علماء ساهموا في تطوير الطاقة ومصادرها
دور العلماء في تطوير الطاقة ومصادرها
قام العلماء على مر العصور بتطوير الطاقة ومصادرها، وذلك لاستخدامها في حياتهم اليومية، وقد بذلوا الكثير من الجهود للحصول على طاقة أفضل، وظهر ذلك في عصور ما قبل الثورة الصناعية، حيث كان توليد الطاقة يعتمد على القوة العضلية والكتلة الحيوية وكانت كل الأعمال تعتمد على قوة اليدين وأحيانا قوة الحيوان، وكان يتم استخدام الطاقة من البيئة المحيطة مثل استخدام الحطب في التدفئة والإنارة والطبخ .
استحدثت الطاقة ليظهر لنا طاقات أخرى متعددة مثل طاقة طواحين الهواء والطواحين المائية ، وفي منتصف القرن التاسع عشر حدثت الثورة الصناعية ، وحدث معها تحول جذري في مصادر الحصول على الطاقة ، جاء التحول في بادئ الأمر محركات البخار ومحطات توليد الطاقة ، وأصبح استخدام الطاقة الحرارية لتوليد الطاقة الميكانيكية هو أساس العمل .
في القرن العشرين كان الفحم لا يزال المصدر الرئيسي للطاقة ، وفي هذا الوقت بدأ العلماء في التفكير في الانتقال إلى مصادر أخرى للطاقة أكثر قوة وتناسباً مع العصر ، مثل النفط ، ونتج عن هذا التحول ظهور المحركات الداخلية والسفن التي تعمل بوقود النفط .
في نهاية القرن العشرين، تم تطوير المنتجات البترولية لتصبح مصدرًا رئيسيًا للطاقة، وفي ذلك الوقت تم استحداث مصادر أخرى مثل طاقة الغاز الطبيعي. وعلى الرغم من ذلك، انتبه بعض العلماء إلى الحاجة إلى استخدام مصادر الطاقة المتجددة، مثل الطاقة الكهرومائية وطاقة الرياح والطاقة الشمسية .
شهد القرن الحادي والعشرين تطورًا مختلفًا في مجال الطاقة، حيث أصبحت المصادر متعددة، وأصبح الاعتماد على الغاز الطبيعي، بالإضافة إلى طاقة الرياح والطاقة الشمسية وأخيرًا الطاقة النووية .
العلماء الذين ساهموا في تطوير الطاقة
ترسخت أسماء العلماء الذين ساهموا في تطوير الطاقة وما زالت تذكر حتى الآن، وهم:
- العالم جون ستيفنز : كان أول من اخترع محرك الاحتراق الداخلي، وذلك في أمريكا عام 1798 .
- العالم جيمس بليث : تم اختراع الطواحين الهوائية لتوليد الكهرباء من خلال قوة الرياح .
- العالم إدموند بكوريل : هو العالِم الأول الذي ابتكر فكرة تصنيع الخلايا الشمسية للاستفادة من طاقة الشمس المتجددة، وذلك للاعتماد عليها في توليد الطاقة الكهربائية .
الطاقة وأهم مصادرها
تتم اكتشاف مصادر الطاقة حول العالم باستمرار، وتشمل الطاقة المتجددة والطاقة الغير متجددة. والطاقة هي قوة تستخدم لتحريك كل ما حولنا، ولكننا نستخدم عادة الطاقة التي تأتي من مصادر غير متجددة مثل الفحم والغاز الطبيعي والبروبان واليورانيوم .
تسمى الطاقة غير المتجددة بذلك الاسم بسبب مصادرها المحدودة وعدم إمكانية تجديدها، بينما تتجدد الطاقة المتجددة تلقائيًا مثل الشمس والرياح وتستخدم عادة في توليد الكهرباء، وهنا بعض الأمثلة عليها
- الطاقة الحرارية الأرضية : يتم إنتاج طاقة مختلفة من تحت الأرض، وهي واحدة من أهم أنواع الطاقة النظيفة والصديقة للبيئة. من مزايا استخدام هذه الطاقة هو إمكانية استخدامها على نطاق واسع، مثل تشغيل الإنارة والتدفئة لوحدات سكنية بأكملها، ومن عيوبها صعوبة الاستخدام في الأماكن غير المحددة، والتي تكون فيها محطات توليد طاقة حرارية .
- الطاقة الشمسية : يتم استخدام واستهلاك الطاقة الشمسية عن طريق ألواح التجميع، حيث تقوم هذه الألواح بتهيئة الظروف لاستيعاب أشعة الشمس وتحويلها إلى طاقة مستخدمة. يتم وضع ألواح الطاقة الشمسية في الصحراء في الغالب بسبب شدة أشعة الشمس في تلك المناطق. تكمن أهمية الطاقة الشمسية في استخدامها في المصانع والمجمعات السكنية لتشغيل المعدات ووسائل التدفئة، وأيضا لتوفير الماء الساخن والكهرباء العامة في المنزل .
- طاقة الرياح : يتم استخدام التوربينات لتوليد طاقة الرياح وتشغيل مولدات الكهرباء، ومع أن هذه الطاقة نظيفة ومتجددة، إلا أنها تسبب بعض الآثار السلبية على البيئة .
- طاقة الهيدروجين : الهيدروجين هو العنصر الأكثر توافرا وانتشارا على الأرض، وذلك لأنه يتواجد في الماء، ويمكن استخدام الهيدروجين كوقود مولد للكهرباء بمجرد فصله، ويتم استخدامه في تشغيل المنازل والسفن والسيارات وحتى الصواريخ .
- طاقة المد والجزر : تعد مصادر الطاقة المتجددة التي تنتج باستمرار، ويمكن توليد الطاقة من المد والجزر حتى في وقت الانخفاض، ويمكن توليد الطاقة منها .
- طاقة الأمواج : يتم استخدام هذه الطاقة من طاقة أمواج المحيطات، وهي طاقة صديقة للبيئة ولا تسبب أي ضرر، ويستطيع سكان المناطق الساحلية في العديد من البلدان استخدامها بسهولة ويسر .
- الطاقة الكهرومائية : أصبحت العديد من الدول تستخدم الطاقة الكهرومائية، وذلك بتحويل طاقة الماء إلى طاقة كهربائية باستخدام مولدات كهربائية مختلفة .
الطاقات الغير متجددة ( الوقود الحفري)
- الوقود الحفري : الوقود الحفري هو من أهم مصادر الطاقة، وينقسم إلى ثلاثة أنواع والمادة المشتركة بينها هي مادة الكربون، وتعد فترة تكون الوقود الحفري فترة الكربون التي تبلغ حوالي 360 مليون عام .
- يتم تصنيع الوقود وتخزينه في أنابيب، ثم يتم شحنه إلى دول العالم المختلفة. يعد الوقود واحدًا من أهم مصادر الطاقة المستخدمة، حيث يمثل 90٪ من الطاقة المستهلكة يوميًا. ومن سلبيات الوقود الحفري أنه ينتجغازات ضارة للبيئة، ويتسبب في تلويث المياه والتربة .
- النفط السائل : يتشكل النفط على شكل آبار يتم حفرها لاستخراجه من باطن الأرض، ثم يخضع لعمليات التكرير، ومن ثم يتم تحويل نصف الكمية المستخرجة إلى بنزين، ويتم معالجة الكمية الباقية واستخدامها في أشكال متنوعة، حيث تدخل في منتجات سائلة وصلبة .
- الفحم : يتم استخراج الفحم بطريقتين، الأولى هي التعدين والثانية هي التعدين السطحي، وتعد عملية التعدين من أصعب العمليات حيث يتوفى معظم العمال نتيجة التعرض للمواد السامة والخطيرة، حيث يتكون الفحم من غاز الميثان الضار داخل تكوينات صخرية .
- الطاقة النووية: الطاقة التي تصدر نتيجة الانشطار النووي الذي يحدث داخل المفاعلات النووية، يذكر أن من سلبيات تلك الطاقة هي المخلفات النووية بجانب عدم معرفة طريقة التخلص منها دون أضرار ناجمة، ولذلك يجب معرفة كيفية تجنب صدور إشعاعات ضارة غير متوقعة .
- البيوماس: تنتج النفايات الحيوية طاقة، وتتم عملية التخمير بوضعها في حفر خاصة حتى يتصاعد الميثان، والميثان يعتبر من الغازات قابلة للاشتعال .