تعريف علم الطاقة الحيوية

علم الطاقة المتجددة هي الطاقة من المصادر التي تتجدد بشكل طبيعي ولكنها محدودة التدفق حيث الموارد المتجددة لا تنضب من حيث المدة ولكنها محدودة بكمية الطاقة المتاحة لكل وحدة زمنية، للمزيد تعرف على تعريف علم الطاقة الحيوية.

تعريف علم الطاقة الحيوية

الطاقة المتجددة هي طاقة مستمدة من موارد الأرض الطبيعية غير المحدودة أو غير القابلة للاستنفاد، مثل الرياح وأشعة الشمس.

الطاقة المتجددة هي بديل للطاقة التقليدية التي تعتمد على الوقود الأحفوري، وتميل إلى أن تكون أقل ضررا بالبيئة.

معظم الطاقة المتجددة تأتي إما بشكل مباشر أو غير مباشر من الشمس.

يمكن استخدام أشعة الشمس، أو الطاقة الشمسية، مباشرة في التدفئة وإضاءة المنازل والمباني الأخرى، لتوليد الكهرباء، ولتسخين المياه الساخنة، والتبريد الشمسي، ومجموعة متنوعة من الاستخدامات التجارية والصناعية.

كما أن حرارة الشمس هي التي تحرك الرياح، التي يتم الحصول على طاقتها بواسطة توربينات الرياح، ثم تتسبب الرياح وحرارة الشمس في تبخر الماء.

عندما يتحول بخار الماء هذا إلى مطر أو ثلج ويتدفق إلى أسفل في الأنهار أو المجاري المائية، يمكن الحصول على طاقته باستخدام الطاقة الكهرومائية.

إلى جانب المطر والثلوج، تسبب أشعة الشمس في نمو النباتات، تُعرف المادة العضوية التي تشكل تلك النباتات بالكتلة الحيوية.

يمكن استخدام الكتلة الحيوية لإنتاج الكهرباء أو وقود النقل أو المواد الكيميائية، يسمى استخدام الكتلة الحيوية لأي من هذه الأغراض الطاقة الحيوية.

لا تأتي جميع موارد الطاقة المتجددة من الشمس، حيث تعمل الطاقة الحرارية الأرضية على امتصاص الحرارة الداخلية للأرض لمجموعة متنوعة من الاستخدامات، بما في ذلك إنتاج الطاقة الكهربائية والتدفئة والتبريد في المباني، وتأتي طاقة المد والجزر في المحيط من جاذبية القمر والشمس على الأرض.

أنواع من الطاقة المتجددة

طاقة شمسية

الطاقة الشمسية هي واحدة من مصادر الطاقة المتجددة الأكثر شعبية وأيضا الأسرع نموا.

كمصدر مجاني للطاقة المتجددة، خلقت التكنولوجيا تقنية لربط طاقة الشمس من خلال الألواح الشمسية.

تصنف الألواح الشمسية إلى نوعين هما الخلايا الشمسية الحرارية، وكذلك الخلايا الكهروضوئية الشمسية.

الخلايا الكهروضوئية الشمسية تمتص طاقة الشمس وتحوّلها إلى طاقة كهربائية تُستخدم في تطبيقات مختلفة مثل التدفئة الكهربائية وأجهزة الطاقة والسيارات الكهربائية.

تستخدم الألواح الحرارية الشمسية طاقة الشمس وتستخدم هذه الألواح في الصنابير وأنظمة التدفئة والاستحمام الطاقة الشمسية هي أفضل خيار في سوق الطاقة المتجددة المتصاعد.

طاقة الكتلة الحيوية

طاقة الكتلة الحيوية هي الطاقة المتجددة الأكثر استخداما.

يستخدم المواد العضوية مثل الحيوانات والنباتات وتحولها إلى شكل آخر من أشكال الطاقة التي يمكن استخدامها.

على سبيل المثال، عندما تمتص النباتات الطاقة الشمسية من خلال عملية التمثيل الضوئي، ستنتقل هذه الطاقة عبر كائن النبات لإنتاج طاقة الكتلة الحيوية.

النوع الشائع المستخدم لتوليد طاقة الكتلة الحيوية هو المحاصيل والخشب والسماد العضوي.

إذا لم يتم التحكم في تكنولوجيا الكتلة الحيوية بشكل صحيح ، فيمكن أن يكون لها تأثير ضار على البيئة.

طاقة الرياح

تستخدم طاقة الرياح لعدة سنوات في طواحين الهواء، والأشرعة، وكذلك لتوليد القوة لمضخات المياه.

عندما نتناقض مع أنواع أخرى من الطاقات المتجددة، تعتبر طاقة الرياح ثابتة وكذلك موثوقة للغاية.

في البداية، كان إنشاء مزرعة الرياح مشروعًا مكلفًا، لكن الآن بدأت التطورات الأخيرة في تحديد أسعار الذروة في أسواق الطاقة بالجملة على مستوى العالم وتقليص أرباح وإيرادات شركات إنتاج الوقود الأحفوري.

 الطاقة الكهرومائية

تستخدم الطاقة الكهرومائية تدفق الماء لتدوير التوربينات لتوليد الكهرباء.

وفقًا للمسح الأمريكي للجيولوجيا، توفر هذه الطاقة المتجددة 20٪ من الطاقة في متطلبات الطاقة العالمية.

هناك بعض المشكلات أثناء استخدام الطاقة الكهرومائية، هذه الطاقة يمكن أن تتولد من الأنهار المدمرة، وإلا فإنه يمكن أن يكون له تأثير كبير على التربة وعلى الحياة البرية، كما يؤثر على مجتمعات الأسماك التي يجب أن تمر عبر سدود النهر.

طاقة المد والجزر

طاقة المد والجزر هي نفسها مثل طاقة الرياح ولكن هذه يمكن التنبؤ بها وكذلك ثابتة، وهذا هو السبب الرئيسي في أن مصادر طاقة المد والجزر تسمى المصادر المحتملة.

استخدمت مصانع المد والجزر منذ العصور القديمة وحتى العصور الوسطى المماثلة لطواحين الهواء.

واجهت طاقة المد والجزر ارتفاعًا نسبيًا في التكلفة بالإضافة إلى سهولة الوصول غير المكتملة للمواقع من خلال نطاقات المد والجزر المرتفعة بشكل مناسب، ولكن، تشير العديد من التطورات التكنولوجية الحالية في كل من التكنولوجيا والتصميم إلى أن توفر طاقة المد والجزر بالكامل قد يكون أفضل من السابق، وأن التكاليف البيئية قد تصل إلى مراحل تنافسية.

 الطاقة الحرارية الأرضية

مصطلح الطاقة الحرارية الأرضية مأخوذ من الكلمة اليونانية جيو (الأرض)، ويستقبل الحرارة من الأرض ويحولها إلى طاقة.

على سبيل المثال، يمكن استخدام الماء الساخن أو طاقة البخار التي يتم توليدها من الأرض لتوليد الطاقة، ويطلق عليها أن تكون مصدرا للطاقة المتجددة لأن المياه في الأرض تمتلئ بهطول الأمطار العادي والحرارة المستخدمة يتم إنشاؤها من خلال الكوكب.

مزايا وسلبيات الطاقة الحرارية

مزايا:

• الطاقات المتجددة آمنة، وفيرة، وكذلك صحية للاستخدام عند التباين مع الوقود الأحفوري.
• توجد أنواع متعددة من الطاقة المتجددة.
• توفر الطاقات المتجددة الأساس لحرية الطاقة.
• موارد الطاقة هذه مستقرة.
• الطاقة المتجددة هي تقنية كبديل للوقود.

سلبيات:

• نوع من مصادر الطاقة المتجددة يعتمد على الموقع ومجدي من الناحية التجارية.
• هذه الأنواع من الطاقات تحتاج إلى سعة تخزينية.
• هذه المصادر للطاقة تسبب التلوث.
• تحتاج الطاقات المتجددة في كثير من الأحيان إلى تمويل لجعلها معقولة.
• تتطلب بعض أنواع مصادر الطاقة مساحة ضخمة.

المراجع

المصدر

المصدر