الطاقة هي واحدة من صور الوجود المتواجدة في الكون، والمكونة من أجسام وأجرام متنوعة، فمن خلال النظرية النسبية لأينشتاين، تمت الإشارة بين التكافؤ بين الطاقة والمادة، ومن الممكن أن تتحول الطاقة إلى مادة أو العكس، وتتواجد الطاقة بالعديد من الأشكال مثل: الطاقة الحرارية، الطاقة الإشعاعية، الطاقة النووية، الطاقة الكهربائية، الطاقة الكيميائية، وغيرها، ومن خلال موقع مخزن نوضح الإجابة الخاصة بعبارة موضوعنا تستخدم طاقة المياه الجاريه في توليد ، عبر الفقرات التالية.
يزداد عدد السكان في العالم بمرور الوقت، وهو الأمر الذي يدعو إلى الإلمام بكافة الطرق المتنوعة التي من خلالها يتم توليد وتجديد الطاقة، وبمرور الوقت بدأ النفط والغاز بالنقصان وهو الأمر يقلل من هذا الأمر هو الاعتماد على الطاقات المتجددة بأشكالها المتنوعة، أما طاقة المياه الجارية فيتم استخدامها من أجل توليد الكهرباء،وهو ما يُعرف باسم الطاقة الكهرومائية.
يعتمد هذا الأمر على جريان المياه وحركتها بشكل مستمر، والمساعد في هذا الأمر هو بناء السدود على الأنهار والبحيرات الغزيرة، وبمرور منسوب معين من المياه بهذه الأنهار وعبوره عن طريق السدود يتم توليد الطاقة الكهربائية.
تنتمي الطاقة الكهرمائية إلى أنواع الطاقة المتجددة، وبعام 2015 تم توليد حوالي 16.6% من الكهرباء المتواجدة في العالم عن طريق المياه، ومن خلال المياه تم إنتاج حوالي 70% من الطاقة المتجددة بشكل عام.
يتم إنتاج الطاقة الكهرمائية في حوالي 150 دولة، فقد تمكنت الدولة المتواجدة في آسيا والمحيط الهادي جوالي 33% من الطاقة الكهرومائية في العالم بعام 2013 ميلاديًا، أما الصين فهي أكبر الدول المنتجة لهذه الطاقة، إذا وصل الإنتاج الخاص بها خلال عام 2013 ميلاديًا ما يقارب 16.9% من الطاقة المؤثرة على استهلاك الكهرباء في العالم.
يمكن القول بأن التكلفة الخاصة بتجديد الطاقة الكهربية بالاعتماد على الماء من الأمور الرخيصة بشكل نسبي، وهو الأمر الذي يجعلها مصدرًا تنافسيًا لكافة المصادر الأخرى.
أما لفظ الطاقة الكهرومائية فهو يتكون من ثلاث ألفاظ هم: الطاقة، الكهربائية، المائية، وتم دمج لفظي الكهربائية والمائية ليصبحا لفظ واحد وهو الكهرمائية.
محطات توليد الطاقة الكهرومائية
تتنوع المحطات مسؤولة عن إنتاج الطاقة الكهرومائية بناءً على ما تعتمد عليه سواء مجرى مائي أو تضاريس أو المحطات المعتمدة على ارتفاع الشلالات، أما عن المحطات المعتمدة فتتمثل في:
المحطات المتواجدة في الأماكن الجبلية التي تتواجد بارتفاع كبير، ولكنها تحتوي على معدلات تدفق منخفضة.
المحطات التي تحتوي على تدفق عالي، وغالبًا ما تكون متوسطة الحجم.
المصانع المتواجدة في المجاري المائية، ويكون الارتفاع بها منخفض ويمكن أن يقارب 10 أو 15 متر، ولكن مقدار التدفق الخاص بهذه المصانع يكون مهم للغاية.
تعمل محطات توليد الطاقة الكهرومائية عن طريق ضخها، وتدار من قبل العنفات المتواجدة في المصب في الوقت الضروري للاستهلاك العالي.
يتم ضخ المياه بمجرد بدأ المد والجزر المسؤول عن توليد الطاقة، ويتم توجيه التيارات الناتجة من المد والجزر بشكل متوافق مع الوزن، الدعامات، الأرض، السدود، المحمول، وغيرها من العوامل المؤثرة على الأمر، ويعتمد الأمر على قوة السقوط سواء المرتفع أو منخفض أو متوسط.
تستخدم ثلاثة أنواع أساسية من أجل توليد الطاقة في التوربينات أو المراوح أو ما يطلق عليه العنفات، وتتمثل هذه الأنواع في: بيلتون، كابلان، فرانسيس.
كيفية توليد الطاقة الكهرمائية
تعتمد الفكرة الخاصة بتوليد الطاقة الكهرمائية على طاقة الحركة الخاصة بالمياه الناتجة عن تحول طاقة الوضع، أو انحدار المياه من منحدر عالي يساهم في إدارة التوربينات وهو الجهاز المسؤول عن إدارة الحركة الخاصة بالمياه، والذي يدير المولد الكهربائي الذي ينتج الطاقة الكهربائية.
أما كمية الطاقة الناتجة فهي في الأساس تعتمد على مقدار المياه المارة في الثانية الواحدة والارتفاع الخاص بها، وكلما ارتفع المعدل الخاص بالمياه المارة بالتوربينات كلما زاد معدل الطاقة الناتجة.
أما المعامل المسؤول عن التناسب فهو يتمثل في عجلة الجاذبية الأرضية، ومن أجل إتمام توليد الطاقة الكهربائية عن طريقة طاقة وضع المياه لابد من بناء السد على مجرى مائي بحيث يعمل على حجز الماء ورائه مما يكون بحيرة صناعية ذات سعة كبيرة، وتحمل نسبة كبيرة من المياه.
تعتمد طاقة الوضع في هذه الحالة على كمية المياه التي تتواجد بالخزان وكتلتها، بجانب الارتفاع الخاص بمنسوب المياه، وعلى الجاذبية الأرضية، وهو الأمر الذي يأخذنا إلى المعادلة الرياضية التالية:
طاقة الوضع = كتلة × الجاذبية الأرضية × ارتفاع
حيث يتم قياس الكتلة بالكيلو جرام، أما الجاذبية الأرضية فيتم قياسها بنسبة ثابتة تقدر بحوالي 9.81 متر/مربع ثانية، ويقاس الارتفاع بالمتر.
يقصد بالارتفاع هنا بأنه المنسوب الخاص بالماء في التوربين.
بمجرد فتح المنفذ المائي بالسد تبدأ المياه بالتدفق متأثرة بالجاذبية الأرضية، وتتحول طاقة الوضع الخاصة بالمياه إلى طاقة حركة، ليقوم التوربين بدوره في إدارة المولد الكهربائي وتحويل الطاقة الحركة إلى طاقة خاصة بإنشاء التيار الكهربائي.
أما التيارات الناتجة من هذا الأمر فهي تعتمد بشكل كبير على كفاءة التوربين، وكمية الطاقة المهدورة عند الاحتكاك.
في المولدات الكهربائية يتم تحويل الطاقة المستخدمة في تدوير الآليات إلى الطاقة الكهربائية معتمدة على المجال المغناطيسي المرتفع، ويطلق على هذا النوع من المولدات في بعض الأحيان اسم الدينامو.
في نهاية الأمر يتم انتقال الطاقة الكهربائية التي يتم توليدها إلى الشبكات التي تحتوي على توتر عالي يعمل على تقليل الهدر الناتج عن المقاومة الكهربائية في الأسلاك.
من الممكن استخدام العديد من التقنيات المتنوعة لإتمام إنتاج الطاقة الكهرومائية مثل: استخدام الطاقة الحركية التي تنتج من الأمواج في عمليات المد والجزر.
الطاقة المتجددة وأنواعها
انتشر مصطلح الطاقة المتجددة في الآونة الأخير، وأصبحت من الأمور المهمة في العالم أجمع، أما تعريف هذه الطاقة فيتمثل في كونها الطاقة التي تتكون وتتجدد بشكل طبيعي دون تدخل من الإنسان، ومن مميزات هذه الطاقة أنها تتجدد بشكل مستمر دائم، فهي لا تنتهي، وجميع هذه الطاقات تكون نظيفة خالية من الملوثات، ولا تساهم في إحداث ضرر بالغلاف الجوي، وتتواجد منها العديد من الأنواع المختلفة وفقًا لمصدرها، وتتمثل فيما يلي:
طاقة المياه الجارية: هي نوع من الطاقة يستعمل في إنتاج العديد من الطاقات المتنوعة المساهمة في التزامات الحيا، وأكثرها أهمية هي الطاقة الكهرمائية التي تحدثنا عنها بالتفصيل في الفقرات السابقة.
الطاقة الشمية: هي الطاقة التي يحصل عليها الإنسان عن طريق الشمس والضوء، ويتم تحويلها إلى تقنيات وطاقات متنوعة منها الخلايا الكهروضوئية.
طاقة الكتلة الحيوية: هي الطاقة التي تعتمد بشكل أساسي على ما تبقى من الكائنات من الكائنات الحيوانية والكائنات النباتية والفضلات الخاصة بهم، وفي هذا النوع من الطاقة يتم معالجة هذه البقايا وحرقها ومن ثم تجفيفها.
طاقة الرياح: هو نوع الطاقة الذي يتم إنتاجه عن طريق استغلال حركة الرياح بشكل دائم، ومن الممكن للإنسان أن يستغل هذه الطاقة وينتجها عن طريق طاحونة الهواء أو ما يطلق عليه عنفات الرياح.
بهذا نكون وصلنا إلى نهاية موضوعنا بعد الإلمام بإجابة عبارة تستخدم طاقة المياه الجاريه في توليد ، والإلمام بالمعلومات الخاصة بالطاقة الكهرومائية وكيفية إنتاجها، وطريقة عمل محطات توليد الطاقة الكهربائية، وأنواع الطاقة المتجددة عبر الفقرات السابقة.
