معارف ومعلومات

ما هي مصادر الطاقة الكهربائية لتوليد الكهرباء والإنارة؟

ما هي مصادر الطاقة الكهربائية المستخدمة في توليد الكهرباء. حيث إن الطاقة الكهربائية الآن هي العامل الأساسي المستخدم في جميع مجالات الحياة اليومية. فهي تستخدم في التدفئة، الإنارة، تشغيل الأجهزة وفي جميع المجالات الصناعية المختلفة. وهناك العديد من المصادر التي قام باكتشافها الكثير من العلماء من قبل وعملوا على تطويرها، لكي يتم استخدامها استخداما آمناً. لذلك فسوف نقوم بذكر جميع مصادر الطاقة الكهربائية مع ذكر أضرار ومخاطر الكهرباء في السطور القادمة:

ما هي الكهرباء؟

تعتبر الكهرباء هي الطاقة المستخدمة في تشغيل جميع الإلكترونيات والأجهزة المختلفة المستخدمة في كافة أنحاء العالم.

قد قام عدد كبير من العلماء في اكتشاف مصادر الطاقة الكهربائية. حيث إن الطاقة الكهربائية لم يتم اختراعها، بل تم اكتشافها من خلال الكثير من التجارب العلمية، ومن بين أهم العلماء الذين قاموا باكتشاف مصادر الطاقة الكهربائية المختلفة هم العالم أوتو فون غيريكه، روبرت بويل، ستيفن غراي، توماس إديسون والعام بنجامين فرانكلين الذي قام بتجربته الشهيرة عام 1752، وذلك أثناء وجود عاصفة رعدية شديدة. حيث قام بتثبيت مفتاح معدني صغير في ورقة، وربطها بحبل وجعلها تحلق في عاصفة ليصعقها البرق ثم انتقلت الكهرباء إلى الحبل وأصابته بصدمة كهربائية.

مصادر الطاقة الكهربائية

في البحث عن طرق تحول الطاقة نجد أنه توجد الكثير من المصادر للطاقة الكهربائية التي تم اكتشافها على مر العصور، حتى قبل ظهور الثورة الصناعية التي أحدثت تطورًا عظيمًا في جميع مجالات الطاقة وقد تم تطوير هذه المصادر المختلفة لتصبح ما هي عليه الآن والتي تختلف أنواعها كالآتي:

  • النفط.
  • الطاقة الحيوية.
  • الوقود الأحفوري.
  • الطاقة الحرارية الجوفية.
  • الطّاقة المتجددة.
  • الطاقة النووية.

1. النفط

النفط احد أهم مصادر الطاقة الكهربائية
النفط احد أهم مصادر الطاقة الكهربائية

يُعرف النفط بأنه أحد موارد الطاقة غير المتجددة. فهو سائل يتكون من مجموعة من المواد العضوية الموجودة في باطن الأرض منذ ملايين السنين، التي تمر بعمليات التكرير التي نحصل منها في النهاية على أنواع كثيرة من النفط مثل البنزين وغاز النفط المسال ومن أهم مصادر الطاقة الكهربائية من النفط ما يلي:

  • تقنية الدورة المركبة: يتم فيها حرق النفط في توربينات الاحتراق، لكي يتم إنتاج غازات العوادم الساخنة.
  • توربينات الاحتراق: يتم في هذه العملية حرق النفط تحت تأثير وضغط حرارة معينة، وذلك لإنتاج غازات العوادم المستخدمة في تشغيل التوربينات، التي تقوم بتوليد الطاقة الكهربائية في النهاية.
  • البخار التقليدي: هو البخار الناتج من عملية تسخين المياه المستخدمة في حرق النفط، وهي تؤدي في النهاية إلى توليد الكهرباء عندما يتم استخدام البخار في تشغيل التوربينات.

اقرأ أيضا: بحث عن الطاقة: صورها وأنواعها والحفاظ عليها

2. مصادر الطاقة من الوقود الأحفوري

يحتوي الوقود الأحفوري على أنواع كثيرة من مصادر الطاقة الكهربائية، وقد تكونت أنواع الطاقة هذه من خلال الحيوانات والنباتات التي تم دفنها في الصخور والرواسب وتحللت بعد آلاف السنين. ثم تحولت فيما بعد لمواد تحتوي على عناصر مثل الهيدروجين والكربون. حيث تتحول هذه العناصر بعد حرقها إلى مصادر قوية لتوليد الكهرباء ومن هذه المصادر ما يأتي:

3. الغاز الطبيعي

هو غاز غني بمركبات الهيدروكربون، ويتواجد هذا الغاز في باطن الأرض على هيئة أشكال متعددة، تتمثل في غاز الميثان وغاز ثاني أكسيد الكربون وغاز النيتروجين ويتم توليد الكهرباء باستخدام الغاز الطبيعي من خلال:

  • وحدات الدورة المركبة: هي الطريقة الأكثر كفاءة، حيث يتم استخدام الغاز المنبعث مع حرارة البخار الناتج وذلك بعد حرق الغاز في التوربينات لتوليد الكهرباء.
  • توربينات الغاز المركبة: تعتمد هذه التوربينات في توليد الطاقة من خلال الغازات المنبعثة من عملية حرق الغاز الطبيعي عند تحريك التوربينات.
  • وحدات توليد البخار: تتم هذه العملية من خلال حرق الغاز الطبيعي وإنتاج البخار لتشغيل التوربينات، لكي يتم في النهاية توليد الكهرباء.

4. الفحم

الفحم أحد مصادر الطاقة الكهربائية
استخراج الفحم

هو مصدر هام جدًا من مصادر الطاقة الكهربائية، ويمثل بنسبة 41% من المواد المستخدمة في محطات التوليد. حيث تعتمد هذه المحطات على البخار الناتج من احتراق الفحم ويتم تحويل الفحم إلى مصدر للطاقة من خلال:

  • طحن الفحم جيدًا حتى يتحول إلى مسحوق ناعم، لكي يتم حرقه بسهولة.
  • يُحرق الفحم في درجات حرارة عالية تتم وفقًا لمعايير وأساسيات معينة.
  • يتم تمرير الماء من خلال الأنابيب الضيقة، حتى يتحول هذا الماء إلى بخار ناتج من عملية احتراق الفحم.
  • تشغيل المولدات لإنتاج الكهرباء باستخدام البخار الناتج.

5. الطاقة الحرارية الجوفية

هي من مصادر الطاقة المتجددة في توليد الكهرباء، والتي تعتمد على الحرارة التي يتم الحصول عليها من باطن الأرض. حيث تستخدم هذه الطاقة من خلال البخار المتشكل من مناطق المياه الساخنة في باطن الأرض ومن أبرز تقنيات الحصول على الكهرباء من خلال الطاقة الحرارية الجوفية هي:

  • تقنية ثنائي الدورة: وهي تقنية استخدام الماء بدرجة حرارة عالية تصل إلى 182 درجة مئوية. وذلك بهدف الحصول على مركب عضوي يستخدم في تشغيل التوربينات لتوليد الكهرباء.
  • البخار السريع: هي الطريقة الأكثر انتشارًا. حيث إنها تستخدم الخزانات ذات درجة الحرارة العالية، لينتقل الماء الساخن تحت تأثير ضغط معين مكون البخار اللازم لتشغيل التوربينات.
  • البخار الجاف: يتم استخدامه من خلال توجيه بخار الخزانات الجوفية مباشرةً إلى وحدات توليد الطاقة.

6. الطاقة النووية

الطاقة النووية أحد مصادر الطاثة الكهربائية
الطاقة النووية

تُعد الطاقة النووية أكثر مصادر الطاقة الكهربائية فاعلية. لكن يتم استخدامها بنسبة ضئيلة تصل إلى 4.7% من جميع مصادر الطاقة الكهربائية المستخدمة، حيث إنها تعد المصدر الأكثر خطورة من جميع مصادر الطاقة، فعندما يحدث أي خلل في النظام الكهربائي سوف ينتج انصهاراً نووياً مع نشاط إشعاعي كبير قد يضر بالبيئة. ويعد التخلص منه أمراً شديد الصعوبة. ومن الجدير بالذكر أنه يتم توليد الكهرباء من خلال انشطار نووي ناتج من ذرات اليورانيوم. حيث ينتج عن هذا الانشطار البخار الذي يقوم بتشغيل المولدات الكهربائية.

ما هي مصادر الطاقة المتجددة؟

هي الطاقة التي يتم الحصول عليها من موارد متجددة دائمًا بشكل طبيعي. حيث تعد هذه من المصادر الكهربائية الآمنة التي لا يصدر عنها أي انبعاثات كربونية ضارة ومن مصادر الطاقة المتجددة:

  • طاقة الرياح: يعتبر هذا المصدر من المصادر الآمنة والأكثر شهرة في توليد الطاقة الكهربائية. كما يتم استخدام الرياح في توليد الكهرباء من خلال شفرات كبيرة تقوم على تجميع الطاقة الناشئة من حركة الرياح، حيث تؤدي حركة الرياح إلى دوران وتحريك هذه الشفرات، التي تكون مرتبطة بجزء متحرك يقوم بتشغيل التوربينات المولدة للطاقة الكهربائية.
  • الطاقة الشمسية: أصبح استخدام الطاقة الشمسية كمصدر من مصادر الطاقة الكهربائية الآمنة والأقل تكليفًا. حيث يتم تحويل هذه الطاقة الشمسية من خلال ألواح تسمى بالألواح الكهروضوئية التي تمتص أشعة الشمس، ثم ينتج عن هذا التأثير الضوئي تيار كهربائي يتم توزيعه على عدد من المنازل.
  • طاقة المياه: تستخدم حركة المياه المتدفقة في توليد الكهرباء من خلال المولدات الكهربائية. وهي التي تعمل على تحويل حركة المياه إلى طاقة كهربائية باستخدام السدود. حيث يقوم ضغط الماء المتدفق من أعلى السد إلى أسفل في تدوير المولدات الكهربائية لإنتاج الكهرباء.

اقرأ أيضا: الطاقة في حياتنا وأنواعها

الطاقة الحيوية

تتكون الطاقة الحيوية من مواد عضوية تتمثل من النباتات والحيوانات بهدف توليد الطاقة أو التدفئة. ومن بين أهم مصادر الطاقة الحيوية التي يمكن الحصول منها على الطاقة هي:

  • المحاصيل الزراعية المختلفة على سبيل المثال: قصب السكر، الفول، القطن، الذرة، الطحالب، الصويا وبعض مخلفات عمليات معالجة الأغذية.
  • روث الحيوانات.
  • النفايات المنزلية الصلبة.
  • الحطب والأخشاب.
  • أضرار ومخاطر الكهرباء.

تأتي مصادر الطاقة الكهربائية كثيرة ومتعددة. حيث يوجد منها المصادر الآمنة والمصادر الخطيرة مثل الطاقة النووية التي تحدثنا عنها مسبقًا، لكن في العموم، وبالرغم من الاستفادة العظيمة من الكهرباء والتي قامت على أثرها الثورة الصناعية، يوجد لديها بعض الأضرار والمخاطر التي نذكر منها:

  • حدوث الحرائق من خلال ارتفاع حرارة الأسلاك الناقلة للتيار الكهربائي، والتي قد تتسبب في الخسائر الكبيرة سواء المادية أو الخسائر البشرية.
  • ظهور حالة تسمى بالقوس الكهربائي الذي يؤدي إلى فقدان البصر، كما تنتج هذه الحالة عند استخدام الكهرباء من خلال صهر المعادن مع بعضها لكي تتم عملية اللحام.
  • حدوث حروق، وربما شلل في القفص الصدري في جسم الإنسان، وذلك عندما يتعرض إلى 15 ميلي أمبير من تيار كهربائي. أما عندما يتعرض لأكثر من ذلك فهذا يؤدي إلى الوفاة بشكل حتمي. حيث يتسبب هذا في توقف دقات قلب الإنسان.
  • يتسبب اجتماع التيار الكهربائي مع الغاز أو النيران بشكل عام في حدوث انفجارات كهربائية يصعب السيطرة عليها.

قمنا بذكر ما هي مصادر الطاقة الكهربائية المختلفة والتي تختلف ما بين مصادر آمنة في الاستخدام ومصادر خطيرة، قد تنشأ عند استخدامها مشاكل كثيرة قد تضر بالبيئة. بالإضافة إلى ذكر بعض مخاطر الكهرباء إذا تم استخدامها بطرق خاطئة وغير آمنة.

اقرأ أيضا: ما هي أنواع الطاقة البديلة وما هي ميزات كل نوع؟

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *

هذا الموقع يستخدم Akismet للحدّ من التعليقات المزعجة والغير مرغوبة. تعرّف على كيفية معالجة بيانات تعليقك.

مقالات ذات صلة

زر الذهاب إلى الأعلى