أكثر مصادر الطاقة استخداما في توليد الطاقة الكهربائية في العالم ؟

في عالم يعتمد بشكل متزايد على الطاقة لتسيير مختلف جوانب الحياة، تُعد الكهرباء أحد أبرز مقومات التقدم والتطور. وتختلف طرق توليد الطاقة الكهربائية تبعًا لتوافر الموارد والظروف البيئية والاقتصادية، مما يجعل من المهم التعرف على أكثر مصادر الطاقة استخدامًا عالميًا في هذا المجال. في هذا المقال في موقع مفاهيم، نستعرض أبرز المصادر المستخدمة في توليد الكهرباء، من الوقود الأحفوري إلى المصادر المتجددة، وأثر كل منها على البيئة والاقتصاد.

للنشر

واتس اب شارك غرد شارك

جدول المحتويات

• توليد الطاقة الكهربائية
• أكثر مصادر الطاقة استخداما في توليد الطاقة الكهربائية في العالم ؟
  • 1. الطاقة الحرارية (من الوقود الأحفوري):
  • 2. الطاقة المائية (الطاقة الكهرومائية):
  • 3. الطاقة النووية:
  • 4. الطاقة الريحية:
  • 5. الطاقة الشمسية:
• كيفية توليد الطاقة الكهربائية؟
  • 1. توليد الطاقة الكهربائية من الرياح (الطاقة الريحية):
  • 2. توليد الطاقة الكهربائية من الماء (الطاقة الكهرومائية):
  • 3. توليد الطاقة الكهربائية من السدود (الطاقة الكهرومائية):
  • 4. توليد الطاقة الكهربائية من النفايات (الطاقة من النفايات):
  • 5. توليد الطاقة الكهربائية من المد والجزر (الطاقة المائية المدية):
  • 6. توليد الطاقة الكهربائية من الحرارة (الطاقة الحرارية):
  • 7. توليد الطاقة الكهربائية من النفط
• محطات توليد الطاقة الكهربائية

توليد الطاقة الكهربائية

• توليد الطاقة الكهربائية هو عملية تحويل أنواع مختلفة من الطاقة إلى طاقة كهربائية قابلة للاستخدام. يتم ذلك من خلال استخدام مصادر متنوعة للطاقة، مثل الطاقة الميكانيكية، الطاقة الحرارية، الطاقة الشمسية، الطاقة الريحية، والطاقة النووية.
• تتم عملية توليد الطاقة الكهربائية عادة عبر جهاز يُسمى المولد الكهربائي (أو المولد الكهربائي الديناميكي) والذي يعمل على تحويل الطاقة الميكانيكية (مثل دوران التوربينات) إلى طاقة كهربائية باستخدام مبدأ الحث الكهرومغناطيسي.
• في عالم يشهد تزايدًا مستمرًا في الطلب على الكهرباء، تتنوع مصادر توليد الطاقة الكهربائية بين الوقود الأحفوري والمصادر المتجددة. ورغم التقدم الملحوظ في استخدام الطاقة النظيفة، لا يزال الفحم يحتل المرتبة الأولى عالميًا في توليد الكهرباء، يليه الغاز الطبيعي. وفي عام 2024، شكلت مصادر الطاقة المتجددة والطاقة النووية معًا حوالي 40% من إجمالي توليد الكهرباء عالميًا، مما يعكس تحولًا تدريجيًا نحو مصادر أكثر استدامة.​

أكثر مصادر الطاقة استخداما في توليد الطاقة الكهربائية في العالم ؟

أكثر مصادر الطاقة استخدامًا في توليد الطاقة الكهربائية في العالم هي:

1. الطاقة الحرارية (من الوقود الأحفوري):

• الفحم: يُستخدم بشكل واسع في العديد من البلدان لتوليد الكهرباء عن طريق حرقه لإنتاج البخار الذي يدير التوربينات.
• الغاز الطبيعي: يُستخدم أيضًا في محطات توليد الكهرباء من خلال الغاز الطبيعي لتشغيل التوربينات البخارية أو الغازية.
• النفط: يستخدم في بعض الدول لتوليد الكهرباء، خاصة في المناطق التي لا تحتوي على مصادر كبيرة من الفحم أو الغاز.
• الوقود الأحفوري (الفحم، الغاز، والنفط) لا يزال المصدر الأكثر استخدامًا على مستوى العالم لتوليد الطاقة الكهربائية رغم ارتفاع الوعي البيئي والتوجه نحو مصادر الطاقة المتجددة.

2. الطاقة المائية (الطاقة الكهرومائية):

• يُعد استخدام الطاقة المائية أحد أهم مصادر توليد الكهرباء حول العالم، خاصة في البلدان التي تمتلك أنهارًا كبيرة، مثل الصين وكندا والبرازيل. يتم توليد الكهرباء من خلال السدود والطواحين المائية التي تستخدم تدفق الماء لتحريك التوربينات.

3. الطاقة النووية:

• الطاقة النووية تُستخدم في العديد من الدول المتقدمة، حيث يتم توليد الكهرباء عن طريق استخدام التفاعلات النووية لإنتاج حرارة تُستخدم لتحريك التوربينات وتوليد الكهرباء. من أبرز الدول التي تعتمد على هذه الطاقة هي الولايات المتحدة الأمريكية، فرنسا، وروسيا.

4. الطاقة الريحية:

• الطاقة الريحية أصبحت مصدرًا متزايدًا لتوليد الكهرباء، خاصة في المناطق التي تتمتع برياح قوية. الطواحين الهوائية تُستخدم لتحويل الطاقة الحركية للرياح إلى كهرباء. ألمانيا، الولايات المتحدة الأمريكية، والصين هي من أكبر الدول المنتجة للطاقة الريحية.

5. الطاقة الشمسية:

• الطاقة الشمسية أصبحت أحد المصادر المهمة لتوليد الكهرباء في السنوات الأخيرة، خاصة مع انخفاض تكاليف الألواح الشمسية وتحسين تقنياتها. يتم توليد الكهرباء باستخدام الخلايا الشمسية، سواء عبر الأنظمة السطحية أو محطات الطاقة الشمسية الكبيرة. الدول التي تعتمد بشكل كبير على الطاقة الشمسية تشمل الصين و الولايات المتحدة و الهند.
• تُعد الطاقة المتجددة (مثل الطاقة الشمسية، الريحية، والطاقة المائية) من أكثر المصادر التي يشهد استخدامها نموًا سريعًا حول العالم، في ظل التوجهات البيئية لمكافحة تغير المناخ.

كيفية توليد الطاقة الكهربائية؟

إليك طريقة توليد الطاقة الكهربائية من بعض المصادر المختلفة:

1. توليد الطاقة الكهربائية من الرياح (الطاقة الريحية):

• المبدأ: يتم توليد الكهرباء من الرياح باستخدام التوربينات الهوائية. عندما تهب الرياح، تتحرك الشفرات الخاصة بالتوربين، مما يسبب حركة دوران المولد الكهربائي الذي يقوم بتحويل الطاقة الحركية للرياح إلى طاقة كهربائية.
• التقنيات: يمكن أن تكون التوربينات الريحية كبيرة تُستخدم في المزارع الريحية أو صغيرة للاستخدامات المحلية.
• المزايا: الطاقة الريحية مصدر طاقة نظيف ومتجدد، ولا يسبب تلوثًا بيئيًا.

2. توليد الطاقة الكهربائية من الماء (الطاقة الكهرومائية):

• المبدأ: يتم توليد الكهرباء باستخدام التوربينات المائية التي تديرها قوة تدفق المياه من الأنهار أو السدود. الماء المتدفق يُستخدم لتدوير التوربينات، والتي بدورها تقوم بتدوير مولد كهربائي لتحويل الطاقة الميكانيكية إلى طاقة كهربائية.
• التقنيات: تشمل محطات الطاقة الكهرومائية الكبيرة مثل السدود ومحطات الطاقة المائية الصغيرة التي تستفيد من تدفق المياه في الأنهار.
• المزايا: طاقة نظيفة ومتجددة، وقادرة على توفير كميات كبيرة من الكهرباء.

3. توليد الطاقة الكهربائية من السدود (الطاقة الكهرومائية):

• المبدأ: في محطات الطاقة الكهرومائية التي تستخدم السدود، يتم تخزين المياه في خزان السد. عندما يُفتح الباب للسماح للمياه بالمرور، يتم تسريع تدفق الماء ليدير التوربينات. تتحول الحركة الميكانيكية للتوربينات إلى طاقة كهربائية عبر مولد كهربائي.
• المزايا: تعتبر الطاقة الكهرومائية من أقدم وأكثر الطرق فعالية لتوليد الكهرباء، وتوفر مصدرًا ثابتًا للطاقة.

4. توليد الطاقة الكهربائية من النفايات (الطاقة من النفايات):

• المبدأ: يتم حرق النفايات أو معالجتها بطرق أخرى (مثل التحلل البيولوجي أو الغازification) لتحرير الطاقة الحرارية. يتم تحويل هذه الحرارة إلى طاقة ميكانيكية بواسطة محركات بخارية أو محركات الغاز لتوليد الكهرباء.
• التقنيات: تشمل محطات حرق النفايات أو محطات الغازification حيث يتم معالجة النفايات بشكل متحكم فيه لتحويلها إلى طاقة.
• المزايا: يساعد هذا النوع من الطاقة في التقليل من النفايات ويُعتبر حلاً بيئيًا يحسن إدارة النفايات.

5. توليد الطاقة الكهربائية من المد والجزر (الطاقة المائية المدية):

• المبدأ: يعتمد هذا النوع من الطاقة على استخدام الحركة الصاعدة والهابطة للمياه نتيجة المد والجزر لتدوير التوربينات التي تولد الكهرباء. يتم تثبيت التوربينات في محطات المد والجزر على الشواطئ.
• التقنيات: تشمل محطات توليد الكهرباء المدية التي تعمل على الاستفادة من تأثيرات المد والجزر المنتظمة.
• المزايا: طاقة نظيفة ومتجددة، يمكن التنبؤ بها.

6. توليد الطاقة الكهربائية من الحرارة (الطاقة الحرارية):

• المبدأ: الطاقة الحرارية يتم توليدها عن طريق حرق الوقود (الفحم، الغاز الطبيعي، النفط) أو باستخدام الطاقة الشمسية الحرارية أو الطاقة الجوفية. تُستخدم الحرارة لتسخين الماء وتحويله إلى بخار الذي يُستخدم لتحريك التوربينات.
• التقنيات: تشمل محطات الطاقة الحرارية التقليدية (حرق الوقود)، محطات الطاقة الشمسية المركزة، ومحطات الطاقة الجوفية.
• المزايا: فعالة في توليد كميات كبيرة من الكهرباء، لكن غالبًا ما تكون أكثر تلوثًا مقارنة بالطاقة المتجددة.

7. توليد الطاقة الكهربائية من النفط

• يتم تكرير النفط وتحويله إلى وقود مناسب لمحطات الطاقة. الديزل و الوقود الثقيل هما النوعان الأكثر استخدامًا في محطات توليد الطاقة.
• يُخزن النفط في خزانات ضخمة يتم سحب الوقود منها بشكل منتظم.
• يتم حرق النفط في غلايات كبيرة تعمل على تحويل الطاقة الحرارية الناتجة عن الاحتراق إلى طاقة حرارية. هذه الغلايات تستخدم الحرارة الناتجة عن حرق النفط لتسخين الماء وتحويله إلى بخار.
• البخار الذي يتم توليده نتيجة لحرق النفط يسخن بشكل كافٍ ليقوم بتشغيل التوربينات البخارية.
• يتم ضخ البخار إلى التوربين، حيث يُستخدم في تدوير التوربينات لتحريك المولد الكهربائية.
• بعد أن يدير البخار التوربين، يتحول الطاقة الحركية الناتجة عن التوربين إلى طاقة كهربائية في المولد.
• يتم إنتاج الكهرباء في شكل تيار متناوب (AC) والذي يُنقل عبر الشبكة الكهربائية.
• بعد توليد الكهرباء، يتم تبريد البخار في مكثف حيث يتحول البخار مرة أخرى إلى ماء سائل ليُعاد إلى النظام لاستخدامه في الدورة التالية.
• تُستخدم أبراج التبريد أو أنظمة أخرى لتقليل درجة الحرارة في محطات الطاقة، مما يساعد على استعادة المياه وتقليل الفاقد.
• في بعض الحالات، خاصة في المناطق النائية أو عندما تكون الشبكة الكهربائية غير مستقرة، يمكن استخدام المولدات التي تعمل بالديزل أو النفط لتوليد الكهرباء مباشرة.

محطات توليد الطاقة الكهربائية

• محطات توليد الطاقة الكهربائية تلعب دورًا أساسيًا في تزويد المجتمعات بالطاقة اللازمة للأنشطة اليومية. كل نوع من محطات توليد الطاقة له مميزاته وعيوبه، حيث تعتمد كل محطة على مصدر طاقة مختلف يمكن أن يكون متجددًا أو غير متجدد. مع تطور التكنولوجيا، هناك توجهات نحو تحسين كفاءة المحطات التقليدية وزيادة الاعتماد على الطاقة المتجددة لحماية البيئة.