الارشيف / تكنولوجيا

للطاقة المتجدّدة 5 أنواع.. فما هي؟

  • 1/6
  • 2/6
  • 3/6
  • 4/6
  • 5/6
  • 6/6

محمد الرخا - دبي - الثلاثاء 5 أبريل 2022 07:00 صباحاً - من أصل جميع الطاقات المتجددة التي تستغلها البشرية اليوم هناك مصدران رئيسيان فقط: الشمس والأرض. ومع ذلك، يحبذ المتخصصون تصنيف هذه الطاقات إلى خمسة أنواع رئيسية، لكل منها خصائصها الخاصة.

يُستخدَم مصطلح الطاقة المتجددة لتعيين الطاقات التي على المستوى البشري على الأقل لا تنضب، فضلا عن أنها متاحة بكميات كبيرة.

وبالتالي هناك خمسة أنواع رئيسية من الطاقة المتجددة: الطاقة الشمسية وطاقة الرياح والطاقة المائية والكتلة الحيوية والطاقة الحرارية الأرضية. وتتمثل صفتها المشتركة في عدم إنتاج انبعاثات ملوثة (أو قليلة جدًا) أثناء مرحلة التشغيل، وبالتالي فهي تساعد في مكافحة تأثير الاحتباس الحراري.

الطاقة الشمسية

الطاقة الشمسية هي الطاقة التي يمكن الحصول عليها من أشعة الشمس.

لا بد من التمييز بين الطاقة الشمسية الكهروضوئية وبين الطاقة الشمسية الحرارية.

تنطبق الطاقة الشمسية الكهروضوئية مع الكهرباء التي تُنتجها خلايا تسمى الخلايا الكهروضوئية (الفلتاضوية). تتلقى هذه الخلايا ضوء الشمس ويمكنها تحويل جزء منه إلى كهرباء. في الواقع يمكن استخدام الألواح الكهروضوئية للأغراض المنزلية وأيضًا لإنتاج الطاقة على نطاق واسع.

في نظام الطاقة الشمسية الحرارية أو الديناميكية الحرارية يتم استخدام الإشعاع الشمسي لتسخين سائل معيّن. الماء على سبيل المثال، كما في بعض سخانات المياه المنزلية. عندما يضاف إليها نظام تركيز – مجموعة مرايا – تستطيع الشمس عندئذ تسخين السائل حتى حوالي 1000 درجة مئوية، وعلى هذا النحو تصبح هذه التكنولوجيا قابلة للاستخدام، على سبيل المثال، لتوليد الكهرباء.

عيب الطاقة الشمسية أنها طاقة متقطعة. فلا يمكن – اليوم على الأقل – استغلالها إلا عندما تكون الشمس مشرقة.

طاقة الرياح

2022-04-7-5

أسلاف توربينات الرياح هي طواحين الهواء. تُنتج توربينات الرياح الطاقة – الكهرباء، على سبيل المثال، عند اقترانها بمُوَلّد خاص– انطلاقًا من الكتل الهوائية المتحركة. إنها تستثمر طاقة الرياح الحركية.

يمكن تركيب التوربينات الهوائية على الأرض الصلبة. تسمى في هذه الحالة توربينات الهواء البرية. فهذه من الناحية الفنية هي أبسط ما يمكن تخيله، حتى لو لاحقًا تقلصت المساحات المخصصة لها. أكثرها كفاءة هي توربينات الرياح المثبتة في البحر، والتي تسمى توربينات الهواء البحرية offshore wind turbines.

مثل الطاقة الشمسية تُعتبر طاقة الرياح طاقة متقطعة. تُنتج توربينات الرياح الطاقة فقط عندما تهب الرياح. من ناحية أخرى، على عكس الألواح الشمسية قد يكون من الصعب تركيب توربينات الرياح في حديقة منزلية. فالتكنولوجيا مخصّصة الآن فقط للمنشآت الكبيرة.

الطاقة المائية

2022-04-84

يشير مصطلح الطاقة الهيدروليكية (الطاقة المائية) إلى الطاقة التي يمكن الحصول عليها عن طريق تسخير المياه. فهي فئة من الطاقة أقل عرضة للظروف الجوية، ولكنها تظل مخصصة للإنتاج على نطاق واسع. ففي الطاقات الهيدروليكية نجد:

السدود التي تطلق كميات كبيرة من المياه على التوربينات من أجل توليد الكهرباء.

طاقة حركات المد والجزر التي تلعب على الطاقة الكامنة في المد والجزر، وهي طاقة مرتبطة بالاختلافات في مستويات المياه والتيارات التي تسببها حركات المد والجزر.
طاقة المد والجزر التي تستغل التيارات البحرية.

طاقة الأمواج التي تعتمد على الطاقة الحركية للأمواج وقوّة تموّجاتها.

الطاقة الحرارية التي يمكن استخلاصها – بطريقة حذرة لتجنب أي اضطراب على وجه الخصوص في تدفقات البحار الطبيعية – من اختلاف درجات الحرارة بين المياه العميقة والمياه السطحية.

الطاقة التناضحية (التبادلية) التي تنتج الكهرباء بفضل فرق الضغط الناتج عن اختلاف الملوحة بين مياه البحر والمياه العذبة.

طاقة الكتلة الحيوية

2022-04-10-3

يمكن أن تصبح الكتلة الحيوية biomass مصدرًا للحرارة أو الكهرباء أو الوقود. يمكن استعمال عدة تقنيات لاستخراج الطاقة منها: الاحتراق، التغويز (تحويل إلى غاز)، الانحلال الحراري pyrolysis، أو حتى المَيتنة (تحويل النفايات إلى غاز الميتان)، على سبيل المثال.

يمكن إنتاج طاقة الكتلة الحيوية محليًا. لكن يجب الحرص، في بعض الحالات، على أن لا تنافس السلسلة الغذائية.

تشمل طاقة الكتلة الحيوية:
المصدر العتيق ألا وهو الخشب. يمكن أن ينتج حرارة أو كهرباء أو وقودًا حيويًا (تحلل السليلوز المائي إلى جلوكوز ثم التخمير إلى إيثانول).

الوقود الحيوي، السائل أو الغازي، الناتج عن تحول النباتات مثل بذور اللفت أو البنجر (الجيل الأول)، أوالناتج عن المواد السلولوزية (الجيل الثاني) أو من الكائنات الحية الدقيقة مثل الطحالب الدقيقة (الجيل الثالث).

وتجدر الإشارة إلى أنه لا يمكن اعتبار الكتلة الحيوية مصدرًا للطاقة المتجددة إلا إذا كان تجديدها أكبر من استهلاكها.

الطاقة الحرارية الأرضية

2022-04-111-4

الطاقة الحرارية الجوفية طاقة متجددة مشتقة من استخراج الطاقة الموجودة في باطن الأرض. تنتُج هذه الحرارة أساسًا عن التحلل الإشعاعي للذرات الانشطارية الموجودة في الصخور. يمكن استخدامها للتدفئة، ولكن أيضًا لإنتاج الكهرباء. إنها إحدى الطاقات الوحيدة التي لا تخضع للظروف الجوية.

لكن في المقابل فهي تعتمد على العمق الذي يتم استخراجها منه. الطاقة الحرارية الأرضية العميقة – حوالي 2500 متر لـ 150 إلى 250 درجة مئوية – تتيح إنتاج الكهرباء. الطاقة الحرارية الأرضية المتوسطة – في رواسب المياه على وجه الخصوص عند درجة حرارة 30 إلى 150 درجة مئوية – تزود شبكات التدفئة الحضرية.

الطاقة الحرارية الأرضية المنخفضة للغاية – التي يتراوح عمقها بين 10 و 100 متر وأقل من 30 درجة مئوية – هي تلك التي تستخدمها المضخات الحرارية.

وتجدر الإشارة مع ذلك إلى أنه لكي تظل الطاقة الحرارية الأرضية مستدامة يجب ألا تتجاوز الوتيرةَ التي تُسحَب بها هذه الحرارة السرعةَ التي تنتقل بها هذه الحرارة في داخل الأرض.