ما هي الطاقة المتجددة ؟ | أنواع الطاقة البديلة ومصادرها

يمكن استشعار الطاقة في حياتنا، فيمكن الشعور بالطاقة الشمسية في ضوء الشمس الساطع والدفء الذي نشعر به عندما تسطع أشعة الشمس على بشرتنا، ويمكن الإحساس بطاقة الرياح وذلك عبر تحريك الرياح لأغصان الشجر وهز أوراقها، ويمكن الشعور بالطاقة الحرارية الأرضية عبر بِرك المياه الساخنة، وقد ابتكر الناس طرقاً مختلفة للحصول على الطاقة من هذه المصادر المتجددة .. سوف نعرفكم عليها في هذا الفيديو

أنواع الطاقة المُتجددة

الطاقة الشمسية

يمكن الحصول على الطاقة الشمسية بشكل نشط أو بشكل سلبي، تستخدم الطاقة الشمسية النشطة تقنية خاصة لالتقاط أشعة الشمس، وتحتاج نوعان أساسيان من المُعَدَّات هما الخلايا الكهروضوئية (الخلايا الشمسية) والمرايا التي تركز ضوء الشمس في مكان معين، وتستخدم هذه التقنيات الشمسية النشطة ضوء الشمس لتوليد الكهرباء والتي نستخدمها لتشغيل الأضواء وأنظمة التدفئة وأجهزة الحاسوب وأجهزة التلفزيون.

لا تحتاج الطاقة الشمسية السلبية أي مُعَدَّات، بل تحصل على الطاقة من الطريقة التي يتغير بها ضوء الشمس بشكل طبيعي طوال اليوم، على سبيل المثال عند بناء المنازل يتم وضع فتحات النوافذ باتجاه مسار الشمس، هذا يعني أن المنزل سيحصل على الحرارة الطبيعية من الشمس وسيستهلك طاقة أقل من مصادر أخرى لتدفئة المنزل.

طاقة الرياح

استخدم الإنسان منذ القِدَم طاقة الرياح، فقبل خمسة آلاف عام صنع المصريون القدماء قوارب تعمل بالرياح وفي عام 200 قبل الميلاد استخدم الإنسان طواحين الهواء لطحن الحبوب ولضخ المياه. وفي يومنا هذا يتم الحصول على طاقة الرياح باستخدام عنفات الرياح التي تشبه طاحونة الهواء، حيث تحتوي هذه العنفات على برج طويل جدًا به شفرتان أو ثلاث تشبه المِرْوَحَة تقوم الرياح بتدويرها، وبالتالي تقوم الشفرات بتشغيل المولد (الموجود داخل البرج) مما ينتج عنه الكهرباء.

تُعرف مجموعة عنفات الرياح باسم مزارع الرياح حيث يمكن العثور على مزارع الرياح بالقرب من الأراضي الزراعية في الممرات الجبلية الضيقة وفي المحيطات حيث توجد رياح أقوى وأكثر ثباتًا، تسمى توربينات الرياح الموجودة في المحيطات بمزارع الرياح البحرية، حيث توفر مزارع الرياح هذه الكهرباء للمنازل والمدارس والمباني الأخرى المجاورة.

الطاقة الحرارية الأرضية

يقع لب الأرض عميقًا تحت سطح الأرض كما أن مركز الأرض شديد الحرارة حيث تزيد درجة حرارته عن 6000 درجة مئوية، وتتحرك الحرارة باستمرار نحو السطح.

يمكن رؤية بعض من حرارة الأرض عندما تطفو على سطح الأرض، حيث تقوم الطاقة الحرارية الجوفية بإذابة الصخور الجوفية وتصهرها وتتسرب للسطح على شكل حمم بركانية، كما تقوم الطاقة الحرارية الأرضية أيضًا بتسخين مصادر المياه الجوفية وخروجها للسطح، وتُدعى تيارات الماء هذه بالينابيع الحارة.

إن معظم حرارة الأرض تبقى تحت الأرض وتشق طريقها للسطح ببطء شديد، لكن يمكن الوصول إلى الحرارة الجوفية بطرق مختلفة، إحدى هذه الطرق هي استخدام (المضخات الحرارية الجوفية) حيث يتم مَدّ أنابيب مياه إلى المبنى المراد تدفئته من طبقة عميقة تحت الأرض ويحصل تسخين المياه بسبب الطاقة الحرارية الأرضية الموجودة تحت الأرض ويمتد الدفء للمبنى، ويتم استخدام المضخات الحرارية الأرضية لتدفئة المنازل والأرصفة وحتى مواقف السيارات.

هناك طريقة أخرى لاستخدام الطاقة الحرارية الأرضية وهي البخار، حيث يوجد في بعض مناطق العالم بخار تحت الأرض ويرتفع بشكل طبيعي إلى السطح ويتم نقل البخار مباشرة إلى محطة توليد الكهرباء لكن في أجزاء أخرى من العالم تكون الأرض جافة لذا يتم حقن الماء تحت الأرض لتوليد البخار.

طاقة الكتلة الحيوية

الكتلة الحيوية هي أي مادة تنتجها النباتات أو الكائنات الحية الدقيقة، حيث تحصل النباتات على الطاقة من الشمس من خلال عملية البناء الضوئي، ويتم تخزين هذه الطاقة في النباتات حتى بعد موتها، وتُعدُّ الأشجار والفروع وبقايا اللحاء والورق المعاد تدويره مصادر شائعة لطاقة الكتلة الحيوية، كما يمكن أيضًا استخدام السَّماد الطبيعي والقمامة والمحاصيل مثل الذرة وفول الصويا وقصب السكر كمواد وسيطة للكتلة الحيوية.

يتم الحصول على طاقة الكتلة الحيوية عن طريق حرقها، حيث يتم تجفيف الخشب والسماد والقمامة وضغطها في مربعات صغيرة جافة جدًا بحيث لا تمتص الماء ويتم تخزينها وحرقها لتوليد الحرارة أو توليد الكهرباء. كما يمكن أيضًا تحويل الكتلة الحيوية إلى وقود حيوي، فيتم خلط الوقود الحيوي مع وقود البنزين ويمكن استخدامه لتشغيل السيارات والشاحنات والنتيجة أن الوقود الحيوي المخلوط يطلق ملوثات أقل ضررًا من البنزين الخام.

الطاقة الكهرومائية

تتكون الطاقة الكهرومائية من المياه المتدفقة، وتقع معظم محطات الطاقة الكهرومائية على سدود كبيرة للتحكم في تدفق النهر. حيث تقوم السدود بحسر مياه النهر وتشكل بحيرة أو خزانًا اصطناعيًا ويتم دفع كَمّيَّة محددة من المياه عبر الأنفاق في السد وعندما تتدفق المياه عبر الأنفاق فإنها تدير عنفات ضخمة تولد الكهرباء.

مصادر أخرى للطاقة المتجددة

يعمل العلماء والمهندسون باستمرار لتسخير مصادر طاقة متجددة أخرى، وأهمها طاقة المَدّ والجزر وطاقة الأمواج ووقود الطحالب.

إن القوة الناتجة عن المَدّ والجزر في المحيطات تكفي لتوليد الكهرباء، حيث تعمل مشروعات الاستفادة من هذه الطاقة على استخدام حركة المَدّ والجزر لتدوير شفرات العنفات، وتَستخدم بعضُ المشروعات سدودًا صغيرة لملء الخزانات باستمرار عند ارتفاع المَدّ وإطلاق المياه ببطء وتدوير العنفات عند انخفاض المَدّ.

وتعتمد طاقة الأمواج على موجات المحيط أو البحيرات أو الأنهار، حيث يتم استخدام السدود والعنفات أيضًا بمشاريع طاقة الأمواج، وتطفو هذه مُعَدَّات التوليد مباشرة على الأمواج وتؤدي حركة الماء المستمرة عبر هذه القطع العائمة من المُعَدَّات إلى تشغيل العنفات وتوليد الكهرباء.

أما وقود الطحالب فهو نوع من طاقة الكتلة الحيوية التي تستخدم المواد الكيميائية الفريدة في الأعشاب البحرية لإنتاج وقود حيوي نظيف ومتجدد. ولا يحتاج وقود الطحالب إلى الكثير من الأراضي الزراعية التي تحتاجها المواد الأولية للوقود الحيوي.

الطاقة المُتجددة للمركبات

معظم المركبات تعمل بالوقود الأحفوري على شكل بنزين أو وقود الديزل. ويوجد وقود بديل آخر وهو الغاز المُسال (LPG) ولكنه في نهاية المطاف وقود أحفوري وبالتالي فهو غير متجدد. أيضًا، توجد أنواع أخرى من الوقود المتجدد مثل الإيثانول المصنوع من الحبوب مثل الذرة، ووقود الديزل الحيوي المصنوع من النباتات الزيتية. يُطلق على الإيثانول والديزل الحيوي اسم الوقود الحيوي لأنه وقود مصنوع من مواد نباتية أو حيوانية.

تعمل بعض المركبات الآن على البطاريات أو خلايا الوقود. تشبه خلايا الوقود البطاريات ولكنها تدوم لفترة أطول وتستخدم وقودًا مثل الهيدروجين لتوليد الكهرباء، كما تُستخدم خلايا الوقود أيضًا في المركبات الفضائية وفي بعض المباني.

مشكلات الطاقة المُتجددة

اعتمد الناس لمئات السنين في الصناعات على الوقود الأحفوري. يُعدُّ التحول إلى الطاقات البديلة أمراً مكلفاً ويتطلب تغييرات كبيرة في الأنظمة الموجودة حاليًا كتغيير الطرق التي تعمل بها السيارات والمحركات الكبيرة والمصانع .. لذا فالتحول إلى الطاقة المتجددة يتطلب تغييرات واسعة النطاق من قِبل الحكومات والشركات وتقديم الدعم والمساعدة في توفير الأموال للبدائل.

إضافة إلى ذلك، لا تزال بعض تقنيات الطاقة البديلة جديدة نسبياً وفي مراحلها الأولى وتحتاج إلى مزيد من البحث والتطوير، وقد تكون هذه المصادر حيوية لتوفير الطاقة مع استخدام الموارد الأخرى.