القائمة الرئيسية

الصفحات

جديدنا[LastPost]

تقرير شامل عن الطاقة المتجددة | مصادر الطاقة المتجددة

تقرير شامل عن الطاقة المتجددة Renewable Energy



أصبحت الطاقة المتجددة أو فيما تسمي بالطاقة البديلة هي الشغل الشاغل للعالم أجمع في الآونة الأخيرة خصوصا مع النضوب المستمر في مصادر الطاقة الغير متجددة والتقليدية كالوقود الأحفوري ومنه الفحم والبترول. 

ونتيجة للملوثات الكبيرة التي تنتج من مصادر الطاقة التقليدية مثل الانبعاثات والغازات السامه وحتي التسريبات التي تحدث من النفط في مياه البحار والتي تؤثر علي صحة الانسان والحيوان وحتي النبات، وتؤدي إلي ارتفاع نسبه الاحتباس الحراري.

لهذا سنقدم في هذا التقرير شرح الطاقة المتجددة ومصادر الطاقة المتجددة المختلفة بشكل مفصّل يغطي جميع أجزاء هذا الموضوع.


الطاقة المتجددة
الطاقة المتجددة


تعريف الطاقة المتجددة Renewable Energy

 قبل الدخول في صلب الموضوع لابد أن نعرف ما هي الطاقة المتجددة، و الطاقة المتجددة هي الطاقة التي لا تفني ولا تنضب ابدا من الطبيعة وذلك لأن مصدرها متوفر في باستمرار وبدون مقابل مادي.

فعلي سبيل المثال يمكننا توليد الطاقة الكهربية من عدة مصادر منها ضوء الشمس، فهل ستأتي فتره زمنيه لا تشرق فيه الشمس وتحيا البشرية بعده؟؛ بالطبع لا، فوجود البشرية مرتبط بوجود الشمس، اذا فالطاقة الشمسية والطاقة المتجددة موجوده مادام هناك حياة علي سطح الأرض وهذا دفع العالم الي الاتجاه والاستثمار في مجال توليد الطاقة من خلال المصادر المتجددة

والطاقة الشمسية مثلها مثل طاقة الرياح؛ فالرياح موجوده بشكل مستمر لأن العامل الأساسي في تكوين الرياح هو حرارة الشمس، ولكن كيف هذا؟، كيف أن تكوين الرياح في الأساس هو نتيجة للشمس والطاقة الشمسية؟

حيث أنه نتيجة لحرارة الشمس يتم تسخين درجة حرارة الأرض فيتولد هواء بارد وساخن علي السطح فيرتفع الهواء الساخن لأعلي بسبب انخفاض كثافته  ويهبط البارد لأسفل لأن كثافته أصبحت أعلي، وتحدث هذه العملية بشكل مستمر ومع التدرجات والإنبعاجات الموجودة في سطح الأرض تحدث الرياح، لذا فالرياح أيضا موجوده بشكل مستمر مثل الكثير من مصادر الطاقة المتجددة التي سنوضحها بالتفصيل

مصادر الطاقة المتجددة Sources Of Renewable Energy

وكشفت جائحة فيروس كورونا عن تزايد الطلب علي مصادر الطاقة المتجددة، فكشفت الهيئة الدولية للطاقة توقعات بأن تصبح الطاقة المتجددة المصدر الوحيد لإنتاج الطاقة بحلول عام 2025.

وتتعد مصادر الطاقة المتجددة في عالمنا ويتم التعرف كل يوم علي مصادر جديدة، ولكن هيا لنوضح أهم تلك المصادر والأكثر شيوعا في الحصول علي الطاقة المتجددة "sources of renewable energy"

طاقة الرياح wind energy

طاقه الرياح
طاقة الرياح wind energy

تعد الرياح wind واحدة من أهم مصادر الطاقة عموما و مصادر الطاقة المتجددة خصوصا في العصر الحالي، فهي تستخدم في توليد الطاقة الكهربية علي نطاق واسع الان، حيث تبني العديد من محطات الرياح التي تستفيد من حركتها في دوران ريش التوربينات الهوائية ومن ثم توليد الطاقة الكهربائية. 

وتضاهي كفاءة محطات الطاقة المتجددة الحديثة التي تعمل بالرياح الان كفاءة المحطات التقليدية في توليد الكهرباء بالإضافة لأنها مصدر طاقة نظيف وغير ملوث للبيئة ولا تتطلب تكاليف كبيره للوقود، وتكمن التكاليف الوحيدة في الصيانة الدورية لها فقط كما أننا نستخدم طاقة الرياح تلك في تحريك السفن والمراكب الشراعية في الأنهار.

ويتم بناء محطات توليد الطاقة المتجددة التي تعمل بالرياح في الأماكن التي تتميز بنشاط الرياح خلال العام كاملا، ويتم دراسة نشاط الرياح في هذه الأماكن لفترة زمنية كبيرة من خلال المختصين والمهندسين لتحديد مدي فاعلية بناء محطة التوليد من عدمه.

ويكثر بناء تلك المحطات في المناطق الساحلية سواء كانت علي شواطئ البحار والمحيطات ويسمي On shore  أو في داخل البحار ويسمي Off shore

    طاقة الماء او الطاقة الكهرومائية Hydropower

    الطاقة الكهرومائية

    الطاقة الكهرومائية


    الطاقة المائية هي أيضا احدي صور و مصادر الطاقة المتجددة حيث يمكن الاستفادة منها من خلال تدفق مياه الأنهار والشلالات في توليد الطاقة الكهربائية، حيث تستخدم الطاقة الحركية للمياه المتدفقة في تحريك التوربينات المائية والتي بدورها تكون متصلة بمولد كهربي يقوم بتحويل الطاقة الحركية الي طاقة كهربية. 

    ومثال علي تلك المحطات الكهرومائية محطة السد العالي في أسوان "مصر" التي يبلغ إجمالي قدرتها الإنتاجية حوالي 2100 ميجا وات. وتعتبر هي المحطة الرئيسية المسئولة عن توليد الكهرباء في مصر بجانب محطات نجع حمادي ويصل إجمالي قدرتها الي 64 ميجا وات ومحطة اسنا وقدرتها 85 ميجا وات ومحطة أسيوط الجديدة وتنتج حوالي 32 ميجا وات.

    وتستخدم تلك التوربينات في أسافل الشلالات ومنحدرات المياه، سواء كانت منحدرات طبيعية كالشلالات المنتشرة بصورة كبيرة في أفريقيا، أو منحدرات صناعية يتم بناؤها للاستفادة من تلك الطاقة الهائلة الموجودة في المياه.
     
    ونظرا للقدرة العالية المنتجة من الطاقة المائية يتم عمل خنادق بطول كبير وبميل متدرج ويتم وضع توربينه مائية في نهاية هذا الخندق في اسفل نقطة عنده ويكون هناك تغذيه دائمه بالماء عند اول الخندق بحيث عند وصول الماء الي التوربينة تكون قد اكتسبت طاقة حركية كبيرة تكفي لإدارة ريش التوربينة.

    الطاقة الشمسية solar energy أو الطاقة الكهروضوئية

    الطاقة الشمسيه
    الطاقة الشمسية solar energy

    تعد الطاقة الشمسية solar energy من افضل وأقوي مصادر الطاقة المتجددة حيث تستخدم في توليد الطاقة الكهربية عن طريق الخلايا الشمسية ذات الكفاءة العالية في انتاج الكهرباء.

    كما تستخدم في عمليات التدفئة وتسخين المياه وغيرها من العمليات الصناعية المتعددة، وتستخدم تلك الطريقة في العديد من المناطق بصورة اساسيه وكمورد أو مصدر أساسي للطاقة الكهربية.

    نظرا لشهرة الطاقة الشمسية من بين مصادر الطاقة المتجددة كلها فكان من الأولي أن تأخذ مساحة أكبر من الشرح كي يتم توضيح كيفية توليد الطاقة من خلال الواح الطاقة الشمسية وأنواع الالواح المختلفة وكيفية عمل تلك المحطات بشكل من التفصيل، وهذا ما ستجدونه بالتفصيل من خلال هذا الرابط " أضغط هنا "

    طاقة المد والجزر Tidal energy

    طاقة المد والجزر
    طاقة المد والجزر tidal power 

    يمكن اعتبار الطاقة المنتجة من ظاهرتي المد والجزر من أنواع  الطاقة المتجددة  بشكل عام والطاقة الكهرومائية بشكل خاص، وبسبب تأثير الجاذبية بين القمر والشمس تحدث ظاهرة المد والجزر، فيرتفع منسوب المياه في البحار في فترة معينة فيتم تخزينها في السدود الي حين حدوث الجزر، وعند انخفاض منسوب المياه تكون المياه المخزنة ذات طاقة كبيرة تمكنها من ادارة ريش التوربينات لتوليد الطاقة الكهربية.

    وتعد هذه الطريقة أحد مصادر الطاقة المتجددة المنتشرة في كثير من بلدان العالم منها كوريا الجنوبية والتي تحتوي علي أكبر محطة توليد طاقة تعمل من خلال المد والجذر علي الساحل الغربي لها، والتي منذ بنائها عام 2011 وتحتل المركز الأول علي مستوي العالم بعدما أطاحت بمحطة الطاقة الأشهر الموجودة في فرنسا.

    فبعدما كانت كوريا الجنوبية من أكبر مستهلكي النفط في العالم أصبحت من الدول الأكثر نظافة للبيئة بعد بناء هذه المحطة والتوسع أيضا في استخدام الطاقة المتجددة و البدلية للوقود الأحفوري. وتعد المملكة المتحدة من أكبر المناطق التي تحتوي علي محطات طاقة بديلة عن طريق المد والجذر.

    ولا نري هذا الأمر منتشر بشكل كبير في دول الشرق الأوسط والدول العربية مثل مصر والسعودية والإمارات وغيرها، وذلك بسبب الاهتمام بمصادر الطاقة الاخري كالشمس والرياح.

    الطاقة الحيوية Bio-energy

    الطاقة الحيوية أحد مصادر الطاقة المتجددة ولكنها ليست الأشهر، وهي عملية تحويل الوقود الصلب الناتج من نفايات بعض النباتات عن طريق حرقه مثل نفايات القصب إلي طاقة كهربية، وعلي الرغم من حرق المواد العضوية لإنتاج الطاقة ولكنه ليس كحرق الخشب علي الاطلاق من ناحيه الملوثات الناتجة.
    لذا فيمكن الاستفادة من النفايات الزراعية والصناعية العضوية في حرقها والحصول علي طاقة كهربيه بتكلفه اقل وبصوره نظيفة اكبر للبيئة من الطرق التقليدية.

    الطاقة الناتجة من حراره الأرض Geothermal energy

    الطاقه الناتجه من حراره الأرض Geothermal energy

    الطاقة الناتجة من حراره الأرض Geothermal energy


    حيث يمكن الاستفادة من الطاقة الحرارية الكامنة داخل الأرض نتيجة الصخور الجيولوجية المتكونة والمتحولة منذ الاف السنين في الحصول علي مصدر للطاقة المتجددة للحصول منه علي الطاقة الكهربية لإنارة المنازل وغيرها من الأماكن الاستهلاكية المختلفة، ولكن هذا يتطلب أعماق كبيرة تصل إلي خمس كيلومترات تحت سطح الأرض كي نصل إلي الطبقة المقصودة من الأرض والتي تحتوي علي كل هذه الطاقة الحرارية.

    ومع تعدد مصادر الطاقة المتجددة وزحف العالم نحو الطاقة البديلة بأنواعها المختلفة فإن هذا النوع يعتبر من اقل المصادر وجودا بسبب تكلفة البناء الكبيرة للمحطات وكذلك كفاءتها المنخفضة. 

    الطاقة الهيدروجينية Hydrogen Energy

    حيث ان الهيدروجين والذي يطلق عليه وقود المستقبل موجود في الطبيعة بصوره مركبه مع بعض العناصر ولكن عند فصله بإحدي الطرق الكيميائية والحصول عليه بشكل نقي فان له العديد من الاستخدامات الهائلة. 

    فيمكن استخدام الهيدروجين كوقود لتسيير وسائل النقل المختلفة، ويستخدم كوقود لتوليد الطاقة الحرارية بصوره مباشره باحتراقه في المراجل في محطات الطاقة .

    ويتم استخدامه في انتاج الصواريخ حيث يستخدم كوقود دفعي للصواريخ نطرا للطاقة الحرارية الكبيرة الناتجة من احتراقه، وأيضا كوقود في المحطات النووية. وفي عام 2015 تم انتاج اول سيارة ركاب تعمل بالهيدروجين في اليابان وهي موجوده حتي الان.

    الطاقة النووية Nuclear Energy

    حتي وقتنا هذا لم يتم الاعتراف بأن الطاقة النووية أحد مصادر الطاقة المتجددة، وذلك لأن الوقود المستخدم في انتاج الطاقة في تلك المحطات هو اليورانيوم الذي يعتبر أحد أنواع الوقود الغير متجدد مثله مثل النفط تماما.


    ولكن أغلب دول العالم اتفقت علي اعتبارة من مصادر الطاقة التقليدية باستثناء حرارة التحلل النووية الطبيعية المتولدة في باطن الأرض، وهي ال geothermal energy التي تم توضيحها سابقا.

     فوائد ومميزات الطاقة المتجددة advantages of renewable energy

    تعد من اهم النتائج المترتبة علي استخدام الطاقة المتجددة علي نطاق واسع هو الحصول علي بيئة نظيفة خالية من الانبعاثات الكربونية والغازات الدفيئة التي تهدد حياه الكائن الحي علي سطح الأرض.

    بجانب ان استخدام مصادر الطاقة المتجددة المتنوعة في انتاج الطاقة الكهربية سيساعد علي تقليل قيمه فواتير الكهرباء وخفض أسعارها في الأماكن المستخدمة للطاقة المتجددة، وبالتالي اصبح هناك توفير في النقد لكل فرد ويرتفع مستوي المعيشة نوعا ما.

    كما أن بناء محطات توليد الطاقة المتجددة سيوفر فرص عمل كبيرة لأهالي المناطق النائية، فمثلا يكثر بناء وحدات الطاقة الشمسية في الأماكن الصحراوية كصعيد مصر والذي يعاني من نقص فرص العمل، فبمجرد بناء تلك المحطات سيتيح فرص عمل كثيرة ويقلل من معدلات البطالة والهجرة من تلك المناطق.

    كما ان التوسع في بناء محطات الطاقة المتجددة سيدفع البعض إلي انشاء محطات صغيره لمنزله فقط بطريقة سهله وبسيطة لتوفر عليه نفقاته علي الكهرباء.

    حيث شجعت الحكومة البريطانية علي هذا الأمر، فوضحت انه من يقوم بإنتاج الكهرباء الخاصة به والاكتفاء بها سيتقاضي اجرا عليها وان كان ينتج ما يحتاجه فقط فيكفي أنه وفر علي الحكومة عبئ إمداده بالكهرباء. 

    وان كان يفيض ما ينتجه عن احتياجاته فانه يؤجر عن هذه الكمية الفائضة أيضا سواء عن طريق بيعها للحكومة أو لشخص آخر، وهذا ما دفع الناس في بريطانيا لبناء تلك الوحدات التي نراها منتشرة فوق أسطح المنازل هناك بشكل كبير.
     
    ويمكن الاستفادة من الطاقة المتجددة في نواحي اخري غير انتاج الكهرباء حيث تستخدم في تسخين المياه عن طريق المرايا والمجمعات لاشعة الشمس دون الاحتياج الي الغاز الطبيعي لتسخين المياه.

    كما تستخدم الطاقة الشمسية في المجال الزراعي في تجفيف المنتجات الزراعية من خلال توجيه اشعه الشمس بصوره مباشره عليها.

    وتستخدم في المجال الصناعي في تقطير وتحليه المياه للشرب، وإضاءة الممرات الملاحية واناره المدن البعيدة عن محطات التوليد الرئيسية بتركيب خلايا شمسية علي أعمده الانارة لتقوم بتجميع الاشعة نهارا وتوليد الكهرباء وتخزينها للانارة ليلا.

    توفّر مصادر الطاقة المتجددة في أي دولة يزيد من الاستثمارات و المشاريع الخارجية، سواء كانت شركات توليد طاقة تقوم ببناء تلك الوحدات والدخول في شراكة مع الدولة، أو حتي التوسع في بناء المصانع العملاقة التي تحتاج الي كميات طاقة كهربية كبيرة دون قلق، مما يرفع معدل النمو في تلك الدولة.

    عيوب الطاقة المتجددة disadvantages of renewable energy

    دعنا نتفق أن مميزات الطاقة المتجددة كافيه كي تزيل كل عيوبها البسيطة والتغاضي عنها ولكن لابد من توضيح بعض النقاط التي تعد سلبيه نوعا ما فيها ولكنها لا تزال الأفضل علي الاطلاق لحمايتها للبيئة والانسان الذي هو اغلي شئ علي وجه الارض.

    ولكي نشرع في انشاء محطه توليد كهرباء باستخدام أحد مصادر الطاقة المتجددة كالرياح مثلا او الطاقة الشمسية او اي صوره اخري من صوره الطاقة المتجددة، فان تكلفه بناء تلك الوحدات كبيره جدا وتحتاج لمبلغ كبير في وقت سريع لإنجاز بناء تلك المحطة ولكن بعد بناؤها ودخولها في عجله الإنتاج؛ فإنها لا تكلف أي شئ سوي بعض عمليات الصيانة الدورية بمرور الوقت. 

    وعند النظر في مده زمنيه مثلا في خلال العشر سنوات الاولي من دخول محطة جديدة في الإنتاج وحساب الطاقة الكهربية المنتجة مقارنه بالتكاليف الاولية نجد ان التكاليف عند تقسيمها علي المدة كلها تكاد تكون قليله جدا، لذا فالعيب الوحيد هو الاحتياج الي الميزانية الضخمة علي دفعه واحده فقط.

    وأيضا تتأثر الطاقة المتجددة بالتغييرات في الطقس حيث لا تعمل توربينات الرياح بكفاءة عالية في الأيام التي لا يوجد فيها رياح عالية، وكذلك في خلايا الطاقة الشمسية فان قدرتها الانتاجية تقل في الأيام ذات السطوع القليل للشمس خصوصا في أيام الشتاء.

    ولكن يمكن التغلب علي بعض تلك المشكلات من خلال بعض وضع استراتيجية حديثة ودراسات وأبحاث تجري علي المكان الذي ستبني فيه المحطة للتأكد من نشاط الرياح طوال العام او سطوع الشمس في معظم أيام السنه مثل المناطق الصحراوية.

    ومن عيوب الطاقة الشمسية أن محطاتها تبني في أماكن صحراوية متطرفة لأنها هي التي تمتاز بالسطوع الدائم للشمس، فينتج عن ذلك تكلفه كبيره في نقل الطاقة الكهربية من محطات الإنتاج الي أماكن الاستهلاك.

    التحديات المستقبلية التي تنتظر الطاقة المتجددة

    مع الارتفاع المستمر في اعداد السكان علي مستوي العالم يزداد الطلب علي الطاقة من اجل تشغيل المصانع والمنازل و مشاريع الاستثمار المتنوعة، لذا فالابتكار والتوسيع في إنشاء محطات من مصادر الطاقة المتجددة هو السبيل للحفاظ علي مستوي الطاقة المستدامة وحمايه كوكبنا من تغير المناخ.

    وتشكل انتاجيه مصادر الطاقة المتجددة من الكهرباء حوالي 26% من الكهرباء في العالم اليوم، ومن المتوقع زياده هذه النسبة الي 30% بحلول عام 2024 ثم الصعود بشكل سريع جدا إلي أن تصل الي مئة بالمئة طاقة نظيفة.

    وفي ظل هذا السعي المستمر، احتفلت المملكة المتحدة في في يوم الأربعاء 10 يونيو/حزيران لعام 2020 بمرور شهرين علي تشغيل الطاقة المتجددة والاعتماد عليها بصوره كامله، وهذا يعد انجاز كبير وخطوه مميزه في الطريق الصحيح. وفي المستقبل من المتوقع زياده مصادر الطاقة المتجددة مع زياده الطلب علي الطاقة يوم بعد يوم.

    فنري الان العديد من السيارات التي تعمل بالكهرباء مثلا والاستغناء عن البنزين مثل سيارات تسلا التي شرعت في غزو أوروبا خصوصا والعالم اجمع في المستقبل القريب، وتتميز تلك السيارات بأنها غير مكلفه لصاحبها من ناحيه الوقود بجانب أنها صديقه للبيئة بصوره كبيره.

    حتي الكهرباء التي نستخدمها لشحن بطاريات تلك السيارات أصبحت تولد من مصادر طبيعية و متجددة مثل توليد الطاقة الكهربية من الرياح وحركه المياه والطاقة الشمسية.....الخ. فنري أن السيارات الكهربية الحديثة و استخدام مصادر الطاقة المختلفة لتوليد الكهرباء وغيرها من الاجتهادات المستمرة حتي الان كلها تسري في صوب الاعتماد  علي الطاقة المتجددة بشكل كامل والاستغناء عن الطاقة التقليدية الا للضرورة القصوي.


    المصادر

    www.acciona.com, renewable energy

    Energywise,www.edfenergy.com,renewable-energy-renewableenergysources

    www.studentenergy,renewable-energy




    reaction:

    تعليقات

    4 تعليقات
    إرسال تعليق

    إرسال تعليق