الطاقة الشمسية
تُستمد الطاقة الشمسية (بالإنجليزية: Solar Energy) من الضوء والحرارة اللذين ينبعثان من الشمس، وقد استُخدمت منذ عصور عديدة لكن تطورت التقنيات التي تُستخدم من خلالها، وتُشكّل الطاقة الشمسية معظم الطاقة المتجددة المُستخدمة على وجه الأرض، وتُصنّف تقنياتها إلى طاقة شمسية نشطة كالألواح التي توضع أعلى المنازل، أو طاقة شمسية سلبية والتي تشمل عكس أشعة الشمس على المبنى.
استخدامات الطاقة الشمسية
بعد التقاط الأشعة الشمسية تُحوّل لعدة أشكال في ما يلي أهم استخداماتها:
- تزويد المنازل والمباني والشركات بالكهرباء، وذلك من خلال تركيب الألواح الشمسية على أسطح المنازل وتوليد الطاقة من خلالها.
- تزويد مدن كاملة بالكهرباء وذلك من خلال تأسيس مزارع الطاقة الشمسية، والتي تولد الكهرباء بكميات كبيرة تكفي لتشغيل مناطق شاسعة، ويتواجد في وقتنا الحاضر العديد من مزارع الطاقة الشمسية وتُعد مزرعة إيفانبا في صحراء موهافي في كاليفورنيا أكبر مزرعة طاقة شمسية في العالم.
- تسخين الماء بالطاقة الشمسية وذلك باستخدام ما يُعرف بالسخان الشمسي، حيث يمتص السخان حرارة الشمس وينقلها لخزان الماء.
- تدفئة المنازل بالطاقة الشمسية من خلال الأرضيات المُشعّة، بالإضافة لتدفئة الشركات من خلال تصميم المنزل الشمسي السلبي وتأسيس النوافذ ومواد البناء التي تمتص الأشعة.
- الإضاءة الشمسية والتي تنتشر على شكل مصابيح شمسية في الشوارع، وتتوافر الآن بتقنيات تسمح باستخدامها منزليًا.
- تزويد المركبات بالطاقة التي تكفيها للسير والتنقل من مكان لآخر، وهذا المشروع قيد الدراسة إلا أن أصحاب السيارات الكهربائية قد يستفيدون منها من خلال شحن بطارية السيارة من خلال ألواح الطاقة الشمسية.
طاقة الرياح
طاقة الرياح (بالإنجليزية: Wind energy) هي إحدى التقنيات التي تُستخدم في جميع أنحاء العالم، تمتاز بتكاليفها المنخفضة مما يعني أنها مُجدية، وتحديدًا في مناطق العالم التي تُعرف برياحها القوية، وتُستمد من الرياح من خلال توربينات تتحرك مع حركة الرياح وتولّد الطاقة ، وظهرت هذه التوربينات لأول مرة منذ قرن وذلك كمحاولة من المهندسين لاستغلال طاقة الرياح في توليد الكهرباء.
استخدامات طاقة الرياح
وفيما يلي أهم استخدامات طاقة الرياح:
- شحن البطاريات التي تعمل عن بُعد وذلك في مجال تشغيل الآلات، وتوفير الإضاءة والتدفئة للمباني التي لم يتم توصيلها بالشبكة مُباشرةً، وتُستخدم هذه البطاريات في الأوقات التي لا تتوافر فيها الرياح من خلال تخزين الطاقة.
- الاتصال مع شبكة التوربينات للحصول على مصدر طاقة ثابت، قد لا يُغطّي استهلاك المنزل كاملًا من الطاقة إلا أنه يوفر كمية مناسبة تُقلل من فاتورة الكهرباء.
- استخدامها في تشغيل العمليات الصناعية، فقديمًا كانت طواحين الهواء تُستخدم لطحن الحبوب وضخ المياه.
- تُستخدم في المزارع مثل: تشغيل جزازة العشب الكهربائية، ومحرك القارب الصغير.
- توفير الطاقة لشحن الهواتف المحمولة وأجهزة الكمبيوتر المحمولة.
الطاقة الكهرومائية
الطاقة الكهرومائية (بالإنجليزية: Hydroelectric Energy ) وهذا النوع من الطاقة الكهربائية التي تنتج من تحرك الماء مثل تدفق الشلالات، وتعد واحدة من أكثر مصادر الطاقة المتجددة استخدامًا، وتعد الصين أكثر دولة مُنتجة للطاقة الكهرومائية، وتحديدًا سد الخوانق الثلاثة في نهر اليانغتسي، ويبلغ طول هذا السد 2335م، ويحتوي على مولدات بأعداد كبيرة تُنتج ما يُقارب 22500 ميجا وات من الطاقة.
استخدامات الطاقة الكهرومائية
وفيما يلي أهم استخدامات الطاقة الكهرومائية:
- إنتاج الكهرباء وتوليدها وشحن البطاريات، كما استُخدمت تقنية التيار المباشر من الطاقة الكهرومائية لأول مرة لإضاءة مسارح ميشيغان ومتاجرها، ورُكّبت أول محطة مائية في كاليفورنيا عام 1893م.
- إنتاج الطاقة الرخيصة نوعًا ما، مما يجعلها مصدر منافس للطاقة من ناحية الثمن ونظيف، على عكس طاقة الوقود الأحفوري.
- تقليل فرصة حدوث الفيضانات وإدارة مخاطرها، وذلك من خلال عامل رئيسي ألا وهو معرفة توقيت تفريغ الأحواض بدقة.
- توفير المياه في قنوات الري والتي تحتاجها الأراضي الزراعية، وذلك من خلال التدفق.
طاقة الكتلة الحيوية
طاقة الكتلة الحيوية (بالإنجليزية: Biomass) هي طاقة متجددة تُستمد من المواد العضوية للنباتات والحيوانات، تُستخدم في الكثير من البلدان كوقود للطهي وللتدفئة، واتسعت استخدامها لعمليات النقل وتوليد الكهرباء، الأمر الذي يُقلل استهلاك الوقود الأحفوري الذي ينبعث منه ثاني أكسيد الكربون، ففي عام 2020م وفّرت الكتلة الحيوية نسبة 5% من إجمالي الطاقة في الولايات المتحدة الأمريكية.
استخدامات طاقة الكتلة الحيوية
فيما يلي أهم استخداماتها:
- إنتاج الوقود والذي يُستخدم في السيارات والطائرات، إذ يحتوي خزان البنزين على نسبة 98% من الإيثانول وهو وقود متجدد مصنوع من مواد نباتية.
- يُستخدم في صناعة منتجات العناية الشخصية مثل: كريمات البشرة، الشامبو، الماسكرا، والأسيتون المستخدم في مزيل طلاء الأظافر.
- استخدام أوميغا 3 المستخرج من زيوت الأسماك في صنع المكملات الغذائية، كما يتم تحويل اللجنين (المادة العضوية التي تمنح النباتات دعم هيكلي) إلى مواد كيميائية تُستخدم في منكهات الأطعمة المدخنة.
- تُستخدم في صنع المنظفات نظرًا لخصائصها الخافضة للتوتر السطحي والمُذيبة.
الطاقة الحرارية الأرضية
استُخدمت الطاقة الحرارية الأرضية (بالإنجليزية: geothermal energy) في إيطاليا عام 1904م لأول مرة، وهذه الطاقة تأتي من أسفل سطح الأرض وأسفل الصخور المنصهرة ، وللحصول عليها تُحفر آبار وخزانات جوفية للوصول للبخار والماء الساخن، ثم استخدامها في تشغيل التوربينات المتصلة بمولدات الكهرباء، ويُعد البخار الجاف من أقدم أشكال استخدامات تكنولوجيا الطاقة الحرارية الأرضية.
استخدامات الطاقة الحرارية الأرضية
في ما يلي أهم استخدامات الطاقة الحرارية الأرضية:
- الاستخدام المباشر في أنظمة التدفئة.
- يمد الماء المعدني الساخن المتواجد بالينابيع الناس بالكثير من الفوائد الصحية.
- توليد الكهرباء الحرارية، وتتطلب الطاقة الحرارية الأرضية درجات حرارة عالية لتوليدها.
الهيدروجين
طاقة الهيدروجين (بالإنجليزية: Hydrogen Energy) هي الطاقة الناتجة من استخدام الهيدروجين، وتمتاز بأنها ذات كفاءة عالية ومستدامة، ويُنصح بالاعتماد على مصادر الطاقة المتجددة المستدامة كجزء من الابتعاد عن استهلاك الطاقة غير المتجددة وتجنب أضرارها أو نفادها، ومن المتوقع أن توفر طاقة الهيدروجين طاقة كيميائية كبيرة مستقبلًا.
استخدامات الهيدروجين
فيما يلي أهم استخدامات طاقة الهيدروجين:
- تستخدم في مجال التصنيع في الولايات المتحدة الأمريكية، وذلك في عمليات تكرير البترول، معالجة المعادن، إنتاج الأسمدة، ومعالجة الأطعمة.
- تُستخدم في وقود الصواريخ وتشغيل الأنظمة الكهربائية في المركبات الفضائية.
- إنتاج الكهرباء من خلال الجمع بين ذرات الهيدروجين مع الأكسجين، وتفاعلهم عبر خلية كهروكيميائية، ينتج منها الكهرباء، والماء وكمية قليلة من الحرارة.
الخلاصة
ينجرف العالم اليوم نحو استخدام الموارد التي تتجدد ولا تنفد، وذلك لضمان بقاء الحياة على الأرض، فسكان الأرض يعتمدون على الكهرباء والماء والوقود كعناصر أساسية لإتمام الحياة اليومية، ولكن الموارد التي تؤخذ منها أوشكت على النفاد مما سبب ارتفاعًا في أسعار الكهرباء والماء، حتى الإجراءات الحكومية التي تحث الناس على ترشيد استهلاك هذه الموارد لا تكفي فالعالم يستهلك هذه الموارد بصورة هائلة ويحتاج لمصادر جديدة.
