المرجع الالكتروني للمعلوماتية
المرجع الألكتروني للمعلوماتية

علم الفيزياء
عدد المواضيع في هذا القسم 11580 موضوعاً
الفيزياء الكلاسيكية
الفيزياء الحديثة
الفيزياء والعلوم الأخرى
مواضيع عامة في الفيزياء

Untitled Document
أبحث عن شيء أخر المرجع الالكتروني للمعلوماتية
{افان مات او قتل انقلبتم على اعقابكم}
2024-11-24
العبرة من السابقين
2024-11-24
تدارك الذنوب
2024-11-24
الإصرار على الذنب
2024-11-24
معنى قوله تعالى زين للناس حب الشهوات من النساء
2024-11-24
مسألتان في طلب المغفرة من الله
2024-11-24



أنماط استهلاك الطاقة  
  
1352   11:38 صباحاً   التاريخ: 25-6-2021
المؤلف : د. سعود يوسف عياش
الكتاب أو المصدر : تكنولوجيا الطاقة البديلة
الجزء والصفحة : 296
القسم : علم الفيزياء / الفيزياء الحديثة / الطاقة البديلة / مواضيع عامة في الطاقة البديلة /

أنماط استهلاك الطاقة

هناك ثلاثة أشكال أساسية من الطاقة يستهلكها البشر وهي الطاقة الحرارية والطاقة الكهربائية والطاقة الحركية (الميكانيكية)، وهناك بالطبع الطاقة الضوئية من الشمس التي تشكل المصدر الأساسي لكل أشكال الطاقة في الأرض لكننا لن ندرجها هنا. وحين نتحدث عن استهلاك الطاقة بأشكالها المختلفة فأننا نعني بذلك الطاقة المستمدة من مصادر أولية موجودة في لأرض كالفحم والبترول والغاز والمصادر الأخرى، وحيث إننا معنيون هنا بموضوع حفظ وتوفير الطاقة فان نقاشنا مرتبط بالطاقة الناتجة عن استهلاك مصادر الطاقة غير المتجددة كالفحم والبترول ومشتقاتها.

تشكل مصادر الطاقة غير المتجددة القسم الأعظم من استهلاكنا للطاقة وهوما يهدد هذه المصادر بالنضوب السريع ويضعنا في مواجهة معضلة يترتب علينا أن نبد لما الحلول المناسبة، وتستعمل مصادر الطاقة غير المتجددة لتلبية العديد من احتياجاتنا سواء كانت تلك بشكل طاقة كهربائية للإنارة أو تشغيل الأجهزة الكهربائية، أو طاقة حركية لتشغيل محركات وسائط النقل، أو بشكل طاقة حرارية في أعمال التدفئة والتسخين والأغراض الصناعية، لكن رغم تعدد احتياجاتنا من أشكال الطاقة المختلفة الا أننا نستمدها من مصدر أساسي وهو المصادر غير المتجددة، وعلى ذلك فان هناك جانبين أساسيين في موضوع الطاقة نجد من الضروري التفريق بينهما وهما:

١ — مصدر الطاقة الأولية.

٢-الاستعمال النهائي للطاقة.

في المثال السابق الذي طرحناه حول تسخين المياه في البيوت أو تدفئتها بواسطة الطاقة الكهربائية رأينا كيف أن الطاقة تمر بأشكال مختلفة وتتحول من شكل الى آخر حتى تصل الى المستهلك الذي يستعملها لتلبية حاجة نائية، في هذا المئال ابتدأنا بمصدر للطاقة الأولية هو عبارة عن الطاقة المخزونة في البترول أو الفحم وانتهينا بالطاقة الحرارية على درجات حرارة منخفضة، ويتضح لنا من هذا المثال أننا ابتدأنا من مصدر للطاقة يختلف عن الاستعمال النهائي المطلوب، وان الوصول الى الاستعمال النهائي ترتب عليه المرور بمراحل مختلفة وبتبذير كبير للطاقة، لكن اذا كان المقصود من استهلاك الطاقة هو تلبية غرض معين وتقديم خدمات معينة فلا داعي للدخول في كل هذه المتاهات بل يجب التوجه مباشرة لتلبية الحاجة المطلوبة.

إذا كان هناك من يطرح سؤالا حول: ما هو لبديل عن الدخول في مراحل تحويل الطاقة المختلفة ؟ فان الاجابة ليست صعبة اطلاقا رغم أن تحقيقها قد يكون صعبا بعض الشيء، إن المطلوب بكل بساطة هو تقديم كمية من نوع الطاقة المطلوبة بأكثر الطرق فعالية وبأفلها تلويثا للبيئة واكثرها حفظا لمصادر الطاقة غير المتجددة التي هي أثمن بكثير من أن تحرق لتسخين المياه أو تدفئة البيوت، إن تسخين المياه وتدفئة البيوت وتبريدها لا يتطلب حرق كميات ضخمة من الوقود بل يمكن الاضماد على المصادر الطبيعية كالطاقة الشمسية والهوائية للقيام بذلك، وبالطبع لا ننسى لأمر الأكثر أهمية في هذا المجال وهو بناء البيوت والبنايات بشكل يتلاءم والمعطيات المناخية الأمر الذي سيقلل الحاجة الى الطاقة حتى من المصادر الطبيعية المتجددة.

قد يخطر ببال بعضنا أن يطرح سؤالا عن سبب هذا التأكيد على استهلاك الطاقة لأغراض التدفئة والتبريد وتسخين المياه، والجواب هنا أيضا غاية في البساطة وهو أن هذه الخدمات تستهلك كميات كبيرة من الطاقة تثير دهشة المختصين في هذا المجال، فلو نظرنا الى أكبر دولة مستهلكة للطاقة وهي الولايات المتحدة الأمريكية لوجدنا أن ما يقرب من 25-30% من مجمل استهلاكها للطاقة يذهب لأغراض التدفئة والتبريد، أي أنه يستهلك بشكل طاقة حرارية على درجات حرارة منخفضة.

ولا يختلف الأمر في الولايات المتحدة عنه في الكثير من الأقطار الصناعية الأخرى مثل كندا والمانيا وبريطانيا وفرنسا، إن الدراسات التي جرت في هذه الدول دلت على أن 35-60% من مجمل استهلاك الطاقة فيها يتم بشكل استعمال نهائي على درجات حرارة أقل من 100 م، وواضح أن انتاج طاقة على مثل هذه الدرجات الحرارية لا يتطلب بالضرورة استنزاف مصادر الفحم والبترول والغاز كما أنه لا يتطلب بناء المفاعلات النية.

في الجدول رقم (1) نقدم قائمة بالاستهلاك النهائي من الطاقة في الدول الصناعية الغربية الرئيسية:

ويتضح من الجدول رقم (1) أن لاستعمالات الكهربائية المباشرة لا تتعدى 10% من استهلاك الطاقة في أي من البلدان المدرجة في الجدول، وان الأصناف الأخرى من الطاقة لا تتطلب بالضرورة بناء محطات كهربائية مع ما يتبعها من أنظمة توزيع ومئات الأميال من الأسلاك الكهربائية، إن تزويد الطاقة الحرارية المطلوبة بواسطة تسخين المياه في سخان يعمل على الوقود وبكفاءة 80%, مثلا هو أكثر توفيرا من تسخين ذات الكمية باستعمال سخان كهربائي نظرا لأن محطات توليد الطاقة الكهربائية تعمل بكفاءة منخفضة تقدر بجوالي ٣٠-٣٥%.

إن التحول باتجاه اتباع سياسات لاستخدام الطاقة تعتمد على الحاجة النهائية وليس على مصدر الطاقة الأولية كفيل بالحد من الاستهلاك المتزايد لمصادر الطاقة الحالية، إن مثل هذا التحول لن يؤدي الى التضحية بمستويات المعيشة السائدة حتى في أكثر الدول رفاهية لكنه بالتأكيد سيرفع من كفاءة استخدامنا لمصادر من الطاقة لن تتجدد في حال استنزافها كما هو حال مصادر الفحم والبترول والغاز، كما أن هذا التحول اذا ما رافقه بعض التغيرات في أنماط تزويد المستهلكين بالطاقة سيعمل على الاستفادة من مصادر الطاقة الطبيعية المتجددة كالطاقة الشمسية وطاقة الرياح وطاقة الأمواج وسيؤدي في المدى الطويل الى تكثيف اعتمادنا على مثل هذه المصادر وتقليل اعتمادنا على المصادر غير المتجددة، واضافة الى ذلك فان اتباع سياسات طاقة ملائمة سيقلل من الحاجة الى الاعتماد على المفاعلات النووية وربما ينجح على المدى الطويل في اعادة المارد النووي الى القمقم وتجنيب البشرية الأخطار لمحدقة نتيجة استعمال الطاقة النووية، إن أي مفاعل نووي لتوليد الطاقة ليس الا الخطوة الأولى لتراكم المعلومات والخبرة لإنتاج الأسلحة النووية وهو الأمر لذي لن يخدم البشر بأي شكل، هذا ناهيك عن الأخطار المترتبة على استعمال المفاعلات النووية في الوقت الحاضر كأخطار تسرب الاشعاع النووي أو التخلص من النفايات النووية، لقد كانت الطاقة دائما وسيلة في يد الانسان لزيادة رفاهيته وتسهيل أموره الحياتية ويجب أن لا تصبح الطاقة مصدر خطر على وجود الانسان نفسه على الأرض.




هو مجموعة نظريات فيزيائية ظهرت في القرن العشرين، الهدف منها تفسير عدة ظواهر تختص بالجسيمات والذرة ، وقد قامت هذه النظريات بدمج الخاصية الموجية بالخاصية الجسيمية، مكونة ما يعرف بازدواجية الموجة والجسيم. ونظرا لأهميّة الكم في بناء ميكانيكا الكم ، يعود سبب تسميتها ، وهو ما يعرف بأنه مصطلح فيزيائي ، استخدم لوصف الكمية الأصغر من الطاقة التي يمكن أن يتم تبادلها فيما بين الجسيمات.



جاءت تسمية كلمة ليزر LASER من الأحرف الأولى لفكرة عمل الليزر والمتمثلة في الجملة التالية: Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation وتعني تضخيم الضوء Light Amplification بواسطة الانبعاث المحفز Stimulated Emission للإشعاع الكهرومغناطيسي.Radiation وقد تنبأ بوجود الليزر العالم البرت انشتاين في 1917 حيث وضع الأساس النظري لعملية الانبعاث المحفز .stimulated emission



الفيزياء النووية هي أحد أقسام علم الفيزياء الذي يهتم بدراسة نواة الذرة التي تحوي البروتونات والنيوترونات والترابط فيما بينهما, بالإضافة إلى تفسير وتصنيف خصائص النواة.يظن الكثير أن الفيزياء النووية ظهرت مع بداية الفيزياء الحديثة ولكن في الحقيقة أنها ظهرت منذ اكتشاف الذرة و لكنها بدأت تتضح أكثر مع بداية ظهور عصر الفيزياء الحديثة. أصبحت الفيزياء النووية في هذه الأيام ضرورة من ضروريات العالم المتطور.