يقدم لكم موقع إقرأ في هذا المقال موضوع عن الطاقة المائية ، و استخدامات الطاقة المائية ، و كيف تعمل الطاقة المائية ، و إيجابيات استخدام الطاقة المائية ، و سلبيات استخدام الطاقة المائية ، تعد الطاقة المائية من أقدم مصادر الطاقة المتجددة. أكثر من 70 في المائة من مساحة سطح الأرض عبارة عن ماء ، وهناك كمية كبيرة من الطاقة المخزنة في تلك المياه يمكننا تسخيرها لتوليد الكهرباء.
موضوع عن الطاقة المائية
الطاقة المائية هي الطاقة المولدة من الماء. يأتي في أشكال عديدة ، من جريان النهر إلى التخزين بالضخ إلى طاقة الأمواج. الطاقة المائية هي واحدة من أقدم مصادر الطاقة المتجددة لتوليد الكهرباء (المعروفة باسم الطاقة المائية) ، ولا تزال اليوم أكبر مصدر فردي لتوليد الكهرباء المتجددة في الولايات المتحدة.
يتم قياس كمية الطاقة الكامنة التي يحملها بعض جسم الماء المخزن باستخدام فرق الارتفاع بين سباق الرأس وسباق الذيل ، والمعروف باسم الرأس الهيدروليكي. اليوم ، يأتي 16٪ من الكهرباء في العالم من منشآت الطاقة المائية ، بينما كانت القيم في أوائل القرن العشرين أعلى بكثير. في بعض البلدان حول العالم ، الطاقة الكهرومائية هي النوع الرئيسي للكهرباء المستخدمة.
استخدامات الطاقة المائية
إن إنتاج الطاقة المائية يحتاج إلى توفر مصدر مياه قريب من مكان إنتاج الطاقة، وتعد عملية استخدام الطاقة المائية عملية صديقة للبيئة، حيث إنها لا تنتج أي نسبة من غاز ثاني أكسيد كربون أو انبعاثات ضارة على غرار عملية حرق الوقود الأحفوري، وفيما يأتي سيتم الحديث عن أبرز استخدامات الطاقة المائية:
الكهرباء
تستخدم الطاقة المائية في الكهرباء، ويظهر دورها من خلال ما يأتي:
- تمكن كل دولة أو منطقة بتوفير طاقتها الكهربائية بشكلٍ خاص، دون الاعتماد على مصادر الوقود الدولية.
- الحصول على طاقة كهربائية من مصادر أكثر موثوقية وبأسعار معقولة.
- تساعد في تخزين طاقة كهربائية، والتي يمكن الاستفادة منها في حال انقطاع التيار الكهربائي.
الصناعة
تستخدم الطاقة المائية في الصناعة، ويظهر دورها من خلال ما يأتي:
- تزيد من فرص العمل والتعليم والترفيه.
- تساعد على تشغيل مطاحن الدقيق بصورة ميكانيكية.
- يدعم استخدام الطاقة المائية استخدام مصادر الطاقة المتجددة الأخرى كالطاقة الشمسية، كما يجعلها اقتصادية وأكثر كفاءة.
- يساعد استخدام الطاقة المائية في مجال الصناعة على منع انبعاث غازات الدفيئة، وبالتالي تساهم في حل مشكلة الاحتباس الحراري.
الزراعة
تستخدم الطاقة المائية في الزراعة، ويظهر دورها من خلال ما يأتي:
- الحماية من الفيضانات وإمدادات المياه للاستخدام المنزلي والزراعي.
- استخدام طاقة المياه في توليد الطاقة الكهرومائية اللازمة لتشغيل المحاور المركزية في المزارع.
كيف تعمل الطاقة المائية
بغض النظر عن الآلية الدقيقة وراء كل مصدر فردي للطاقة المائية ، فإن المبدأ الأساسي للطاقة المائية هو أنه يمكننا استخدام المياه المتحركة لتدوير التوربينات وتوليد الكهرباء.
القوة الدافعة وراء معظم تطبيقات الطاقة الكهرومائية هي دورة المياه. تتكاثف المياه المتبخرة من الأنهار والبحيرات والمحيطات في الغلاف الجوي وتعود إلى سطح الأرض كترسيب يتدفق عبر الجداول والأنهار. يحتوي هذا الماء المتحرك على طاقة يمكن تسخيرها لتوليد الطاقة المائية عن طريق تدوير التوربينات. تجلب محطة كهرومائية نموذجية المياه المتدفقة عبر أنبوب (يُعرف باسم penstock) يوجه الماء إلى التوربينات. تجبر هذه المياه المتدفقة التوربينات على تدوير مولد وإنتاج كهرباء قابلة للاستخدام.
يمكننا أيضًا تسخير الطاقة المائية من مصادر مثل المد والجزر (طاقة المد والجزر) وأمواج المحيط (طاقة الأمواج). هذه المصادر لا تعتمد على دورة المياه بشكل مباشر. بدلاً من ذلك ، تأتي طاقة المد والجزر وطاقة الأمواج من قوة الجاذبية للقمر والرياح التي تهب عبر سطح المحيط ، على التوالي.
إيجابيات استخدام الطاقة المائية
هناك مجموعة من الإيجابيات التي يمكن ملاحظتها عند استخدام الطاقة المائية، كالحد من استخدام الوقود الأحفوري والذي يعد أحد أبرز أسباب تلوث البيئة، وفيما يأتي سيتم الحديث عن أبرز إيجابيات استخدام الطاقة المائية:
- تعد الطاقة المائية مصدر للطاقة المتجددة والتي تستخدم طاقة المياه الجارية دون تقليل كميتها أو إلحاق الضرر فيها.
- تتميز الطاقة المائية بأنها المصدر الوحيد المتجدد للكهرباء، كما تساعد في تعزيز استقرار الطاقة والخفض من التكاليف المرتفعة.
- تساعد عملية استخدام الطاقة المائية على تخزين مياه الشرب عن طريق جمع مياه الأمطار في خزانات محطات الطاقة المائية.
- تعمل الطاقة المائية على تعزيز استقرار وموثوقية أنظمة الكهرباء عن طريق إعادة التيار الكهربائي بسرعة بعد انقطاعه.
- تساعد عملية استخدام الطاقة المائية في الحد من التغيرات المناخية، وذلك عن طريق تقليل انبعاث غازات الدفيئة.
- تتميز عملية استخدام طاقة المياه بقدرتها على تحسين الهواء، وذلك نتيجةً لعدم إطلاقها ملوثات ومواد سامة في الهواء، وبالتالي ستحد من المطر الحمضي والضباب الدخاني.
- تتميز محطات الطاقة المائية بإمكانية التعديل عليها بتقنيات أحدث، كما تتميز بتكاليف تشغيل وصيانة منخفضة جدًا.
قد يهمك:
سلبيات استخدام الطاقة المائية
على الرغم من الإيجابيات العديدة لاستخدام الطاقة المائية إلا أن هناك أيضًا مجموعة من السلبيات التي يمكن مواجهتها عند استخدام هذه الطاقة، وفيما يأتي أبرز سلبيات استخدام الطاقة المائية:
- يمكن أن يؤثر استخدام الطاقة المائية على تجمعات الأسماك، وذلك عن طريق منعها من الهجرة.
- يمكن أن يتوقف إنتاج الكهرباء وانقطاعها في حال لم تتوفر كميات مياه كافية لتحريك التوربينات في محطات الطاقة المائية.
- يمكن أن يتسبب استخدام الطاقة المائية بأضرار كبيرة للموائل الموجودة على ضفاف الأنهار، نتيجةً لخفض مستويات الأكسجين المذاب في الماء.
- يمكن أن يمس استخدام الطاقة المائية الثقافات المحلية للمناطق التي يتم إنشاء محطات الطاقة المائية فيها، بالإضافة إلى التأثير على المواقع التاريخية.
- يمكن أن يهدد استخدام الطاقة المائية الحفاظ على الحياة النباتية والحيوانية.