اقرأ في هذا المقال
ما هي مصادر الطاقة المتجددة؟
عندما نتحدث عن مصادر الطاقة المتجددة يجب أن نفهم أن جميع مصادر الطاقة مشتقة من الطبيعة، حيث يتم استخراج كل من الفحم والنفط من الطبيعة ويمكن استخدامهما بالطريقة التي يستخدمان بها لتوليد الطاقة.
ومع ذلك عادة ما يتم تكرير النفط الخام ومعالجته إلى بنزين ونفط ومنتجات أخرى قبل استخدامه، بالطريقة نفسها يجب تحويل الفحم إلى أشكال أخرى من الطاقة لاستخدامه بالكامل، وبهذا المعنى فإن المصادر المتجددة هي تلك المصادر التي يمكن استخدامها مرارًا وتكرارًا؛ لأنها متوفرة بكثرة ولن تتلاشى في أي وقت قريبًا، كما يمكن استخدام بعض هذه المصادر لتحويل طاقتها إلى كهرباء.
اعتبارًا من الآن فإن معدلات استهلاك الفحم والنفط الخام ستنضب قريبًا، ومنذ ذلك الحين سيزداد اعتمادنا على مصادر الطاقة المتجددة بشكل كبير، لهذا السبب يتدفق البحث العلمي في الوقت والجهد والموارد المالية لإنشاء بنية تحتية يمكنها الاستفادة بشكل كامل من مصادر الطاقة المتجددة، وهذا يعني وجود معدات يمكنها تحويل أي شكل من أشكال الطاقة؛ الطاقة الشمسية وطاقة الرياح والمياه وغيرها إلى وسائل قابلة للتطبيق من الكهرباء وإمدادات الطاقة.
ما هي أنواع مصادر الطاقة المتجددة؟
- الطاقة الشمسية: يعتبر ضوء الشمس من أوائل مصادر الطاقة المتجددة، هذا هو سبب ازدهار الحياة على كوكب الأرض وهو المصدر الوحيد المتجدد للطاقة، ينعكس حوالي 70٪ من ضوء الشمس إلى الفضاء ولدينا 30٪ فقط من ضوء الشمس لتلبية احتياجاتنا من الطاقة.
أصبحت الطاقة الشمسية عملية جدًا للاستخدام وتم إنشاء العديد من التطبيقات لها أولها السخانات الشمسية، سواء كان تسخين المياه من الدرجة الصناعية أو التسخين البسيط لطهي الطعام يمكن استخدام الطاقة الشمسية بسهولة تامة، مع تطوير الألواح الشمسية والخلايا الكهروضوئية يمكن أيضًا استخدامها لإنشاء وتخزين الطاقة حسب الحاجة.
أصبحت المنازل والسيارات والأجهزة التي تعمل بالطاقة الشمسية شائعة هذه الأيام وكذلك المزارع الشمسية التي توفر الكهرباء للمناطق غير الموجودة على الشبكة، يمكن أيضًا استخدام الطاقة الشمسية لتجفيف الملابس من قبل النباتات في عملية التمثيل الضوئي والبشر للحفاظ على دفء أجسامهم خلال مواسم الشتاء. - طاقة الرياح: تم استخدام طواحين الهواء من قبل الكثيرين لفترة طويلة، كان الاستخدام الأولي هو نقل الآلات التي من شأنها طحن القمح إلى دقيق، حيث تمكن العلماء من إنشاء طواحين هواء تدور بسرعات أعلى، أقيمت مزارع طواحين الهواء في المناطق التي تكون فيها السرعات عالية بما يكفي لإنتاج كميات قابلة للحياة من الطاقة.
يتم توصيل شفرات الطاحونة الهوائية بالتوربين الذي يحول الطاقة الحركية (طاقة الحركة) إلى كهرباء، تمكنت البلدان التي لديها وفرة من الأراضي الفارغة وسرعات الرياح العالية من استخدام مصادر الطاقة المتجددة هذه لسد الفجوة بين العرض والطلب من الوسائل التقليدية للطاقة.
يتم نصب معظم توربينات الرياح على ارتفاعات عالية، حيث أن سرعة الرياح أعلى منها على ارتفاعات منخفضة مما يساعد على توليد كمية كبيرة من الكهرباء، لا تسبب طاقة الرياح أي تلوث فهو متجدد بالكامل وبهذا يمكننا أن نقلل تحالفنا مع الدول الأجنبية لتوريد النفط والغاز. - الطاقة الكهرومائية: هناك كمية كبيرة من الطاقة الحركية مخزنة في الماء، حيث أنه متاح للاستخدام عندما تتدفق الأنهار والجداول نحو المحيطات وتصبح الإمكانات أكبر عندما تتحول إلى شلالات، أصبحت الطاقة الكهرومائية مصدرًا مشتركًا لإنتاج الكهرباء في القرن الحادي والعشرين.
تحتوي معظم السدود التي يتم بناؤها على بنية تحتية تسمح لها بالحصول على الطاقة من المياه، ثم يتم استخدام الطاقة الحركية لنقل المياه بواسطة محطات الطاقة الكهرومائية لإعطاء طاقة ميكانيكية للتوربينات التي بدورها تحولها إلى طاقة كهربائية من خلال المولدات.
يُنظر إليه أيضًا على أنه طريقة بسيطة وفعالة لتزويد المناطق بالطاقة التي لا يمكن الوصول إليها بسهولة بواسطة شبكة الطاقة العادية أو التي تواجه ببساطة نقصًا في الكهرباء كثيرًا، كونه مصدرًا نظيفًا ورخيصًا ومتجددًا للطاقة يتم إجراء الكثير من الأبحاث حول الاستخدام الفعال لموارد المياه المتوفرة لدينا على هذا الكوكب، أن الطاقة الكهرومائية متجددة وصديقة للبيئة ولا تنتج غازات سامة. - الطاقة الحرارية الجوفية: داخل الأرض هناك قدر كبير من الطاقة محاصر داخل الصهارة المنصهرة، كل هذه الحرارة تنقل نفسها إلى المخازن العميقة للمياه والهواء التي تتدفق عبر الأرض، من أجل إطلاق الحرارة وتنظيم درجة حرارة اللب يتم إطلاق الماء الساخن والهواء من خلال فتحات تُنظر إليها على أنها ثقوب في قشرة الأرض، تُستخدم فتحات الهواء الساخن والبخار لتوليد الطاقة التي تعد مصدرًا متجددًا آخر للطاقة.
من خلال تسخير الحرارة الطبيعية تحت سطح الأرض يمكن استخدام الطاقة الحرارية الأرضية لتدفئة المنازل مباشرة أو لتوليد الكهرباء، على الرغم من أنها تستخدم طاقة مباشرة تحت أقدامنا إلا أن الطاقة الحرارية الأرضية لها أهمية ضئيلة في بعض دول العالم. - طاقة الكتلة الحيوية: أخيرًا يُعد الوقود الحيوي والغاز الحيوي كمصدر متجدد للطاقة، حيث يتم الحصول عليها من النباتات والنفايات النباتية والمحاصيل ومقالب القمامة والنفايات البلدية والصناعية والأشجار والنفايات الزراعية مما يجعلها “بيولوجية” بطبيعتها، تم إنتاج الغاز الحيوي في ظروف طبيعية منذ آلاف السنين.
يمكن استخدامه للنقل وتوليد الطاقة وتدفئة المنازل، حيث أن طاقة الكتلة الحيوية لا تنتج أي غازات دفيئة وتساعد على تقليل مدافن النفايات وهي متجددة طالما النباتات والمحاصيل والنفايات موجودة، بالطريقة نفسها فإن الوقود الحيوي هو أساسًا الإيثانول الذي يتم تصنيعه عند تخمير السكر. - طاقة المحيطات: تتمتع طاقة المحيط بإمكانيات هائلة، حيث أن 70٪ من الأرض مغطاة بالمياه، المد والجزر التي تضرب شاطئ البحر لديها إمكانات هائلة فيها ويمكن استخدامها للتحويل إلى طاقة كهربائية، يمكن التقاط طاقة المحيط من خلال 3 طرق (أ) طاقة الأمواج، (ب) طاقة المد والجزر، (ج) OTEC (تحويل الطاقة الحرارية للمحيطات).
يتم التقاط طاقة الأمواج مباشرة من سطح الأمواج والتي ليست سوى اضطرابات منتظمة تنتج على سطح الماء، تلتقط طاقة المد والجزر الطاقة الحركية من المد والجزر الواردة والصادرة ويستخدم مولد طاقة المد والجزر تلك الطاقة الحركية ويحولها إلى طاقة كهربائية، تستخدم OTEC الحرارة المخزنة في مياه البحر للتحويل إلى كهرباء، كل من مصادر الطاقة هذه متجددة تمامًا ويمكن أن تقطع شوطًا طويلاً في تقليل اعتمادنا على المصادر غير المتجددة. - طاقة الهيدروجين: الهيدروجين هو العنصر الأكثر شيوعًا المتاح على الأرض؛ نظراً لكونه متوفر مع الماء، ويمكن أن يكون مصدرًا متجددًا هائلاً للطاقة لتشغيل السفن والصواريخ ومشاة البحرية والمركبات والمنازل والصناعات، يحتوي الماء (H2O) على ثلثي الهيدروجين ولكن عادة ما يوجد في تركيبة مع عناصر أخرى.
بمجرد فصله عن الماء يمكن استخدامه كوقود أو يمكن استخدامه لتوليد الكهرباء، طاقة الهيدروجين متجددة بالكامل وصديقة للبيئة ولا تترك أي انبعاثات سامة ويمكن إنتاجها عند الطلب، يتطلب استخراج الهيدروجين من العناصر الأخرى الكثير من الطاقة وبالتالي يثبت أنه مكلف بعض الشيء في الاستخراج.
مستقبل الطاقة المتجددة:
مع ارتفاع عدد سكان العالم يزداد الطلب على الطاقة من أجل تزويد منازلنا وأعمالنا ومجتمعاتنا بالطاقة، يعد الابتكار والتوسع في مصادر الطاقة المتجددة أمرًا أساسيًا للحفاظ على مستوى مستدام من الطاقة وحماية كوكبنا من تغير المناخ، تشكل مصادر الطاقة المتجددة 26٪ من الكهرباء في العالم اليوم ولكن وفقًا لوكالة الطاقة الدولية (IEA) من المتوقع أن تصل حصتها إلى 30٪ بحلول عام 2024.
في المستقبل من المتوقع أن يستمر عدد مصادر الطاقة المتجددة في الزيادة، حيث نرى زيادة في الطلب على الطاقة وهذا سيؤدي إلى خفض أسعار مصادر الطاقة المتجددة.
