أنواع مصادر الطاقة: 10 أنواع لتوليد الكهرباء في العالم
أنواع مصادر الطاقة، هناك 10 مصادر بديلة رئيسية مختلفة للطاقة تُستخدم في العالم لتوليد الطاقة. بينما يتم اكتشاف مصادر أخرى طوال الوقت.
فيديو ذات صلة
This browser does not support the video element.
تُستخدم كل مصادر الطاقة المختلفة هذه في المقام الأول لإنتاج الكهرباء، كل هذه المصادر المختلفة للطاقة تضيف إلى مخزن الطاقة الكهربائية التي يتم إرسالها بعد ذلك إلى مواقع مختلفة عبر خطوط عالية الطاقة.
أنواع مصادر الطاقة
يمكن تقسيمها إلى مصادر طاقة متجددة وغير متجددة.
مصدر طاقة متجددة
مصدر الطاقة المتجددة هو أي مورد طبيعي يمكن أن يحل محله بسرعة ويمكن الاعتماد عليها، مصادر الطاقة هذه وفيرة ومستدامة ومتجددة بشكل طبيعي وجيدة للبيئة.
الأنواع أو المصادر الرئيسية للطاقة المتجددة هي:
- الطاقة الشمسية من الشمس
- طاقة الرياح
- الطاقة الحرارية الجوفية من الحرارة داخل الأرض
- الطاقة المائية من جريان المياه
- طاقة المحيطات على شكل موجات ومد وجزر وطاقة حالية وطاقة حرارية للمحيطات.
- الكتلة الحيوية من النباتات
مصدر طاقة غير متجددة
مصدر الطاقة غير المتجددة هو مصدر بإمدادات محدودة يمكننا استخراجها أو استخراجها من الأرض وسوف ينفد في النهاية.
تشكلت على مدى آلاف السنين من بقايا مدفونة لنباتات وحيوانات البحر القديمة التي عاشت منذ ملايين السنين. معظم مصادر الطاقة هذه هي وقود أحفوري "متسخ" ، وهو ضار بالبيئة بشكل عام.
الأنواع أو المصادر الرئيسية للطاقة غير المتجددة هي:
- البترول
- سوائل الغازات الهيدروكربونية
- غاز طبيعي
- فحم
- الطاقة النووية
- مصادر الطاقة المختلفة
فيما يلي نظرة عامة على كل مصدر من مصادر الطاقة المختلفة المستخدمة وما هي المشكلة المحتملة لكل منها.
من مصادر الطاقة
1. الطاقة الشمسية
المصدر الأساسي للطاقة هو الشمس. تحصد الطاقة الشمسية طاقة الشمس باستخدام الألواح المجمعة لتهيئة الظروف التي يمكن تحويلها بعد ذلك إلى نوع من الطاقة.
غالبًا ما تستخدم حقول الألواح الشمسية الكبيرة في الصحراء لتجميع الطاقة الكافية لشحن المحطات الفرعية الصغيرة وتستخدم العديد من المنازل أنظمة الطاقة الشمسية لتوفير الماء الساخن والتبريد وتكميل الكهرباء.
تكمن المشكلة في الطاقة الشمسية في أنه على الرغم من توفر كميات وفيرة من ضوء الشمس فإن نطاقات جغرافية معينة فقط من العالم تحصل على ما يكفي من الطاقة المباشرة للشمس لفترة كافية لتوليد طاقة قابلة للاستخدام من هذا المصدر.
يعتمد توفرها أيضًا على التغير في المواسم والطقس عندما لا يتم استخدامها دائمًا. يتطلب استثمارات أولية عالية للاستخدام الإنتاجي لأن تكنولوجيا تخزين الكهرباء الشمسية لم تصل إلى إمكاناتها المثلى حتى الآن.
2. طاقة الرياح
أصبحت طاقة الرياح أكثر شيوعًا. الابتكارات الجديدة التي تسمح لمزارع الرياح بالظهور تجعلها أكثر شيوعًا. باستخدام توربينات كبيرة لاستيعاب الرياح المتاحة كقوة للتشغيل، يمكن للتوربين بعد ذلك تشغيل مولد لإنتاج الكهرباء.
إنها تتطلب استثمارات عالية، كما أن سرعة الرياح ليست موحدة في كل مرة، مما يؤثر على توليد الطاقة. بينما بدا هذا كحل مثالي للكثيرين، بدأت حقيقة مزارع الرياح في الكشف عن تأثير بيئي غير متوقع قد لا يجعلها خيارًا مثاليًا.
3. الطاقة الحرارية الجوفية
الطاقة الحرارية الأرضية هي الطاقة التي يتم إنتاجها من تحت الأرض. إنه نظيف ومستدام وصديق للبيئة. تنتج درجات الحرارة المرتفعة باستمرار داخل القشرة الأرضية عن طريق التأخير البطيء للجسيمات المشعة. تعمل الصخور الساخنة الموجودة أسفل الأرض على تسخين المياه التي تنتج البخار. ثم يتم التقاط البخار مما يساعد على تحريك التوربينات. ثم تقوم التوربينات الدوارة بتشغيل المولدات.
يمكن استخدام الطاقة الحرارية الجوفية بواسطة وحدة سكنية أو على نطاق واسع من خلال تطبيق صناعي. تم استخدامه خلال العصور القديمة للاستحمام وتدفئة الفضاء. عادةً ما يكون لمحطات الطاقة الحرارية الأرضية انبعاثات منخفضة إذا قامت بضخ البخار والماء الذي تستخدمه مرة أخرى في الخزان.
أكبر عيب للطاقة الحرارية الأرضية هو أنه لا يمكن إنتاجها إلا في مواقع مختارة في جميع أنحاء العالم. تقع أكبر مجموعة من محطات الطاقة الحرارية الأرضية في العالم في The Geysers وهو حقل للطاقة الحرارية الأرضية في كاليفورنيا ، الولايات المتحدة.
عيب آخر هو أنه في حالة عدم وجود خزانات تحت الأرض ، فإن إنشاء محطات للطاقة الحرارية الأرضية قد يزيد من خطر حدوث زلزال في المناطق التي تعتبر بالفعل مناطق جيولوجية ساخنة.
4. طاقة الهيدروجين
يتوفر الهيدروجين مع الماء (H2O) وهو العنصر الأكثر شيوعًا المتاح على الأرض. يحتوي الماء على ثلثي الهيدروجين ويمكن العثور عليه مع عناصر أخرى.
بمجرد فصله يمكن استخدامه كوقود لتوليد الكهرباء. الهيدروجين هو مصدر هائل للطاقة ويمكن استخدامه كمصدر للوقود لتشغيل السفن والمركبات والمنازل والصناعات والصواريخ. إنه متجدد بالكامل ويمكن إنتاجه عند الطلب ولا يترك أي انبعاثات سامة في الغلاف الجوي.
5. طاقة المد والجزر
تستخدم طاقة المد والجزر ارتفاع وانخفاض المد والجزر لتحويل الطاقة الحركية للمد والجزر الواردة والصادرة إلى طاقة كهربائية. إن توليد الطاقة من خلال طاقة المد والجزر هو الأكثر انتشارًا في المناطق الساحلية.
وطاقة المد والجزر هي أحد مصادر الطاقة المتجددة وتنتج طاقة كبيرة حتى عندما يكون المد والجزر بسرعة منخفضة.
عندما يكون هناك ارتفاع متزايد في مستويات المياه في المحيط ، يتم إنتاج المد والجزر ، والتي تندفع ذهابًا وإيابًا في المحيط. من أجل الحصول على طاقة كافية من إمكانات طاقة المد والجزر يجب أن يكون ارتفاع المد العالي خمسة أمتار (حوالي 16 قدمًا) أكبر من المد والجزر.
الاستثمار الضخم والتوافر المحدود للمواقع هي بعض عيوب طاقة المد والجزر. تجعل تعريفة الشراء المدنية العالية والطاقة العالية التكلفة الرأسمالية لمحطات طاقة المد والجزر عالية جدًا.
6. طاقة الأمواج
يتم إنتاج طاقة الأمواج من الأمواج التي يتم إنتاجها في المحيطات. نظرًا لأن المحيط تحكمه جاذبية القمر ، فإنه يجعل من تسخير قوته خيارًا جذابًا. تمت دراسة تقنيات مختلفة لتحويل طاقة الأمواج إلى طاقة كهربائية باستخدام هياكل تشبه السدود أو أجهزة مثبتة في قاع المحيط فوق سطح الماء أو تحته مباشرة.
طاقة الأمواج متجددة وصديقة للبيئة ولا تسبب أي ضرر للغلاف الجوي. يمكن تسخيرها على طول المناطق الساحلية للعديد من البلدان ويمكن أن تساعد دولة ما على تقليل اعتمادها على الدول الأجنبية للحصول على الوقود.
يمكن أن يؤدي إنتاج طاقة الأمواج إلى إتلاف النظام البيئي البحري ويمكن أيضًا أن يكون مصدر إزعاج للسفن الخاصة والتجارية. يعتمد بشكل كبير على الطول الموجي ويمكن أن يكون أيضًا مصدرًا للتلوث البصري والضوضاء. هذه الطاقة أيضًا أقل كثافة مقارنةً بما هو متاح في خطوط العرض الشمالية والجنوبية.
7. الطاقة الكهرومائية
ما لا يدركه الكثير من الناس هو أن معظم المدن والبلدات في العالم تعتمد على الطاقة الكهرومائية وهي تعتمد منذ القرن الماضي في كل مرة ترى فيها سدًا كبيرًا فإنها توفر الطاقة الكهرومائية لمحطة كهربائية في مكان ما.
وتُستخدم طاقة الماء لتحويل المولدات لإنتاج الكهرباء التي يتم استخدامها بعد ذلك. إنه غير ملوث ولا يترتب عليه نفايات أو ينتج غازات سامة وصديقاً للبيئة.
المشاكل التي تواجه الطاقة الكهرومائية في الوقت الحالي لها علاقة بتقادم السدود. يحتاج الكثير منهم إلى أعمال ترميم كبيرة ليظلوا فعالين وآمنين ، وهذا يكلف مبالغ ضخمة من المال.
ويتسبب استنزاف إمدادات المياه الصالحة للشرب في العالم أيضًا في حدوث مشكلات حيث قد ينتهي الأمر بالبلدات إلى الحاجة إلى استهلاك المياه التي توفر لها الطاقة أيضًا.
8. طاقة الكتلة الحيوية
يتم إنتاج طاقة الكتلة الحيوية من المواد العضوية ويتم استخدامها بشكل شائع في جميع أنحاء العالم. يلتقط الكلوروفيل الموجود في النباتات طاقة الشمس عن طريق تحويل ثاني أكسيد الكربون من الهواء والماء من الأرض إلى كربوهيدرات من خلال عملية التمثيل الضوئي.
وعندما يتم حرق النباتات يتم إطلاق الماء وثاني أكسيد الكربون مرة أخرى في الغلاف الجوي.
تشمل الكتلة الحيوية بشكل عام المحاصيل والنباتات والأشجار ومشابك القصاصات ورقائق الخشب ومخلفات الحيوانات. تستخدم طاقة الكتلة الحيوية للتدفئة والطهي في المنازل وكوقود في الإنتاج الصناعي.
ومع ذلك فإن جمع الوقود ينطوي على الكدح. ينتج هذا النوع من الطاقة كمية كبيرة من ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي. في حالة عدم وجود تهوية كافية أثناء الطهي داخل المنزل يتسبب الوقود مثل الروث في تلوث الهواء وهو ما يمثل خطرًا صحيًا خطيرًا.
علاوة على ذلك يؤدي الاستخدام غير المستدام وغير الفعال للكتلة الحيوية إلى تدمير الغطاء النباتي وبالتالي تدهور البيئة.
9. الطاقة النووية
بينما تظل الطاقة النووية موضوعًا كبيرًا للنقاش حول مدى أمان استخدامها وما إذا كانت فعالة في استخدام الطاقة أم لا عندما تأخذ في الاعتبار النفايات التي تنتجها فالحقيقة أنها لا تزال واحدة من مصادر الطاقة المتجددة الرئيسية متاح للعالم.
يتم إنشاء الطاقة من خلال تفاعل نووي محدد ، والذي يتم بعد ذلك جمعه واستخدامه لتوليد الطاقة. في حين أن كل دولة تقريبًا لديها مولدات نووية ، إلا أن هناك قيودًا على استخدامها أو بناءها حيث يحاول العلماء حل مشكلات السلامة والتخلص من النفايات.
يتم إنتاج الطاقة النووية من اليورانيوم وهو مصدر طاقة غير متجدد تنقسم ذراته من خلال عملية تسمى الانشطار النووي لتوليد الحرارة وفي النهاية الكهرباء. يعتقد العلماء أن اليورانيوم تم إنشاؤه منذ مليارات السنين عندما تشكلت النجوم. يوجد اليورانيوم في جميع أنحاء قشرة الأرض ، ولكن معظمه صعب للغاية أو مكلف للغاية في التعدين ومعالجته ليصبح وقودًا لمحطات الطاقة النووية.
في المستقبل ستستفيد الطاقة النووية من مفاعلات النيوترونات السريعة ليس فقط من خلال استخدام حوالي 60 ضعف كمية الطاقة من اليورانيوم ولكن أيضًا لإطلاق العنان للاستخدام المحتمل للثوريوم وهو عنصر أكثر وفرة كوقود.
والآن أصبح حوالي 1.5 مليون طن من اليورانيوم المستنفد الذي يُنظر إليه على أنه أكثر بقليل من النفايات ، مصدرًا للوقود.
10. الوقود الأحفوري (الفحم والنفط والغاز الطبيعي)
عندما يتحدث معظم الناس عن المصادر المختلفة للطاقة فإنهم يدرجون الغاز الطبيعي والفحم والنفط كخيارات تعتبر جميعها مجرد مصدر واحد للطاقة من الوقود الأحفوري. يوفر الوقود الأحفوري الطاقة لمعظم دول العالم باستخدام الفحم والنفط بشكل أساسي.
يتم تحويل الزيت إلى العديد من المنتجات وأكثرها استخدامًا هو البنزين. بدأ الغاز الطبيعي في أن يصبح أكثر شيوعًا ولكنه يستخدم في الغالب لتطبيقات التدفئة على الرغم من وجود المزيد والمزيد من السيارات التي تعمل بالغاز الطبيعي في الشوارع.
قضية الوقود الأحفوري ذات شقين. الحصول على الوقود الأحفوري وتحويله إلى الاستخدام ، يجب أن يكون هناك تدمير كبير وتلوث للبيئة. كما أن احتياطيات الوقود الأحفوري محدودة أيضًا ، ومن المتوقع أن تستمر لمدة 100 عام أخرى فقط بالنظر إلى المعدل الأساسي للاستهلاك.
ليس من السهل تحديد أي من هذه المصادر المختلفة للطاقة هو الأفضل للاستخدام. كل منهم لديهم نقاطهم الجيدة والسيئة. في حين أن المدافعين عن كل نوع من أنواع السلطة يروجون لها على أنها الأفضل فإن الحقيقة هي أنهم جميعًا معيبون.
وما يجب أن يحدث هو بذل جهود متضافرة لتغيير كيفية استهلاكنا للطاقة ولإيجاد توازن بين أي من هذه المصادر نستمد منها.