U3F1ZWV6ZTQ2ODMyNzEwNzU3MDA0X0ZyZWUyOTU0NjEyMzYxMDQxNw==

الطاقة المتجددة

 

تعمل الرياح والطاقة الشمسية على إحداث ثورة في الطاقة النظيفة، إليك ما تحتاج لمعرفته حول مصادر الطاقة المتجددة وكيف يمكنك المساعدة في إحداث تأثير في المنزل.
سيسيس


تزدهر الطاقة المتجددة، حيث يؤدي الابتكار إلى خفض التكاليف ويبدأ في الوفاء بوعد مستقبل الطاقة النظيفة. يحطم توليد الطاقة الشمسية وطاقة الرياح الأمريكية الأرقام القياسية ويتم دمجه في شبكة الكهرباء الوطنية دون المساس بالموثوقية. وهذا يعني أن مصادر الطاقة المتجددة تحل على نحو متزايد محل الوقود الأحفوري "الغير نظيف" في قطاع الطاقة، مما يوفر ميزة خفض انبعاثات الكربون وأنواع التلوث الأخرى. ولكن ليست كل مصادر الطاقة التي يتم تسويقها على أنها "متجددة" مفيدة للبيئة. تخلق الكتلة الحيوية والسدود الكهرومائية الكبيرة مقايضات صعبة عند النظر في التأثير على الحياة البرية وتغير المناخ وقضايا أخرى. إليك ما يجب أن تعرفه عن الأنواع المختلفة لمصادر الطاقة المتجددة - وكيف يمكنك استخدام هذه التقنيات الناشئة في منزلك.

ما هي الطاقة المتجددة؟ 

تأتي الطاقة المتجددة، التي يشار إليها غالبًا باسم الطاقة النظيفة، من مصادر طبيعية أو عمليات تتجدد باستمرار. على سبيل المثال، يستمر ضوء الشمس أو الرياح في السطوع والعاصفة، حتى إذا كان توافرها يعتمد على الوقت والطقس. بينما يُنظر إلى الطاقة المتجددة غالبًا على أنها تقنية جديدة ، فقد تم استخدام طاقة الطبيعة منذ فترة طويلة للتدفئة والنقل والإضاءة وغير ذلك. قامت الرياح بتشغيل القوارب للإبحار في البحار وطواحين الهواء لطحن الحبوب. وفرت الشمس الدفء خلال النهار وساعدت على إشعال الحرائق حتى المساء. لكن على مدى السنوات الخمسمائة الماضية أو نحو ذلك ، تحول البشر بشكل متزايد إلى مصادر طاقة أرخص وأقذر مثل الفحم والغاز المتصدع. الآن بعد أن أصبح لدينا طرقًا مبتكرة وأقل تكلفة بشكل متزايد لالتقاط طاقة الرياح والطاقة الشمسية والاحتفاظ بها ، أصبحت مصادر الطاقة المتجددة مصدرًا أكثر أهمية للطاقة ، حيث تمثل أكثر من ثُمن جيل الولايات المتحدة. يحدث التوسع في مصادر الطاقة المتجددة أيضًا على نطاقات كبيرة وصغيرة ، من الألواح الشمسية على الأسطح في المنازل التي يمكنها بيع الطاقة مرة أخرى إلى الشبكة إلى مزارع الرياح البحرية العملاقة. حتى بعض المجتمعات الريفية بأكملها تعتمد على الطاقة المتجددة للتدفئة والإضاءة. مع استمرار نمو استخدام الطاقة المتجددة ، سيكون الهدف الرئيسي هو تحديث شبكة الكهرباء الأمريكية، وجعلها أكثر ذكاءً، وأكثر أمانًا، وأفضل تكاملاً عبر المناطق.   

الطاقة الغيرمتجددة 

تشمل الطاقة تشمل الطاقة غير المتجددة أو "القذرة" أنواع الوقود الأحفوري مثل النفط والغاز والفحم. لا تتوفر مصادر الطاقة غير المتجددة إلا بكميات محدودة وتستغرق وقتًا طويلاً لتجديدها. عندما نضخ الغاز في المحطة ، فإننا نستخدم موردًا محدودًا مكررًا من النفط الخام الموجود منذ عصور ما قبل التاريخ. وجد مصادر الطاقة غير المتجددة أيضًا بشكل نموذجي في أجزاء معينة من العالم ، مما يجعلها أكثر وفرة في بعض الدول عن غيرها. على النقيض من ذلك ، تتمتع كل دولة بإمكانية الوصول إلى أشعة الشمس والرياح. يمكن أن يؤدي إعطاء الأولوية للطاقة غير المتجددة أيضًا إلى تحسين الأمن القومي من خلال تقليل اعتماد الدولة على الصادرات من الدول الغنية بالوقود الأحفوري.

يمكن أن تعرض العديد من مصادر الطاقة غير المتجددة البيئة أو صحة الإنسان للخطر. على سبيل المثال ، قد يتطلب التنقيب عن النفط تعدين قطاع الغابات الشمالية في كندا ، ويمكن أن تسبب التكنولوجيا المرتبطة بالتكسير الزلازل وتلوث المياه ، كما أن محطات توليد الطاقة بالفحم تلوث الهواء، وفوق كل ذلك تساهم كل هذه الأنشطة في الاحتباس الحراري.


أنواع مصادر الطاقة المتجدده

طاقة شمسية

ظل البشر يسخرون الطاقة الشمسية منذ آلاف السنين لزراعة المحاصيل والبقاء دافئين والأطعمة الجافة. وفقًا للمختبر الوطني للطاقة المتجددة ، "تسقط طاقة من الشمس على الأرض في ساعة واحدة أكثر مما يستخدمه أي شخص في العالم في عام واحد". اليوم نستخدم أشعة الشمس بعدة طرق — لتدفئة المنازل والشركات أو لتسخين المياه أو لتوليد الطاقة.

الخلايا الشمسية، أو الكهروضوئية (PV)، مصنوعة من السيليكون أو مواد أخرى تحول ضوء الشمس مباشرة إلى كهرباء. تولد أنظمة الطاقة الشمسية الموزعة الكهرباء محليًا للمنازل والشركات ، إما من خلال الألواح على الأسطح أو المشاريع المجتمعية التي تزود أحياء بأكملها بالطاقة. يمكن لمزارع الطاقة الشمسية توليد الطاقة لآلاف المنازل ، باستخدام المرايا لتركيز ضوء الشمس عبر فدادين من الخلايا الشمسية. يمكن أن تكون المزارع الشمسية العائمة - أو "الخلايا الكهروضوئية العائمة" - استخدامًا فعالًا لمنشآت مياه الصرف الصحي والمسطحات المائية غير الحساسة بيئيًا.
توفر الطاقة الشمسية ما يزيد قليلاً عن 1 في المائة من توليد الكهرباء في الولايات المتحدة. لكن ما يقرب من ثلث جميع طاقة التوليد الجديدة جاءت من الطاقة الشمسية في عام 2017 ، وهي الثانية بعد الغاز الطبيعي.
لا تنتج أنظمة الطاقة الشمسية ملوثات الهواء أو غازات الدفيئة ، وطالما أنها في مواقع مسؤولة ، فإن معظم الألواح الشمسية لها تأثيرات بيئية قليلة تتجاوز عملية التصنيع.


طاقة الرياح

لقد قطعنا شوطًا طويلاً من طواحين الهواء القديمة. واليوم ، فإن التوربينات التي يبلغ ارتفاعها ناطحات السحاب - ذات التوربينات ذات القطر العريض تقريبًا - تقف محل الاهتمام في جميع أنحاء العالم. تعمل طاقة الرياح على تشغيل شفرات التوربينات ، والتي تغذي مولدًا كهربائيًا وتنتج الكهرباء.

أصبحت طاقة الرياح ، التي تمثل أكثر بقليل من 6 في المائة من جيل الولايات المتحدة ، أرخص مصدر للطاقة في أجزاء كثيرة من البلاد. تشمل أفضل ولايات طاقة الرياح كاليفورنيا ، وتكساس ، وأوكلاهوما ، وكانساس ، وأيوا ، على الرغم من إمكانية وضع التوربينات في أي مكان بسرعات رياح عالية - مثل قمم التلال والسهول المفتوحة - أو حتى في البحر في المياه المفتوحة.



مصادر الطاقة البديلة الأخرى

طاقة هيدروالكترونية

الطاقة المائية هي أكبر مصدر للطاقة المتجددة للكهرباء في الولايات المتحدة ، على الرغم من أنه من المتوقع قريبًا أن تتولى طاقة الرياح زمام المبادرة. تعتمد الطاقة الكهرومائية على الماء - عادة ما يكون الماء سريع الحركة في نهر كبير أو الماء الذي ينزل بسرعة من نقطة عالية - ويحول قوة تلك المياه إلى كهرباء عن طريق تدوير شفرات توربينات المولد. على المستويين الوطني والدولي ، غالبًا ما تُعتبر المحطات الكهرومائية الكبيرة - أو السدود الضخمة - طاقة غير متجددة. تعمل السدود الضخمة على تحويل وتقليل التدفقات الطبيعية ، مما يحد من وصول الحيوانات والبشر الذين يعتمدون على الأنهار. لا تميل المحطات الكهرومائية الصغيرة (سعة مركبة أقل من 40 ميغاواط) ، التي تدار بعناية ، إلى إحداث قدر كبير من الضرر البيئي ، حيث إنها تحول فقط جزءًا بسيطًا من التدفق.

طاقة الكتلة الحيوية

الكتلة الحيوية هي مادة عضوية تأتي من النباتات والحيوانات ، وتشمل المحاصيل ونفايات الأخشاب والأشجار. عندما يتم حرق الكتلة الحيوية ، يتم إطلاق الطاقة الكيميائية على شكل حرارة ويمكن أن تولد الكهرباء باستخدام التوربينات البخارية.

غالبًا ما يتم وصف الكتلة الحيوية عن طريق الخطأ على أنها وقود نظيف ومتجدد وبديل أكثر اخضرارًا للفحم وأنواع الوقود الأحفوري الأخرى لإنتاج الكهرباء. ومع ذلك ، تظهر العلوم الحديثة أن العديد من أشكال الكتلة الحيوية - وخاصة من الغابات - تنتج انبعاثات كربونية أعلى من الوقود الأحفوري. هناك أيضًا عواقب سلبية على التنوع البيولوجي. ومع ذلك ، يمكن لبعض أشكال طاقة الكتلة الحيوية أن تكون بمثابة خيار منخفض الكربون في ظل الظروف المناسبة. على سبيل المثال ، يمكن أن تكون نشارة الخشب والرقائق من المناشر التي يمكن أن تتحلل بسرعة وتطلق الكربون مصدر طاقة منخفض الكربون.

الطاقة الحرارية الأرضية

إذا كنت قد استرخيت يومًا في الينابيع الساخنة ، فقد استخدمت الطاقة الحرارية الأرضية. نواة الأرض ساخنة مثل سطح الشمس ، بسبب التحلل البطيء للجسيمات المشعة في الصخور في مركز الكوكب. يؤدي حفر الآبار العميقة إلى جلب المياه الجوفية شديدة السخونة إلى السطح كمصدر مائي حراري ، ثم يتم ضخها عبر التوربينات لتوليد الكهرباء. عادةً ما يكون لمحطات الطاقة الحرارية الأرضية انبعاثات منخفضة إذا قامت بضخ البخار والمياه التي تستخدمها مرة أخرى في الخزان. هناك طرق لإنشاء محطات طاقة حرارية جوفية حيث لا توجد خزانات تحت الأرض ، ولكن هناك مخاوف من أنها قد تزيد من خطر حدوث زلزال في المناطق التي تعتبر بالفعل مناطق جيولوجية ساخنة.

المحيط

لا تزال طاقة المد والجزر في طور النمو، ولكن المحيط سيكون دائمًا محكومًا بجاذبية القمر، مما يجعل الاستفادة من قوته خيارًا جذابًا. قد تضر بعض أساليب طاقة المد والجزر بالحياة البرية ، مثل قناطر المد والجزر، والتي تعمل مثل السدود وتقع في خليج المحيط أو البحيرة. مثل طاقة المد والجزر ، تعتمد قوة الأمواج على هياكل تشبه السدود أو أجهزة مثبتة في قاع المحيط فوق سطح الماء أو تحته مباشرة.

الطاقة المتجددة في المنزل

الطاقة الشمسية

على نطاق أصغر، يمكننا تسخير أشعة الشمس لتشغيل المنزل بأكمله - سواء من خلال ألواح الخلايا الكهروضوئية أو تصميم المنزل الشمسي السلبي. تم تصميم المنازل الشمسية السلبية للترحيب بأشعة الشمس من خلال النوافذ المواجهة للجنوب ثم الاحتفاظ بالدفء من خلال الخرسانة والطوب والبلاط والمواد الأخرى التي تخزن الحرارة.
تولد بعض المنازل التي تعمل بالطاقة الشمسية ما يكفي من الكهرباء ، مما يسمح لمالك المنزل ببيع الطاقة الزائدة إلى الشبكة. تعد البطاريات أيضًا وسيلة جذابة اقتصاديًا لتخزين الطاقة الشمسية الزائدة بحيث يمكن استخدامها في الليل. يعمل العلماء بجد على التطورات الجديدة التي تمزج بين الشكل والوظيفة ، مثل المناور الشمسية وألواح الأسقف.

مضخات الحرارة الجوفية

تعد تقنية الطاقة الحرارية الأرضية طريقة جديدة في عملية يمكن التعرف عليها - الملفات الموجودة في الجزء الخلفي من الثلاجة عبارة عن مضخة حرارة صغيرة ، تعمل على إزالة الحرارة من الداخل للحفاظ على الأطعمة طازجة وباردة. في المنزل ، تستخدم مضخات الطاقة الحرارية الأرضية أو مضخات التبادل الجغرافي درجة حرارة الأرض الثابتة (بضعة أقدام تحت السطح) لتبريد المنازل في الصيف والمنازل الدافئة في الشتاء - وحتى لتسخين المياه.
قد يكون تركيب أنظمة الطاقة الحرارية الأرضية باهظ التكلفة في البداية ، ولكن عادةً ما يؤتي ثماره في غضون 10 سنوات. كما أنها أكثر هدوءًا ، ولديها مشكلات صيانة أقل ، وتدوم أطول من مكيفات الهواء التقليدية.

أنظمة الرياح الصغيرة

مزرعة رياح في الفناء الخلفي؟ تستخدم القوارب ومربي الماشية وحتى شركات الهواتف المحمولة توربينات الرياح الصغيرة بانتظام. يساعد التجار الآن في تحديد مواقع توربينات الرياح وتركيبها وصيانتها لأصحاب المنازل أيضًا - على الرغم من أن بعض عشاق "الأعمال اليدوية" يقومون بتركيب التوربينات بأنفسهم. اعتمادًا على احتياجاتك من الكهرباء وسرعات الرياح وقواعد تقسيم المناطق في منطقتك ، قد يقلل توربينات الرياح من اعتمادك على الشبكة الكهربائية.

بيع الطاقة التي تجمعها

يمكن للمنازل التي تعمل بطاقة الرياح والطاقة الشمسية إما أن تكون قائمة بذاتها أو متصلة بشبكة كهربائية أكبر ، على النحو الذي يوفره مزود الطاقة الخاص بهم. تسمح المرافق الكهربائية في معظم الولايات لأصحاب المنازل بدفع الفرق فقط بين الكهرباء التي توفرها الشبكة المستهلكة وما أنتجوه - وهي عملية تسمى القياس الصافي. إذا كنت تولد كهرباء أكثر مما تستخدمه ، فقد يدفع لك مزود الخدمة سعر التجزئة لتلك الطاقة.

الطاقة المتجددة وأنت

يمكن للدعوة إلى مصادر الطاقة المتجددة ، أو استخدامها في منزلك ، تسريع الانتقال نحو مستقبل الطاقة النظيفة. حتى إذا لم تتمكن بعد من تركيب الألواح الشمسية ، فقد تتمكن من اختيار الكهرباء من مصدر طاقة نظيف. (اتصل بشركة الطاقة الخاصة بك لتسأل عما إذا كانت تقدم هذا الخيار.) إذا لم تكن الطاقة المتجددة متاحة من خلال مرافقك ، يمكنك شراء شهادات الطاقة المتجددة لتعويض استخدامك. 

تعليقات
ليست هناك تعليقات
إرسال تعليق

إرسال تعليق

الاسمبريد إلكترونيرسالة