بحث جاهز عن الطاقات المتجددة

المقدمة :
تشكل الطاقة فى العالم شريان الحياة ونمو اقتصادها لهذا يزداد الطلب عليها باستمرار
فالطاقات المستعملة من طرف الانسان متعددة واهمها واكثرها استغلالا هي الطاقة البترولية التى كانت ولا زالت سبب النزاعات فى العالم ولكن مقابل ذلك نجد انفسنا وسط تلوث ومشاكل بيئية سببها الاول الطاقات الغير المتجددة والاستغلال الغير عقلانى للانسان لها فظهرت بذلك طاقات متجددة ( الصديقة للبيئة ) وكانت محل اقبال الجميع لما لها من اهمية وخطورة أقل للبيئة
فما هو مفهوم الطاقة الجديدو اي المتجددة؟؟
وكيف يمكننا التخلص من التلوث ؟؟
وماهي الاحتياطات الضرورية لتجنب الأخطار التى تواجه البشرية؟؟
1-تعريف الطاقة المتجددة :
هي الطاقةالمستمدة من الموارد الطبيعية التي تتجدد أو التي لا يمكن ان تنفد. ومصادر الطاقة المتجددة، تختلف جوهريا عن الوقود الأحفوريمن بترولوفحموالغاز الطبيعي..... ، وحيث أن مخلفاتها لا تحتوي على غازاتوملوثات اخرى كما في احتراق الوقود الأحفوري.
وهي تنتج عن الرياحوالمياهوالشمس, وتستخدم على نطاق واسع في البلدان المتقدمة وبعض البلدان النامية ؛ لكن وسائل انتاج الكهرباءباستخدام مصادر الطاقة المتجددة اصبح مألوفا في الآونة الاخيرة ، وذلك لتجنب التهديدات الرئيسية لتغير المناخبسبب التلوثواستنفاد الوقود الأحفوري، بالإضافة للمخاطر الاجتماعية والسياسية للوقود الأحفوري (الفحم الحجري ،الفحم النفطي الأسود)والطاقة النووية.
2-مصادر استخدام الطاقة المتجددة:
مصادر تدفقات الطاقة المتجددةتشمل الظواهر الطبيعيةمثل الشمسوالرياحوحرارةباطن الأرضوحركة المدوالجزر. لكل من هذه المصادر خصائصها الفريدة التي تؤثر على كيفية ووقت استخدامها. أغلبيه تقنياتالطاقة المتجددةمرتبطة بشكل مباشر او غير مباشر بالقدرة الصادرة عن الشمس. حيث أن نظام الغلاف الجويللأرض في حالة توازن إلا أن حرارةالاشعاعفي الفضاءتساوي الاشعاع الشمسي، وإن مستوى الطاقة المتساقط داخل نظام الغلاف الجويللارضيمكن ان يوصف تقريبا "المناخ الأرضي".وبالتالي إن المياهتمتص جزءا كبيرا من طاقة الاشعاع الشمسي. كما يتم سقوط معظم الاشعاعات في خطوط العرضالقريبة حول خط الاستواء، ويتم انتشار توزيع هذه الطاقةفي جميع انحاء العالمعلى شكل رياحوتيارات محيطية. والطاقة الشمسيةمسؤولة ايضا عن توزيع الامطار، ويمتد تأثيرها إلى المشاريع الكهرمائيةونمو النباتاتالمستخدمة في تهيئة الوقود الحيوي.

3- الطاقة المتجددة ومكانتها وحدودها :
وتشمل طاقة الرياح والهواء والطاقة الشمسية وطاقة المياه أو الأمواج والطاقة الجوفية في باطن الأرض وطاقة الكتلة الحيوية، وهي طاقات لا تنضب.
وفي السطور القليلة التالية سنتعرف على أهم أشكال الطاقة المتجددة وكيفية الاستفادة منها:

أ- طاقة المياه:
توليد الطاقة من المياه
تأتي الطاقة المائية منطاقة تدفق المياه أو سقوطها في حالة الشلالات (مساقط المياه)، أو من تلاطم الأمواجفي البحار، حيث تنشأ الأمواج نتيجة لحركة الرياح وفعلها على مياه البحار والمحيطاتوالبحيرات، ومن حركة الأمواج هذه تنشأ طاقة يمكن استغلالها، وتحويلها إلى طاقةكهربائية، حيث تنتج الأمواج في الأحوال العادية طاقة تقدر ما بين 10 إلى 100 كيلووات لكل متر من الشاطئ في المناطق متوسطة البعد عن خط الاستواء.
كذلك يمكن الاستفادة من الطاقة المتولدة من حركات المد والجزر في المياه،وأخيراً يمكن أيضاً الاستفادة من الفارق في درجات الحرارة بين الطبقتين العلياوالسفلى من المياه التي يمكن أن يصل إلى فرق 10 درجات مئوية.
ب- طاقة الكتلة الحيوية(Biomass fuels):
وهي الطاقة التي تستمد من المواد العضوية كإحراق النباتات وعظام ومخلفاتالحيوانات والنفايات والمخلفات الزراعية. والنباتات المستخدمة في إنتاج طاقة الكتلةالحيوية يمكن أن تكون أشجاراً سريعة النمو، أو حبوباً، أو زيوتاً نباتية، أو مخلفاتزراعية، وهناك أساليب مختلفة لمعالجة أنواع الوقود الحيوي، منها:
الحرق المباشر
ويستعمل للطهي والتدفئة وإنتاج البخار غيرأن هذه العملية لها مردود حراري ضئيل .
الحرق غير المباشر:
لإنتاج الفحم (بدون أوكسجين)
طرق التخمير:
لإنتاج غاز الميثان الذي يستخدم في الأعمالالمنزلية كالتدفئة والطهي والإنارة.
الحل الحراري.
التقطير.
ويعطي كل أسلوب من الأساليب السابقة منتوجاتهالخاصة به مثل غاز الميثان والكحول والبخار والأسمدة الكيماوية، ويعد غاز الإيثانول واحداً من أفضل أنواع الوقود المستخلصة من الكتلة الحيوية وهو يستخرج بشكل رئيسي منمحاصيل الذرة وقصب السكر.

ج- الطاقة الجوفية:
وهي طاقة الحرارة الأرضية، حيث يُستفاد من ارتفاع درجة الحرارة في جوف الأرض باستخراج هذه الطاقة وتحويلها إلى أشكال أخرى، وفي بعض مناطق الصدوع والتشققات الأرضية تتسرب المياه الجوفية عبر الصدوع والشقوق إلى أعماق كبيرة بحيث تلامس مناطق شديدة السخونة فتسخن وتصعد إلى أعلى فوارة ساخنة، وبعض هذه الينابيع يثور عدة مرات في الساعة وبعضها يتدفق باستمرار وبشكل انسيابي حاملاً معه المعادن المذابة من طبقات الصخور العميقة، ويظهر بذلك ما يطلق عليه الينابيع الحارة، ويقصد الناس هذاالنوع من الينابيع للاستشفاء، بالإضافة إلى أن هناك مشاريع تقوم على استغلال حرارةالمياه المنطلقة من الأرض في توليد الكهرباء.
د- طاقة الرياح:
توربينات توليد الطاقة من الرياح
وهي الطاقة المتولدة من تحريك ألواح كبيرة مثبتة بأماكن مرتفعة بفعل الهواء، ويتم إنتاج الطاقة الكهربائية من الرياح بواسطة محركات (أو توربينات) ذات ثلاثة أذرع دوًّارة تحمل على عمود تعمل على تحويل الطاقة الحركية للرياح إلى طاقة كهربية، فعندما تمر الرياح على الأذرع تخلق دفعة هواء ديناميكية تتسبب في دورانها، وهذا الدوران يشغل التوربينات فتنتج طاقة كهربية.
وتعتمد كمية الطاقة المنتجة من توربين الرياح على سرعة الرياح وقطر الذراع؛ لذلك توضع التوربينات التي تستخدم لتشغيل المصانع أو للإنارة فوق أبراج؛ لأن سرعة الرياح تزداد مع الارتفاع عن سطح الأرض، ويتم وضع تلك التوربينات بأعداد كبيرة على مساحات واسعة من الأرض لإنتاج أكبر كمية من الكهرباء.
والجدير بالذكر أن طاقة الرياح تستخدم كذلك في تسيير المراكب والسفن الشراعية.
هـ - الطاقة الشمسية:
خلايا تجميع الطاقة الشمسية
تعد الشمس من أكبر مصادرالضوء والحرارة الموجودة على وجه الأرض، وتتوزع هذه الطاقة- المتولدة من تفاعلات الاندماج النووي داخل الشمس- على أجزاء الأرض حسب قربها من خط الاستواء، وهذا الخط هو المنطقة التي تحظى بأكبر نصيب من تلك الطاقة، والطاقة الحرارية المتولدة عن أشعة الشمس يُستفاد منها عبر يتم تحويلها إلى (طاقة كهربائية) بواسطة (الخلايا الشمسية.(
وهناك طريقتان لتجميع الطاقة الشمسية، الأولى: بأن يتم تركيز أشعة الشمس على مجمع بواسطة مرايا محدبة الشكل، ويتكون المجمع عادة من عدد من الأنابيب بها ماء أوهواء، تسخن حرارة الشمس الهواء أو تحول الماء إلى بخار. أما الطريقة الثانية، ففيها يمتص المجمع ذو اللوح المستوى حرارة الشمس، وتستخدم الحرارة لتنتج
هواء ساخن أوبخار .
وأخيراً فهناك اتجاه في شتى دول العالم المتقدمة والنامية يهدف لتطوير سياسات الاستفادة من صور الطاقة المتجددة واستثمارها، وذلك كسبيل للحفاظ على البيئة من ناحية، ومن ناحية أخرى إيجاد مصادر وأشكال أخرى من الطاقة تكون لها إمكانية الاستمرار والتجدد، والتوفر بتكاليف أقل، في مواجهة النمو الاقتصادي السريع والمتزايد، وهو الأمر الذي من شأنه أن يحسّن نوعية حياة الفقراء بينما يحسّن أيضا البيئة العالمية والمحلية.
وفي نهاية القرن التاسع عشر والقرن العشرين ظهر اختلال في مكونات الغلاف الجوي نتيجة النشاطات الإنسانية ومنها تقدم الصناعة ووسائل المواصلات, ومنذ الثورة الصناعية وحتى الآن ونتيجة لاعتمادها على الوقود الاحفوري " فحم، بترول، غاز طبيعي " كمصدرأساسي ورئيسي للطاقة واستخدام غازات الكلوروفلوروكاربون في الصناعات بشكل كبير, هذاكله ساعد وبرأي العلماء على زيادة الدفء لسطح الكرة الأرضية وحدوث ما يسمى بـالاحتباس الحراري

7- الاستعمال الوجيه للموارد الطاقوية:
يعتبر مشكل التلوث البيئى من أهم المواضيع التي تشغل العالم في السنوات الأخيرة، بالنظر الى حجم الكوارث الطبيعية المسجلة سنويا حيث أن ارتفاع درجة حرارة الكرة الأرضية نتيجة انبعاث الغازات الدفيئة يعتبر الدول الصناعية النامية منها مسؤولة على هذه الظاهرة، حيث أن العالم بأسره يولى أهمية كبرى للمسائل البيئية مما أدى إلى إدماج هذه الانشغالات في السياسة القطاعية، و البرنامج الحكومي لكل دولة وذلك لمكافحة الظواهر المترتبة عن التلوث البيئي ومخلفات القطاع الصناعي المستخدم لمسببات الاحتباس الحراري وغيره من التلوث البيئي للحفاظ على البيئة في إطار ما يسمى بالتنمية المستدامة.
ويتمحور الاستعمال الوجيه للموارد الطاقوية أساسا حول:
• ترقية و تطوير استعمال الطاقات الأقل تلوثا( الغاز الطبيعي، غاز البترول المسال، البنزين الخالي من الرصاص)؛
فوائد استخدام الطاقة المتجددة
في المجال العسكري
من أهم التطبيقات العسكرية للطاقة المتجددة استخدامها في تيسير الحياة في المدن العسكرية الجديدة، والوحدات المتمركزة بالمناطق النائية، وتنمى المصادر المختلفة للطاقة المتجددة لشتى الأغراض؛ لتوليد الكهرباء، وتحلية مياه البحر، والطهي، واستخدام الأنظمة المركزية للسخانات الشمسية، بغرض توفير متطلبات الإيواء للتجمعات العسكرية في المناطق النائية، ومن أهم التطبيقات المستخدمة في المجال العسكري للطاقة المتجددة الآتي:
1. نظام التسخين الشمسي للكليات العسكرية لاستخدامات الطلبة.
2. استخدام السخانات الشمسية الميدانية؛ لإمداد الوحدات بالمياه الساخنة للجنود.
3. إمداد المناطق السكنية والمدن العسكرية بالسخانات الشمسية.
4. تحلية المياه.
نظراً للدور الحيوي الذي يمكن أن تؤديه الخلايا الشمسية في توليد الكهرباء في المناطق النائية فقد أُدخلت هذه التقنية في مجال الاستخدام العسكري المتمثل في الآتي:
أ. تغذية المحطات اللاسلكية الثابتة.
ب. تغذية الأجهزة اللاسلكية المحمولة بواسطة الأفراد.
ج. في ثلاجات تبريد الأغذية.
وتتطلب طبيعة عمل القوات المسلحة ضرورة تواجد الأفراد والمعدات في المناطق النائية سواء على الحدود الدولية أو في الصحراء، وتحتاج هذه القوات إلى حفظ الطعام لمدة كبيرة لذلك استخدمت الثلاجات التي تُبرِد بالطاقة الشمسية.
د. تستخدم الطاقة الشمسية في توليد الكهرباء لأغراض الإنارة، وإدارة الطلمبات لاستخراج المياه الجوفية.
تحظى طاقة الرياح بنصيب كبير في التطبيقات العسكرية، حيث تستغل بقدرات عالية، مما يتيح تنفيذ مشروعات لطاقة الرياح على مستوى كبير كالآتي:
1. تستخدم طاقة الرياح مع نظام مشترك للديزل بالاستعانة بالحاسب الآلي للتحكم والمراقبة، وتعطي المروحة الواحدة 200 كيلووات ساعة فلو استُخدمت خمس مراوح، أمكن توفير ميجاوات واحد ساعة، كافية لتوفير طاقة كهربائية لمنطقة عسكرية، ووحدات السيطرة الخاصة بها، ويتم نقل الكهرباء باستخدام الكابلات الهوائية المعزولة المعلقة على أعمدة خشبية، وذلك لمراعاة النواحي العملياتية، بحيث تمنع أي تداخل يحتمل على أجهزة الرادار، كما تعطي فرصة لزيادة عدد الخطوط الكهربائية، دون الحاجة إلى استخدام أعمدة إضافية، كما أن استخدام الكابلات الهوائية المعزولة يمنع أي تداخل ناتج عن الموجات الكهرومغناطيسية من الكابل مع أجهزة الإرسال والاستقبال اللاسلكي.
2. تستخدم طاقة الرياح في تحلية مياه البحر، لاستخدامها في المناطق العسكرية النائية التي تفتقر إلى وجود المياه العذبة، وكذا في المناطق الصحراوية القريبة من البحر.
استخدام الطاقة المولدة من الكتلة الحيوية
لقي موضوع توليد الطاقة من المخلفات العضوية بالتخمير اللاهوائي وهو ما يعرف باسم تقنية الإنتاج الحيوي، اهتماماً كبيراً في جميع التطبيقات، وتجدر الإشارة إلى أن تكنولوجيا الغاز الحيوي لا تسهم في حل مشكلة الطاقة فحسب، ولكنها تسهم أيضاً في حل مشكلتي نقص الغذاء، وزيادة التلوث البيئي.
وتمثل تقنية الغاز الحيوي أهمية خاصة في الاستخدامات العسكرية؛ نظراً لكونها وسيلة لمكافحة التلوث، وإعادة استخدام مياه الصرف الصحي، ومخلفات المطابخ، في المعسكرات والمدن العسكرية.
استخدام الطاقة المتجددة في المجال المدني
1. الاستخدام المنزلي التجاري
أ. تسخين المياه لأغراض الاستحمام والغسيل والتنظيف، باستخدام المجمعات الشمسية دون تحويلها إلى أي شكل آخر من أشكال الطاقة. وهو أرخص وأنظف أنواع الطاقة على الإطلاق.
ب. يُعد تسخين المياه بالطاقة الشمسية مستخدماً المسطح الماص الشمسي من التقنية الجاهزة المتقدمة اقتصادياً، التي قد انتشرت بصورة عريضة في أكثر من استخدام.
ج. تسخين المياه بالطاقة الشمسية، لا يمثل بنداً أساسياً في ميزانية الدولة.
2. الاستخدام الزراعي
أ. تجفيف المنتجات الزراعية.
ب. الصوبات الشمسية.
3. الاستخدام الصناعي
أ. اتجهت بعض المصانع لاستخدام الطاقة الشمسية في بعض عمليات التسخين والتبخير، خاصة في مصانع الأغذية، والبلاستيك، والصباغة، بالإضافة إلى المخابز الآلية، والعديد من الصناعات الأخرى التي تتطلب درجة حرارة متوسطة أو منخفضة.
ب. تقطير المياه.
ج. شحن بطاريات محطات التقوية التليفزيونية واللاسلكية.
د. إضاءة الممرات الملاحية.
هـ. أجهزة الإنذار الملاحية.
و. نظام تشغيل مكبرات الصوت.
ز. تشغيل التليفزيونات في الساحات الشعبية.
ح. ثلاجات حفظ الأدوية في الوحدات الصحية.
ط. شحن البطاريات الكهربائية.
ى. مضخات الري الشمسية لرفع المياه لري الأراضي الزراعية.
ك. تشغيل وحدات تحلية المياه.
ل. كهربة القرى النائية.