يتم توليد الكهرباء من الماء تقنية علمية محددة تسمح بإنتاج التيار الكهربائي المستخدم في العديد من المجالات ، وفي هذه المقالة سيتم تقديم بحث مبسط وشامل حول الطاقات المتجددة بشكل عام ، وحول الطاقة المائية بشكل خاص ، وذلك بتعريفها وتحديد كيفية استخدامها. لتوليدها ، مروراً بالإيجابيات والسلبيات التي تميزها. في نهاية المقال نتحدث عن أكبر محطات الطاقة الكهرومائية في العالم.
مفهوم الطاقة المتجددة
قبل تحديد كيفية توليد الكهرباء من المياه ، تجدر الإشارة إلى أن الطاقة المتجددة ، أو في اللغة الإنجليزية “الطاقة المتجددة” ، هي الطاقة المشتقة من الموارد الطبيعية ، والتي لا تنضب وتتجدد باستمرار مثل الرياح والمياه والشمس ، وهذه تتواجد المصادر في جميع دول العالم ، وتختلف عن الوقود الأحفوري المنتج البترول والفحم والغاز الطبيعي ، لكونها صديقة للبيئة ، لا تنتج ملوثات أو مواد تزيد من خطر الاحتباس الحراري مثل ثاني أكسيد الكربون (CO2) .2وهذا ما يسمى بالطاقة الخضراء.
يتم توليد الكهرباء من الماء
يتم توليد الكهرباء من الماء تحويل الطاقة المائية إلى كهرباء عن طريق التوربينات الهيدروليكية ، بتعبير أدق ، يتم إنتاج الطاقة المائية ، أو “الطاقة المائية” بالإنجليزية ، من خلال الاستفادة من تدفق المياه عبر مسارات محددة وأجهزة خاصة لتوليد الطاقة الكهربائية. على سبيل المثال ، يُبنى سد لرفع منسوب مياه النهر خلفه ، ثم يتحرك الماء عبر القنوات في السد من أعلى إلى أسفل. يصل إلى توربين في نهاية القناة ، يكتسب طاقة ميكانيكية من تدفق المياه ، ثم يحولها داخل مولد الطاقة الكهربائية من طاقة ميكانيكية إلى طاقة كهربائية.
الاستخدامات الرئيسية للطاقة المائية
تستخدم الطاقة المائية في العديد من المجالات ، لما توفره من فوائد متنوعة ، ومن بين هذه الاستخدامات نذكر ما يلي:
- توليد الكهرباء: قد يسمح بتزويد دولة بأكملها بالكهرباء ، ويمكن أيضًا تخزينها في حالة انقطاع التيار الكهربائي.
- صناعة: يتم استخدامه في العديد من الصناعات ، مثل الصناعات الغذائية ، كما أنه يستخدم لتوليد طاقات أخرى ، مثل الطاقة الشمسية وطاقة الرياح.
- زراعة: تستخدم في عمليات الري وتشغيل الآلات والمحركات والحماية من مخاطر الفيضانات.
إيجابيات وسلبيات الطاقة الكهرومائية
تتولد الكهرباء من الماء نتيجة تحويل الطاقة الهيدروجينية إلى كهرباء ، وتوفر هذه الطاقة العديد من الفوائد والإيجابيات ، ولكنها في نفس الوقت تتميز ببعض السلبيات والمضار ، والتي سيتم تحديدها في الفقرات القادمة.
مزايا الطاقة الكهرومائية
تتمثل إحدى المزايا الرئيسية للطاقة الكهرومائية في أنها تقلل من انبعاثات غازات الاحتباس الحراري وتساعد في الحفاظ على البيئة والمحيطات. كما أنها طاقة متجددة مع استمرار دورة المياه في الكوكب. من وجهة نظر عملية واقتصادية ، فهي بسيطة من حيث المبدأ ولا تتطلب معدات وتركيبات معقدة ومكلفة.
عيوب الطاقة المائية
يعتقد الكثير من العلماء أن هذه الطاقة تؤثر سلبًا على تجمعات الأسماك ، وتؤدي إلى اختلال في مستويات ومستوى المياه في المسطحات المائية ، وبالتالي تتطلب دراسات متعمقة ودقيقة حول كيفية الحفاظ على التوازن البيئي من حيث الثروة السمكية والموارد المائية ، وبناء المحطات والسدود قد يؤثر على السكان والمنشآت المجاورة.
أكبر محطات الطاقة الكهرومائية
في نهاية المقال وبعد تحديد كيفية توليد الكهرباء من المياه نتيجة لتكنولوجيا التحويل ، من الضروري التوقف عند أهم وأكبر محطات الطاقة الكهرومائية ، وهي كالتالي:
- ثلاثة الخوانق Sanxia: تقع على ضفاف نهر اليانغتسي في الصين ، وهي أكبر محطة من حيث السعة المركبة.
- محطة سد إيتايبو: التي تقع بالقرب من نهر بارانا ، الواقعة بين البرازيل وباراغواي ، وهي أكبر منتج من حيث كمية الكهرباء.
- مركز سد جراند كولي: تقع في الولايات المتحدة الأمريكية ، على نهر كولومبيا في واشنطن ، حيث تنتج ثلثي احتياجات واشنطن من الكهرباء.
يتم توليد الكهرباء من الماء عملية تحويل من طاقة ميكانيكية إلى طاقة كهربائية ، وتجدر الإشارة إلى أن الطاقة الكهرومائية لا تتولد من مياه البحار والمحيطات فقط ، بل يمكن توليدها أيضًا من ظاهرة المد والجزر ، عن طريق بناء خزانات يتم ملؤها تلقائيًا. عندما يصل المد والجزر إليها ، وعندما تعود مع ظاهرة المد والجزر ، يتم دفع المياه إلى داخل الخزانات تؤدي إلى دخول قناة مائية والمرور في نهايتها عبر عجلة مائية تنتج حركة ميكانيكية تحول الطاقة إلى الكهرباء من خلال مولد.