مصادر الطاقة الكهربائية
مشكلة الطاقة هي واحدة من المشاكل الرئيسية للبشرية. المصادر الرئيسية للطاقة في الوقت الحالي هي الغاز والفحم والنفط. وبحسب التوقعات ، فإن احتياطيات النفط ستدوم 40 سنة ، والفحم - 395 سنة ، والغاز - 60 سنة. يواجه نظام الطاقة العالمي مشاكل هائلة.
من حيث الكهرباء ، يتم تمثيل مصادر الطاقة الكهربائية من خلال محطات توليد الطاقة المختلفة - الحرارية والكهرومائية والنووية. نتيجة للنضوب السريع لناقلات الطاقة الطبيعية ، تم إبراز مهمة إيجاد طرق جديدة للحصول على الطاقة.
مصدر الطاقة الكهربائية - منتج كهربائي (جهاز) يحول أنواعًا مختلفة من الطاقة إلى طاقة كهربائية (GOST 18311-80).
مصادر الطاقة الكهربائية الأساسية
• TPP
إنهم يعملون على الوقود العضوي - زيت الوقود ، والفحم ، والجفت ، والغاز ، والصخر الزيتي. تقع محطات الطاقة الحرارية بشكل أساسي في المنطقة التي توجد بها موارد طبيعية وبالقرب من مصافي النفط الكبيرة.
• محطات الطاقة الكهرومائية
يتم تشييدها في الأماكن التي يتم فيها سد الأنهار الكبيرة بواسطة السدود ، وبفضل طاقة المياه المتساقطة ، تدور توربينات المولد الكهربائي. يعتبر إنتاج الكهرباء بهذه الطريقة الأكثر ملاءمة للبيئة نظرًا لعدم وجود حرق لأنواع مختلفة من الوقود ، وبالتالي لا توجد نفايات ضارة. تحقق من مزيد من التفاصيل هنا - مبدأ تشغيل محطة الطاقة الكهرومائية
• محطات الطاقة النووية
يتطلب تسخين المياه طاقة حرارية تنطلق نتيجة تفاعل نووي. وإلا فإنه يبدو وكأنه محطة لتوليد الطاقة الحرارية.
مصادر الطاقة غير التقليدية
وتشمل هذه الرياح ، والطاقة الشمسية ، والحرارة من التوربينات الأرضية ، والمد والجزر في المحيطات. في الآونة الأخيرة ، يتم استخدامها بشكل متزايد كمصادر طاقة إضافية غير تقليدية. يقول العلماء ذلك بحلول عام 2050 مصادر الطاقة غير القياسية ستصبح أساسية وسيفقد العادي معناها.
• طاقة الشمس
هناك عدة طرق لاستخدامه. أثناء الطريقة الفيزيائية للحصول على الطاقة من الشمس ، يتم استخدام البطاريات الجلفانية التي يمكن أن تمتص و يحول الطاقة الشمسية إلى كهرباء أو الحرارة. كما يتم استخدام نظام مرايا يعكس أشعة الشمس ويوجهها إلى أنابيب مملوءة بالزيت حيث تتركز حرارة الشمس.
V في بعض المناطق ، من الأنسب استخدام مجمعات الطاقة الشمسية ، والتي يمكن من خلالها حل المشكلة البيئية جزئيًا واستخدام الطاقة لتلبية الاحتياجات المنزلية.
تتمثل المزايا الرئيسية للطاقة الشمسية في التوافر العام للمصادر وعدم استنفادها ، والسلامة الكاملة للبيئة ومصادر الطاقة النظيفة بيئيًا الرئيسية.
العيب الرئيسي هو الحاجة إلى مساحات كبيرة من الأرض لبناء محطة للطاقة الشمسية.
• طاقة الرياح
مزارع الرياح قادرة فقط على إنتاج الكهرباء عندما تكون الرياح قوية. "مصادر الطاقة الحديثة الأساسية" للرياح هي توربينات الرياح ، وهي هيكل معقد للغاية. يتم برمجة وضعين للتشغيل فيه - رياح منخفضة وعالية ، وهناك أيضًا توقف للمحرك إذا كانت هناك رياح قوية جدًا.
العيب الرئيسي محطات طاقة الرياح (HPP) - الضوضاء الناتجة عن دوران شفرات المروحة ، والأنسب هي طواحين الهواء الصغيرة المصممة لتوفير كهرباء آمنة بيئيًا ورخيصة في مناطق الضواحي أو المزارع الفردية.
• محطات طاقة المد والجزر
تستخدم طاقة المد والجزر لتوليد الكهرباء. لبناء أبسط محطة لتوليد الطاقة من المد والجزر ، ستكون هناك حاجة إلى حوض أو سد أو مصب نهر أو خليج. السد مجهز بتوربينات مائية وقنوات.
يدخل الماء إلى الحوض عند انخفاض المد ، وعندما يتساوى مستوى الحوض والبحر تنغلق المجاري. مع اقتراب انخفاض المد ، ينخفض مستوى المياه ، ويصبح الضغط كافيًا ، وتبدأ التوربينات والمولدات الكهربائية في العمل ، ويغادر الماء البركة تدريجيًا.
مصادر الطاقة الجديدة في شكل محطات طاقة المد والجزر لها بعض العيوب - اضطراب التبادل الطبيعي للمياه العذبة والمالحة ؛ التأثير على المناخ ، نتيجة لعملهم يغير إمكانات الطاقة للمياه والسرعة ومنطقة الحركة.
الإيجابيات - الصداقة البيئية ، انخفاض تكلفة الطاقة المنتجة ، انخفاض مستوى استخراج الوقود الأحفوري واحتراقه ونقله.
• مصادر غير تقليدية للطاقة الحرارية الأرضية
تُستخدم حرارة توربينات الأرض (الينابيع الساخنة العميقة) لتوليد الطاقة. يمكن استخدام هذه الحرارة في أي منطقة ، ولكن يمكن استرداد التكاليف فقط عندما تكون المياه الساخنة قريبة قدر الإمكان من قشرة الأرض - مناطق النشاط النشط للسخانات والبراكين.
يتم تقديم المصادر الرئيسية للطاقة في نوعين - حوض سباحة تحت الأرض به ناقل حراري طبيعي (مصادر مائية حرارية أو بخارية حرارية أو بخار الماء) وحرارة الصخور الساخنة.
النوع الأول هو غلاية جاهزة للاستخدام تحت الأرض يمكن من خلالها إنتاج البخار أو الماء من الآبار التقليدية. النوع الثاني يجعل من الممكن الحصول على البخار أو الماء شديد السخونة ، والذي يمكن استخدامه أيضًا لأغراض الطاقة.
العيب الرئيسي لكلا النوعين هو التركيز المنخفض للشذوذ الحراري الأرضي عندما تقترب الصخور الساخنة أو الينابيع من السطح. من الضروري أيضًا إعادة حقن مياه الصرف الصحي في الأفق الجوفي ، حيث تحتوي المياه الحرارية على العديد من أملاح المعادن السامة والمركبات الكيميائية التي لا يمكن تصريفها في أنظمة المياه السطحية.
المزايا - هذه الاحتياطيات لا تنضب.تحظى الطاقة الحرارية الجوفية بشعبية كبيرة بسبب النشاط النشط للبراكين والسخانات ، التي تحتل أراضيها 1/10 من سطح الأرض.
مصادر جديدة واعدة للطاقة - الكتلة الحيوية
الكتلة الحيوية أساسية وثانوية. للحصول على الطاقة ، يمكنك استخدام الطحالب المجففة ، والنفايات الزراعية ، والخشب ، إلخ. يتمثل الخيار البيولوجي لاستخدام الطاقة في إنتاج الغاز الحيوي من السماد الطبيعي نتيجة التخمير دون الوصول إلى الهواء.
اليوم ، تراكمت في العالم كمية لا بأس بها من القمامة التي تؤدي إلى تدهور البيئة ، والقمامة لها تأثير ضار على البشر والحيوانات وجميع الكائنات الحية. لذلك ، من الضروري تطوير الطاقة حيث سيتم استخدام الكتلة الحيوية الثانوية لمنع التلوث البيئي.
وفقًا لحسابات العلماء ، لا يمكن تزويد المستوطنات بالكامل بالكهرباء إلا على حساب نفاياتها. بالإضافة إلى ذلك ، لا يوجد أي هدر عمليًا. لذلك ، سيتم حل مشكلة التخلص من النفايات في وقت واحد مع توفير الكهرباء للسكان بأقل تكلفة.
المزايا - لا يزيد تركيز ثاني أكسيد الكربون ، تم حل مشكلة استخدام النفايات ، وبالتالي تم تحسين البيئة.