توليد الكهرباء
من الواضح أن طرق توليد الكهرباء التقليدية غير مستدامة، ويجب إيجاد طرق جديدة لتوليد الكهرباء، لا تنتج كمية كبيرة من الكربون؛ فالاحتياج إلى مصادر بديلة لتوليد الكهرباء ليس أمرًا جديدًا، مثل مزارع الرياح الضخمة، وأشعة موجية لتحويل قوة المياه.
طرق بسيطة لتوليد الكهرباء
الألواح الشمسية السكنية
كل شعاع يصدر من الشمس يهبط على سطح أي منزل؛ يمثل مصدرًا مجانيًا لتوليد الكهرباء، وكل ما تحتاجه هذه الطريقة هو لوحة شمسية؛ لالتقاط أشعة الشمس، ويجب تركيب الألواح الشمسية من قبل متخصصين، وهؤلاء الأشخاص يقييمون المنزل دون التزام؛ لتحديد أفضل مكان لتثبيت الألواح.
ويمكن أن يكون بعض الأشخاص قادرين على تثبيت الألواح الشمسية، والتي تجعل مظهر المنزل أكثر انسيابية، ويجب استعمال أو تخزين الطاقة التي تتولد من الألواح الشمسية فورًا، وعند استهلاك طاقة أكثر مما تولده الألواح الشمسية، فإن الطاقة الشمسية تعوض ببساطة الطاقة التي يحتاجها الشخص من الشبكة، ولكن في حال توليد أكثر مما يُستخدم.
ويمكن بيع هذه الطاقة الزائدة من جديد إلى مرفق الكهرباء؛ وهذا يتسبب بانخفاض الفواتير أكثر، كما يمكن شراء بطارية منزلية بإمكانها تخزين هذه الطاقة؛ لاستعمالها بعد حلول الظلام.
توربينات الرياح
ليس من الضروري استعمال توربينات هائلة كالتي تُستخدم في مزارع الرياح لتوليد الكهرباء؛ إذ يمكن لمروحة صغيرة أن تخفف من الفواتير، بشرط تثبيتها في منطقة تصلها الرياح بدرجة كافية، والتأكد من أمان التوربين، وكما هو الحال بالنسبة للألواح الشمسية يجب استخدامها، أو تفقدها عند توليد الطاقة من توربينات الرياح.
أنظمة الطاقة الشمسية وطاقة الرياح
في حال مرور أيام مشمسة، وليالي عاصفة، يمكن أن يكون النظام الهجين للطاقة الشمسية وطاقة الرياح مثاليًا، ويزيد هذا المزيج احتمالية توليد الكهرباء طوال الوقت؛ لذلك يمكن الانفصال عن الشبكة تمامًا من خلال إضافة بطارية منزلية.
أنظمة الطاقة الكهرومائية
في حال امتلاك تيار قيد التشغيل على الممتلكات، يمكن التمكن من تحويل تدفق المياه بواسطة توربين صغير، والسماح للتيار بتوليد كهرباء مجانية طوال اليوم، وفي الغالب يكون نظام الطاقة الكهرومائية الصغيرة أفضل من النظام الهجين؛ وذلك لأن تدفق المياه مستمر، وموثوق أكثر من الرياح والشمس.
سخانات المياه بالطاقة الشمسية
في حال كان نظام الألواح الشمسية الكامل خارج الميزانية؛ ولكن مع امتلاك عقارات مشمسة على السطح، فإن سخان المياه الشمسي هو طريقة أقل تكلفة للحصول على طاقة مجانية، ويمكن باستعمال سخانات المياه بالطاقة الشمسية تخزين الخزان نفسه على السطح بمثابة جزء من التركيب، وهذا يعطي مظهرًا أكبر، إلا أنه يتيح للشمس القيام بعمل تشغيل واحد من أكبر خزانات الطاقة.
مضخات الحرارة الجوفية
درجات الحرارة تحت الأرض مستقرة أكثر من الحرارة في المنازل، وخلال فصل الشتاء؛ يمكن باستعمال مضخة الحرارة الجوفية خروج بعض الحرارة المدفونة، ويُستخدم في هذه الأنظمة حلقة أنابيب مغلقة لضخ السوائل عبر قناة تحت الأرض إلى منزلك، وتعود إلى الأرض من جديد، وفي المنزل يستخدم المبادل الحراري الحرارة من الأنابيب؛ من أجل تدفئة المكان مع استخدام الحد الأدنى من الطاقة.
كيفية عمل الكهرباء
المبدأ الأساسي لعمل الكهرباء هو أن الإلكترونات التي توجد في الأسلاك النحاسية حرة في حركتها؛ إذ إن شحنة كل إلكترون الكهربائية سالبة، وحركته محكومة بقوى جذب بينه، وبين الشحنات الموجبة، وقوى التنافر بين الإلكترون، والشحنات التي تماثله؛ أي أن المجال الكهربائي المحيط بالجسيم المشحون يفرض قوة على الجسيمات المشحونة الأخرى، مما يسبب تحركها.
وتطبق القوة لتحريك جسيمين مشحونين منجذبين بعيدًا عن بعضهما، ويمكن أن تشارك أي جسيمات مشحونة في إنتاج الكهرباء، ومنها الإلكترونات، و البروتونات ، والنوى الذرية، والكاتيونات، والأنيونات، والبوزيترونات.
