التخطي إلى المحتوى

مُصطلح توليد الكهرباء هو مصطلح بسيط للغاية، حيث يُشير هذا المصطلح إلى عملية توليد الكهرباء من المصادر الأولية للطاقة في أي نظام للطاقة، وذلك ليبدأ الجزء الأكثر أهمية وأساسية في توليد الكهرباء، كما أن الكهرباء هي شكل من أشكال الطاقة التي لا توجد في الطبيعة ويجب علينا إنتاجها، ويتم ذلك الإنتاج عن طريق محطات الطاقة، وقبل أن ننكب على تقسيم قطاع توليد الكهرباء إلى وجهات نظر مُختلفة، عدونا أولًا نلقي نظرة خاطفة على تاريخ قطاع توليد الكهرباء.

تاريخ توليد الكهرباء

تم وضع أساس توليد الكهرباء في عشرينيات وثمانينيات القرن التاسع عشر من قِبل عالم بريطاني يُدعى مايكل فاراداي، وذلك لأن الطريقة التي إبتكرها فاراداي لا تزال تُستخدم منذ ثلاثينيات القرن التاسع عشر حتى يومنا هذا، حيث كان فاراداي قادرًا على توليد الكهرباء عن طريق تحريك سلك نحاس على شكل حلقة عبر أقطاب مغناطيسين دائمين، وأصبح بعد ذلك تطوير المحطات الكهربائية ممكنًا فقط من خلال تطوير نقل الطاقة المتناوب (AC)، كما ساعد ذلك بنقل طاقة التيار المتناوب على نقل مستويات عالية من الطاقة مع فقد الجهد المنخفض.

تاريخ توليد الكهرباء

بدأ إنتاج الطاقة الكهربائية التجارية في سبعينيات القرن التاسع عشر، وذلك مع ظهور إقتران دينامو بمحطات توليد الطاقة الهيدروليكية، وغالبًا ما يُشار إلى سبعينيات القرن التاسع عشر بالثورة الصناعية الثانية، وذلك بسبب كثرة الإختراعات التي قام بها إثنان من في ذلك الوقت وهم: (توماس ألفا إديسون ونيكولا تسلا)، قبل تطوير وحدة إنتاج الكهرباء بمساعدة التفاعلات الكيميائية بإستخدام خلايا البطارية، وتم إختراع مُقدمة محرك بخار يقود دينامو في عام 1882، حيث إستُخدِم للإضاءة العامة لشارع اللؤلؤ في نيويورك، كما إستندت أول محطات توليد الطاقة الكبيرة على الإطلاق إلى الفحم والطاقة المائية.

طرق توليد الكهرباء

يوجد العديد من الطرق التي يمكن للمرء أن يولّد الكهرباء منها، حيث تتضمن بعض التطبيقات المتخصصة لتوليد الكهرباء بدلًا من محطات الطاقة التقليدية، مثل تأثير المقاومة الكهربائية، والتأثير الكهرو إجهادي وغيرها، كما أن تأثير المقاومة الكهربائية هو نوع من كهرباء التلامس، والذي يجعل بعض المواد مشحونة كهربائيًا بعد فصلها عن مادة مختلفة كانت على إتصال بها، ويحدث الأثير الكهرو إجهادي عندما يوضع الضغط الميكانيكي على مواد معينة، والتي تميل إلى إنتاج كمية معينة من الكهرباء.

تشمل الأشكال الرئيسية الأخرى لتوليد الكهرباء (المولدات الكهربائية) ردود الفعل الكهروكيميائية والضوئية، حيث أن الطريقة الأكثر إنتشارًا لإستخدام توليد الكهرباء هي في شكل مولدات كهربائية، وكما ذكرنا سابقًا فإنها تعتمد على قانون فاراداي، ويتم توليد الكهرباء التجارية بالكامل تقريبًا عن طريق تسخير الطاقة الميكانيكية لدوار المولد، كما يتم وصف أنواع الوقود المختلفة المستخدمة لتوليد الطاقة الميكانيكية لدوار المولد في المخطط الدائري.

توليد الكهرباء

تُعرف الكيمياء الكهربائية بأنها ثاني أكثر الوسائل شعبية لتوليد الكهرباء، حيث يتم تعريفها على أنها تُحول الطاقة الكيميائية دائمًا إلى كهرباء، أي يكون توليد الكهرباء الكهروكيميائية في حالة البطارية مهم جداً، ومثال على ذلك هو بطاريات الهواتف الموجودة حاليًا، حيث أن أكثر أنواع البطاريات شيوعًا هي بطاريات الزنك والكربون، وهي التي تعمل كمصادر طاقة مباشرة، ولكن تستخدم الخلايا الثانوية (مثل البطاريات القابلة لإعادة الشحن) لأنظمة التخزين بدلاً من أنظمة التوليد الأولية، كما تُعد خلايا الوقود نوعًا فريدًا من البطاريات التي تستخدم القوة التناضحية للماء، وذلك لأنه يتم تسخير الطاقة من إنقسام ذرات الهيدروجين والأكسجين، مما ينتج عنه إطلاق الطاقة.

الطاقة الكهربائية

الطريقة الأكثر شعبية لتوليد الكهرباء

تُعد هذه الطريقة على أنها الطريقة الأكثر شعبية لتوليد الكهرباء (التأثير الكهروضوئي)، وهو عملية يتم من خلالها تحويل الضوء إلى كهرباء، أي أنه يمكن تحويل طاقة الشمس إلى كهرباء عن طريق الألواح الضوئية، وعلى الرغم من أن أشعة الشمس مجانية و وفيرة، إلا أن الطاقة الشمسية لا تزال أغلى من الطاقة الميكانيكية التقليدية المولدة صناعياً، وذلك لأن تكاليف إنتاج لوحات عالية الكفاءة إلى جانب الصيانة الدورية قد تجعل الألواح الشمسية خيارًا أكثر تكلفة وإقتصادية حتى وقت قريب.

كانت الخلايا الكهروضوئية موجودة بشكل أساسي في المناطق النائية، حيث لم تتمكن الشبكة الكهربائية من التمدد، لذلك أثبتت أنها مصدر طاقة موثوق به للمنازل في الأماكن النائية، ومع وضع كل ذلك في الإعتبار، فأنت تعرف الآن كيف يعمل قطاع توليد الكهرباء من خلال أشكاله المختلفة لتوليد الكهرباء.

المصادر

  1. 3 تقنيات لتوليد الكهرباء المتجددة – إطّلع عليه بتاريخ 13/12/2019.
  2. الإقتصاد الأساسي لتوليد الطاقة ونقلها وتوزيعها – إطّلع عليه بتاريخ 13/12/2019.
  3. نظام الطاقة الكهربائية – إطّلع عليه بتاريخ 13/12/2019.

التعليقات

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *