أمثلة على الموارد المتجددة

ازداد الاهتمام بما يسمى بمصادر الطاقة المتجددة بالتنسيق مع تزايد المخاوف في الولايات المتحدة وفي جميع أنحاء العالم بشأن تغير المناخ. توجد أدلة علمية وافرة تربط بين غازات الدفيئة والمركبات الأخرى المنبعثة من احتراق المواد غير المتجددة مثل الوقود الأحفوري (الفحم والنفط والغاز الطبيعي) مع تأثيرات غير مرغوب فيها على كل من مناخ العالم و صحة الإنسان.

هناك خمسة أنواع أساسية من مصادر الطاقة المتجددة. هذه هي الكتلة الحيوية والطاقة المائية والطاقة الحرارية الأرضية وطاقة الرياح والطاقة الشمسية. تتمتع الموارد المتجددة بميزة كونها تتجدد ذاتيًا: لن ينفد منها العالم أبدًا. ومع ذلك ، فإنها تحمل مساوئ كونها "محدودة التدفق" ، مما يعني أن البشر لا يمكنهم ببساطة زيادة المعروض من هذه الأنواع من الوقود استجابة للطلب المتزايد. إذا تم بناء محطة لتوليد الطاقة الكهرومائية على نهر يتناقص تدفقه بلا هوادة بمرور الوقت ، فليس هناك الكثير من المهام التي يمكن للمهندسين القيام بها لدفع المزيد من المياه عبر التوربينات المائية في المحطة.

عندما كان عدد سكان الولايات المتحدة أقل بكثير مما هو عليه اليوم وكانت تكنولوجيا الطاقة في مهدها النسبي ، كان حرق الأخشاب ، على الرغم من كثرة العمالة ، كافياً لتلبية احتياجات الطاقة في البلاد. خلال منتصف القرن التاسع عشر ، لم تكن هناك أجهزة كهربائية ، وكانت احتياجات التدفئة والطهي هي الدوافع الرئيسية للبحث عن أنواع الوقود القابلة للاشتعال من أي نوع. ثم تلاها الثورة الصناعية وتطور الطاقة الكهربائية ، وعلى مدى الـ 150 سنة الماضية أو لذلك ، وفر الوقود الأحفوري الغالبية العظمى من احتياجات الطاقة للبشرية في كل من الولايات المتحدة و في جميع أنحاء العالم.

لطالما كانت مصادر الطاقة المتجددة "ينبغي" في المحادثات حول مصادر الطاقة لعقود من الزمن ، ولكن في التسعينيات فقط بدأ استخدامها حقًا في الظهور في الولايات المتحدة اعتبارًا من عام 2017 ، تم إنتاج 11 بالمائة من إجمالي الطاقة و 17 بالمائة من الكهرباء باستخدام مورد متجدد ، وخصص 57 بالمائة من الطاقة المتجددة لتوليد الكهرباء قوة.

يمكن العثور على قائمة بالموارد المتجددة وكمية الطاقة المستمدة من كل منها على موقع إدارة معلومات الطاقة في الموارد.

يمكن جمع الطاقة من الشمس وتحويلها إلى حرارة وكهرباء بعدة طرق مختلفة. المأزق الواضح في الاعتماد على هذا النوع من الموارد المتجددة هو أن الشمس لا تكون مرئية دائمًا ، وحتى في نصف يوم أو بحيث تكون الشمس فوق الأفق في معظم الأماكن ، يمكن للغطاء السحابي أن يجعل كمية الطاقة الشمسية المشعة ضئيلة في بعض الأيام. نظرًا لأنه لا يمكن تخزين الكهرباء بكميات كبيرة (البطاريات ، على الرغم من كونها مفيدة ، إلا أنها بالكاد تمثل احتياطيًا كبيرًا من الكهرباء) ، فإن الطاقة الشمسية ليست مفيدة للاحتياجات على مدار الساعة. ومع ذلك ، يمكن لمصفوفات الخلايا الكهروضوئية (PV) في المناطق المشمسة أن توفر طاقة كافية لمجتمع صغير.

الطاقة المائية (أو الطاقة الكهرومائية ، كما هو مكتوب في بعض الأحيان) هي الطاقة الناتجة عن الطاقة الحركية للمياه المتدفقة. الماء له كتلة ، غالبًا الكثير منها ، ومن الواضح أن المياه المتدفقة تمتلك قدرًا من السرعة ؛ الطاقة ليست أكثر من حاصل ضرب الكتلة مضروبة في مربع السرعة مضروبة في ثابت. مثل ضوء الشمس ، فإن كمية المياه المتدفقة إلى منطقة معينة لا يمكن التنبؤ بها تمامًا ، على الرغم من الطاقة المائية عادة ما تكون المشاريع محفوفة بقدر أقل من عدم اليقين من الطاقة الشمسية أو الرياح من حيث توافر الموارد.

كانت الطاقة المائية هي المورد الأساسي للطاقة المتجددة في الولايات المتحدة اعتبارًا من عام 2018 ، على الرغم من أن حصتها بين مصادر الطاقة المتجددة آخذة في الانخفاض حيث أصبحت مصادر الطاقة المتجددة كسلعة أكثر انتشارًا بشكل عام. الاعتبار الرئيسي لهذا النوع من القوة هو أنه يمكن أن يعطل النظم البيئية وموائل الحياة البرية. نظرًا لأن العديد من مشاريع الطاقة المائية تتضمن سدودًا ، فإن البحيرات الاصطناعية الناتجة يمكن أن تغمر الكائنات من منازلها.

الرياح هي حركة الهواء ، وهذه الحركة ناتجة عن حقيقة أن سطح الأرض يختلف كثيرًا من مكان إلى آخر. (على سبيل المثال ، الماء هنا ، والصحراء هناك ، والجبال هناك) وهذه الأسطح المختلفة تمتص وتطلق الحرارة من الشمس بشكل مختلف طرق. بشكل عام ، يسخن الهواء فوق الأرض ويرتفع ، ويتدفق الهواء البارد من فوق المحيطات ليحل محله ؛ في المساء ، تهب الرياح عائدة نحو الماء. لذلك فإن الرياح هي في الحقيقة شكل من أشكال الطاقة الشمسية ، على الرغم من أن الدوران المادي للكوكب حول محوره يساهم في تيارات الرياح إلى حد ما.

طاقة الرياح غير مكلفة بشكل رائع ، ولكن للأسف ، عدم القدرة على التنبؤ بأنماط الرياح يجعلها خيارًا أقل من الأمثل لتوليد الطاقة على نطاقات كبيرة.

يُعرف أيضًا باسم الكتلة الحيوية ، ويمثل الوقود الحيوي شكلاً متنوعًا وسريع التوسع من الطاقة المتجددة. يمكن تحويل المواد المختلفة من الكائنات الحية إلى طاقة ، من المواد النباتية المتحللة (بما في ذلك الخشب والنفايات من مراكز معالجة الأخشاب) إلى القمامة إلى السماد ومياه الصرف الصحي. يمكن أن يؤدي الوقود الحيوي مثل الإيثانول (غاز حيوي) بعض الأدوار نفسها التي يؤديها البنزين التقليدي ووقود الديزل.

لا تعمل هذه الأنواع من الوقود على تقليل "البصمة الكربونية" للبلدية أو الكيان الذي يستخدمها فحسب ، بل إنها تتخلص أيضًا من النفايات بطريقة مفيدة للغاية ، مما يجعلها مربحة للجميع. في حين أن الوقود الأحفوري يطلق ثاني أكسيد الكربون المخزن منذ فترة طويلة في الغلاف الجوي عند حرقه ، فإن النباتات تعد عنصرًا رئيسيًا يساهم في الوقود الحيوي ، في الواقع يمتص ثاني أكسيد الكربون الذي يتم إطلاقه عند حرق الوقود الحيوي ، مما يجعل مخطط دوري.

يُشتق هذا النوع من الطاقة من الطاقة الحرارية المنبعثة من أعماق الأرض نفسها بفضل عمليات التحلل الإشعاعي في الصخور البعيدة تحت سطح الكوكب. تجعل موثوقيتها العالية وحقيقة أنه يمكن إنتاجها محليًا خيارًا جذابًا بشكل متزايد من الموارد المتجددة.

تنتقل الحرارة من مركز الأرض (اللب) إلى أعلى عبر الوشاح وأخيراً إلى القشرة التي يبلغ سمكها 3 إلى 5 أميال. يمكن للناس الاستفادة من الينابيع الجوفية الساخنة الناتجة واستخدام الحرارة لتشغيل مجموعة متنوعة من العمليات. هذا المتجدد ، بحكم التعريف ، لا يختفي ، لكنه ربما يكون أقوى مما يدركه الكثير من الناس: مركز الأرض ، صدق أو لا تصدق ، أكثر دفئًا من سطح الشمس!

إن التعريف الصارم للموارد المتجددة من شأنه أن يحذف الطاقة النووية من الاعتبار ، لأن الطاقة النووية تعتمد على اليورانيوم ، وهو عنصر ليس في إمدادات غير محدودة. بدلاً من ذلك ، يتم تجميع الطاقة النووية مع مصادر الطاقة المتجددة بمعنى أنها "نظيفة" أو خالية من منتجات النفايات التي تساهم في التلوث والاحتباس الحراري.

في هذا النوع من توليد الطاقة ، تنقسم ذرات اليورانيوم في عملية تسمى الانشطار النووي تطلق كميات هائلة من الطاقة لكل وحدة كتلة. تُستخدم هذه الطاقة لتشغيل التوربينات البخارية. إن شبح السقوط الإشعاعي الذي يصل إلى البيئة نتيجة لحوادث المفاعلات النووية قد ابتليت به الصناعة لعقود ، لكن ذلك لم يوقف تقدمها وتطورها بشكل عام

لذا ، إذا كنت مهتمًا بـ "التحول إلى البيئة" بنفسك ولكن ليس لديك فكرة من أين تبدأ ، فكيف يمكن للأفراد والشركات تنفيذ مصادر الطاقة المتجددة في حياتهم اليومية؟

تتمثل إحدى الطرق الواضحة ، وإن لم تكن عملية دائمًا ، في توليد الطاقة من مصادر الطاقة المتجددة بنفسك ، في الموقع الذي سيتم استخدامها فيه. قد يعني هذا تركيب الخلايا الشمسية الكهروضوئية على سطح منزلك أو ، إذا كنت مطورًا أو مسؤولاً ، مكتبًا أو مبنى مدرسة. تعد المضخات الحرارية الجوفية الخاصة والحرارة والطاقة المستمدة من الكتلة الحيوية من الخيارات الأخرى. قد تتمكن أيضًا من شراء الطاقة المتجددة من شركة الكهرباء الخاصة بك إذا كانت توفر خيار "التسعير الأخضر" أو "التسويق الأخضر". يعد التنسيق مع حكومة بلديتك مكانًا رائعًا للبدء هنا.