شكل الطاقة التي يصعب خزنها طاقة

كتابة husam - آخر تحديث: 1 نوفمبر 2020 , 19:11
شكل الطاقة التي يصعب خزنها طاقة

إن شكل الطاقة التي يصعب خزنها طاقة ؟، سؤال مهم في مادة العلوم، وللإجابة على هذا السؤال علينا أولاً تعرف بعض المصطلحات المتواجدة في هذا السؤال، مثل معنى مفهوم الطاقة، وسنجيب في هذا المقال على هذه الأسئلة بالتفصيل كما وسنوضح كافة أشكال الطاقة.

ما هي الطاقة

يعرف العلماء الطاقة بأنها القدرة على القيام بالعمل، والحضارة الحديثة أصبحت ممكنة لأن الناس تعلموا كيفية تغيير الطاقة من شكل إلى أخر ثم استخدامها للقيام بالعمل، ويستخدم الناس الطاقة للمشي وركوب الدراجات، ولتحريك السيارات على طول الطرق والقوارب عبر الماء، ولطهي الطعام على المواقد، ولصنع الثلج في المجمدات، ولإضاءة منازلنا ومكاتبنا، ولصنع المنتجات، ولإرسال رواد الفضاء إلى الفضاء، إن الطاقة هي إحدى صور الوجود، فالكون مكون من أجرام وطاقة، ومنذ النظرية النسبية لأينشتاين نعرف تكافؤ المادة والطاقة، فالطاقة يمكن أن تتحول إلى مادة وبالعكس يمكن للمادة أن تتحول إلى طاقة، وقد رأينا تحول المادة إلى طاقة في اختراع القنبلة الذرية في الحرب العالمية الثانية.[1]

أشكال الطاقة

لا يمكن إنشاء الطاقة أو تدميرها، بل يمكن تغييرها فقط من شكل إلى أخر، ويعرف هذا المبدأ باسم حفظ الطاقة أو القانون الأول للديناميكا الحرارية، والذي ينص على إن الطاقة لا تفنى ولا تستحدث وأنما تنتقل من شكل لأخر، وعلى سبيل المثال عندما ينزلق صندوق إلى أسفل تل، فإنه يتم تحويل الطاقة الكامنة التي يمتلكها الصندوق من موقع مرتفع على المنحدر إلى طاقة حركية، وعندما يتباطأ الصندوق إلى نقطة توقف من خلال الاحتكاك، يتم تحويل الطاقة الحركية من حركة الصندوق إلى طاقة حرارية تسخن الصندوق والمنحدر، ويمكن تعداد أشكال الطاقة كالتالي:[2]

  • الطاقة الحرارية: يتم إنشاء الطاقة الحرارية من اهتزاز الذرات والجزيئات داخل المواد، وكلما تحركوا بشكل أسرع، زادت طاقتهم وزادت سخونتهم.
  • الطاقة الكيميائية: يتم تخزين الطاقة الكيميائية في روابط الذرات والجزيئات، وإنها الطاقة التي تمسك هذه الجسيمات معاً، وتوجد الطاقة الكيميائية المخزنة في الغذاء والكتلة الحيوية والبترول والغاز الطبيعي.
  • الطاقة النووية: يتم تخزين الطاقة النووية في نواة الذرات، يتم إطلاق هذه الطاقة عندما يتم دمج النوى او ما يسمى بالاندماج أو الانقسام او ما يسمى بالانشطار، وتقوم محطات الطاقة النووية بتقسيم نوى ذرات اليورانيوم لإنتاج الكهرباء.
  • الطاقة كهربائية: الطاقة الكهربائية هي حركة الإلكترونات، حيث إن الإلكترونات هي الجزيئات الدقيقة التي تتكون منها الذرات مع البروتونات والنيوترونات، وتسمى الإلكترونات التي تتحرك عبر سلك كهرباء بالتيار.
  • الطاقة المشعة: تعرف الطاقة المشعة أيضاً بالطاقة الكهرومغناطيسية، وهي نوع من الطاقة الحركية التي تنتقل في موجات، وتشمل الأمثلة الطاقة من الشمس والأشعة السينية وموجات الراديو.
  • الطاقة الضوئية: الطاقة الضوئية هي شكل من أشكال الإشعاع الكهرومغناطيسي، ويتكون الضوء من الفوتونات، والتي يتم إنتاجها عند تسخين ذرات الجسم، وينتقل الضوء في شكل موجات وهو الشكل الوحيد للطاقة المرئي للعين البشرية.
  • الطاقة الحركة: طاقة الحركة أو الطاقة الميكانيكية، وهي الطاقة المخزنة في الأشياء، وكلما تحركت الأشياء بشكل أسرع، يتم تخزين المزيد من الطاقة، تشمل أمثلة الطاقة الحركة مثل الرياح أو نهر متدفق أو سيارة متحركة أو شخص يجري.
  • الطاقة الصوتية: الطاقة الصوتية هي حركة الطاقة من خلال المواد، وإنها تتحرك في موجات وتنتج عندما تجعل القوة شيئاً أو مادة تهتز، وعادة ما يكون هناك طاقة أقل بكثير في الصوت مقارنة بأشكال الطاقة الأخرى.
  • الطاقة المرنة: الطاقة المرنة هي شكل من أشكال الطاقة الكامنة التي يتم تخزينها في جسم مرن، مثل الزنبرك الملفوف أو الشريط المطاطي الممتد، وتخزن الأجسام المرنة طاقة مرنة عندما تتسبب القوة في شدها أو سحقها.
  • طاقة الجاذبية: طاقة الجاذبية هي شكل من أشكال الطاقة الكامنة، وإنها طاقة مرتبطة بالجاذبية أو قوة الجاذبية، وهي الطاقة التي يحتفظ بها الجسم عندما يكون في موضع مرتفع مقارنة بالموضع الأدنى.

شكل الطاقة التي يصعب خزنها طاقة

إن شكل الطاقة التي يصعب خزنها هي الطاقة الكهربائية، والسبب يعود لإن الطاقة الكهربائية هي عبارة عن الكترونات حرة متحركة لذلك يصعب تخزينها بشكل مباشر، ولذلك عن تخزينها يتم تحويلها لطاقة أخرى سهلة التخزين، و يمكن تخزين الطاقة الكهربائية بعدة طرق، بما في ذلك:[3]

  • ضخ الطاقة الكهرومائية: بحيث تستخدم الكهرباء لضخ المياه إلى الخزان مرتفع، وعندما يتم إطلاق الماء من الخزان، فإنه يتدفق عبر التوربينات لتوليد الكهرباء مرة أخرى.
  • هواء مضغوط: حيث تستخدم الكهرباء لضغط الهواء حتى 1000 رطل لكل بوصة مربعة وتخزينه، وغالباً تخزن في كهوف تحت الأرض، وعندما يكون الطلب على الكهرباء مرتفعاً، يتم إطلاق الهواء المضغوط لتوليد الكهرباء من خلال مولد التوربينات التوسعية.
  • البطاريات: على غرار البطاريات الشائعة القابلة لإعادة الشحن، يمكن للبطاريات الكبيرة جداً تخزين الكهرباء حتى يتم الاحتياج إليها، ويمكن أن تستخدم هذه الأنظمة أيون الليثيوم، وحمض الرصاص، وحديد الليثيوم أو تقنيات البطاريات الأخرى.
  • تخزين الطاقة الحرارية: ويمكن استخدام الكهرباء لإنتاج طاقة حرارية يمكن تخزينها لحين الحاجة إليها، وعلى سبيل المثال، يمكن استخدام الكهرباء لإنتاج الماء المثلج أو الثلج في أوقات انخفاض الطلب واستخدامه لاحقاً للتبريد خلال فترات ذروة استهلاك الكهرباء.
  • الحذافات: حيث تستخدم الكهرباء لتسريع دولاب الموازنة وهو نوع من الدوارات، حيث يتم من خلاله الحفاظ على الطاقة كطاقة دورانية حركية، وعندما تكون هناك حاجة للطاقة الكهربائية، يتم استخدام قوة دوران دولاب الموازنة لتشغيل المولد، حيث تستخدم بعض الحذافات محامل مغناطيسية، وتعمل في فراغ لتقليل السحب، ويمكنها الوصول إلى سرعات دوران تصل إلى 60 ألف دورة في الدقيقة.

وفي نهاية هذا المقال نكون قد عرفنا ماهو هو شكل الطاقة التي يصعب خزنها، ونكون قد وضحنا معنى الطاقة، وذرنا أشكالها، وعرفنا أهم الطرق لتخزين الطاقة الكهربائية.

المراجع

  1. ^ eia.gov , What is energy? , 1/11/2020
  2. ^ solarschools.net , Discover the different types of energy , 1/11/2020
  3. ^ epa.gov , Energy and the Environment , 1/11/2020