- طاقة الرياح والمياه
إن طاقة الرياح : هي القدرة التي تمتلكها الريح والتي تمكنها من تحريك الأشياء ، أي هي الطاقة الحركية ( الميكانيكية ) التي يمتلكها الهواء نتيجة الحركة .
وطاقة المياه : هي الطاقة الكامنة أو القدرة التي تملكها الكميات الهائلة من المياه سواء في المسطحات المائية أو الأنهار الجارية والشلالات حيث القدرة الحركية للمياه تكون في أوج ذروتها .
إستخدمت طاقة الرياح منذ أقدم العصور في توليد الطاقة اللازمة لتشغيل الطاحونات الهوائية وكذلك في تسيير السفن في عرض البحار. وطاقة الرياح المجانية هي بالأساس طاقة شمسية , إذ أن أشعة الشمس التي تسخن الهواء تؤدي ألى تصاعد هذالطبقات الهوائية الحارة إلى أعلى تاركة تحتها فراغا يتم ملأه بالهواء الباردة الذي ينساب كرياح. وهذه الرياح تحتوي على طاقة يتم إستخدامها اليوم في توليد الكهرباء على نطاق واسع في أنحاء مختلفة من العالم . إلاّ انه نظراً إلى عدم ثبات سرعة الرياح وعدم استمرارها فقد تأخر استخدامها كوسيلة رئيسية من وسائل توليد الطاقة الكهربائية. ويمكن فهم عدم الثبات في القدرة المنتجة منها عندما نعلم ان القدرة الناتجة من حركة الرياح تتناسب مع سرعة هذه الرياح (V-m/s) مرفوعة إلى الأس الثالث (v3) إضافة إلى ان كفاءة تحويل الطاقة تتوقف على سرعة الرياح ومتحرك الرياح الذي يتمتع بكفاءة تصميمية تصل نظرياً إلى 60 في المئة .
تنتج طاقة الرياح بسبب اختلاف درجات تسخين الشمس للجو الناتج من عدم استواء سطح الأرض. إضافة إلى ذلك فان مورد طاقة الرياح متغير كثيراً، سواء من حيث الزمان أو من حيث الموقع. أما التغيير مع الزمن فيحدث خلال فترات تفصل بينها ثوان (عصفات الريح) أو ساعات (الدورات اليومية) أو شهور (المتغيرات الموسمية). إضافة إلى ذلك فان هناك مشكلة أساسية في تعيين أفضل الأماكن رياحاً وفي تحديد مورد الريح الذي يمكن الحصول عليه عملياً في منطقة معينة.
تتألف محطات الطاقة الرياحية بشكل أساسي من مراوح ومن توربين وملحقات أخرى. فالرياح تحرك المراوح المربوطة بالمولد الذي يقوم بتوليد الكهرباء، وتعمل المحطات الرياحية عندما تتراوح سرعة الرياح بين( 5 -25 ) مترا في الثانية طبقا لقانون بيتز. وفي حالة وضع رياحي جيد من الممكن لهذه المولدات العمل حوالي 6000 ساعة في السنة من مجموع ساعات السنة البالغة 8760 ساعة وبقوة تعتمد على سرعة الرياح. وبمعنى أخر أن محطة الرياح تعمل بما يعادل 2500 ساعة في السنة. فإن كان لدينا محطة لتوليد الكهرباء من الرياح قوتها 1 MW فهذا يعني أن هذه المحطة تولد حوالي 2500 MWh كهرباء في السنة الواحدة.
وتستطيع مثل هذه المحطة أن تولد كهرباء تكفي لسد حاجة حوالي 500 فيللا في السنة الواحدة.كما وإن هذه المحطات يمكنها العمل لمدة تقرب من ال 25 عاما.
ويعتمد إرتفاع هذه المحطات على قوتها وهو يتراوح بين ال 30 وال 100 متر , وهناك أيضا محطات عملاقة جرى نصبها في المانيا. وتعتبر ألمانيا والدانمارك واسبانيا من الدول الرائدة في هذا المجال , إذ تشكل الطاقة الكهربائية المتولدة من الرياح اليوم حوالي 16% من مجموع الطاقة الكهربائية المنتجة في الدانمارك والتي تطمح ألى رفع هذه النسبة الى الخمسين في المئة في العام 2030. ومن المؤمل أن تشكل الكهرباء المتولدة من الرياح نسبة العشرة في المئة من مجموع الكهرباء المنتجة في العالم في العام(2015) .
ومن المساوىء التى تنسب لهذا النوع من المحطات هي الحاجة لحجز مساحات كبيرة قد لا تكون متوفرة دائما أو أنها تشوه مناظر بعض المناطق , بالإضافة الى الضجيج الذي يرافق عملها ، غير ان التطور التقني اليوم قد أزال الكثير من الضجيج الى حد أنه لايمكن سماع أزيز المراوح إلا عند الأقتراب منها كثيرا. وإذا ماقيست إيجابيات هذا البديل فإن مساوءها تتضائل بل تختفي.
فمحطة رياحية بقوة 1MW تستطيع أن تقلل من توليد ثاني أوكسيد الكربون بما يعادل 2500 طن في العام, فيما تقل نسبة الكبريتات المتسربة الى الجو بنسبة 3 طن في العام, وأما النترات المتسربة الى الطبيعة فتقل بما يعادل 2,5 طن في العام, لو تم توليد نفس كمية الكهرباء بمصادر الطاقة التقليدية كالفحم والنفط .
وتشابه المحطات الريحية نظيرتها المائية من حيث الغاية وهي اتخلاص الطاقات الكهربائية عموماً . والمحطات المائية تتألف عادة من عنفات تدور بفعل طاقة المياه الجارية من الفتحات المصممة لانسياب المياه عبر السدود المقامة كحاجز لحقن المياه وزيادة قدرتها الكامنة قدر المستطاع ، تولد هذه العنفات نتيجة دورانها الطاقة الكهربائية ، وتتركز هذه المحطات في مناطق الغزارة المائية التي تتمتع بالديمومة طوال فترات السنة
وقد ازداد أخيراً الاهتمام الدولي بالمحطات المائية الصغيرة (Microhydro Stations) حيث القدرة الإنتاجية أقل من 100 كيلو واط. فبحلول العام 1990 وُضع في الخدمة ما يعادل 20 غيغاواط من هذه المحطات في مختلف أنحاء العالم ، ينتمي 6 غيغاواط منها إلي الصين وحدها. أما الباكستان فقد وضعت في الخدمة أخيراً 90 محطة قدرتها الإجمالية مليون واط.
3 - طاقة الكتلة الأحيائية
إن طاقة الكتلة الأحيائية بالتعريف هي الطاقة الناتجة من المخلفات العضوية والحيوانية والنباتية والآدمية. وسواء كانت هذه المخلفات صلبة أم كانت ماء صناعياً فائضاً أم مخلفات زراعية، فهي بالإمكان معالجة الكثير منها باستخدام "التخمير البكتيري" أو "الاحتراق الحراري" أو تحلل الكائنات الحية المجهرية. ويعطي كل أسلوب منتوجاته الخاصة به مثل الميثان (وهو مركّب رئيسي لغاز الطهي) والكحول والبخار والأسمدة الكيميائية السائلة. ومع تزايد السكان في بيروت والضواحي وزيادة الفضلات أصبح التخلص من هذه النفايات أمراً ملحاً.
ويعد الايثانول (Ethanol) واحداً من أفضل أنواع الوقود المستخلصة من الكتلة الحية، وهو يستخرج من محاصيل الذرة أو السكر. وتجري التجارب باستمرار لإيجاد وسائل اقتصادية لاستخدام الكتلة الحية في توليد الكهرباء. وإحدى هذه الطرائق تكون بحجز غاز الميثان المنطلق من المواد النباتية الذابلة وكذلك من المخلفات الحيوانية ومن ثم استخدامه كوقود في الغلايات البخارية. هنالك أيضاً تجارب أخرى تهدف إلى استخدام الأخشاب في صناعة الكهرباء، فحيث تكون صناعة الورق يمكن استعمال الفضلات الخشبية لتوليد طاقة كهربائية تغذي هذه الصناعات نفسها.
وأخيراً تم التوصل إلى نتيجة مفادها انه لو أضفنا إلى سعر إنتاج الكهرباء من المعامل الحرارية النسبة التي من شأنها التعويض من الضرر اللاحق بالبيئة من جراء بث الملوثات في الجو، لوجدنا ان سعر إنتاج الطاقة الكهربائية من هذه المعامل هو أكثر بـ 0.07 دولار لكل كيلو واط ساعي مقابلة بإنتاج الطاقة الكهربائية من طاقة الرياح.
إن اعتماد تقانة الطاقات المتجددة من شمس ورياح وماء لا يلحق بالبيئة ضرراً يُذكر. ويمكننا القول ان هذا الموضوع، مع ما يرتديه من أهمية، قد يكون كافياً للجزم بأن الطاقات المتجددة سوف تؤدي دوراً أساسياً في المستقبل لتحقيق توازن بين استثمار الموارد الطبيعية وبين المحافظة على الطبيعة
منقول
موضوع: الطاقات المتجددة 
السبت 9 أغسطس 2008 - 10:22
