ما المصدر الأول للطاقة؟ أوضح «البرت اينشتاين» أن المادة تستطيع أن تتحول إلى طاقة، وهذا السياق المتبع داخل نظامنا الشمسي الذي يعطي انتاجا ضخما. فلو كنا نستطيع أن نحول الماء الموجود في قدح زجاجي إلى طاقة، لحصلنا على نسبة منها تساوي ما يعطيه 280 ألف طن من النفط. إن الإنسان اليوم تعلم أن يستغل المادة وأن يحولها إلى قنابل هيدروجينية مرعبة.

ما الطاقة الناتجة عن الحركة؟ نعلم أن الطاقة التي يملكها جسم ما تمثل قدرة هذا الجسم على القيام بعمل، يعني تحريك قوة ما. فالسيارة التي انطفأت قدرات عملها، إذ إنها عندما اجتازت مرتفعا، حركت وزنها الخاص في المنحدر، وهذا الوزن هو الذي بانحداره ساعد السيارة على الوصول إلى محطة المحروقات، فالجسم المتحرك يملك طاقة خاصة به ويستطيع معها أن يؤدي عملا معينا. وهذا النوع يسمى في علم الفيزياء (الطاقة الحركية).

الطاقة وأشكالها وتحولاتها: إذا فكرنا جيدا يمكننا أن نكتشف أنه يوجد الكثير من أنواع الطاقة، كم هي أشكال الطاقة؟... بطريقة علمية مبسطة، يميز علماء الفيزياء ستة أشكال متنوعة للطاقة كل واحد قابل أن يتحول إلى أي شكل آخر… نستطيع أن نتحقق من كل ذلك بسهولة عندما نرى الطاقات من حولنا.

أشكال الطاقة هي: الطاقة الآلية وتضم الطاقة الحركية والطاقة الكامنة، الطاقة الحرارية، الطاقة الكيميائية، الطاقة الكهربائية، الطاقة الإشعاعية، الطاقة النووية.

المصادر الثانوية للطاقة: تأتي معظم الطاقة التي يستخدمها العالم من الفحم، والكهرباء، والنفط، والتحولات الذرية (الطاقة النووية). لكن توجد كذلك مصادر ثانوية للطاقة. بعض هذه المصادر، مثل طاقة الرياح، عرفت منذ آلاف السنين، وهناك مصادر أخرى مثل مجمعات الطاقة الشمسية، اكتشفت منذ عهد قريب جدا.

طاقة الرياح: تستخدم في تسيير السفن الشراعية واليخوت، حتى السفن الكبيرة كانت تعتمد على طاقة الرياح قبل أن تكتشف المحركات. وكانت طواحين الهواء تستخدم لمئات السنين في طحن القمح والغلال الأخرى، ولايزال الفلاحون حتى يومنا هذا يستخدمون هذه الطواحين بكثرة في ضخ المياه. بعض هذه الطواحين تستخدم لإدارة مولدات القدرة الكهربية، ولكنها عادة لا تنتج إلا كميات ضئيلة من الكهرباء قد لا تكفي إلا لمزرعة واحدة.

طاقة المياه: تأتي الطاقة المائية من طاقة تدفق المياه أو سقوطها، وكانت طاقة المياه من أول أنواع الطاقة التي تعلم الإنسان استخدامها منذ حوالي 2000سنة، إذ اخترع إنسان ما الساقية (الناعورة) وهي عبارة عن عجلة ذات ارياش حول إطارها وعندما يرتطم الماء المتحرك بالارياش فإنه يدير العجلة. وتستخدم العجلة الدوارة في تسيير الآلة. بهذه الطريقة تتحول طاقة المياه إلى طاقة ميكانيكية. ظلت السواقي لمئات السنين تستخدم في طواحين المياه لطحن الغلال. كانت العجلات تدار بواسطة مياه الأنهار سريعة التدفق. في الوقت الحاضر، يعتبر توليد الكهرباء من أهم استخدامات القدرة المائية، فعندما يتدفق الماء من مستوى عالٍ إلى مستوى منخفض فانه يدير التوربينات التي تشغل المولدات الكهربائية. والتوربين يعمل بالطريقة نفسها التي تعمل بها الساقية، ويطلق على الكهرباء التي تولد بهذه الطريقة اسم الكهرباء المائية. في العادة تشيد بجانب النهر محطة لتوليد القدرة الكهربية بالقوة المائية. يقام سد ليحجز خلفه مياه النهر، ثم يغذيها للتوربينات بقوة هائلة.

طاقة المد والجزر والأمواج: توجد كميات هائلة من الطاقة في حركات المد والجزر بالمحيطات. ويمكن استخدام هذه الطاقة في أغراض مختلفة. فعلى سبيل المثال، محطات توليد القدرة الكهربية من حركات المد والجزر تعمل كمحطات هيدروكهربائية لتوليد القدرة، وذلك بتحويل طاقة مياه المد والجزر المتحركة إلى الكهرباء. أيضا، تعتبر حركة أمواج البحر إلى أعلى والى أسفل مصدرا للطاقة، ويمكن استخدامها لتوليد الكهرباء.

مجمعات الطاقة الشمسية: إن معظم الطاقة التي يستخدمها العالم تأتي أصلا من الشمس، لكن مجمعات الطاقة الشمسية تستخدم تلك الطاقة المستمدة مباشرة من الشمس بدلا من تبديدها من دون جدوى.

تجميع الطاقة: هناك طريقتان، في الطريقة الأولى، يتم تركيز أشعة الشمس على مجمع بواسطة مرايا مكافئية المقطع (طاسية الشكل). ويتكون المجمع عادة من عدد من الأنابيب بها ماء أو هواء. تسخن حرارة الشمس الهواء أو تحول الماء إلى بخار. في الطريقة الثانية، يمتص المجمع حرارة الشمس بالطريقة نفسها تقريبا التي يمتصها بها مستنبت زجاجي في بستان. وتستخدم الحرارة لتنتج هواء ساخنا أو بخارا.

استخدامات الطاقة الشمسية: يمكن استخدام الطاقة الشمسية في أغراض كثيرة، أحد أهم هذه الاستخدامات هو تدفئة المنازل. يمرر الهواء الساخن أو الماء الساخن في مواسير ومشعات حول المنزل. يمكن استخدام البخار لإدارة توربين يشغل آلة أو يساعد على توليد كهرباء. كذلك يمكن تركيز أشعة الشمس بحيث تسخن الأفران لطهو الطعام.

محمد رضا قادر