علماء ساهموا في تطوير الطاقة ومصادرها
دور العلماء في تطوير الطاقة ومصادرها
هناك الكثير من اسهامات العلماء في تطوير الطاقة ومصادرها قام العلماء على مر العصور بتطوير الطاقة ، وذلك لاستخدامها في حياتهم اليومية ، فقد قاموا بكثير من الجهود للحصول على طاقة أفضل وظهر ذلك في عصور ما قبل الثورة الصناعية ، ففي القرن الثامن عشر كان توليد الطاقة يعتمد على القوة العضلية والكتلة الحيوية، حيث كانت كل الأعمال في ذلك الوقت تعتمد على قوة اليدين وأحيانا قوة الحيوان ، كما كان يتم استخدام الطاقة من البيئة المحيطة ، مثل استخدام الحطب الذي يصنع من خشب الأشجار في التدفئة والإنارة والطبخ .
استحدثت الطاقة ليظهر لنا طاقات أخرى متعددة مثل طاقة طواحين الهواء والطواحين المائية ، وفي منتصف القرن التاسع عشر حدثت الثورة الصناعية ، وحدث معها تحول جذري في مصادر الحصول على الطاقة ، جاء التحول في بادئ الأمر محركات البخار ومحطات توليد الطاقة ، وأصبح استخدام الطاقة الحرارية لتوليد الطاقة الميكانيكية هو أساس العمل .
جاء القرن العشرين وكان ما زال الاعتماد الأساسي على الفحم ، حينها فكر العلماء في التوجه لمصادر أخرى أقوى تناسب العصر مثل النفط ، فنتج عن هذا التحول ظهور المحركات الداخلية والسفن التي تعمل بالنفط .
أما عن أواخر القرن العشرين تم تطوير المنتجات البترولية لتكون مصدر رئيسي للطاقة ، في ذلك الوقت ثم استحداث مصادر أخرى مثل طاقة الغاز الطبيعي ، وانتبه البعض الأخر من العلماء للطاقة المتجددة وضرورة استخدامها ، مثل الطاقة الكهرومائية ، وطاقة الرياح وأيضاً الطاقة الشمسية .
القرن الحادي والعشرين حدث تطور مختلف في مجال الطاقة ، وأصبحت متعددة المصادر ، أصبح الاعتماد على الغاز الطبيعي ، وبالإضافة إلى طاقة الرياح والطاقة الشمسية وأخيراً الطاقة النووية .
العلماء الذين ساهموا في تطوير الطاقة استحدثت الطاقة ليظهر لنا طاقات أخرى متعددة مثل طاقة طواحين الهواء والطواحين المائية ، وفي منتصف القرن التاسع عشر حدثت الثورة الصناعية ، وحدث معها تحول جذري في مصادر الحصول على الطاقة ، جاء التحول في بادئ الأمر محركات البخار ومحطات توليد الطاقة ، وأصبح استخدام الطاقة الحرارية لتوليد الطاقة الميكانيكية هو أساس العمل .
جاء القرن العشرين وكان ما زال الاعتماد الأساسي على الفحم ، حينها فكر العلماء في التوجه لمصادر أخرى أقوى تناسب العصر مثل النفط ، فنتج عن هذا التحول ظهور المحركات الداخلية والسفن التي تعمل بالنفط .
أما عن أواخر القرن العشرين تم تطوير المنتجات البترولية لتكون مصدر رئيسي للطاقة ، في ذلك الوقت ثم استحداث مصادر أخرى مثل طاقة الغاز الطبيعي ، وانتبه البعض الأخر من العلماء للطاقة المتجددة وضرورة استخدامها ، مثل الطاقة الكهرومائية ، وطاقة الرياح وأيضاً الطاقة الشمسية .
القرن الحادي والعشرين حدث تطور مختلف في مجال الطاقة ، وأصبحت متعددة المصادر ، أصبح الاعتماد على الغاز الطبيعي ، وبالإضافة إلى طاقة الرياح والطاقة الشمسية وأخيراً الطاقة النووية .
ترسخت أسماء العلماء الذين طوروا الطاقة ومازال يذكر اسمهم حتى الآن ، وهما :
الطاقة وأهم مصادرها- العالم جون ستيفنز : أول من اخترع محرك احتراق داخلي، وكان هذا في أمريكا عام 1798م .
- العالم جيمس بليث : أول من اخترع الطواحين الهوائية، وذلك لتوليد الكهرباء عن طريق قوة الرياح .
- العالم إدموند بكوريل : هو العالم الأول وصاحب فكرة تصنيع خلايا شمسية للاستفادة من طاقة الشمس المتجددة وذلك ليعتمد عليها في توليد الطاقة الكهربائية .[1]
يتم اكتشاف مصادر الطاقة طوال الوقت حول العالم ، منها الطاقة المتجددة والطاقة الغير متجددة ، والطاقة هي ذات القوة التي نستخدمها لتحريك كل ما حولنا ، ولكننا نستخدم دائماً الطاقات التي يتم الحصول عليها من المصادر الغير متجددة مثل الفحم ، الغاز الطبيعي ، والبروبان ، وأيضاً اليورانيوم .
وتدعى على الطاقة الغير متجددة بهذا الاسم نظرا ً لمصادرها المحدودة ، ولأن امتداداتها غير قابلة للتجديد ، وأما عن الطاقة المتجددة فهي الطاقة التي تتجدد تلقائياً مثل الشمس ، والرياح ، وتستخدم غالباً في توليد الكهرباء ، إليك أمثلة :
الطاقات الغير متجددة ( الوقود الحفري)وتدعى على الطاقة الغير متجددة بهذا الاسم نظرا ً لمصادرها المحدودة ، ولأن امتداداتها غير قابلة للتجديد ، وأما عن الطاقة المتجددة فهي الطاقة التي تتجدد تلقائياً مثل الشمس ، والرياح ، وتستخدم غالباً في توليد الكهرباء ، إليك أمثلة :
- الطاقة الحرارية الأرضية : طاقة مختلفة يتم توليدها من تحت الأرض ، وتعد من أهم أنواع الطاقة النظيفة والصديقة للبيئة ، من مميزات تلك الصداقة إمكانية تشغيلها على نطاق واسع مثل تشغيل إنارة وتدفئة لوحدات سكنية بأكملها ، ومن عيوبها صعوبة الاستخدام إلا في أماكن محددة ، وهى أماكن تواجد محطات توليد طاقة حرارية .
- الطاقة الشمسية : يتم استخدام واستهلاك الطاقة الشمسية عن طريق ألواح التجميع ، تلك الألواح تهييء الظروف لأشعة الشمس إمكانية تحويلها لطاقة مستخدمة ، توضع ألواح الطاقة الشمسية في الصحراء غالباً لشدة أشعة الشمس في تلك المناطق ، وتتلخص أهمية الطاقة الشمسية في أنها تستخدم في المصانع والمجمعات السكنية لتشغيل المعدات ووسائل التدفئة ، وأيضاً لتوفير الماء الساخن والكهرباء العامة بالمنزل .
- طاقة الرياح : يتم توليد طاقة الرياح باستخدام التوربينات ، تستخدم التوربينات لتشغيل مولد انتاج الكهرباء ، بالرغم من هذه الطاقة نظيفة ومتجددة ، ولكنها أظهرت سلبياتها على البيئة .
- طاقة الهيدروجين : يعد عنصر الهيدروجين العنصر الأكثر توافراً وشيوعاً في كوكب الأرض ، نظرا لأنه يتوافر في الماء ، يمكن استخدام الهيدروجين بمجرد فصله ويصبح وقود مولد للكهرباء ، ويتم استخدامه لتشغيل المنازل والسفن ، والسيارات وأيضاً الصواريخ .
- طاقة المد والجزر : تعد من مصادر الطاقة المتجددة التي تنتج باستمرار ، يمكننا توليد الطاقة من المد والجزر حتى في وقت الانخفاض ، تستطيع توليد الطاقة .
- طاقة الأمواج : تستخدم هذه الطاقة من طاقة أمواج المحيطات ، فهي طاقة صديقة للبيئة ولا تتسبب في أي ضرر ، ويستطيع أهل المناطق الساحلية في العديد من البلدان استخدامها بكل سهولة ويسر .
- الطاقة الكهرومائية : أصبحت العديد من الدول تعتمد على الطاقة الكهرومائية ، وذلك باستخدام طاقة المياه لجعل المولدات الكهربية تستطيع إنتاج الكهرباء ، ولذلك تستخدم المولدات باستخدام أجهزة مختلفة .[2]
- الوقود الحفري : يعد من أهم مصادر الطاقة ، وينقسم إلى ثلاث أنواع والمادة المشتركة بينهم هي مادة الكربون ، وتعد الفترة التي يتكون فيها الوقود الحفري فترة الكربون ، وتعد حوالي ثلاثمائة وستون مليون عام .
- يتم استخراج الوقود وتخزينه في أنابيب ليتم بعدها شحنه لدول العالم المختلفة ، يعد الوقود من أهم الطاقات المستخدمة حيث يمثل ٩٠٪ من الطاقة المستهلكة يومياً ، من سلبيات الوقود الحفري أنه ينتج عنه غازات ضارة للبيئة ، كما يؤدي إلى تلوث المياه والتربة .
- النفط السائل : يتشكل على هيئة آبار فيتم الحفر لاستخراجه من باطن الأرض ، يخضع بعد ذلك لعمليات تكرير ومن ثم يحول نصف الكم المستخرج لبنزين ، والباقي يتم معالجته واستخدامه في أشكال متنوعة حيث يدخل في منتجات سائلة وصلبة .
- الفحم : ويتم استخراج مادة الفحم بطريقتين الطريقة الأولى هي التعدين والثانية فهي تعدين أيضاً ولكن سطحي ، وتعد عملية تعدين الفحم من أصعب العمليات حيث أن معظم العمال يتوفون أثناء التعدين نتيجة لتعرضهم لمواد سامة وخطيرة ، حيث أن الفحم يكون داخل تكوينات صخرية ويتكون من غاز الميثان الضار .
- الطاقة النووية: هي طاقة تصدر نتيجة الانشطار النووي الذي يحدث داخل المفاعلات النووية ، يذكر أن من سلبيات تلك الطاقة المخلفات النووية بجانب عدم معرفة التخلص منها دون أضرار ناجمة ، ولذلك يجب معرفة كيفية تجنب صدور إشعاعات ضارة غير متوقعة .
- البيوماس: مخلفات حيوية يصدر عنها طاقة ، يتم تخميرها بواسطة وضعها في حفر خاصة، إلى أن يتصاعد الميثان ، ويعرف أن الميثان من الغازات القابلة للاشتعال .
