الكهرباء
بحث عن الكهرباء، تعتبر مصدر الكهرباء أحد أهم المصادر التي لا يمكننا الاستغناء عنها لأهميتها في حياة البشرية بعد بدء الثورة الصناعية على المستوى العالمي، ومع بداية القرن العشرين بدأت تزداد إنتاجية الطاقة الكهربائية بأفضل كفاءة لاستعمالها في العديد من المجالات والقطاعات المختلفة.
وهنا سنضع بين أيديكم بحث عن الكهرباء لتشمل تعريف الكهرباء واستعمالاتها ومصادرها.
بدأت قصة الكهرباء منذ القدم عندما قام العالم الإغريقي طالس بالتمعن في ظاهرة جذب قضيب الكهرمان لريش الطيور بعد دلكه، حيث لاحظ أنها بدأت تكتسب خصائص المغناطيس، حيث أطلقوا عليها بالإنجليزية (Electricity) والتي استنبطت من الكلمة اللاتينية القديمة (Elektron) وتعني الكهرمان. أما في اللغة العربية فقد اصطلح على تسمية تلك الظاهرة بالكهرباء نسبة إلى الكهرمان مباشرة.
تمثل الكهرباء (بالإنجليزية: Electricity) أحد المصادر الأساسية التي نعتمد عليها بشكل كلي في حياتنا اليومية لدعم الاقتصاد والصناعة والخدمات العامة والمعلوماتية وغيرها من القطاعات المختلفة.
وبدأت تطور الكهرباء بعد اكتشاف ظاهرة الكهرباء الساكنة، حيث أجرى العلماء أبحاث خلال الــ 500 عام الماضية تتمحور في مجملها نحو هذه الظاهرة، وعلى الرغم من عدم قدرتنا على رؤيتها بالعين المجردة، لكن يمكن قياسها وتوليدها لإمكانية ونقلها عبر موصلات ومن ثم استهلاكها.
الكهرباء تنشأ نتيجة تراكم أو تدفق مجموعة من الشحنات خلال موصل ما وتسمى هذه الشحنات بمصطلح التيار وتقاس بوحدة الأمبير. وتنقسم الكهرباء إلى قسمين رئيسين وهما:
الكهرباء الساكنة: سميت بهذا الاسم لأنها تولد شحنات طبيعية تتراكم على الأجسام المحيطة بنا نتيجة الاحتكاك وقوى التجاذب والتنافر، ومثال على ذلك: عند خلع السترات الصوفية أو عند فتح النايلون، وهي شحنات لا تتحرك عبر الموصلات النحاسية.
الكهرباء المتحركة: سميت بهذا الاسم لأنها تنشأ من محطات التوليد بكافة أنواعها لتوليد تيار كهربائي يمر عبر موصل نحاسي. ويعرف التيار الكهربائي على أنه معدل تدفق الإلكترونات عبر سطح الموصل.
هناك نوعين يمكن توليد كهرباء من خلالهما وهما:
التيار المتردد Alternating Current (AC): يتولد التيار على شكل موجة جيبيه بتغيير القيمة والاتجاه خلال الثانية الواحدة 50 أو 60 مرة حسب قيمة التردد Hz، لذلك نقول عنه مصدر غير مستقطب أي ليس له قطب موجب وقطب سالب، ويستخدم في تشغيل أغلب اجهزة الكهربائية (المنزلية والتجارية والصناعية والمكاتب).
التيار المستمر Direct current (DC): يتولد التيار على شكل خطي دون تغيير القيمة والاتجاه، حيث يتدفق التيار في اتجاه واحد مع ثبات قيمة الجهد دون أي تغيير.
ويعتبر مصدر التيار المستمر مستقطب له قطب موجب وقطب سالب، ويستخدم في تشغيل أحمال التيار المستمر وفي شحن البطاريات الكهربائية والهواتف المحمولة بكافة أنواعها، وأغلب الأجهزة التي تحتوي على لوحات إلكترونية داخلية مثل الشاشات والكمبيوترات.
تتنوع طرق توليد الكهرباء بحسب نوع المصدر المعتمد ومن هذه المصادر:
تستخدم مصدر الكهرباء في كافة القطاعات ومنها:
ما هي الطاقة الكهربائية
ما هي الطاقة الكهربائية وطرق توليدها، تعد الطاقة الكهربائية (بالإنجليزي: Electrical energy) إحدى أهم العناصر الأساسية التي تفيدنا في حياتنا اليومية والتي نحصل عليها من الموارد الطبيعية لتلبية احتياجاتنا في شتي المجالات مثل تشغيل كافة الأجهزة المنزلية والتجارية والصناعية.
هناك مصادر متنوعة تعمل على توليد الطاقة الكهربائية وهما مصادر الطاقة الغير متجددة (التقليدية) ومصادر الطاقة المتجددة (الغير تقليدية) والتي نحصل من خلالهما على الطاقة الكهربائية اللازم لإمداد المنازل السكنية والمباني التجارية والمناطق الصناعية بالكهرباء
تابعوا معنا هذا المقال ما هي الطاقة الكهربائية وطرق توليدها.
محتويات
يمكن تعريف الطاقة (بالإنجليزي: Energy) على أنها المقدرة على بذل الشغل أو أداء عمل ما، وتنقسم إلى نوعين وهما طاقة كامنة وطاقة حركية، ولها العديد من الأشكال المختلفة والمتنوعة والتي تتميز بسهولة تحوليها إلى طاقة، وتعد الطاقة الكهربائية مصدراً ثانوياً لعدم القدرة على استخراجها من باطن الأرض أو تعديلها على العكس من المصادر المشتقة من الطاقة الأولية كطاقة الشمس وطاقة الرياح والفحم والنفط والغاز الطبيعي.
ويمكن تعريف الطاقة الكهربائية أيضاَ بأنها مقدار الشغل المبذول في الدارة الكهربائية اللازم لتحريك الشحنات أو الإلكترونات خلال فترة زمنية معينة، وتسمى هذه الحركة بالتيار الكهربائي.
يمكن تخزين شحنات الطاقة الكهربائية من خلال وسائل تخزينية كالبطاريات أو المكثفات للاستفادة منها في العديد من التطبيقات، ومن أشهر استخداماتها هو تخزين الطاقة المنتجة من ألواح الخلايا الشمسية وتخزينها في البطاريات بعد تنظيمها بما يتوافق مع جهدها، وأيضاً في توليد الطاقة عن طريق دينامو السيارة وتنظيمها وتخزينها في البطارية للاستفادة منها في بدء تشغيل السيارة وإمداد المصابيح بالطاقة.
هناك العديد من المصادر المتنوعة التي تساعد في توليد الطاقة الكهربائية وأهمها:
تتم عملية توليد الطاقة الكهربائية بعدة طرق وهي:
توليد الطاقة الكهربائية من محطات حرارية، وتنقسم إلى:
توليد الطاقة الكهربائية من مصادر متجددة، وتنقسم إلى:
أهم مصادر الطاقة الكهربائيةأهم مصادر الطاقة الكهربائية
أهم مصادر الطاقة الكهربائية، يعتمد طرق توليد الطاقة الكهربائية بشكل أساسي على تحويل مصادر الطاقة إلى طاقة كهربائية على هيئة تيار متردد أو تيار مستمر كالخلايا الشمسية، والتي نستخدمها في حياتنا اليومية لتشغيل أحمال الأجهزة الكهربائية بكافة أنواعها.
تصنف مصادر الطاقة الكهربائية حسب طبيعتها إلى نوعين وهما: مصادر الطاقة الغير متجددة (التقليدية)، ومصادر الطاقة المتجددة، لذا تابعوا معنا هذا المقال لمعرفة تفاصيل أكثر حول أهم مصادر الطاقة الكهربائية وأنواعها.
تتعدد مصادر الطاقة الكهربائية حسب أنواعها إلى:
مصادر الطاقة الغير متجدد (التقليدية): وتشمل الطاقة النووية والوقود الأحفوري كالفحم والنفط الخام.
مصادر الطاقة المتجددة (الغير تقليدية): وتشمل مصادر الشمس والرياح والمياه.
تعتبر مصدر الفحم (بالإنجليزي: Coal) من إحدى مصادر الوقود الأحفوري والتي يتم استخراجها من باطن الأرض ويعرف أيضاً باسم الفحم الحراري ويكون عادةً أسود أو بني اللون، كما أنه يشتعل بسرعة، ويستخدم كمصدر لتدفئة المنازل وبعض المجالات الصناعية كما يستخدم في محطات توليد الطاقة كمصدر خام وذلك بحرقه داخل فرن لتحويل المياه إلى بخار لإدارة التوربين.
الفحم
تصنف النفط (بالإنجليزي: crude oil) من إحدى مصادر الطاقة التقليدية، والتي تستخرج من التكوينات الجيولوجية المتواجدة في جوف الأرض، حيث يجرى عليها عملية تكرير بعد استخراجها لاستخدامها في مجالات متعددة، وتستخدم كمصدر خام في المحطات الحرارية لإنتاج الطاقة الكهربائية.
النفط
تعد من إحدى مصادر الطاقة التقليدية وتستغل الطاقة النووية (بالإنجليزي: Nuclear power) في توليد الطاقة الكهربائية وذلك بإنتاج طاقة حرارية هائلة تعمل على تبخير المياه عن طريق استخدام الانشطار النووي لذرات اليورانيوم، وتشكل الطاقة الكهربائية المنتجة بواسطتها بنسبة 14% على المستوى العالمي.
الطاقة النووية
تعتبر الطاقة الشمسية (بالإنجليزي: solar energy) إحدى مصادر الطاقة المتجددة، وتعتمد بشكل أساسي على تحويل ضوء الشمس إلى طاقة كهربائية عن طريق الخلايا الشمسية، بالإضافة إلى ذلك يمكن توليد الطاقة الحرارية والتي تستخدم في تسخين المياه، حيث يرى الكثير بأن مصدر الطاقة الشمسية في طريقها للازدهار في بعض دول العالم، وهذا ما يجعلها من أهم مصادر الطاقة الكهربائية مستقبلاً.
الطاقة الشمسية
تعد طاقة الرياح (بالإنجليزي: Wind Energy) من إحدى مصادر الطاقة المتجددة، وتعتمد مبدأ عملها على تحويل الطاقة الحركية الناتج عن حركة الرياح إلى طاقة كهربائية عن طريق طواحين الهواء، وتستخدم كمصدر بديل عن الوقود الأحفوري.
طاقة الرياح
تصنف الطاقة الكهرومائية (بالإنجليزي: Hydroelectric) أحد مصادر الطاقة المتجددة، ويعتمد مبدأ عمله على بناء السدود لرفع مستوي المياه لاستغلال حركة جريان الماء على تحريك التوربين لإنتاج طاقة حركية لنقلها إلى طاقة كهربائية عن طريق تحريك المولد الكهربائي، وهناك بعض دول العالم قامت ببناء محطات السدود لإنتاج الكهرباء وذلك للتقليل من الاعتماد على المحطات الحرارية.
الطاقة الكهرومائية
بالرغم من مزايا الكهرباء المستخدمة في حياتنا اليومية ألا أنها تشكل خطراً على حياة الإنسان، ومن هذه المخاطر:
ومع التقدم العلمي والتكنولوجي، أخذت محطات الطاقة المتجددة في حالة الازدياد على المستوى العالمي لأسباب عديدة أبرزها ما تم تأكيده بأن تكلفة توليد الكهرباء من الطاقة الشمسية والرياح أصبحت أكثر اقتصادية من مصادر الوقود الأحفوري كالفحم والغاز، كما حد من التلوث البيئي، وهنا نكون قد وضعنا لكم المعلومات المرتكزة حول أهم مصادر الطاقة الكهربائية.
الفرق بين الطاقة المتجددة والغير متجددةالفرق بين الطاقة المتجددة والغير متجددة
الفرق بين الطاقة المتجددة والغير متجددة، تستخدم مصادر الطاقة المتجددة والغير متجددة لتوفير الطاقة الكهربائية، حيث تعتمد مصادر الطاقة المتجددة على الموارد الطبيعية كالشمس والرياح في توليد الطاقة الكهربائية، بينما تعتمد مصادر الطاقة الغير متجددة على موارد تستخرج من باطن الأرض كالوقود الأحفوري والطاقة النووية.
تابعوا معنا هذا المقال لمعرفة تفاصيل أكثر حول الفرق بين الطاقة المتجددة والغير متجددة من حيث مصادرها ومميزات وسلبيات كلاً منهما.
تصنف الطاقة على مصدرين وهما:
تعرف الطاقة المتجددة (Renewable Energy) بأنها الطاقة التي تستمد من مصادر الموارد الطبيعية والتي تتجدد بشكل مراراً وتكراراً. وتتنوع مصادر الطاقة المتجددة (النظيفة) فمنها الطاقة الشمسية، وطاقة الرياح، والطاقة الكهرومائية، والطاقة المائية، والطاقة الحيوية والطاقة الحرارية، وطاقة المد والجزر.
وأبرز المصادر التي تستخدم على نطاق واسع في الدول المتقدمة وبعض الدول النامية هي الطاقة الشمسية وطاقة الرياح بالإضافة للطاقة الكهرومائية التي تنتج بواسطة بناءً السدود.
مقارنة بين الطاقة المتجددة والطاقة الغير متجددة
تعرف الطاقة الغير متجددة (Non-renewable energy) بأنها الطاقة التي تستمد من مصادر الموارد المستخرجة من باطن الأرض بالإضافة لمشع اليورانيوم المستخدم في الطاقة النووية، وتتنوع مصادر الطاقة الغير متجددة فمنها الفحم الحجري والنفط الخام والغاز الطبيعي والطاقة النووية.
حيث بدأت الدول المتقدمة وبعض الدول النامية بالاستغناء عن بعض محطات الغاز والفحم لأنها ملوثة وغير مربحة وتحتاج لكميات كبيرة من الوقود الأحفوري بشكل يومي، والالتجاء لبناء محطات تعمل بنظام الطاقة الشمسية وطاقة الرياح لإنتاجها طاقة نظيفة ومجانية معتمدة على مصادر طبيعية.
مصادر الطاقة الغير متجددة
مصادر الطاقة الغير متجددة، تعتبر مصادر الطاقة الغير متجددة من إحدى الموارد التي تستخرج من باطن الأرض للاستفادة منها في عدة أمور كتوليد الطاقة الكهربائية.
تكونت مصادر الطاقة الغير متجددة والمسمى بالوقود الاحفوري على مدة مئات السنين كما أنها تتوفر بكميات محدود غير مستدامة ولا يمكن تجديدها خلال فترة بسيطة.
تابعوا معنا هذا المقال لمعرفة تفاصيل أكثر حول مصادر الطاقة الغير متجددة.
هي أحد مصادر الطاقة التي تم اكتشافها واستخراجها من باطن الأرض لتلبية احتياجات الكون، حيث تشكلت في باطن الأرض بطرق متشابهة خلال فترة تزيد عن 200 مليون سنة، وهناك فئتان من هذا النوع وهما الوقود الأحفوري والوقود النووي.
هناك عدة مصادر للطاقة الغير متجددة وهي:
يعد من أحد أهم مصادر الوقود الأحفوري نظراً لقابليته للاحتراق لاستخدامه في توليد الطاقة، وتكون على شكل خام صخر رسوبي مكون من عنصر الكربون والمواد الهيدروكربونية بلون أسود أو بني داكن، حيث تكونت في باطن الأرض من نباتات ميتة خلال ملايين السنين تحت تعرضها للضغط والحرارة وبانعدام الهواء، ويستخدم لإنتاج الطاقة نظراً لانخفاض تكلفته، ولكنه يلوث البيئة بسبب إنتاجه على غازات عند حرقه.
يتكون النفط الخام من خليط المركبات العضوية والمكونة بشكل أساسي من الهيدروكرونات، ويتم استخراجها من خزانات وأحواض مدفونة داخل صخور رسوبية تحت الأرض، وتعتبر السعودية أكبر دولة في العالم من حيث مخزون النفط.
تستخدم مصادر النفط في قطاع النقل والمواصلات والصناعات البترو كيماوية وفي صناعة البلاستيك والمطاط الصناعي وغيرها من الاستخدامات.
يعتبر من أحد مصادر الطاقة الأحفوري الهامة نظراً لكثرة استخدامه في العديد من المجالات، ويتم استخراجه من باطن الأرض، حيث يتكون من خليط من المركبات وأهمها غاز الميثان، وتتم معالجته لاستخدامه كوقود، ويستخدم في محطات توليد الكهرباء أو في الاستخدامات المنزلية كالتدفئة والطهي وتسخين المياه أو في الصناعات التي تحتاج لوقود مكثف كصناعة الإسمنت.
يعد من مصادر الطاقة الغير متجددة نظراً لاستخدامه عنصر مشع اليورانيوم والذي يستخدم في إنتاج كميات كبيرة من الحرارة عند تحلله لتكوين بخار، ويستخدم هذا البخار في إدارة التوربينات لتوليد الكهرباء، حيث أن عنصر اليورانيوم مادة مشعة وضارة بالبيئة.
مصادر الطاقة الغير متجددة
| الطاقة المتجددة | الطاقة الغير متجددة |
| تعتمد على الموارد الطبيعية كالشمس والرياح والمياه | تعتمد على الموارد المستخرجة من باطن الأرض كالوقود الأحفوري والطاقة النووية |
| طاقة نظيفة ونقية ومستدامة أو لا تنفذ | طاقة ضارة بالبيئة وغير مستدامة وقابلة للنفاذ |
| تنتج طاقة مجانية بعد بناءها | تنتج طاقة بناءً على توافر الوقود الأحفوري كالغاز الطبيعي والنفط والفحم |
| لا تتأثر بالظروف الاقتصادية والسياسية | تتأثر بالظروف الاقتصادية والسياسية |
| تكاليف الصيانة المنخفضة | تكاليف الصيانة المرتفعة |
| تحتاج لمعدات بسيطة مع إمكانية تركيب نظام شمسي للمنزل | تحتاج لمحطات غازية أو نووية أو بخارية من أجل توليد الطاقة الكهربائية |
| تحتاج لمساحات واسعة لتركيب ألواح الخلايا الشمسية أو لتركيب طواحين الرياح أو لبناء السدود | تحتاج لمساحة صغيرة مقارنة مع محطات الطاقة المتجددة |
نكون قد اكتفينا بشرح مقال الفرق بين الطاقة المتجددة والغير متجددة من حيث التعريف لكلاً منهما مع وضع مميزات وسلبيات كل مصدر من مصادر الطاقة.
مصادر الطاقة الكهربائيةمصادر الطاقة الكهربائية
مصادر الطاقة الكهربائية، تعرف الطاقة (بالإنجليزي: Energy) بأنها أحد المقومات الأساسية التي نعتمد عليها في انشطتنا اليومية، وهناك أشكال عدة للطاقة وأشهرها الطاقة الكهربائية، والحركية، والإشعاعية، والذرية، والحرارية والضوئية والديناميكية.
تابعوا معنا هذا المقال لمعرفة تفاصيل أكثر حول مصادر الطاقة الكهربائية من حيث أنواعها.
هي المصادر التي تعمل تحويل الطاقة الحركية أو الشمسية أو الرياح أو المياه إلى طاقة كهربائية لاستخدامها في شتى مجالات حياتنا اليومية.
حيث تتم عملية إنتاج الطاقة الكهربائية من خلال محطات التوليد البخارية أو الغازية أو النووية، أو بالاعتماد على موارد الطاقة الطبيعية كالشمس أو الرياح أو المياه.
تصنف مصادر الطاقة الكهربائية إلى صنفين رئيسين وهما:
تبني محطات التوليد على هيئة محطات تعمل على البخار أو الغاز الطبيعي أو الطاقة النووية وغيرها من مصادر الطاقة لإنتاج طاقة كهربائية لتوفير الكهرباء وذلك لتلبية الاحتياجات العامة.
هناك عدة طرق لتوليد الطاقة الكهربائية وتنقسم إلى:
تكمن أهمية استخدام مصادر الطاقة الكهربائية التقليدية بأنها لا تحتاج أثناء إنتاجها للطاقة إلى الوقود الأحفوري، بالإضافة لإمكانية اعتمادها كمصدر آمن غير مضر.
على الرغم من تدني كفاءة تحويل الطاقة الغير تقليدية كالخلايا الكهروضوئية التي تصل إلى 24% فقط، والتوربينات الهوائية التي تصل إلى 35% فقط عند تحويلهما إلى طاقة كهربائية.
إلا أن هناك بعض الدراسات تشير بأن استغلال الطاقة الشمسية سوف يقلل من تكاليف إنتاجيه الطاقة الكهربائية بالمقارنة مع مصادر الطاقة التقليدية التي تستعمل الغاز والنفط بفارق كبير في المستقبل بحسب توقع معهد فراونهوفر الألماني لعام 2050.
الكهرباء و مصادر الطاقه
صفحتنا علي الفيسبوك هنا.
حسابنا على تويتر هنا.
