ماهي مصادر الطاقة

أنواع مصادر الطاقة

• الطاقة المتجددة التي يتم جمعها من مجموعة مختلفة من مصادر الطاقة المتجددة، حيث يتم تنصيف مصدر الطاقة متجددًا إذا كان يأتي من مصادر طبيعية أو عمليات تتجدد باستمرار،
• مصادر الطاقة غير المتجددة لا تتجدد، حيث تتشكل عندما تموت النباتات والحيوانات في العصور القديمة ويتم دفنها تدريجيا تحت طبقات من صخور التربة. يختلف نوع الوقود الناتج حسب الظروف، مثل نوع المواد العضوية المستخدمة من النباتات أو الحيوانات ومدة دفنها، ودرجة الحرارة والضغط الذي تحتها. تشمل أمثلة على مصادر الطاقة غير المتجددة الغاز الطبيعي والفحم والنفط.

ما هي مصادر الطاقة المتجددة

الطاقة الشمسية

الشمس هي المصدر الأساسي للطاقة، وتستخدم الألواح الشمسية لاستيعاب الطاقة الشمسية وتحويلها إلى نوع آخر من الطاقة، وعادة ما تستخدم حقول الألواح الشمسية الكبيرة في الصحراء لتجميع الطاقة الكافية لتشغيل المحطات الفرعية الصغيرة، وتستخدم العديد من المنازل أنظمة الطاقة الشمسية لتوفير الماء الساخن والتبريد والتيار الكهربائي المكمل، وتعد هذه الميزات من أهم مميزات الطاقة الشمسية.

تتمثل مشكلة الطاقة الشمسية في أن العديد من المناطق في العالم لا تحصل على كمية كافية من ضوء الشمس لفترة كافية لتوليد طاقة قابلة للاستخدام، على الرغم من توفر كميات وفيرة من ضوء الشمس.

طاقة الرياح

أصبحت طاقة الرياح شائعة أكثر بفضل الابتكارات الجديدة التي تسمح لمزارعي الرياح بالتوسع، حيث يمكن استخدام التوربينات الكبيرة لاستيعاب الرياح وتحويلها إلى طاقة كهربائية عبر تشغيل مولدات الكهرباء.

تتطلب مزارع الرياح استثمارات عالية، وتتأثر قدرة توليد الطاقة بسرعة الرياح التي لا تكون موحدة في كل مرة. ورغم أن ذلك قد يبدو حلاً مثاليًا للكثيرين، فإن حقيقة مزارع الرياح تكشف عن تأثير بيئي غير متوقع، مما قد لا يجعلها خيارًا مثاليًا.

الطاقة الحرارية الجوفية

الطاقة الحرارية الأرضية هي الطاقة التي تنتج تحت سطح الأرض. تعد هذه الطاقة نظيفة، مستدامة، وصديقة للبيئة. تتولد درجات حرارة عالية باستمرار داخل القشرة الأرضية بسبب تأخير انبعاث الجسيمات المشعة. تقوم الصخور الساخنة الموجودة تحت الأرض بتسخين المياه، وتتحول هذه المياه إلى بخار. يتم استخراج البخار لتشغيل التوربينات، وهذا يساعد على توليد الكهرباء.

يمكن استغلال الطاقة الحرارية الأرضية على نطاق صغير من خلال استخدامها في وحدة سكنية، أو على نطاق واسع من خلال تطبيقها في المجال الصناعي. كانت تستخدم هذه الطريقة في العصور القديمة للاستحمام وتدفئة المساحات. عادة ما تكون لمحطات الطاقة الحرارية الأرضية انبعاثات منخفضة إذا تم ضخ البخار والماء المستخدم مرة أخرى في الخزان. ومن أكبر عيوب الطاقة الحرارية الأرضية أنها لا يمكن إنتاجها إلا في مواقع محددة حول العالم.

طاقة الهيدروجين

يتوفر الهيدروجين مع الماء (H2O) وهو العنصر الأكثر شيوعا المتاح على الأرض، يحتوي الماء على ثلثي الهيدروجين ويمكن العثور عليه مع عناصر أخرى، حيث يمكن استخدامه كوقود لتوليد الكهرباء، يعتبر الهيدروجين مصدرا هائلا 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 الجو.

طاقة المد والجزر

تستخدم طاقة المد والجزر ارتفاع وانخفاض المد والجزر لتحويل الطاقة الحركية للمد والجزر الواردة والصادرة إلى طاقة كهربائية، وتعتبر توليد الكهرباء باستخدام طاقة المد والجزر منتشرا بشكل واسع في المناطق الساحلية. إن طاقة المد والجزر هي مصدر متجدد للطاقة وتولد كميات كبيرة من الكهرباء حتى في حالة انخفاض سرعة المد والجزر. عندما يرتفع مستوى المياه في المحيط بشكل متزايد، يتم توليد المد والجزر الذي يتحرك ذهابا وإيابا في المحيط. ولكي نستفيد من طاقة المد والجزر بشكل كاف، يجب أن يكون ارتفاع المد العالي لا يقل عن خمسة أمتار (حوالي 16 قدم) أعلى من المد الأدنى.

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 شبيهة بالسدود أو أجهزة مثبتة في قاع المحيط فوق سطح الماء أو تحته مباشرة، وتعتبر 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

الطاقة الكهرومائية

يجهل الكثيرون أن معظم المدن والبلدات حول العالم تعتمد على الطاقة الكهرومائية، وهذه الطاقة مستخدمة منذ القرن الماضي، حيث توفر السدود الكبيرة الطاقة اللازمة للمحطات الكهربائية في أماكن مختلفة، ويتم استخدام طاقة الماء لتحويل المولدات الكهربائية لإنتاج الكهرباء التي يتم استخدامها لاحقا، وهذا النوع من الطاقة ليس ملوثا ولا ينتج نفايات أو غازات سامة، وهو صديق للبيئة، وتواجه الطاقة الكهرومائية مشكلات حاليا بسبب تقادم السدود، فتحتاج معظمها إلى أعمال ترميم كبيرة للحفاظ عليها فعالة وآمنة، وهذا يتطلب تكاليف باهظة، وتنفذ امدادات المياه الصالحة للشرب في العالم، وهذا يؤدي إلى مشاكل حيث يمكن أن يضطر السكان للاعتماد على المياه التي توفر الطاقة أيضا.

طاقة الكتلة الحيوية

 يتم إنتاج الطاقة من الكتلة الحيوية باستخدام المواد العضوية، وهذه العملية شائعة الاستخدام في جميع أنحاء العالم. يقوم الكلوروفيل الموجود في النباتات بامتصاص طاقة الشمس من خلال تحويل ثاني أكسيد الكربون من الهواء والماء من الأرض إلى الكربوهيدرات في عملية التمثيل الضوئي. عند حرق النباتات، يتم إعادة إطلاق الماء وثاني أكسيد الكربون إلى الغلاف الجوي. تشمل الكتلة الحيوية بشكل عام المحاصيل والنباتات والأشجار ومخلفات الحدائق ورقائق الخشب ومخلفات الحيوانات. يتم استخدام طاقة الكتلة الحيوية في التدفئة والطهي في المنازل وكوقود في الصناعة.

مصادر الطاقة غير المتجددة

الطاقة النووية

على الرغم من أن النقاش حول مدى أمان الطاقة النووية وفاعليتها في استخدام الطاقة لا يزال مستمرا، وعند مراعاة النفايات التي تنتجها، فإن الحقيقة تكمن في أنها لا تزال مصدرا رئيسيا للطاقة المتجددة المتاحة في العالم. يتم توليد الطاقة من خلال رد فعل نووي محدد، ومن ثم يتم جمعها واستخدامها لتشغيل المولدات الكهربائية. على الرغم من أن معظم الدول تمتلك محطات طاقة نووية، إلا أن هناك قيودا على استخدامها أو بنائها، حيث يعمل العلماء على حل مشكلات السلامة والتخلص من النفايات .

يتم إنتاج الطاقة النووية من اليورانيوم، وهو مصدر طاقة غير متجدد يتم تقسيم ذراته عبر عملية الانشطار النووي لتوليد الحرارة وفي النهاية الكهرباء. يعتقد العلماء أن اليورانيوم نشأ منذ مليارات السنين عند تشكل النجوم. يتواجد اليورانيوم في قشرة الأرض بشكل واسع، ولكن استخراجه ومعالجته ليصبح وقودا لمحطات الطاقة النووية صعبا ومكلفا جدا. تستفيد الطاقة النووية من مفاعلات النيوترونات السريعة ليس فقط من خلال استخدام كمية الطاقة من اليورانيوم تصل إلى 60 ضعفا، ولكن أيضا من خلال استخدام الثوريوم كوقود بديل، وهو عنصر أكثر وفرة. في الوقت الحالي، يوجد حوالي 1.5 مليون طن من اليورانيوم المستنفد، الذي يعتبر بقليل نفايات، كمصدر للوقود

الوقود الأحفوري

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.

تتضمن قضية الوقود الأحفوري جانبين، الحصول على الوقود الأحفوري وتحويله للاستخدام، وهذا يتطلب تدميرًا كبيرًا وتلويثًا للبيئة، بالإضافة إلى أن احتياطيات الوقود الأحفوري محدودة، ومن المتوقع أن تستمر لمدة 100 عام فقط بالنظر إلى المعدل الأساسي للاستهلاك.