بحث حول الطاقة

الطاقة

تُعرَّف الطاقة (بالإنجليزيّة: Energy) بأنها القدرة على القيام بعمل ما، وتوجد في أشكال عدّة ترتبط جميعها بالحركة، ويمكن أن تنتقل الطاقة من جسم إلى آخر ومن شكل إلى آخر، حيث تُصنّف بالاعتماد على الشكل الجديد الذي انتقلت إليه، ولا يُمكن توليدها، أو تدميرها، وهذا ما يُعرَف بقانون حفظ الطاقة، أو القانون الأول للديناميكا الحرارية، ويشار إلى أنه يمكن تحويل الطاقة من شكل إلى آخر باستخدام العديد من الطرق، فمثلاً يُمكن استخدام العديد من الأجهزة المختلفة كالمولدات، وخلايا الوقود، والبطاريات، والمحركات الحرارية لحرق الوقود في إنتاج الطاقة الكهربائية، أو الميكانيكية القابلة للاستخدام.^[١]

أشكال الطاقة

يمكن أن توجد الطاقة بالعديد من الأشكال، منها ما يأتي:^[٢]

• الطاقة الكهربائية: تعدّ الطاقة الكهربائية (بالإنجليزيّة: Electrical Energy) أكثر أشكال الطاقة استخداماً في العصر الحديث، وذلك بسبب سهولة انتقالها عبر مسافات كبيرة، ويُمكن تحويل هذه الطاقة بسهولة إلى حرارة، أو ضوء، أو إلى الطاقة الميكانيكية التي تنتج باستخدام المحرك الكهربائي، وقد شكل اختراع التوربين الذي ينتج الحركة الدورانية الضرورية لتحويل دوران مولد كبير سبباً في إمكانية إنتاج الطاقة الكهربائية على نطاق واسع.
• الطاقة النووية: تعرف الطاقة النووية (بالإنجليزيّة: Nuclear Energy) بأنها الطاقة الناتجة عن التغيرات في النوى الذرية، أو التفاعلات النووية،^[٣]وقد وفّر تطوير الطاقة النووية مصدراً جديداً للطاقة، إذ من الممكن الاستفادة من حرارة المفاعل النووي لإنتاج البخار الذي يُوجّه لتشغيل المولدات الكهربائية، أو مراوح السفن الكبيرة، أو الآلات الأخرى عن طريق استخدام التوربين، وقد شكل إنتاج الولايات المتحدة الأمريكية للكهرباء من المفاعلات النووية نسبة 23% في عام 1999م، وعلى الرغم من ذلك فقد تباطئ بناء هذه المفاعلات وتطبيقاتها فيها منذ ثمانينيات القرن العشرين بسبب القلق من مخاطر النفايات المشعة الناتجة، وإمكانية حصول انهيار نووي.^[٢]
• الطاقة الميكانيكية: تعرف الطاقة الميكانيكية (بالإنجليزيّة: Mechanical Energy) بأنها الطاقة الناتجة عن حركة، أو وضع الجسم، وهي مجموع الطاقة الحركية والطاقة الكامنة، فمثلاً تملك السيارة المتحركة طاقةً حركية، وإذا تمّ تحريكها إلى أعلى الجبل فإنها ستمتلك طاقةً حركية وطاقة كامنة.^[٣]
• الطاقة الكيميائية: تنشأ الطاقة الكيميائية نتيجة التفاعلات الكيميائية بين الذرات أو الجزيئات، ومن الأمثلة عليها البطاريات أو الخلايا الكهروكيميائية، وللطاقة الكيميائية العديد من الأنواع كالطاقة الكهروكيميائية.^[٣]
• الطاقة الحرارية: تُعرف الطاقة الحرارية (بالإنجليزيّة: Thermal Energy) بأنها الطاقة التي تعكس اختلاف الحرارة بين نظامين مختلفين،^[٣] وهي الطاقة المخزنة في حركة الجزيئات العشوائية في المواد، والتي يمكن أن تنتقل من مكان إلى آخر من خلال العديد من الطرق كالتوصيل، أو الحمل، أو الإشعاع.^[٤]

مصادر الطاقة

مصادر الطاقة غير المتجددة

تعرف مصادر الطاقة غير المتجددة (بالإنجليزيّة: Nonrenewable energy sources) بأنها المصادر غير القابلة للتكوين أو التجديد في مدة زمنية قليلة، وهي المصادر التي يكون استهلاكها أسرع بكثير من إنتاجها، وتُصنّف هذه المصادر إلى:[٥][٦]

• النفط: يعد النفط مصدراً غير شائع في محطات توليد الطاقة، ولكنه يستخدم بشكل واسع كوقود على مستوى العالم كاستخدامه في وسائل النقل المختلفة مثل الطائرات، والقوارب، والسيارات، والقطارات، كما أنه يستخدم في إنتاج البلاستيك.
• الفحم: يعد الفحم أحد أقدم، وأشمل أنواع الطاقة غير المتجددة المُستخدمة من قبل الإنسان، وهو مصدر رخيص نسبياً، والذي ينتج كميةً كبيرة من الطاقة مقارنةً بوزنه، وعلى الرغم من ذلك فإنه يعد أكثر أشكال الوقود الأحفوري التي تسبب التلوث.
• الغاز الطبيعي: يتكون الغاز الطبيعي بشكل أساسي من الميثان، ويستخدم في الطبخ، والتدفئة، وتوليد الكهرباء، ويعدّ أنظف أنواع الوقود الأحفوري، فهو لا يترك أي نفايات أو مخلفات بعد حرقه كالرماد، كما أنه ينتج ثاني أكسيد الكربون بنسبة 30% أقل من النفط، و 45% أقل من الفحم، ويتميز الغاز الطبيعي بسهولة نقله، وقلة تكلفته، فهو أرخص أنواع الوقود الأحفوري، ومع ذلك فله العديد من العيوب كقابليته الكبيرة للاشتعال، واحتياجه لعمليات معالجة أكثر مقارنةً بالفحم أو النفط.
• اليورانيوم: يعدّ اليورانيوم أحد مصادر الطاقة غير المتجددة، إذ يُستخلص خام اليورانيوم الصلب، ويتم تحويله إلى وقود يُستخدم في محطات الطاقة النووية.

مصادر الطاقة المتجددة

تُعرَّف مصادر الطاقة المتجددة (بالإنجليزيّة: renewable energy) بأنها المصادر التي تتجدد فيها الطاقة بشكل طبيعي، ومحدود، أي أنها لا تنضب تقريباً على مدار الأيام، ولكن كميتها التي تتوفر لكل وحدة زمنية تعدّ محدودة،^[٧] ومن مصادر الطاقة المتجددة ما يأتي:^[٥]

• الطاقة الشمسية: تعد الطاقة الشمسية أحد مصادر الطاقة المتجددة، والتي يتم امتصاصها، وتحويلها باستخدام الخلايا الشمسية إلى كهرباء تُخزَّن في بطاريات لاستخدامها فيما بعد، وتعد هذه الطاقة صديقةً للبيئة، إذ إن عملية تحويل الأشعة الشمسية إلى طاقة لا تعد ملوثةً للهواء، كما لا تشكل تلوثاً ضوضائياً.
• طاقة الرياح: تعرف الرياح بأنها حركة الهواء الناتجة عن ارتفاع الهواء الدافئ فوق الهواء الأكثر برودة، وتُستخدم طاقة الرياح في وقتنا الحالي لتوليد الطاقة الكهربائية عن طريق توربينات الرياح، أما في الماضي فقد تم استخدامها لقرون لإبحار السُفن، وفي طحن الحبوب عن طريق طواحين الهواء.
• الطاقة الكهرومائية: يعدّ الماء مورداً متجدداً، حيث يتم تغذيته باستمرار بفعل دورة الماء، ويشكل تدفق المياه في مجرى الأنهار قوةً كبيرة، مما يسمح باستخدامها لتشغيل عجلات الماء التي تتحكم في العمليات الميكانيكية، ليتم تحويل طاقة المياه المتدفقة إلى كهرباء عن طريق استخدام التوربينات، والمولدات كالموجودة في عدة سدود حوال العالم.
• طاقة الحرارة الجوفية: تشكل الحرارة الموجودة داخل الأرض مصدراً للطاقة المتجددة، حيث تنتج البخار، والماء الساخن لاستخدامهما في توليد الطاقة الكهربائية وإنتاج الكهرباء، بالإضافة إلى إمكانية توظيفهما في تطبيقات أخرى كتوليد الطاقة المفيدة في الصناعة، أو التدفئة المنزلية.

المراجع

1. ↑ "Energy", www.britannica.com,2018-10-15، Retrieved 2018-11-27. Edited.
2. ^ ^{أ ب} "Energy, Sources Of", www.encyclopedia.com, Retrieved 2018-11-27. Edited.
3. ^ ^{أ ب ت ث} Anne Helmenstine (2018-8-22), "Name 10 Types of Energy"، www.thoughtco.com, Retrieved 2018-11-27. Edited.
4. ↑ "Forms of Energy: Thermal, Radiant, Chemical, Electric & Nuclear Energy", www.study.com, Retrieved 2018-11-27. Edited.
5. ^ ^{أ ب} "Renewable and Non-renewable Resources", www.conserve-energy-future.com, Retrieved 2018-11-27. Edited.
6. ↑ "Nonrenewable energy sources", www.eia.gov, Retrieved 2018-11-27. Edited.
7. ↑ "What is renewable energy?", www.eia.gov, Retrieved 2018-11-27. Edited.