أهمية الكهرباء في حياتنا اليومية
- الكهرباء هي أكثر أشكال الطاقة تنوعًا ويمكن التحكم فيها بسهولة.
- عند نقطة الاستخدام، فهو عمليًا خالي من الضياع وغير ملوث بشكل أساسي، في مرحلة التوليد، يمكن إنتاجه نظيفًا بطرق متجددة تمامًا، مثل الرياح والمياه وأشعة الشمس.
- الكهرباء عديمة الوزن، وأسهل في النقل والتوزيع، وهي الطريقة الأكثر كفاءة في استخدام الطاقة.
- الكهرباء هي التحويل من شكل آخر من أشكال الطاقة إلى استخدام الكهرباء – أداة مركزية.
- تعتقد اللجنة الكهروتقنية الدولية (IEC) أن الكهرباء الذكية – إحدى الكفاءات الأساسية للجنة الكهروتقنية الدولية – ستكون أحد أهم العوامل في مواجهة تحديات الطاقة.
- تتمثل الإستراتيجية الأساسية لمواجهة تحدي الطاقة في التركيز على توليد الكهرباء واستخدامها. مطلوب نهج ذو شقين.
- يجب إنتاج الطاقة بأكثر الطرق كفاءة وأقل ضررًا 1، دون إعاقة التنمية الاقتصادية.
- يمكن تحقيق ذلك من خلال الإنتاج المتجدد، بما في ذلك الطاقة الكهرومائية، والزيادات الكبيرة في كفاءة التوليد المستند إلى الوقود الأحفوري (بما في ذلك احتجاز الكربون)، والطاقة النووية المتقدمة.
- ثانيًا، يجب استخدام الطاقة الكهربائية الموصلة بأكثر الطرق كفاءة وفعالية 2.
- الهدف الواقعي هو تخفيض 30٪ على المدى القصير في الطاقة اللازمة لإنجاز أي مهمة واحدة، وعلى المدى الطويل، تحسينات أكبر بكثير.
- سوف يعتمد الأخير على إعادة التفكير في المهام نفسها، إلى جانب التقدم المحرز بسبب البحث والتطوير على طول الخطوط التي يمكن تحديدها بالفعل اليوم.
اكتشاف الكهرباء
- نظرًا لأن الكهرباء هي قوة طبيعية موجودة في عالمنا، فلا يجب اختراعها، ومع ذلك، يجب اكتشافها وفهمها.
- كان لدى بنجامين فرانكلين أحد أعظم العقول العلمية في عصره، فقد كان مهتمًا بالعديد من مجالات العلوم، وقام بالعديد من الاكتشافات، واخترع أشياء كثيرة، بما في ذلك النظارات ثنائية البؤرة في منتصف القرن الثامن عشر، وأصبح مهتمًا بالكهرباء.
- حتى ذلك الوقت، كان العلماء يعرفون ويختبرون الكهرباء الساكنة بشكل أساسي.
- اتخذ بنجامين فرانكلين الأمور خطوة كبيرة إلى الأمام.
- وقال إنه توصل إلى فكرة أن الكهرباء بها عناصر إيجابية وسلبية وأن الكهرباء تتدفق بين هذه العناصر.
- كان يعتقد أيضًا أن البرق هو شكل من أشكال هذه الكهرباء المتدفقة.
- في عام 1752، أجرى فرانكلين تجربته الشهيرة مع الطائرة الورقية، من أجل إظهار أن البرق كان كهرباء، طار طائرة ورقية أثناء عاصفة رعدية، وربط مفتاحًا معدنيًا بسلسلة الطائرات الورقية التي توصل الكهرباء.
- كما كان يعتقد، انتقلت الكهرباء من سحب العاصفة إلى الطائرة الورقية وتدفق الكهرباء عبر الخيط وصُدم. إنه محظوظ لأنه لم يصب بأذى، لكنه لم يمانع في الصدمة لأنها أثبتت فكرته.
- بناءً على عمل فرانكلين، درس العديد من العلماء الكهرباء وبدأوا في فهم المزيد حول كيفية عملها. على سبيل المثال، في عام 1879، حصل توماس إديسون على براءة اختراع المصباح الكهربائي وأصبح عالمنا أكثر إشراقًا منذ ذلك الحين.
- لكن هل كان بنجامين فرانكلين حقًا أول شخص اكتشف الكهرباء؟ ربما لا! في مطلع القرن السابع عشر، أسس العالم الإنجليزي ويليام جيلبرت العلم وراء دراسة الكهرباء والمغناطيسية، مستوحى من أعمال جيلبرت، أجرى رجل إنجليزي آخر، السير توماس براون، مزيدًا من التحقيقات وكتب كتبًا عن نتائجه.
- يعود الفضل إلى جيلبرت وبراون في كونهما أول علماء استخدموا مصطلح “كهرباء”.
- وجد العلماء دليلاً على أن الشعوب القديمة ربما جربت الكهرباء أيضًا، في عام 1936، تم اكتشاف وعاء من الطين يشير إلى أن البطاريات الأولى ربما تم اختراعها منذ أكثر من 2000 عام.
- احتوى الإناء الفخاري على ألواح نحاسية وسبائك قصدير وقضيب حديدي.
- يمكن استخدامه لتوليد تيار كهربائي عن طريق ملئه بمحلول حمضي، مثل الخل.
- لا أحد يعرف الغرض من استخدام الجهاز، لكنه يلقي بعض الضوء على حقيقة أن الناس ربما كانوا يتعلمون عن الكهرباء قبل وقت طويل من بنجامين فرانكلين.
ماذا نعني بـ “الكهرباء الذكية”
- الكهرباء الذكية تعني استخدام الطاقة الكهربائية لتحل محل أشكال أخرى من الطاقة، مثل الوقود الأحفوري، وتعني أيضًا استخدام الفوائد التي توفرها الكهرباء لتحقيق استخدام أفضل للطاقة بشكل عام.
- الكهرباء هي في الأساس طاقة غير ضائعة، لأنها تحول الطاقة إلى طاقة مفيدة بدون خسائر وبدون تلوث.
- لا تحتاج إلى نقل شاحنات كبيرة، يمكنك تشغيلها وإيقافها حسب الحاجة ولا يوجد أنبوب عادم متصل بها.
- حتى عندما يتم إنتاجه بمحطة تعمل بالفحم، فإنه يكون على الأقل ضعف كفاءة الطاقة مثل الطاقة المنتجة بمحرك الاحتراق.
- ستتيح لنا الكهرباء الذكية الاستفادة بشكل أفضل من الطاقة، وتقليل الانبعاثات، وفي النهاية المساعدة في التخفيف من تغير المناخ.
ترشيد الكهرباء
جميع أنظمة توليد الطاقة لها تأثير بيئي يجب مراعاته قبل اتخاذ قرار استثماري، وهذا واضح عند التعامل مع الوقود الأحفوري، حيث يؤدي احتراقها إلى إطلاق تيار مستمر من غازات الاحتباس الحراري في الغلاف الجوي، ومع ذلك، حتى المصفوفات الشمسية وتوربينات الرياح لها تأثير بيئي عندما تفكر في دورة حياتها بأكملها:
- يجب تعدين المواد الخام ومعالجتها وتسليمها إلى مرافق الإنتاج.
- يجب بعد ذلك تصنيع مكونات توليد الطاقة وتجميعها.
- يجب نقل المنتجات النهائية إلى مواقع البيع بالتجزئة والمشاريع.
- عملية البناء لها أيضًا تأثير بيئي: بعض النفايات أمر لا مفر منه، والآلات الثقيلة تطلق انبعاثات، ويتعطل النظام البيئي.
- أخيرًا، هناك العديد من المكونات التي تصبح نفايات عندما تصل محطة الطاقة إلى نهاية عمرها التشغيلي.
- يمكن إعادة تدوير بعض المكونات لمشاريع جديدة، لكن العملية تستهلك الموارد والطاقة.
تأثير تكنولوجيا الطاقة النظيفة
- بالطبع، يكون لتكنولوجيات الطاقة النظيفة تأثير ضئيل بمجرد اكتمال المشروع وتشغيله، بينما تطلق محطات توليد الطاقة بالوقود الأحفوري ملوثات الهواء خلال فترة خدمتها بأكملها.
- ضع في اعتبارك أن الوقود الأحفوري لا ينتج انبعاثات فقط عند استخدامه في محطات الطاقة، فهناك أيضًا انبعاثات أثناء النقل.
- يسمح توفير الطاقة لمزيد من المباني بالعمل بالقدرة الحالية.
- على سبيل المثال، إذا خفضت دولة ما طلبها على الطاقة بمقدار 1000 ميغاواط، فإن هذه السعة المركبة تصبح متاحة لخدمة البنية التحتية الجديدة.
- من ناحية أخرى، بدون الحفاظ على الطاقة، يجب سد فجوة 1000 ميغاواط بواسطة محطات توليد الطاقة الجديدة.
- عندما يتم تنفيذ الحفاظ على الطاقة بشكل عام، هناك فوائد لكل من شركات المرافق والمستهلكين.
- يمكن لشركات الطاقة والغاز تأخير الترقيات باهظة الثمن لأنظمة التوزيع الخاصة بها، ويتم إعفاء المستخدمين من الزيادات المقابلة في الأسعار.
- نظرًا لفوائد الحفاظ على الطاقة، قدمت العديد من شركات المرافق حوافز مالية للمستخدمين الذين يعلنون عن تدابير كفاءة الطاقة.
الاستخدام غير الفعال للكهرباء
يؤدي الاستخدام غير الفعال للكهرباء إلى تشديد الصقور على أسعار الكهرباء لعدة أسباب:
- لا يزيد استهلاك الكهرباء بالتساوي في جميع الساعات، مع التركيز على ساعات الذروة بدلاً من ذلك.
- تواجه معظم شبكات الكهرباء ذروة الطلب في المساء، عندما يعود معظم السكان إلى منازلهم ويستخدمون الأجهزة.
- إن تلبية الطلب في أوقات الذروة أمر مكلف، حيث يجب أن يكون لدى شركات المرافق محطات طاقة “ذروة” في وضع الاستعداد، فقط لتعمل بضع ساعات كل يوم.
- يجب أن توسع شبكات الطاقة أيضًا من قدرتها على النقل والتوزيع وفقًا للنمو عند ذروة الطلب، حتى لو كان ذلك يعني أن هناك قدرًا كبيرًا من السعة الخاملة بقية اليوم.
- تؤدي العوامل المذكورة أعلاه إلى زيادة تكلفة تشغيل شبكات الطاقة، ويتم تحويل هذه التكاليف الإضافية إلى العملاء باعتبارها تريندات في معدلات الكيلووات في الساعة.
- يصبح الحفاظ على الطاقة أكثر قيمة عندما يساعد في منع ذروة الطلب، لأن الكهرباء التي يتم توفيرها في هذه الحالة هي الأعلى تكلفة في الإنتاج.
في هذا المقال، تعرفنا على أهمية الكهرباء في حياتنا اليومية، وتحدثنا عن اكتشاف الكهرباء، وأهمية الكهرباء، وما تعنيه الكهرباء الذكية، وتعرفنا على كيفية الحفاظ على الكهرباء، وتأثير تكنولوجيا الطاقة النظيفة، والاستخدام غير الفعال للكهرباء.