تم اكتشاف طرق توليد الطاقة الكهربائية خلال العشرينات وأوائل الثلاثينات من القرن التاسع عشر بواسطة العالم البريطاني مايكل فاراداي. ولا نزال نستخدم منهجه الأساسي لتوليد الطاقة الكهربائية حتى الآن. ويتم توليد الطاقة الكهربائية من خلال عدة طرق، على سبيل المثال: التوربينات ،والألواح الشمسية وأيضاً المحركات الترددية.
والآن دعنا نعرف ماهي الطاقة الكهربائية في البداية ثم نتناول طرق توليد الطاقة الكهربائية واستخداماتها في حياتنا في جميع المجالات سواء كان المجال الصحي أو الصناعي أو غيرهما بالإضافة إلى مميزات الطاقة الكهربائية وكيف يمكننا توليد الكهرباء بأنفسنا في المنزل.
Table of Contents
ما هي الطاقة الكهربائية ؟
الطاقة الكهربية هي أحد أهم أنواع الطاقة الموجودة في الطبيعة بسبب استخدامها في العديد من المجالات الأساسية للإنسان، علي سبيل المثال تستخدم في الإنارة والتدفئة وتشغيل الأجهزة الكهربائية والمجالات العلمية والصناعية والصحية ومجالات أخرى كثيرة.
طرق توليد الطاقة الكهربائية
تعتبر الطاقة الكهربائية من مصادر الطاقة الأولية حيث تعد أول مرحلة في عملية توصيل الكهرباء للمستهلكين. والمرحلة الثانية تتمثل في نقل وتوزيع الكهرباء، ثم يتم تخزينها واستعادتها . كما ان الطرق المستخدمة في توليد الطاقة الكهربائية تعد من أكبر المجالات الاقتصادية التي تعتمد عليها الشركات في تجارتها وكسب المال.
طرق توليد الطاقة الكهربائية
ومن طرق توليد الطاقة الكهربائية الاتي :
توليد الطاقة الكهربائية عن طريق التوربينات
يتم من خلال تحريك التوربينات لتوليد الطاقة الكهربائية، ويتم تحريك التوربينات من خلال البخار الناتج من عدة طرق، ومنها :
حرق الوقود الأحفوري
يتم توليد الطاقة الكهربائية من الوقود الأحفوري الذي يشمل الفحم والبترول والغاز الطبيعي عن طريق حرقه في توربينات الغاز. وبمجرد حرقه يتم تحرك التوربينات بواسطة الغازات التي تنتج عن الاحتراق.
الطاقة الشمسية
تعتبر الشمس مصدر للحرارة في الطاقة الشمسية حيث يكون هناك ما يسمى بالأحواض الشمسية وأبراج الطاقة الشمسية التي تقوم بتركيز أشعة الشمس، وذلك لتسخين مائع ناقل للحرارة من خلالها حيث يتم استخدامه فيما بعد لإنتاج البخار اللازم لتحريك التوربينات.
الطاقة الحرارية الأرضية
جوف الأرض دائماً مشع بالحرارة لذلك يستخدم كمصدر للحرارة ، فالبخار الناتج من ضغط الأرض يقوم بتحريك التوربين. وكذلك الماء الساخن الخارج من الأرض يستخدم في تسخين سائل تكون درجة غليانه منخفضة لإنتاج بخار يستخدم في تحريك التوربينات.
السدود الكبيرة
يوجد العديد من السدود التي تستخدم في توليد الكهرباء ، حيث يمكنها توفير كميات كبيرة من الطاقة الكهرومائية لتوليد الطاقة الكهربائية ،مثل : سد هوفر الموجود في الولايات المتحدة الأمريكية ،ويتم ذلك عن طريق :
- المياه: يتم في تلك العملية تحريك ريش التوربينات عن طريق المياه المتدفقة الناتجة عن السدود الكهرومائية أو قوى المد والجزر.
- الرياح: الكثير من توربينات الرياح تولد الكهرباء عن طريق الرياح الموجودة في الطبيعة كما أن يمكن إنتاج الرياح صناعياً لتستخدم في توليد الطاقة الكهربائية.
توليد الطاقة الكهربائية عن طريق المحركات الترددية
مولدات الكهرباء الصغيرة تعمل بواسطة حرق الديزل، أو حرق الغاز الطبيعي أو حرق الغاز الحيوي و يسمى كل هذا بالمحركات الترددية، ويتم استخدام مادة الديزل كوقود لبعض محطات توليد الطاقة الكهربائية، حيث أنه أثبتت كفاءة عالية في توليد الطاقة الكهربائية، وكفاءته تفوق كفاءة إنتاج الفحم للكهرباء كما أن محطات الديزل تتميز بأنها لا تحتاج لمساحات واسعة لبنائها.
بالإضافة إلى أن الديزل يستخدم كمحطات احتياطية في حال انقطاع توليد الكهرباء من المحطة الأساسية. ولكن بسبب ارتفاع تكاليف مادة الديزل لم يحظ بانتشار واسع في توليد الكهرباء .
توليد الطاقة الكهربائية باستخدام ألواح الخلايا الشمسية
تقوم الألواح الضوئية بتحويل ضوء الشمس مباشرة إلى كهرباء وبالرغم من أن ضوء الشمس وفير ومجاني. إلا أن إنتاج الكهرباء الشمسية على نطاق واسع لا يزال في العادة أكثر تكلفة من الطاقة المولدة ميكانيكياً. وذلك بسبب تكلفة الألواح المستخدمة لتوليد الطاقة الكهربائية.
استخدامات الطاقة الكهربائية
استخدامات الطاقة الكهربائية عديدة في حياتنا ، حيث لا يخلو مجال من استخدام الكهرباء ولا يمكن الاستغناء عنها في أي مكان سكني، ومن المجالات التي تعتمد على الكهرباء بشكل كامل:
الصناعي
تعتبر المجالات الصناعية من أكثر المجالات التي تعتمد على الطاقة الكهربائية في مصانعها، لأن جميع الصناعات لابد من اعتمادها على الآلات والماكينات. وتلك الماكينات تعتمد في تشغيلها على الطاقة الكهربائية، على سبيل المثال: صناعة السيارات، والصناعات الغذائية، صناعة الأدوية، وأيضاً صناعة الملابس وجميع الأجهزة الكهربائية.
الصحي
يعتبر المجال الصحي قائم بشكل كبير على الطاقة الكهربائية في تشغيل الأجهزة الطبية وإنارة المستشفيات. بالإضافة إلى اعتماده على مولدات احتياطية اذا انقطع التيار الكهربائي، ومن الأجهزة الهامة جداً التي تعتمد على الكهرباء : أجهزة التنفس التي اذا تم انقطاع التيار الكهربائي عنها ستعرض حياة المريض للخطر وربما للموت.
التجاري
يعتمد أيضاً المجال التجاري بشكل كبير على الطاقة الكهربائية، وذلك لأن جميع المكاتب ومراكز الشرطة والفنادق تستخدم الكهرباء في الإضاءة وتشغيل المكيفات والتهوية وتشغيل جميع الأجهزة الكهربائية.
وسائل النقل
تستخدم الكهرباء في النقل العام في جميع أنحاء العالم حيث أن هناك دول تستخدم الكهرباء كوقود في شبكات السكك الحديدية. وأيضاً يتم استخدام الكهرباء لشحن بعض البطاريات للمركبات الكهربائية.
الاستخدامات السكنية
تستخدم أيضاً الكهرباء لتوفير الطاقة للمنازل في جميع أنحاء العالم، حيث ان جميع الأجهزة التي توجد بداخل المنازل تعتمد في تشغيلها بشكل كامل على الكهرباء. كما تستخدم الكهرباء بداخل المنازل في العديد من الأشياء ومنها التبريد والتدفئة والإنارة.
القطاع التعليمي
يعتمد القطاع التعليمي الآن على الطاقة الكهربائية بشكل كبير جداً لأن جميع المدارس والجامعات وكذلك المعاهد تعتمد على تكنولوجيا المعلومات والاتصالات في جميع الفصول الدراسية وذلك من خلال استخدام أجهزة الحاسوب التي تعتمد في تشغيلها على الكهرباء.
طرق توليد الطاقة الكهربائية
أهم مميزات الطاقة الكهربائية الكهربائية
- يمكن تحويلها بسهولة من صورتها إلى صور أخرى .
- تتميز بأنها طاقة غير ملوثة للبيئة ، ولا تسبب أي تلوث للهواء .
- تعتبر من أكثر الطاقات أماناً مقارنً بأنواع الطاقة الأخرى .
- تتميز بأن كفاءتها في النقل عالية حيث يمكن نقلها بكفاءة لمسافات طويلة من محطات توليد الكهرباء إلى أماكن استهلاكها .
- تعتبر من الطاقات التي يمكن التحكم بها بسهولة .
هل يمكننا توليد الكهرباء بأنفسنا في المنزل ؟
يمكننا توليد الطاقة الكهربائية في المنزل من خلال عدة طرق ، ومنها :
استخدام محرك السيارة
نستطيع أن نولد الكهرباء من خلال الدينامو ، وذلك عن طريق توصيله بأحد السيور مع تدوير السيارة ، ثم نقوم بدوران العجلات وزيادة السرعة وحينها تتولد الكهرباء تلقائياً. ويمكن استخدام الطاقة المتولدة في إنارة المنزل وتشغيل الأجهزة الكهربائية .ولكن ذلك قد يؤثر على ماتور السيارة اذا كان الحمل ثقيل سيتسبب في حرقه .
صنع مولد كهربي
يمكن صنع مولد كهربي في المنزل لنقوم باستخدامه في توفير احتياجات المنزل من الطاقة الكهربائية .ويتم توليد الكهرباء من خلاله عن طريق تثبيت مسمار في وسط اللوح الخشبي .ولصق لفات من السلك النحاسي على أحد قرصين مدمجين . وذلك مع توصيل قطبي لكل ملف بلمبة ليد صغيرة ، وفي المرحلة الأخيرة يثبت قرص آخر على اللوح الخشبي وفي وسطه المسمار مع لصق أربع مغناطيسات عليه .
ثم بعد ذلك يتم لصق حلقة معدنية في وسط القرص المدمج من جهة المغناطيسات ومن الجهة المقابلة يلصق الغطاء الأسطواني البلاستيكي ونركب القرصان معاً .بحيث تكون المغناطيسات مقابلة للملفات السلكية ونلاحظ عند تدوير القرص المغناطيسي أنه تم توليد الكهرباء . وإضاءة اللمبات الليد المركبة على القرص الآخر .
التعليق
يجب أنت تكون مسجل الدخول لتضيف تعليقاً.