توليد الكهرباء من الحركة يتطلب بحثًا عميقًا في مجال الفيزياء، توليد الكهرباء هو أمر يشغل أذهان الجميع، لا يمكننا العيش بدون كهرباء الآن، ولهذا السبب يبحث العلماء والمهندسون عن طرق متقدمة لتوليد الكهرباء من مصادر مختلفة. الطاقة، ولكن كيف يمكننا توليد الكهرباء من الطاقة الحركية؟ سنكتشف هذا.
كيفية توليد الكهرباء من الحركة
ولا توجد حياة بدون طاقة تحرك مسارها، فالطاقة لا تختفي أو تنشأ من العدم كما نعلم، ولكنها تتغير من شيء إلى آخر.
وتتحول الطاقة المتولدة من عمليات التصادم إلى طاقة أخرى مستمرة، وفي هذه الحالة لا تنتهي، بل تتحول إلى شكل آخر، ولذلك تم استخدام الطاقة الحركية لتحويلها إلى طاقة كهربائية، يمكن الاستفادة منها في كافة نواحي الحياة.
وقد استخدم العلماء مصادر أخرى بديلة ونظيفة وغير ملوثة، مثل الطاقة الحركية الناتجة عن حركة الرياح، ومثال ذلك حركة المياه، وهي نوع من أنواع الطاقة المتجددة.
بعد أن قاموا بإنتاج الكهرباء من مصادر الطاقة الطبيعية المختلفة كالطاقة الحرارية والطاقة الميكانيكية باستخدام الوقود الأحفوري مثل البترول المتكون من ضغط وحرارة بقايا الكائنات الحية، إلا أن مصدر الطاقة هذا بدأ ينفد لعدم وجوده. الطاقة المتجددة، وتلوث البيئة.
اخترع الإنسان العديد من الأجهزة التي تسمح له بتحويل الطاقة الحركية إلى طاقة كهربائية حتى اخترع العالم الأمريكي (مايكل فاراداي) عام 1831م مولداً كهربائياً يعتمد على الحث الكهرومغناطيسي، أي يعتمد على حركة المغناطيس داخل دوار مجوف. .
إقرأ أيضاً
أولاً كيفية توليد الكهرباء من المولد الكهربائي
يعمل المولد الكهربائي من خلال الاعتماد على حركة المغناطيس بداخله من خلال دوار مجوف يلتف حوله، وتولد حركة الدوار تيارًا كهربائيًا ينتقل إلى الجزء الثابت، وهو عبارة عن سلسلة من ملفات الأسلاك. والتي تشكل اسطوانة صلبة وتسمى الملف أو الجزء الثابت.
يتحرك التيار الكهربائي في كل جزء من الملف على حدة، ومن ثم تتحد التيارات الكهربائية لتشكل تيارًا كبيرًا، وهو الكهرباء المولدة من الطاقة الحركية للمغناطيس، وتعتمد كمية الكهرباء المولدة على سرعة دوران المغناطيس. لفه. المغناطيس داخل الملف.
يمكن لهذا المولد الكهربائي أن يضيء منزلًا كبيرًا ويعتمد على المولد فيما إذا كان مولدًا فعالاً، كما أنه يستخدم في العديد من الآلات الصناعية ومصابيح الإضاءة والسفن والطائرات وحركة السيارات والعديد من الاستخدامات الأخرى.
ثانياً كيفية توليد الكهرباء من حركة الرياح
من المصادر الحديثة لإنتاج الطاقة الكهربائية ومعرفة إنتاج الكهرباء من الحركة هي طاقة الرياح والتي تعتبر مصدر طاقة متجددة أي أنها متجددة باستمرار.
كما تتميز الطاقة المتجددة بتقليل انبعاثات ثاني أكسيد الكربون، لذا فهي لا تسبب تلوثاً للبيئة ولهذا السبب شكلت حصة (20% 29%) من الطاقة الكهربائية الموجودة منذ بداية القرن الحادي والعشرين. القرن حتى عام 2020.
وبحسب الدراسات الحديثة التي أجريت حتى عام 2023، فقد زادت مصادر الطاقة الكهربائية المنتجة من الطاقة المتجددة بنسبة 8%.
عندما يتعلق الأمر بتوليد الكهرباء من الحركة، مثل حركة الرياح، فهي تتولد من توربينات الرياح على مسافات عالية من سطح الأرض وبالتالي نحو حركة الرياح، تحتوي هذه التوربينات على عدة مكونات أساسية تساعد في توليد الكهرباء.
- شفرات التوربينات التي تشبه المراوح وتمثل الجزء الدوار من توربينات الرياح حيث يواجه الجزء الأمامي من التوربين الريح ويتم تثبيته بزاوية معينة.
- يدور عمود السرعة المنخفضة مع الجزء الدوار بحيث يكون بنفس السرعة ويتفاعل مع الجزء التالي وهو ناقل الحركة.
- يعمل صندوق التروس على زيادة سرعة دوران عمود السرعة المنخفضة بمساعدة صندوق التروس.
- أما العمود الدوار عالي السرعة فهو متصل في أحد طرفيه بناقل الطاقة الذي بدوره يزيد من سرعة هذا العمود، والطرف الآخر متصل بالمولد الكهربائي الذي تنقل حركته إليه.
- يتحرك العمود الدوار بسرعة داخل الجزء الثابت للمولد الكهربائي، مما يخلق مجالًا مغناطيسيًا ينتج الطاقة الكهربائية.
- ك أجزاء أخرى تعمل داخل توربينات الرياح ولكنها مخصصة للتحكم في سرعة الرياح ونظام الحماية والإيقاف.
إقرأ أيضاً
ثالثاً توليد الكهرباء من حركة المياه
يُعرف توليد الكهرباء من حركة المياه بالطاقة الكهرومائية عن طريق التوربينات المائية، وتتواجد في المناطق التي ترتفع فيها المياه مثل الشلالات.
يعتمد توليد الكهرباء من الحركة على تدفق وسرعة المياه الجارية، وكلما زاد مصدر تدفق المياه زادت طاقتها، والتي تتحول إلى طاقة حركية ومن ثم إلى طاقة كهرومائية عن طريق التوربينات الموجودة داخل الماء، وك 3 طرق حيث يمكن تحويل الطاقة الحركية للمياه إلى طاقة كهرومائية.
- الطريقة الأولى بناء السدود على المياه المرتفعة التي تخزن المياه بداخلها، ثم يتم تسخير الطاقة الكامنة عن طريق دفع المياه المخزنة من السدود لتشغيل توربينات المياه من خلال شفرات التوربين، والتي بدورها تحدث حركة داخل المولد.
- طريقة اخرى إن استخدام القنوات المائية يوجه تحركات النهر عالية السرعة إلى توربينات مائية تولد الكهرباء.
- الطريقة الثالثة هو تحويل الطاقة الكهربائية المنتجة من الطاقة الشمسية وطاقة الرياح والطاقة النووية إلى طاقة محتملة عن طريق تخزينها في مواقع المياه المرتفعة لاستخدامها عند الحاجة.
إقرأ أيضاً
ما هي مميزات توليد الكهرباء من الحركة؟
إن توليد الطاقة الكهربائية من الطاقة الحركية، وهي نوع من أنواع الطاقة المتجددة، له العديد من المزايا.
- وهي طاقة نظيفة وصديقة للبيئة وبالتالي يمكن استخدامها دون خوف من المخاطر المحتملة بخلاف الطاقة غير المتجددة، مثل حرق الوقود الأحفوري الذي يلوث الهواء ونسبة كبيرة من ثقب الأوزون.
- مصدر مهم جداً في إنتاج الطاقة وحل مشكلة الكهرباء بأقل تكلفة ممكنة.
- وتتميز الطاقة المتجددة بأنها تقلل من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون الناتجة عن استخدام الوقود وبالتالي تقلل من ظاهرة الاحتباس الحراري.
- تقليل خطر ثقب الأوزون عن طريق تقليل نسبة مركبات الكربون الكلورية فلورية المنتجة في مداخن المصانع والسيارات.
- ويعتبر مصدراً موثوقاً وموثوقاً لتوليد الكهرباء وذلك لأنه لا ينفد أبداً ويتم توليده من لا شيء مثل طاقة الرياح والطاقة المائية.
- ويتميز بأنه لا يتطلب تكاليف صيانة كبيرة بعد الاستخدام، كما أن عائد الطاقة الكهربائية يغطي أي تكاليف صيانة.
- يزيد من النمو الاقتصادي ويزيد من الدخل الوطني والعالمي لأنه ينتج الوقود بأقل تكلفة ممكنة.
- كما أن إنشائه لأول مرة غير مكلف مقارنة بالمصادر الأخرى مثل الآبار التي تتطلب مبالغ باهظة لاستعادة النفط.
- يوفر فرص عمل جديدة للعديد من الموارد البشرية واحتياجات إنتاج الكهرباء من أعمال الصيانة والتركيب وإدارة المشاريع.
- توفر جميع الإجراءات الأمنية الممكنة لموظفيها، مما يجعلها تحظى بشعبية كبيرة.
- وفي الدول العاملة بالطاقة المتجددة يتوسع التطور الاستثماري بشكل كبير عندما يؤخذ بعين الاعتبار التطور الاستثماري الذي حدث بعد استخدامها.
ولا تزال الأبحاث العلمية مستمرة حول كيفية إنتاج الكهرباء من الحركة وكيف يمكن تحويل العالم إلى مكان نظيف لا تلوث فيه الهواء في السنوات القادمة.