إن البحث عن الطاقة ومصادر الطاقة في الفيزياء يعني القدرة على القيام بعمل، ويمكن أن توجد في أشكال محتملة: حركية، حرارية، كهربائية، كيميائية، نووية أو أشكال أخرى مختلفة، وإذا كان هناك حرارة وعمل، أي، بعد نقل الطاقة، يتم توزيع الطاقة دائمًا وفقًا لطبيعتها، بعد نقلها من جسم إلى آخر، وبالتالي يمكن أن تصبح الحرارة المنقولة طاقة حرارية، بينما يمكن أن يتجلى العمل المنجز في شكل طاقة ميكانيكية. .
مقدمة لمصادر الطاقة
هناك العديد من مصادر الطاقة الأولية في العالم التي يتم استخدامها لتوليد الطاقة، في حين أن هناك مصادر أخرى يتم اكتشافها باستمرار، لم يصل أي منها إلى المرحلة التي يمكن استخدامها لتوفير الطاقة اللازمة لدعم الحياة الحديثة، واليوم لدينا الكثير سنتعرف عليه حول أنواع مصادر الطاقة من حولنا. تستخدم هذه المصادر المختلفة للطاقة بشكل أساسي لتوليد الكهرباء.
شاهد أيضاً: أهم مصادر الطاقة المستخدمة في إنتاج الكهرباء في العالم
أهمية مصادر الطاقة
يعمل العالم على أساس سلسلة من التفاعلات الكهربائية، سواء كنت تتحدث عن السيارة التي تقودها أو الضوء الذي تقوم بتشغيله، وكل مصادر الطاقة هذه تضاف إلى مخزن للطاقة الكهربائية يتم إرسالها بعد ذلك إلى نقاط مختلفة. التركيبات عبر خطوط طاقة عالية.
ما هي مصادر الطاقة؟
1. الطاقة الشمسية
تجمع الطاقة الشمسية طاقة الشمس باستخدام ألواح التجميع لتهيئة الظروف التي يمكن تحويلها بعد ذلك إلى شكل من أشكال الطاقة غالبًا ما تستخدم الحقول الكبيرة من الألواح الشمسية في الصحراء لتجميع طاقة كافية لشحن المحطات الفرعية الصغيرة تستخدم العديد من المنازل أنظمة الطاقة الشمسية لتوفيرها حرارة. الماء والتبريد والكهرباء الإضافية.
تكمن مشكلة الطاقة الشمسية في أنه على الرغم من وجود كمية وفيرة من ضوء الشمس، إلا أن بعض المناطق الجغرافية في العالم لا تتلقى طاقة مباشرة كافية من الشمس لتتمكن من استخدام هذا المصدر.
2. طاقة الرياح
أصبحت طاقة الرياح أكثر شيوعًا، والابتكارات الجديدة التي تسمح لمزارع الرياح بالظهور تجعلها مشهدًا أكثر شيوعًا، باستخدام التوربينات الكبيرة لالتقاط طاقة الرياح المتاحة كإزاحة للطاقة، يمكن للتوربينات بعد ذلك تغذية مولد لإنتاج الكهرباء. بينما قد يبدو هذا كحل مثالي للكثيرين، حقيقة أن مزارع الرياح بدأت في الكشف عن تأثيرات بيئية غير متوقعة قد لا تجعلها خيارًا مثاليًا.
3. الطاقة الحرارية الجوفية
- الطاقة الحرارية الجوفية هي الطاقة المنتجة من باطن الأرض. إنه نظيف ومستدام وصديق للبيئة. تنتج درجات حرارة عالية باستمرار داخل القشرة الأرضية بسبب التحلل البطيء للجسيمات المشعة. تقوم الصخور الساخنة تحت الأرض بتسخين الماء مما ينتج البخار ثم يتم التقاط البخار مما يساعد على تشغيل التوربينات وتزويد التوربينات الدوارة بالطاقة إلى المولدات.
- يمكن استخدام الطاقة الحرارية الجوفية بواسطة وحدة سكنية أو من خلال تطبيقات صناعية واسعة النطاق، حيث يتم استخدامها للاستحمام في العصور القديمة، وأكبر عيب للطاقة الحرارية الأرضية هو أنه لا يمكن إنتاجها إلا في أماكن مختارة حول العالم.
- تقع أكبر مجموعة من محطات الطاقة الحرارية الأرضية في العالم في The Geysers، وهو حقل للطاقة الحرارية الأرضية في كاليفورنيا، الولايات المتحدة الأمريكية.
شاهد أيضاً: فوائد ترشيد استهلاك الطاقة وأهميتها في الحياة
4. طاقة الهيدروجين
يوجد الهيدروجين في الماء (H2O) وهو العنصر الأكثر شيوعًا على الأرض. الماء هو ثلثي الهيدروجين ويمكن العثور عليه مع العناصر الأخرى. بمجرد فصله، يمكن استخدامه كوقود لتوليد الكهرباء.
يعتبر الهيدروجين مصدرًا ضخمًا للطاقة ويمكن استخدامه كمصدر وقود لتشغيل السفن والسيارات والمنازل والصناعة والصواريخ. إنه متجدد بالكامل، ويمكن إنتاجه عند الطلب ولا يطلق 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.
الاستثمار الضخم والتوافر المحدود للمواقع هي عيوب طاقة المد والجزر. عندما يكون هناك ارتفاع في مستوى المياه في المحيط، يحدث المد والجزر. طاقة المد والجزر هي مصدر للطاقة المتجددة وتنتج طاقة كبيرة حتى عندما يكون المد والجزر منخفضًا.
6. طاقة الأمواج
تتولد طاقة الأمواج من الأمواج المتولدة في المحيطات. طاقة الأمواج متجددة وصديقة للبيئة ولا تضر بالجو. يمكن استخدامه في المناطق الساحلية للعديد من البلدان ويمكن أن يساعد البلاد على تقليل اعتمادها على الدول الأجنبية للحصول على الوقود.
يمكن أن يؤدي توليد طاقة الأمواج إلى إتلاف النظم البيئية البحرية ويمكن أن يسبب إزعاجًا للسفن الخاصة والتجارية، ويعتمد بشكل كبير على طول الموجة، ويمكن أن يكون أيضًا مصدرًا للتلوث البصري والصوتي.
7. الطاقة الكهرمائية
- ما لا يدركه معظم الناس هو أن معظم بلدات ومدن العالم تعتمد على الطاقة الكهرومائية، وفي القرن الماضي، في كل مرة ترى فيها سدًا كبيرًا، فإنها توفر الطاقة الكهرومائية لمحطة طاقة كهرومائية في مكان ما.
- تستخدم الطاقة المائية لتحويل المولدات الكهربائية لإنتاج الكهرباء التي يتم استخدامها بعد ذلك. ترتبط مشاكل الطاقة الكهرومائية الآن بتقادم السدود، والتي يتطلب الكثير منها أعمال إعادة تأهيل كبيرة لتظل تعمل وآمنة، بتكاليف باهظة. من المال.
- كما أدى استنفاد إمدادات المياه الصالحة للشرب في العالم إلى حدوث مشكلات، حيث قد تحتاج المدن في النهاية إلى استهلاك المياه التي تزودها أيضًا بالطاقة.
ما هي أشكال الطاقة؟
ترتبط جميع أشكال الطاقة بالحركة. على سبيل المثال، يمتلك جسم معين طاقة حركية إذا كان في حالة حركة. جهاز موتر، مثل القوس أو الزنبرك، لديه القدرة على خلق الحركة. يحتوي على الطاقة الكامنة بسبب تركيبته.
وبالمثل، فإن الطاقة النووية هي طاقة كامنة لأنها تنتج عن تكوين جسيمات دون ذرية في نواة الذرة. لا يمكن إنشاء أو تدمير الطاقة، ولكن يمكن تغييرها فقط من شكل إلى آخر. يُعرف هذا المبدأ بالحفاظ على الطاقة أو الحفاظ عليها. القانون الأول للديناميكا الحرارية.
أنواع أخرى من الطاقة
1. الطاقة الكيميائية
يتم تخزين الطاقة الكيميائية في الروابط بين الذرات والجزيئات. إنها الطاقة التي تجمع هذه الجسيمات معًا. توجد الطاقة الكيميائية المخزنة في الغذاء والكتلة الحيوية والنفط والغاز الطبيعي.
2. الطاقة النووية
يتم تخزين الطاقة النووية في نواة الذرة. يتم إطلاق هذه الطاقة أثناء الاندماج النووي (الاندماج) أو الانشطار (الانشطار). تقوم محطات الطاقة النووية بتقسيم نوى ذرات اليورانيوم لإنتاج الكهرباء.
3. الكهرباء
الطاقة الكهربائية هي حركة الإلكترونات (الجسيمات الدقيقة التي تتكون منها الذرات، جنبًا إلى جنب مع البروتونات والنيوترونات)، والإلكترونات التي تتحرك عبر السلك تسمى الكهرباء، والبرق مثال آخر للطاقة الكهربائية.
4. طاقة مشعة
الطاقة المشعة، والمعروفة أيضًا باسم الطاقة الضوئية أو الطاقة الكهرومغناطيسية، هي نوع من الطاقة الحركية التي تنتقل في موجات، وتشمل الأمثلة الطاقة من الشمس والأشعة السينية وموجات الراديو.
انظر أيضًا: بحث واستخدام الطاقة الكهرومغناطيسية
الخلاصة: البحث عن مصادر الطاقة
في نهاية رحلتنا عبر مصادر الطاقة، يمكن تصنيف أنواع الطاقة إلى فئتين رئيسيتين: الطاقة الحركية (طاقة الأجسام المتحركة) والطاقة الكامنة (الطاقة المخزنة)، وهما الشكلان الرئيسيان للطاقة ؛ ويشمل أنواعًا مختلفة من الطاقة مثل الطاقة الحرارية والطاقة المشعة والطاقة الكيميائية. الطاقة النووية، الطاقة الكهربائية، الطاقة الحركية، الطاقة الصوتية، الطاقة المرنة وطاقة الجاذبية.