الطاقة الكهربائية
الطاقة الكهربائية هي نوع من أنواع الطاقة المنتشرة في الطبيعة المحيطة بنا، ومن الممكن للإنسان أن يحصل عليها بواسطة ظاهرة الصواعق والاحتكاك، إلا أن ذلك ليس له أي قيمة اقتصادية، لذلك يلجأ الإنسان إلى توليد الطاقة الكهربائية بالاعتماد على عدة طرق كالكيميائية أو تحويل الطاقة الحركية إلى كهربائية.
تُعّد الطاقة الكهربائية من أكثر صور الطاقة أهمية، وتكمن هذه الأهمية في الاستخدام الواسع لها في مختلف مجالات الحياة حتى أصبحت عنصراً لا يمكن الاستغناء عنه، كالإنارة والتدفئة وتشغيل الأجهزة المنزلية.
إنتاج الطاقة الكهربائية
إنتاج الطاقة الكهربائية أو توليد الكهرباء هي عملية إنتاج الطاقة الكهربائية وتوليدها باشتقاقها من مصادر أخرى للطاقة الأولية، ويرجع تاريخ اكتشاف هذه العملية إلى مطلع الثلاثينيات من القرن التاسع عشر، حيث اكتشفها العالم البريطاني مايكل فارادي، وحافظ العَالَم على انتهاج هذا الابتكار لتوليد الطاقة حتى يومنا هذا.
يعتبر توليد الكهرباء أو إنتاج الطاقة المرحلة الأولية في خدمة إيصال الكهرباء إلى المستهلك، وتقع مسؤولية ذلك على عاتق المرافق الكهربائية غالباً، ثم يتبعها نقل وتوزيع الكهرباء وتخزينها لاستعادتها بالاعتماد على أساليب الاختزان المضخوخ عبر شركات صناعة الطاقة الكهربائية.
مراحل إنتاج الطاقة الكهربائية
تستهل عملية إنتاج الطاقة الكهربائية أولى مراحلها بالاعتماد على وجود مجال مغناطيسي له خطوط ومسارات واتجاهات متعددة تصل بين قطبيه الشمالي والجنوبي، ففي حال قطع هذه الخطوط للمسافة كاملة، تُنتج ظاهرة فيزيائية تنبثق عنها قوة تؤثر مباشرة على الشحنات الموجودة في قلب المادة الموصلة لتتعدى خطوط المجال، وتتخذ شكل التيار الكهربائي في تأثيرها على اتجاه سريان الشحنات.
يواصل التيار الكهربائي سريانه إثر القطع المتكرر لخطوط المجال، وبالاعتماد على ما تقدم تقسم عملية توليد الطاقة على القوة العاملة لتحفيزها على قطع خطوط المجال المغناطيسي، وخير مثال على ذلك هو الاعتماد على طاقة الرياح لتحويل الطاقة الحركية إلى طاقة كهربائية بتحريك خطوط المجال المغناطيسي الذي يقطع مسافات في ملف داخل خطوط المجال المغناطيسي ليواصل التيار الكهربائي سريانه.
طرق توليد الطاقة الكهربائية
- التوربينات: تتحرك التوربينات لتوليد الطاقة الكهربائية تحت تأثير مائع يلعب دور الوسيط الناقل للطاقة، ومن أكثر المصادر إمداداً للطاقة للتوربينات هو بخار الماء المغلي بالاعتماد على الانشطار النووي وحرق الوقود الأحفوري، ومصادر الطاقة المتجددة وغير المتجددة.
- المحركات الترددية: وهي مولدات صغيرة الحجم، تعتمد بشكل رئيسي على محركات ترددية تحرق الديزل أو الغاز الحيوي أو الطبيعي، إلا أن الشائع هو استخدام محركات الديزل.
- ألواح الخلايا الشمسية: أو الألواح الضوئية، تتمثل وظيفتها باستقطابها للأشعة الشمسية وتحويلها إلى كهرباء بشكل مباشر، ويعتبر مبدأ عملها معاكساً تماماً لعمل مركزات الحرارة الشمسية الأخرى.
