حدّد أي جملة لحفظها في المراجعة أو تمييزها بالأصفر.
شرح الفاينال · المد والجزر والهيدروجين وحصاد الطاقة
هدف الدرس
تمييز أصل المد والجزر، والهيدروجين حاملًا للطاقة، وحصاد الطاقة للأجهزة منخفضة الاستهلاك.
الفهرس
- المد والجزر وتوليد القدرة
- الهيدروجين حامل للطاقة ومسارات إنتاجه
- التقاط طاقة المحيط للأجهزة الصغيرة
المد والجزر وتوليد القدرة
يرتبط المد والجزر بالتأثيرات الجاذبية للقمر والشمس وحركة النظام الأرضي. يختلف هذا الأصل عن حركة الرياح ودورة الماء المدفوعة بالتسخين الشمسي، ولهذا يضعه المصدر ضمن الموارد غير الشمسية في تقسيمه.
يمكن استثمار فرق مستوى الماء وحركته لتشغيل توربين. يبين مثال الحاجز المدي اختلاف مستوى الماء بين جانبيه، ثم مرور الماء خلال مرحلة تسمح باستعادة الطاقة. تكرار المد يجعل موعده قابلًا للتوقع نسبيًا، لكن التوليد ليس ثابتًا طوال الوقت. كما تختلف ملاءمة المواقع وتكاليف الإنشاء والصيانة والأثر على البيئة المائية.
الهيدروجين حامل للطاقة ومسارات إنتاجه
يوجد الهيدروجين في الماء ومركبات أخرى، ويلزم إنتاجه بصورة قابلة للاستخدام قبل نقله أو تخزينه. لذلك هو حامل للطاقة: يستقبل طاقة من مصدر أولي عبر عملية إنتاج، ثم يتيح توصيلها إلى استعمال لاحق.
يعرض المصدر موارد وعمليات متعددة لإنتاجه. يفصل التحليل الكهربائي الماء باستعمال الكهرباء، ويمكن إنتاجه كذلك من موارد تحتوي مركبات كربونية. اختلاف مسار الإنتاج يغير الأثر؛ لا يكفي وجود الهيدروجين في الناتج لوصف المسار بأنه متجدد.
يمكن استعمال الهيدروجين في خلية وقود تحول طاقته إلى كهرباء عند تفاعله مع الأكسجين، ويظهر الماء ضمن النواتج. التحليل الكهربائي وخلية الوقود عمليتان في اتجاهين مختلفين: الأولى تستعمل الكهرباء لإنتاج الهيدروجين، والثانية تستعمل الهيدروجين لإنتاج الكهرباء. تشمل المفاضلة معدات الإنتاج والتخزين والنقل والسلامة وفقد التحويل، فلا تعد هذه الدورة مصدر طاقة مجانيًا.
التقاط طاقة المحيط للأجهزة الصغيرة
حصاد الطاقة التقاط قدر صغير من مورد محيط لاستخدامه في جهاز منخفض الاستهلاك. يعرض المصدر أمثلة ضوء وحركة وحرارة في النشاط البشري والطرق، ويؤكد أن القدرة عادةً صغيرة مقارنة بمحطات التوليد الكبيرة.
في المسار الكهروحراري يستفاد من فرق حرارة، وفي المسار الكهرضغطي تستفاد من الإجهاد أو الحركة الميكانيكية لتوليد طاقة كهربائية. وفي المسار الضوئي تستعمل خلية صغيرة المورد الإشعاعي. يتطلب استمرار الخدمة توافق متوسط الطاقة المحصودة مع حاجة الجهاز، مع إمكان تخزينها لتغطية الفترات التي يغيب فيها المورد.
| المسار | المدخل | حدود الاستخدام التعليمية |
|---|---|---|
| ضوئي | ضوء محيط | يرتبط بالإضاءة المتاحة |
| كهروحراري | فرق حرارة | يلزم فرق يستمر بصورة مناسبة |
| كهرضغطي | إجهاد أو حركة | يرتبط بوجود حركة مفيدة للتحويل |
المفهوم المشترك هو التقاط مورد موجود ومواءمة الحمل معه. مثال الحساس الصغير لا يثبت قدرة التقنية نفسها على تزويد منزل أو شبكة؛ حجم الطلب جزء من صلاحية التطبيق.
الخلاصة
خلاصة الدرس: المد والجزر مورد حركي مختلف الأصل، والهيدروجين حامل يحتاج إنتاجًا، وحصاد الطاقة يلتقط موارد المحيط الصغيرة لخدمة أحمال تناسبها.