللازمة للحياة الحديثة، واليوم نحن تعلم الكثير عن أنواع مصادر الطاقة من حولنا. كل هذه المصادر المختلفة للطاقة تستخدم بشكل أساسي لإنتاج الكهرباء.
أنظر أيضا: المصادر الرئيسية للطاقة المستخدمة في إنتاج الكهرباء في العالم
قيمة مصادر الطاقة
يعمل العالم على سلسلة من التفاعلات الكهربائية، سواء كنت تتحدث عن السيارة التي تقودها أو الضوء الذي تقوم بتشغيله، وكل هذه المصادر المختلفة للطاقة تضاف إلى مخزن للطاقة الكهربائية، والتي يتم إرسالها بعد ذلك إلى أماكن مختلفة عبر خطوط الكهرباء.
ما هي مصادر الطاقة؟
1. الطاقة الشمسية
مياه شمسية وتبريد وكهرباء إضافية.
تكمن مشكلة الطاقة الشمسية في أنه على الرغم من وفرة الشمس، فإن بعض المناطق الجغرافية في العالم لا تتلقى طاقة مباشرة كافية من الشمس لفترة كافية لتوليد طاقة مناسبة من هذا المصدر.
2. طاقة الرياح
أصبحت طاقة الرياح أكثر شيوعًا، والابتكارات الجديدة التي تمكّن مزارع الرياح من جعلها مشهدًا أكثر شيوعًا، باستخدام التوربينات الكبيرة لالتقاط طاقة الرياح المتاحة كطاقة تحويل، يمكن للتوربينات بعد ذلك تغذية مولد لإنتاج الكهرباء، على الرغم من أن العديد يبدو مثل حلاً مثاليًا، حقيقة أن مزارع الرياح بدأت في إحداث تأثير غير متوقع على البيئة قد لا يجعلها خيارًا مثاليًا.
3. الطاقة الحرارية الجوفية
- ثم يتم التقاط الطاقة الحرارية الأرضية بواسطة البخار، مما يساعد على تشغيل التوربينات، وتوفر التوربينات الدوارة الطاقة للمولدات.
- يمكن استخدام الطاقة الحرارية الأرضية في المناطق السكنية أو على نطاق واسع من خلال التطبيقات الصناعية، فقد كانت تستخدم في العصور القديمة للاستحمام، وأكبر عيب للطاقة الحرارية الأرضية هو أنه لا يمكن الحصول عليها إلا في أماكن معينة حول العالم.
- تقع أكبر مجموعة في العالم من محطات الطاقة الحرارية الأرضية في Geysers، وهو حقل للطاقة الحرارية الأرضية في كاليفورنيا، الولايات المتحدة الأمريكية.
شاهد أيضاً: فوائد تبسيط استهلاك الطاقة وأهميتها في الحياة
4. طاقة الهيدروجين
يوجد الهيدروجين في الماء (H2O) وهو العنصر الأكثر وفرة على الأرض. الماء هو ثلثي الهيدروجين ويمكن العثور عليه مع عناصر أخرى. بعد الفصل، يمكن استخدامه كوقود لإنتاج الكهرباء.
يعتبر الهيدروجين مصدرًا ضخمًا للطاقة ويمكن استخدامه كمصدر وقود لتشغيل السفن والسيارات والمنازل والصناعة والصواريخ. إنه متجدد تمامًا، ويمكن إنتاجه عند الطلب ولا يترك أي انبعاثات سامة في الغلاف الجوي.
5. طاقة المد والجزر
تستخدم طاقة المد والجزر صعود وهبوط المد والجزر لتحويل الطاقة الحركية للمد والجزر إلى طاقة كهربائية.
الاستثمار الضخم والتوافر المحدود للمواقع هي عيوب طاقة المد والجزر. عندما يرتفع منسوب المياه في المحيط أكثر فأكثر، يحدث المد والجزر. طاقة المد والجزر هي مصدر للطاقة المتجددة وتنتج كميات كبيرة من الطاقة حتى عندما يكون المد والجزر منخفضًا.
6. طاقة الأمواج
يتم إنتاج طاقة الأمواج من الأمواج التي تتكون في المحيطات. طاقة الأمواج متجددة وصديقة للبيئة ولا تضر بالجو. يمكن استخدامه على طول المناطق الساحلية للعديد من البلدان ويمكن أن يساعد البلاد على تقليل اعتمادها على الدول الأجنبية للحصول على الوقود.
يمكن أن يؤدي توليد طاقة الأمواج إلى إتلاف النظم البيئية البحرية ويمكن أن يسبب إزعاجًا للسفن الخاصة والتجارية، ويعتمد بشكل كبير على طول الموجة، ويمكن أن يكون مصدرًا للتلوث البصري والضوضاء.
7. الطاقة الكهرمائية
- ما لا يدركه الكثير من الناس هو أن معظم المدن والبلدات في العالم تعتمد على الطاقة الكهرومائية، وفي القرن الماضي، كلما رأيت سدًا كبيرًا، فإنها توفر الطاقة الكهرومائية في مكان ما في محطة توليد الكهرباء.
- تستخدم الطاقة المائية لتحويل المولدات الكهربائية لإنتاج الكهرباء، والتي يتم استخدامها بعد ذلك. تتمثل التحديات التي تواجه صناعة الطاقة الكهرومائية اليوم في تقادم السدود، وكثير منها يتطلب إصلاحات كبيرة لتظل تعمل وآمنة، الأمر الذي يكلف مبالغ ضخمة من المال.
- كما تسبب استنفاد إمدادات مياه الشرب في العالم في حدوث مشكلات، حيث قد تحتاج المدن إلى استهلاك المياه التي تزودها أيضًا بالطاقة.
ما هي أشكال الطاقة؟
ترتبط جميع أشكال الطاقة بالحركة. على سبيل المثال، جسم معين لديه طاقة حركية عندما يكون في حالة حركة. جهاز موتر مثل القوس أو الزنبرك لديه القدرة على خلق الحركة ؛ يحتوي على الطاقة الكامنة بسبب تركيبته.
وبالمثل، فإن الطاقة النووية هي طاقة كامنة لأنها تنتج عن تكوين جسيمات دون ذرية في نواة الذرة. لا يمكن إنشاء أو تدمير الطاقة، ولكن يمكن تغييرها فقط من شكل إلى آخر. يُعرف هذا المبدأ باسم الحفاظ على الطاقة أو المبدأ الأول للديناميكا الحرارية.
أنواع أخرى من الطاقة
1. الطاقة الكيميائية
يتم تخزين الطاقة الكيميائية في روابط الذرات والجزيئات. إنها الطاقة التي تجمع هذه الجسيمات معًا. توجد الطاقة الكيميائية المخزنة في الغذاء والكتلة الحيوية والنفط والغاز الطبيعي.
2. الطاقة النووية
يتم تخزين الطاقة النووية في نواة الذرة. يتم إطلاق هذه الطاقة عندما تتحد النواة (الاندماج) أو الانشطار (الانشطار). تقوم محطات الطاقة النووية بتقسيم نوى ذرات اليورانيوم لإنتاج الكهرباء.
3. الكهرباء
الطاقة الكهربائية هي حركة الإلكترونات (الجسيمات الدقيقة التي تتكون منها الذرات وكذلك البروتونات والنيوترونات)، والإلكترونات التي تتحرك على طول السلك تسمى الكهرباء، والبرق مثال آخر للطاقة الكهربائية.
4. طاقة مشعة
الطاقة المشعة، المعروفة أيضًا باسم الضوء أو الطاقة الكهرومغناطيسية، هي نوع من الطاقة الحركية التي تنتقل في موجات، مثل الطاقة من الشمس والأشعة السينية وموجات الراديو.
انظر أيضًا: بحث واستخدام الطاقة الكهرومغناطيسية
اختتام البحث عن مصادر الطاقة
لاختتام رحلتنا لمصادر الطاقة، يمكن تقسيم الطاقة إلى فئتين رئيسيتين: الطاقة الحركية (طاقة الأجسام المتحركة) والطاقة الكامنة (الطاقة المخزنة). هذان هما الشكلان الرئيسيان للطاقة، ويشتملان على أنواع مختلفة من الطاقة مثل الطاقة الحرارية، والطاقة المشعة، والطاقة الكيميائية، والطاقة النووية، والطاقة الكهربائية، والطاقة الحركية، والطاقة الصوتية، والطاقة المرنة، وطاقة الجاذبية.