الطاقة الكهربائية

تُعرّف الطاقة الكهربائيّة (بالإنجليزية: Electrical Energy) بأنّها أحد أشكال الطاقة، وتمثل 18% من الطاقة المُستخدمة في جميع أنحاء العالم وتُعدّ الطاقة الكهربائية سهلة الاستخدام، وتنتقل من مكان إلى آخر، ولكن قد يكون من المستحيل تخزينها بكميات كبيرة، ويُمكن استخدام الطاقة الكهربائية لتشغيل أجهزة الحاسوب، ومعظم الأجهزة، والتدفئة المنزلية، والنقل، كما يتمّ استخدام الكهرباء في المجالات الصناعية والمنازل والشركات.[١]


ويُعبّر عن الطاقة الكهربائية بأنّها الطاقة المُخزّنة في الجسميات المشحونة في الذرة والتي تولّد مجالًا كهربائيًا يُحيط بها، إذ تنشأ قوى كهربائية بين هذه الجسميات والجسيمات المشحونة الأخرى داخل المجال الكهربائيّ، وبذلك فإنّ القوة الكهربائية هي قوة ناشئة عن المجال الكهربائي تجعل الجسيمات المشحونة تتحرك، أي أنّها تبذل شغلاً، ويُشار إلى أنّ الطاقة الكهربائية مصدر ثانوي للطاقة، أي أنّه لا يتمّ استخراجها من باطن الأرض كما في الفحم الحجري، بل هي مشتقّة من مصادر طاقة أولية؛ كالفحم، والغاز الطبيعي، والتفاعلات النووية، وطاقة الرياح، والطاقة الشمسية، وغيرها.[٢][٣]


مصادر الطاقة الكهربائية

يوجد 3 مصادر رئيسة للطاقة لتوليد الكهرباء، وهي: مصادر الطاقة المتجددة، والطاقة النووية، والوقود الأحفوري، وتشمل: الفحم، والغاز الطبيعي، والنفط (البترول)، ويتمّ توليد معظم الكهرباء بواسطة التوربينات البخارية من خلال استخدام الوقود الأحفوري، والكتلة الحيوية، والطاقة النووية، والطاقة الحرارية الأرضية والطاقة الحرارية الشمسية، ومن تقنيات توليد الكهرباء الرئيسة الأخرى: توربينات الغاز: والتوربينات المائية: وتوربينات الرياح: وخلايا الألواح الضوئية، وتتمثل مصادر الطاقة الكهربائية في الآتي:[٤][٥]

  • الغاز الطبيعي: يُعدّ أكبر مصدر لتوليد الكهرباء، إذ يُستخدَم الغاز الطبيعي في التوربينات البخارية، وتوربينات الغاز لتوليد الكهرباء.
  • الفحم: غالبًا تستخدِم جميع محطات الطاقة التي تعمل بالفحم توربينات بخارية، ويقوم عدد قليل من محطات الطاقة التي تعمل بالفحم بتحويل الفحم إلى غاز لاستخدامه في توربينات الغاز لتوليد الكهرباء.
  • النفط: يتمّ استخدام زيت الوقود المتبقي وكوك النفط (Petroleum Coke) في التوربينات البخارية ومولدات محركات الديزل، كما يمكن حرق النفط لإنتاج غازات الاحتراق أو البخار لتشغيل التوربينات.
  • الطاقة النووية: تستخدِم محطات الطاقة النووية توربينات بخارية لإنتاج الكهرباء من الانشطار النووي.
  • مصادر الطاقة المتجددة: توفر مصادر الطاقة المتجددة حصص متزايدة من الكهرباء، إذ تُستخدِم العديد من مصادر الطاقة المتجددة لتوليد الكهرباء، وتشمل:
  • الطاقة الكهرومائية: تستخدِم محطات الطاقة الكهرومائية المياه المتدفقة لتدوير توربين متصل بمولد.
  • طاقة الرياح: تعمل توربينات الرياح على تحويل طاقة الرياح إلى كهرباء.
  • طاقة الكتلة الحيوية: يتمّ حرق الكتلة الحيوية المشتقة من النفايات النباتية مباشرة في محطات توليد الطاقة البخارية والكهربائية، أو يُمكن تحويلها إلى غاز يتمّ حرقه في مولدات البخار أو التوربينات الغازية أو محرك الاحتراق الداخلي لمولدات كهرباء.
  • الطاقة الشمسية: تُعدّ الطاقة الكهروضوئية (PV) والطاقة الشمسية الحرارية النوعين الرئيسيين لتقنيات توليد الكهرباء الشمسية، ويُنتج التحويل الكهروضوئي الكهرباء مباشرة من ضوء الشمس في خلية ضوئية، وتستخدِم معظم أنظمة الطاقة الشمسية الحرارية توربينات بخارية لتوليد الكهرباء.
  • الطاقة الحرارية: تستخدِم محطات الطاقة الحرارية الأرضية التوربينات البخارية لتوليد الكهرباء.


أهمية الطاقة الكهربائية

تُعدّ الطاقة الكهربائية مصدرًا أساسيًا في حياتنا، وتتمثل أهمّ استخدامات الطاقة الكهربائية في الآتي:[٦]

  • توفير الطاقة للمركبات: تُستخدَم الطاقة الكهربائية لتشغيل المركبات الموفرة للطاقة، فعلى الرغم من وجود السيارات الكهربائية منذ أوائل العشرينيات من القرن الماضي، إلّا أنّ السيارات الكهربائية الحديثة موصولة بمنافذ يُمكنها شحن البطارية في السيارة للسماح لها بالعمل، وتتميز هذه المركبات بتصميم ديناميكي هوائي لمنع مقاومة الهواء من تقييد السيارة، مما يتيح لها استخدام طاقة أقل على الطريق، وما إن تنخفض الطاقة الكهربائية في السيارة، يجب توصيل السيارة بجهاز خاص لإعادة الشحن، وعندما تنتهي السيارة من إعادة الشحن، يستطيع الشخص قيادتها مرة أخرى.
  • توفير الطاقة للمنازل: تُستخدَم الطاقة الكهربائية لتوفير الطاقة للمنازل في جميع أنحاء العالم، فما على الشخص إلّا توصيل الأجهزة بالمنافذ لتشغيلها، وتوصيل الأسلاك الكهربائية داخل هيكل المنزل لتوفير الطاقة للإضاءة الداخلية والخارجية، كما تعمل الطاقة الكهربائية على تبريد أو تدفئة المنزل على مدار العام، إذ يتمّ توصيل جهاز تكييف الهواء المُستخدَم لتبريد المنزل في الطقس الحار بمصدر الطاقة الرئيس داخل المنزل أو المبنى مما يتيح له العمل، وتستخدِم الأفران أيضًا الطاقة الكهربائية للمساعدة على تشغيل المروحة المُستخدَمة لإطلاق الحرارة المنبعثة من الجهاز عند استخدامها.
  • تزويد المدن بالطاقة: تزود الطاقة الكهربائية المدن بالطاقة من خلال توفير الطاقة لإشارات المرور، مما يتيح لها العمل بشكل صحيح، وتستخدِم مصابيح الشوارع واللافتات الطاقة الكهربائية المنبعثة من خطوط الكهرباء المنتشرة في جميع أنحاء المدينة، وتحصل خطوط الطاقة هذه على الطاقة من أماكن مثل محطات الطاقة، أو توربينات الرياح، أو محطات الطاقة الكهرومائية، أو شبكات الطاقة الشمسية، وتستخدم الأسلاك التي تعمل تحت الأرض أو فوقها لتوصيل الأضواء بمصدر الطاقة الخاص بها، مما يسمح لها بالعمل، وتستخدم إشارات التوقف أيضًا أجهزة استشعار وأجهزة توقيت مع الطاقة الكهربائية، للسماح للسائقين بالتوقف والانطلاق.


المراجع

  1. ↑ Bethel Afework, Allison Campbell, Jordan Hanania, and others, (28/4/2020), "Electrical energy", energyeducation, Retrieved 9/6/2021.
  2. ↑ "What Is Electrical Energy?", study, Retrieved 14/6/2021.
  3. ↑ "Our Energy Sources", needtoknow, Retrieved 9/6/2021.
  4. ↑ " Different Types of Electrical Sources", mrelectric, Retrieved 14/6/2021.
  5. ↑ "Electricity explained", eia, 18/3/2021, Retrieved 30/6/2021. Edited.
  6. ↑ Anya Meave, "The Uses of Electric Energy", sciencing, Retrieved 9/6/2021.