تعريف الطاقة الكهربائية، تعتبر الطاقة الكهربائية نوع من أنواع الطاقة التي توجد في الطبيعة والتي يمكن من خلالها الحصول على الطاقة الكهربائية من خلال الاحتكاك وصواعق ولكن هذه الأمور صعبة وغير مفيدة اقتصاديا وبالرغم من ذلك يمكن توليدها بطرق أخرى منها على سبيل المثال طرق كيميائية مثل البطاريات أو من خلال تحويل الطاقة الحركية إلى كهربائية من خلال تحريك سلك الموصل.
تعرف على طرق ترسيد استهلاك الطاقة واساليب تضمن عدم الاسراف من خلال قراءة هذا الموضوع: ترشيد استهلاك الطاقة وأساليب تضمن عدم الإسراف في الاستهلاك
تعريف الطاقة الكهربائية
- تعرف الطاقة بطريقة عامة أنها القدرة على القيام بشغل ما، كما أن الطاقة لها العديد من الأشكال التي تستخدم في الحياة ومن أهم هذه الأشكال الطاقة الكهربائية التي تتصف بسهولة الاستخدام وكذلك سهولة تحويلها من شكل إلى شكل آخر من صور الطاقة وبالرغم من ذلك يصعب تخزين الطاقة الكهربائية بكميات كبيرة، كما أن استخدامات الكهرباء متنوعة ومجالاتها عديدة، حيث تستخدم في تشغيل جميع الأجهزة الكهربائية، بالإضافة إلى تدفئة المنازل وتستخدم أيضا في المجالات الصناعية وفي عمليات النقل والكثير من الاستخدامات المنزلية الأخرى بالإضافة إلى العديد من التطبيقات المعقدة.
- كما أن الطاقة الكهربائية تمثل حوالي 18 في المئة من المجموع العام لأنواع الطاقة المتنوعة التي تستخدم في العالم ويمكن التعبير عن الطاقة الكهربائية على أنها الطاقة التي يتم تخزينها في الجسيمات المشحونة الموجودة في الذرة والتي تعطي مجالا كهربائي محاط بها حيث يتم إنشاء القوة الكهربائية من بين هذه الجسيمات وكذلك الجسيمات المشحونة داخل مجال الكهرباء، وبالتالي يمكن تعريف القوة الكهربائية على أنها القوة التي تنشأ عن المجال الكهربائي، كما أنها تجعل الجسيمات المشحونة بداخلها تتحرك وهذا يعني أنها تبذل شغلا.
- وبالإضافة إلى ذلك فإن الطاقة الكهربائية هي المصدر الثاني للطاقة وبالتالي لا يمكن استخراجها من باطن الأرض أو تعديلها مثلما يحدث في الفحم الحجري ولكنها مشتقة من المصادر الأولية للطاقة منها على سبيل المثال الغاز الطبيعي وطاقة الرياح والفحم، بالإضافة إلى التفاعلات النووية والطاقة الشمسية وغير ذلك من الأمور.
يمكنك التعرف على اسعار الواح الطاقة الشمسية فى مصر من خلال قراءة هذا الموضوع: الطاقة الشمسية في مصر اسعار الواح الطاقة الشمسية
التخزين الخاص بالطاقة الكهربائية
- أن الإلكترونيات تنتج عن طريق التيار الكهربائي، حيث أن تدفق هذه الإلكترونيات تكون نتيجة تأثيرها بالمجالات الكهربائية وأيضا بالمجالات المغناطيسية المترابطة وهذا يعمل على إيجاد طاقة كهربائية يمكن من خلالها تحريك الشحنات.
- بالإضافة إلى أن هذه الطاقة يمكن تخزينها عن طريق استخدام البطاريات والمكثفات حتى يمكن الاستفادة منها في تطبيقات كثيرة ومتعددة، وبالإضافة إلى ذلك يمكن توصيل الكهرباء بطريقة سهلة عن طريق الأسلاك المصنوعة من المواد التي توصل الكهرباء، منها على سبيل المثال المعادن ويطلق على هذا النظام نقل الطاقة أو ما يعرف بالشبكة الكهربائية.
آليات توليد الطاقة الكهربائية
- قام العالم البريطاني المعروف باسم مايكل فاراداي باكتشاف وسيلة من أجل توليد الطاقة الكهربائية وقد حدث ذلك في خلال الربع الأول من القرن التاسع عشر عن طريق إدخال قرص معدني أو إدخال حلقة معدنية مثل النحاس مثلا على اعتبار أنها موصل جيد للكهرباء، حيث قام بإدخالها في المجال المغناطيسي الذي ينتج عن الأقطاب المغناطيسية المختلفة وهذا يؤدي إلى توفير مجال للكهرباء يكون من خلال تحرير الإلكترونات وكذلك الأيونات السالبة داخل الموصل ويكون تحت تأثير كل من قوى التنافر وقوى التجاذب الكهربائي، وبالتالي تقوم الإلكترونات بالإنجذاب للبروتونات والأيونات موجبة الشحنة، بالإضافة إلى التنافر مع الأيونات والإلكترونات التي تتماثل معها في الشحنة.
- وبالإضافة الى ذلك فإن الكهرباء يتم توليدها من خلال محطات توليد الطاقة الكهربائية التي يمكن استخدامها في معظم الأوقات كمصدر من مصادر الوقود منها على سبيل المثال الطاقة النووية او الغاز أو النفط من أجل إنتاج الحرارة اللازمة حتى يتم تسخين المياه إلى الدرجة التي تصل إلى الغليان وتوليد البخار منه الذي يمكن من خلاله تشغيل التوربينات البخارية تحت الضغط المرتفع، حيث يتم اتصال التوربين بالمولد الكهربائي ويعمل هذا المولد بالطاقة الكهرومغناطيسية من أجل إنتاج الكهرباء ويتم ايصالها بالشبكة عن طريق أسلاك موصولة، كما أن محطات توليد الكهرباء تشترك في أجزاء أساسية ولها أهمية كبيرة في عملية التوليد الكهربائي ومن هذه الأجزاء ما يلي:
- وحده الغليان: حيث يتم تسخين وحده الغليان للمياه حتى تنتج بخارا وهذا البخار يحتوي على ضغط مرتفع عن طريق استخدام مصادر الطاقة المتعددة منها على سبيل المثال الغاز أو الفحم أو النفط أو عن طريق استخدام الغازات التي تنتج عن احتراق الكتلة الحيوية أو عن طريق حرق النفايات ومعالجتها، كما أن هذه المصادر لها اختلافات من حيث أضرارها على البيئة والانبعاثات السامة التي تقوم بإطلاق منها على سبيل المثال ثاني اكسيد الكربون والعديد من الغازات السامة الأخرى.
- المولد الكهربائى والتوربينات: حيث يستخدم بخار الماء الذي ينتج نتيجة التسخين الزائد والوصول إلى درجة الغليان من أجل تدوير شفرات التوربين وتكون هذه الشفرات موصلة بملف نحاسي للمولد الكهربائي وهذا يعمل على الدوران نتيجه المجال المغناطيسي حتى يتم حدوث عملية توليد الكهرباء.
- مياه التبريد عند انتقال البخار من التربين ينبغي تكثيفه وأيضا تبريده من أجل استخدامه مرات أخرى في دورات جديدة، وبالإضافة إلى ذلك من الممكن تبريده عن طريق استخدام مياه ويتم ضخ هذه المياه من نهر قريب أو من بحيرة أو عن طريق استخدام تقنية خاصة بالتبريد وهي أبراج التبريد.
تعرف على برنامج حساب الطاقة الشمسية من خلال قراءة هذا الموضوع: برنامج حساب الطاقة الشمسية وما هي الطاقة الشمسية
مصادر توليد الطاقة الكهربائية
- أولا: المصادر الحرارية، حيث إن معظم محطات توليد الطاقة الكهربائية تستخدم الوقود من أجل تسخين المياه اللازمة لإنتاج البخار واستكمال الدورة الخاصة بتوليد الكهرباء التي تسمى دورة رانكن، كما أن القانون الثاني للديناميكا الحرارية يحكم كل المحطات الكهربائية وهذا يدل على أنها ليس لديها القدرة على تحويل الطاقة الحرارية الخاصة بها إلى كهربائي بدرجة مئة في المئة وهناك العديد من المصادر الحرارية من أجل توليد الطاقة الكهربائية ومن بينها ما يلي:
- الوقود الأحفوري: تقوم محطات توليد الوقود الأحفوري بحرق هذا الوقود بجميع أنواعه المختلفة سواء كان فحم أو غاز أو نفط من أجل توليد بخار الماء الذي يمكن من خلاله تشغيل المحطة، أما بالنسبة لمحطات الكهرباء الغازية فإنها تحتاج إلى غازات التوربين من أجل تحريك الشفرات الخاصة بها.
- الوقود النووي: تعتبر عمليات توليد الكهرباء داخل محطات الطاقة النووية متشابهة مع محطات التوليد التي تستخدم الوقود الأحفوري ولكنها تعتمد بدرجة كبيرة على حرارة الانشطار النووي، وبالتالي فهي تستغني عن حرق الأنواع المرتبطة بالوقود الأحفوري من أجل إنتاج بخار الماء .
- ثانيا: مصادر متجددة والتي تتميز باكتساب الطاقة المباشرة من مصادر الطاقة المتجددة ولكن هذه الطاقة لا تتوفر في جميع الأماكن والأوقات ومن مصادر هذه الطاقة على سبيل المثال طاقة المياه، بالإضافة إلى الطاقة الشمسية وأيضا طاقة الرياح وتشمل أيضا الطاقة الحرارية الأرضية.
يمكنك الاطلاع على الواح الطاقة الشمسية واسعارها من خلال قراءة هذا الموضوع: اسعار الواح الطاقة الشمسية
تعريف الطاقة الكهربائية، أن التيار الكهربائي الذي يستخدم من أجل تشغيل الأجهزة الكهربائية يعتبر من ضمن الأمثلة التي يمكن من خلالها استخدام الطاقة الكهربائية وتحولاتها حيث يقوم بتحويل الطاقة الكهربائية إلى ضوئية أو ميكانيكية أو غيرها وبالتالي فإن الطاقة الكهربائية لا غنى عنها ولا يستطيع الإنسان التخلي عنها، وقد تعرفنا في هذا المقال عن تعريف الطاقة الكهربائية وتخزين هذه الطاقة والآليات المرتبطة بها، بالإضافة إلى مصادر توليد الطاقة الكهربائية.