الطاقة البديلة

الطاقة البديلة

تعرف الطاقة البديلة بإختصار بأنها الطاقة الناتجة عن مصادر طبيعة ومتجددة بإستمرار ولا يمكن ان تنضب وينطبق هذا التعريف على الطاقة المستخرجة من مصادر محددة هى  المياه  والرياح والشمس وطاقة حرارة الأرض والغاز الطبيعى. فبواسطة السدود الكبيرة التى تبنى على الأنهار ومساقط المياه يمكن استغلال حركة المياه فى توليد الطاقة  أيضا المد والجزر و حركة الأمواج يمكن توليد الطاقة منهم بنفس الفكرة وفى كثير من الدول المتقدمة اصبحت الطاقة المستخرجة من الرياح والشمس تحتل مكانة واهتماما بارزين فى هذه الدول لما تتميز به الطاقة البديلة من أنها طاقة نظيفة لا ينتج عنها ملوثات البيئة كغاز ثانى أكسيد الكربون أو الغازات الضارة المنبعثة أثناء الإحتراق والجدير بالذكر ان العديد من دول العالم اخذت تخطط للتوسع فى إستخدام هذه الطرق لما لها من مميزات عديدة وإختلافها عن المواد الاحفورية  والنووية الملوثة للبيئة.

الطاقة الكهرومائية

وتتم عن طريق استغلال قوة تساقط المياه المخزنة أمام السدود  ليتم دفعها على توربينات  مولدة للكهرباء لتتحول من طاقة حركة  الى طاقة كهربائية تستخدم فى إضاءة المنازل وتشغيل المصانع وبديهى ان يتناسب قدرة الكهرباء المتولدة بهذه الطريقة مع فارق منسوبى المياه خلف وامام السد ويعتبر يناء السدود وحساب قدراتها فى توليد الكهرباء علما مستقلا بذاته من فروع الهندسة  إذا ينبغى أن يبني على دراسات مستفيضة هندسية وجيولوجية وهيدرولوجية والا تعرض السد للإنهيار مسببا كوارث فادحة فيجب دراسة طبوغرافية المنطقة , طبقات الأرض , قدرتها على تحمل الأوزان الناتجة عن جسم السد , تراكم المياه خلفه , نشاط الزلازل فى منطقة السد كذلك دراسة نفاذية التربة , أنواع  الصخور , مواصفات السد التصميمية , مواد البناء المستخدمة فى إنشائه وأيضا دراسات تحدد كمية المياه المخزنة بدراسة مواسم تساقط الأمطار وحساب كمياتها , الرواسب المتجمعة أمام السد ,ضغط الرياح ... ألخ 

طاقة المد والجزر

تنشأ طاقة المد والجزر عن طريق قوة الجذب بين الأرض والقمر التى يتأثر بها السطوح المائية دون اليابسة مما يؤدى الى ارتفاع وإنخفاض سطح مياه تبعا لموقع الأرض من القمر وقد قام العلماء بتفسير تلك الظاهرة منهم إسحق نيوتن (1642-1727) فى شروحه لنظرية الجاذبية بين الأجسام التى وضع قوانينها مما كان أساسا لتفسير ظاهرة المد والجزر ومن قبله العالم الألمانى كبلر(1571-1630)  الذى كان أول من وضع قوانين تصف حركة الكواكب بعد اعتماد فكرة دوران الكواكب حول الشمس من قبل كوبرنيك وغاليلي وإرتباط ذلك بإرتفاع وإنخفاض سطح المياه فى البحار والمحيطات

 كيفية استخدام  المد والجزر في توليد الكهرباء؟

يتم فى هذه الطريقة بناء السدود عند مداخل الخلجان ذات الفارق الكبير بين مناسيب المد والجزر( تصل فى بعض الأماكن إلى أكثر من 15 متر) , وتوضع التوربينات فى فتحاتها فعند المد تتدفق المياه بإتجاه الخلجان لتملئها وترتفع مناسيب المياه بها مما يمكننا من استخدام طاقة حركة المياه فى تدوير التوربينات ومن ثم توليد الكهرباء. وعند الجزر تتحرك المياه بالإتجاه المعاكس إلى خارج الخليج فتحرك التوربينات مرة أخرى محدثة نفس الدورة ولكن بطريفة عكسية ويتم تنظيم تدفق المياه بإستخدام بوابات للتحكم فى المياه الداخلة والخارجة من السد وهناك العديد من الدول تستخدم هذه الطريقة فى توليد الكهرباء منها الولايات المتحدة وفرنسا والاتحاد السوفيتى القديم. 

طاقة الرياح

منذ قديم الزمان عرف الإنسان استخدام الرياح فى توليد الطاقة الميكانيكية ولعل أبرز تطبيقاتها كانت إستخدام السفن الشراعية فى  تسيير السفن قاطعة آلاف الأميال بطاقة الرياح فقط وتتلخص الفكرة فى إعتراض حركة الريح بالأشرعة المثبتة على ظهر السفن لتستغل فى تحريكها إلى حيث يريد الملاح, كذلك عرف الأنسان طواحين الهواء حيث استخدمت الطاقة المتولدة عنها فى طحن الحبوب  فهى ليست فكرة جديدة على كل حال وقد كان العرب أول من أشار إليها فى كتب الرحالة عن آلات بدائية فى فارس القديمة و فى الصين حتى وصلت إلى  أوربا في غضون القرن الثاني عشر، والتى تطورت بعد ذلك خلا عدة قرون ثم إنتشرت في جميع أنحاء قارة أوربا ولعل أشهرها كانت هولندا التى استخدمت مايزيد عن 10آلاف آلة لوحدها فى تلك الفترة. وحاليا تستخدم المولدات الريحية فى انتاج الكهرباء فى العيد من دول العالم بعد التطوير المذهل فى تصنيع التوربينات المستخدمة فى توليد الطاقة من الرياح يذكر منها على سبيل المثال: الدانمارك, فرنسا, بريطانيا, الولايات المتحة الأمريكية , ألمانيا, دول الاتحاد السوفيتي القديم.

الطاقة الشمسية

عرف الانسان استغلال الطاقة الشمسية فى وقت مبكر جدا اذ تتواتر الأنباء على ان استخدام الطاقة الشمسية قد يرجع الى عصر ما قبل التاريخ ولعل ابز دليل على ذلك هو المعابد القديمة فى الحضارة الفرعونية ألم تسمع يوما عن تعامد اشعة الشمس على وجه رمسيس الثانى يوم 22 فبراير و 22 أكتوبر من كل عام !؟ إذ أنه ومنذ 3000 آلاف عام  تخترق أشعة الشمس مسافة 61 مترا في معبد في أبو سمبل من ناحية المدخل المقدس لبسطع وجه رمسيس الثانى فى معجزة لم يجد العالم تفسيرا لها حتى اليوم..ومنها انتقلت الى الحضارات الصينية واليونانيةوالرومانية, و قد كان الغرض الأساسى من إستخدام الطاقة الشمسية فى تلك الأزمان لصيق الإرتباط بالعمارة من ناحية الحصول على الإضاءة و التهوية والدفئ. إلا وإن ذلك لم يمنع إستخدامها أيضا فى أغراض أخرى مثل الطهى والأغراض العسكرية.
حتى اتى العصر الحديث  ففى  أوائل القرن العشرين نشأت أول شركة فى الولايات المتحدة لتصنيع الموتورات الشمسية فى مدينة بوسطون وذلك تلبية لحاجات رى  المشاريع الزراعية فى صحراء كالفورنيا واريزونا حيث لم يكن تم اكتشاف البترول على نطاق واسع فكان الغرض انتاج موتور بسعر تجارى لإستخدامه فى ضخ مياه الآبار وبالرغم من ان قوة الموتور فى ذلك الوقت بلغت 15 حصان الا ان المشروع قد باء بالفشل فلم تستطع الشركة بيع اى من منتجاتها داخل الولايات المتحدة فى ذلك الحين.
في بداية القرن العشرين الميلادي أُنشئت شركة الموتورات الشمسية في بوسطن، بالولايات المتحدة الأمريكية، بغرض إنتاج آلة شمسية اقتصادية على نطاق تجاري، لمواجهة متطلبات الطاقة لمشاريع الري الجديدة في صحراء كاليفورنيا وأريزونا، حيث لم يكن البترول قد اكتشف بعد بصورة واسعة. واستخدم الموتور لضخ المياه من الآبار، وبلغت قوة الموتور 15 حصاناً، ولم يلق مشروع الموتورات الشمسية النجاح المرتقب، وقد اشترت الحكومة المصرية إحدى الوحدات وذلك لتركيبها في الخرطوم بالسودان. كما طلبت حكومة جنوب أفريقيا شراء وحدتين، ولم تسوق الشركة أي وحدة في الولايات المتحدة

كيفية استخراج الطاقة الشمسية؟

يوجد لذلك عدة طريق منها المرايا العاكسة التى تتحرك مع حركة الشمس لتركز الاشعة على ابراج خاصة تستخدم فى تبخير المياه ثم تحويل طاقة البخار الى كهرباء فى محطات انتاج الطاقة الخاصة بها أوعن طريق الخلايا الشمسية وهى إما ألواح التسخين المباشر للمياه أو ألواح انتاج الكهرباء. 

هل هناك مصادر أخرى تندرج تحت تصنيف الطاقة البديلة؟

بالطبع يمكنك تصنيف  الطاقة الحيوية وهى الطاقة التى يستخرج منها الغاز الحيوى أو البايوجاز وتنتج بواسظة التحلل الاهوائى للمخلفات الطبيعية كالنباتات والاخشاب ومخلفات الصرف الصحى وروث البهائم والنفايات. كذلك من ضمن الطرق الاخرى البديلة حرق الزيوت المستخرجة من بعض النباتات المزروعة خصيصا لهذا الغرض وإن كان يعيب تلك الطريقة انها تزيد من الإنحباس الحرارى مؤثرة بالسلب على البيئة والمناخ.

Posted in: الطاقة البديلة, الطاقة الكهرومائية, الطاقة المتجددة, الظاقة الشمسية, الغاز الحيوى, المد والجزر, طاقة الرياح