الطاقة و الطاقة البديلة

إن العالم منذ بدايته كل ما يجري فيه هو ناتجٌ عن طاقة كان مصدرها الحرارة الناتجة عن الانفجار الكبير بالإضافة إلى التفاعلات الكيميائية بين المواد وكان يوجد أيضاً تفاعلات نوويّّّة و أشعة صدرت عن النجوم التي تشكّلت بعد الانفجار الكبير فكل هذه المصادر للطاقة وغيرها كانت هي الأساس بما حدث في هذا الكون من تغيّر و تطوّر ، من تشكل مجرّات و نجوم و كواكب و كويكبات و سُُدُمْ وغازات و كل شيء أخر حتى بعد أن تشكلت الأرض لم ينتهي أثر الطّاقة في التغيّرات على هذا الكوكب بل كانت السّبب في التغيّرات عليه من ظهور الغلاف الغازي و المائي و تشكّل المواد العضويّة في البحار و بعدها الحساء السّاخن و منها تشكّلت أولى بدايات الحياة حيث تشكّلت الخلايا الأولية ثمّ تطوّرت إلى الأشكال المكتملة للخلايا و بدأت تتشكل متعددات الخلية ثم انتقلت الحياة إلى اليابسة بعد ظهور الأكسجين و ظهرت ذاتيّّّّّّّات التغذية ( النباتات ) ثم الغير ذاتيّة التغذيّة ( مثل : الحيوانات ) إلى أن وصلت إلى قمّة تطوّرها عند الإنسان . كل هذا ناتج عن طاقة كما أن ما يحدث داخل أجسام تلك الكائنات من حركتهم و عمليات الهضم و الطرح و دوران الدّم و التنفّس و عمليّات التفكير لدى الإنسان و تشكيل الأغذية لدى النباتات ناتج عن طاقة الغذاء و الطاقة الكيميائية للأكسجين وكما أن التغيرات على الأرض من تشكّل التضاريس من جبال و أودية فهي ناتجة عن حركة الصفائح التكتونيّة و هي الأخرى تحرّكت نتيجة تيّارات الحمل في باطن الأرض ( طبقة الرّداء ) التي نتجت بسبب الطاقة الحرارية في باطن الأرض نتيجة التّّّّّّفاعلات و الإشعاعات النّافذة إلى باطن الأرض و في الوقت الحاضر لا تقتصر فائدة الطاقة على ذلك و إنّما زاد استخدامها وفائدتها فهي تستعمل في كل لحظةٍ لأغراض ترفيهيّة تجمّل حياة الإنسان و لأغراضٍ تقنيّة لتطوير العلم و لأغراضٍ تساعد الإنسان في حياته و تسهّلها وكما تستخدم لأغراض عسكرية وهذه الطاقة لا تولد من العدم إنما تتحوّل من شكل لآخر .






الهدف من البحث :
بسبب مشكلة تناقص الطّاقة غير المتجدّدة في العالم كالنّفط و الغاز و الموارد الأخرى فلا بد من أن نبحث عن مصادر توفّر للأجيال القادمة ما يكفي من طاقة و طرق استخدامها فمع التطوّر الهائل و تقدّم المدن و زيادة مستلزمات السكّان فكل مصادر الطّاقة التقليديّة لن تكفي لذلك فهذا البحث يبحث في تلك المشكلة و يضع طريقة لتلافي تلك الأزمة وهي استخدام الطاقة البديلة الطاقة المتجدّدة بكافة أنواعها ومصادرها من
الشمس أو من الرّياح أو من المياه أو من أي شكل أخر من أشكال العوامل الطبيعيّة مع المحافظة قدر الإمكان على نظافة البيئة و عدم الإخلال بتوازنها أو قتل كائن من الأحياء التي فيها.

مصادر الطاقة في العالم :
و تقسم إلى نوعين ( متجدّدة – غير متجدّدة )
غير متجدّدة :
1- النّفط
2- الغاز الطبيعي
3- الفحم الحجري
متجدّدة :
1- الطاقة الشمسيّة
2- طاقة الرّياح
3- طاقة حركة المياه
4- طاقة التفاعلات النّوويّة
5- الأيدروجين

غير متجدّدة :
وهي الطّاقة الّتي لها حد و تنتهي نتيجة الاستخدام المتكرّر لها وهي لا تتجدّد(تحتاج ملايين السّنين لكي تتشكّل ) وهي بالأغلب تسبّب تلوّث البيئة فهي تعطي الطّاقة نتيجة احتراقات مما يؤدي إلى خروج غاز ثنائي أكسيد الكربون و أشهرها :
1- النفط (البترول):
هو عبارة عن مواد سائلة عضويّة تشكّلت من بقايا النباتات و الكائنات الحيّة لونه أسود لزج أخف من الماء تختلف كثافته من نوع لآخر يتألف من الكثير من المواد العضويّة الهيدروكربونات الّتي تتدرّج من الخفيف مثل المِيْتّان إلى المواد العضويّة الصّلبة و يعد من أهم مصادر الطّاقة الحاليّة تتنافس الدّول للسيطرة عليه و من الأمثلة (على ذلك حرب أمريكا على العراق ) لكنّه من المصادر غير المتجدّدة و الملوّثة للبيئة فيصل إنتاجه في اليوم الواحد إلى ما يقارب ال67 مليون برميل يوميّاً (66.7 مليون برميل ) لكن هذا الاستخدام يتزايد ممّا سيؤدّي لنفاذه (وصل احتياطي العالم عام 2001 إلى 1064.3 مليار برميل أي أنّه بهذا الاستخدام سينتهي بعد 43سنة و نصف عن تلك الإحصائيّة في عام 2001 أي بعد 34سنة ونصف من الآن أي تقريباً في عام 2044) (وتوجد أكبر كمّية من احتياطي النّفط في الشّرق الأوسط و تعتبر المملكة العربيّة السّعوديّة من أولى الدّول إنتاجاً للنفط و الأولى في الاحتياطي العالمي) لكن ارتفاع أسعار النّفط نتيجة لهيمنة الدّول المستعمرة على اقتصاده بالإضافة إلى كونه غير متجدّد و سينتهي قريباً وبسبب كونه مصدراً من المصادر الكبرى للتلوّث غي العالم ( بسبب الغازات الضارّة و السّامّة الناتجة عن حرقه مثل غاز ثنائي أكسيد الكربون الضار بالإنسان و الحيوان و أكسيد النتروجين وتوجد أيضاً مخلّفات صلبة) كانوا سبباً للبحث عن مصادر أخرى للطاقة
2- الغاز الطبيعي :
هو تجمّع للغازات موجود في باطن الأرض ويكون مرافقاً للنفط في حقوله أو في حقولٍ منفصلة تماماً عن حقول النفط مثل الحقل الموجود شمال مصر وقد كانت أهميّته شبه معدومة حيث لم يكن يطلب فكان أصحاب أبار النفط يحرقونه لكن مع التطوّر العلمي و ازدياد الحاجة للبترول و مشتقّاته و اكتشاف طرق لتسييله ( مما سهل نقله ) وكونه خفيف الوزن كل ذلك ساعد في ازدياد الطّلب عليه و ارتفاع سعره غير أنه يحوي على وحدات حراريّة أكثر من تلك الموجودة في باقي المواد و المشتقّات البتروليّة و البترول ذاته ممّا جعله من أهم مصادر الطّاقة في العصر الحديث و قد أصبح يستخدم كوقود في المنازل و الأعمال المنزليّة ( مثل الطهو و التدفئة في بعض الحالات ) وقد بلغ إنتاجه عام 1990 بما يعادل 1630
-3الفحم الحجري
كان المصدر الوحيد للطاقة إلى أن تم اكتشاف النّفط ( البترول ) حيث كان يستخدم في القرن الثّامن عشر لإنتاج البخار في القطارات البخاريّة لونه أسود قابل للاشتعال له نوعين :
الفحم النباتي : وهو ينتج عن احتراق الخشب ( من صنع الإنسان ) في معزل عن الهواء
الفحم الحجري :وهو ناتج عن تفحّم الأخشاب بمعزل عن الهواء ( لا علاقة للإنسان به )
عند استخراج الفحم يكون مليئاً بالشوائب و المواد الترابيّة و يكون على شكل قطع ضخمة ثمّ يتم أخذه إلى مصانع من أجل تحويله إلى قطع صغيرة و تخليصه من الشّوائب و التّراب و يوجد الفحم بكميّات كبيرة في باطن الأرض (9000 بليون طن ) و تنتج كل من أسيا و أميركا الشماليّة أكبر نسبة إنتاج له و تكون أصغر كميّة إنتاج في أميركا الجنوبيّة ( حيث نسبة إنتاجه في أسيا 34.5% و في أميركا الشماليّة 24.4% وفي أميركا الجنوبيّة 0.6 % ) و يبلغ إنتاج الفحم سنويّاً 3000 مليون طن سنويّاً لكن مع ارتفاع إنتاجه سنويّاً يستخدم بشكل غير كبير لعدّة أسباب منها :
1- استخراج النّفط و انخفاض سعره نسبيّاً .
2- لأن النّفط سهل استخدامه في تشغيل الآلات و المحرّكات .
3- قلّة تلويث النّفط بالنّسبة للفحم .
مع هذا الاستخدام للفحم يُتَوَقَّع أن يكفي احتياطي الفحم مدّة 150 عاماً أخرى لكن من المحتمل زيادة استخدامه بسبب قلّة الوقت الباقي للنفط لأن ينضب (حتى عام 2044 تقريباً ) حيث يمكن تحويله إلى سائل أو غاز و يمكن استخراج الزّيت منهُ .
متجدّدة :
وهي الطاقة الّتي تتجدّد ( لا تستغرق وقتاً كبيراً لتجدّدها ) وهذه المصادر لا تلوّث البيئة فهي أنظف من مصادر الطّاقة التّقليديّة (غير المتجدّدة )و منها :
1- طاقة الرّياح :
وهذه الطّاقة تعتمد على الرّياح ( و الرّياح هي حركة الهواء الّذي يحدث نتيجة لاختلاف الضّغط بين مناطق الغلاف الجّوّي حيث تحدث الحركة من مناطق الضّغط المرتفع باتجاه مناطق الضّغط المنخفض ويحدث اختلاف الضّغوط نتيجةً لاختلف التّأثر بالأشعة الشّمسيّة ) و يوجد أكبر إنتاج للطّاقة الرّياحيّة في شمال أميركا حيث يصل إلى 14000 تيرّا واط بالسّاعة ثمّ يأتي بعدها كل من منطقة غرب أوروبّا و أفريقيا حيث يصل إنتاجهما إلى 10600 تيرّا واط بالسّاعة أما الإنتاج الكلّي لهذه الطّاقة فيبلغ 53000 تيرّا واط بالسّاعة
التوربينة:
تتألف من الرّيشة ، الصّرة ، المولّد الكهربائي ، آلية الدوران ، البرج ، لوحة التّحكّم
استخدامات طاقة الرّياح :
1- في التحريك السّفن الشّراعيّة
حيث يتم وصل السفينة بقطعة من القماش يمكن تدويره يدويّاً بحسب الاتجاه المراد الذّهاب إليه ( الشّراع ) حيث يسهّل ذلك الانتقال من مكان لآخر
2- في تدوير طواحين الهواء
حيث يتم وصل قطع من القماش مثبّتة على قطع خشبيّة توصل إلى داخل الطّاحونة و تركّب على بكرات و تدور هذه القطع القماشيّة بفعل حركة الرّياح وعند تغيّر اتجاه الرّياح يتم تغيير اتّجاه الرّياح يمكن تغيير اتّجاه قطع القماش يدويّاً
3- في توليد الطّاقة الكهربائيّة
حيث يتم إنتاج طاقة كهربائيّة من دوران العنفات ( الرّيش ) عن طريق مولّدات كهربائيّة حيث تمّ بناء أوّل محطّة لتوليد الطاقة الكهربائيّة في عام 1931 في روسيا و بلغت قدرتها 100 كيلو واط عند هبوب الرّياح بسرعة قدرها 40 كم/ساعة ثمّ تمّ بناء محطّة أخرى تبلغ استطاعتها 200 كيلو واط بالسّاعة وقد كانت قدرة أخر محطّة تمّ بنائها في عام 2006 (74.223 ميغا واط بالسّاعة)
ويطلق على الأداة المستخدمة في توليد الطاقة الكهربائيّة من الرّياح التوربينة فإذا كانت التوربينة التي تصل قدرتها إلى 1.5 ميجا واط تولّد طاقة كهربائيّة تصل إلى 1000 ميجا واط بالسّاعة إذا كانت سرعة الرّيح 5.5 م/ ثا وتكون قدرتها 8000 ميجا واط بالسّاعة عندما تكون سرعة الرّياح 10.5 م/ ثا ويعد استخدام و توليد الطّاقة من الرّياح من أنظف وسائل توليد الطّاقة
2-الطاقة الشمسيّة :
وتعد من أهم مصادر الطّاقة على سطح الأرض وأصلها فالطاقة الحركية كما قلنا سابقاً ناتجة عن فرق الضغوط في الجو وهذا الضّغط ناتج تعرّض الهواء لأشعة الشّمس و أشعتها الّتي تنفذ إلى باطن الأرض فكانت بالإضافة إلى الضّغط في باطن الأرض السّببان إلى تشكّل النّفط و يتم توليد الطّاقة الكهربائيّة من الطّاقة الشّمسّية عن طريق خلايا شمسيّة وقد كان إنتاج الطّاقة الكهربائية عن طريق الشّمس لعام 2003 في اليابان 364ميجا واط و في الولايات المتّحدة 103 ميجا واط وكان الإجمالي 744 ميجا واط وتوليد الطاقة الكهربائيّة من الخلايا الشمسيّة وغير ضار سهل بسبب :
1- خفيفة الوزن 2- لا تصدر ضوضاء 3- لا تنتج مواد ضارّة
وكما يمكن استخدامها في الأماكن النّائية وتستخدم على الأقمار الصّناعيّة لتوفير الطّّّاقة اللازمة لها وكما أنها تنتج الهيدروجين
لكن المشكلة في توليد الطّاقة الشّمسيّة تكمن في ارتفاع سعر الخليّة الشّمسيّة بسبب ارتفاع أسعار المواد الدّاخلة في تركيبها
من الأمثلة على استعمال الطّاقة الشّمسيّة مدينة مصدر في أبو ظبي في الإمارات في الخليج العربي وهي تكفي 50 ألف شخص فهذه المدينة لا تصدر غاز ثنائي أكسيد الكربون و خالية من السيارات
كما تستعمل لاستعمالات حراريّة مثل التّدفئة , تسخين المياه



3-طاقة حركة المياه :
وهذه الطّاقة تنتج عن تحريك المياه لعنفات متّصلة بمولّدات كهرباء تولّد الكهرباء عند دورانها و تعد من أنظف طرق توليد الكهرباء لأنها لا تنتج غازات أو مواد ضارّة و يمكن توليدها بشكل مستمر من الأنهار الجّارية كما أنه كان يستفاد منها في القدم في تحريك الزّوارق القديمة ( غير الشّراعيّة )
4- الطّاقة النوويّة :
وقد تمّ بناء مولّدة طاقة كهربائيّة من التّفاعلات النّوويّة في النّصف الثاني من القرن العشرين حيث يتم استخدام النّظائر المشعّة كمولّد للطاقة الكهربائيّة ومن النّظائر المشعّة ) اليورانيوم 238 ، اليورانيوم 235 ) ويكون على هيئة أكاسيد وتتشكّل الطّاقة نتيجة التّفاعلات الكيميائيّة وتتألف المحطّات النوويّة من نفس المواد الّتي تتشكّل منها المحطّات الّطاقة البتروليّة ( الّتي تولّد الطّاقة الكهربائيّة من النّفط ) وفحم وغاز طبيعي و في كلا نوعي المحطّات تتشكّل نفس النّواتج و هي : حرارة ناتجة عن الاحتراق و الأبخرة وتتشكّل الكهرباء نتيجة لدوران الرّيش بسبب حركة الأبخرة لكن يوجد اختلاف بين المحطّات الحراريّة و المفاعلات النّوويّة بأنه في المحطّات النوويّة لا تستخدم أفران لحرق الوقود لكنّه كان يستخدم المفاعل
و يوجد عدة أنواع من المفاعلات أهمّها:
1- مفاعل الماء المضغوط : حيث يكون الماء الّذي تصل درجة حرارته إلى 850ْ
2- مفاعل الماء المغلي : في هذا المفاعل يكون الماء بارداً غير المضغوط
3- مفاعل الماء الثّقيل : هنا يكون الماء الثّقيل هو طريقة التّبريد
4- مفاعل المولّد السّريع : في هذا المفاعل لا يستخدم الماء للتبريد بل الصوديوم السّائل
لكن في استخدام المفاعلات النوويّة خطر حيث أنه إذا حدث تسرّب إشعاعي ينتج عنه تلوّث المنطقة المحيطة بالمفاعل
5-الأيدروجين :
وهو يعد طاقة المستقبل و ينتج عن طريق نوع معيّن من الطّحالب وهذا الوقود لا يسبب تلوّث للبيئة





الاستنتاج
الطاقة من أهم الأشياء بل هي أصل كل شيئ يجب على الإنسان المحافظة عليها و البحث عن طاقة أخرى وكما علينا استخدام الطاقات المتجددة غير الملوّثة للبيئة كالطاقة الشمسيّة و طاقة الرّياح و الماء والطاقات الأخرى والاستعاضة بها عن الطاقات غير المتجددة و الملوّثة للبيئة بمخلّفاتها الصناعيّة كالنفط و الغاز و الفحم الحجري



الشكر
أقدّم شكري إلى من ساعدني بهذا البحث و أعطاني معلومات و إلى كافة الأساتذة في المركز الوطني للمتميزين و أكبر الشكر إلى قائد الوطن السّيد الدكتور بشّار الأسد الّذي من أوصلني و كلّ رفاقي إلى هذا الصّرح صرح يربّي أجيال المستقبل أجيالاً تحمل لواء الحضارة و ترفع بلدنا العزيز سوريا إلى قمّة الدول في العالم



المصادر المستعان بها

1- WWW.ANNABAA.ORG


2- KNOL.GOOGLE.COM


3- WWW.KENANAONLINE.COM








English summary
The world in progresses day by day and the most of countries are in a huge industrial development which need a many sources of energy.
The energy is the source of the most of changes in the universe that divide into two kind :
The first one is the unrenewed energy that need a long time to be formed as petrol, coal & gas.
The second one is the renewed energy which available & free for everyone forever, like solar power, wind, water power.
The scientists are always trying to find a new renewed sources of energy which is better for nature than the unrenewed energy because it doesn’t produce any harmful things .