العلوم تبسيط

ـاقةـــالط- استخداماتها أنواعها – مصــادرها

تـــأليف محمد مصطفي مهندس: محمد دكتور

الخياط

القاهرة2006 يوليو

العنوان:

- استخداماتها أنواعها – مصــادرها: الطــــاقة

الخياط محمد مصطفى /محمد مهندس دكتور الميكانيكية القوى هندسة في دكتوراه

والمتجددة الجديدة الطاقة هيئة – التخطيط عام مديرمصر – والطاقة الكهرباء وزارةmohamed.elkhayat@yahoo.com إليكتروني: بريد002012 80 90 810ت:

الداخلي: التصميمالخياط محمد مصطفى /محمد مهندس دكتور

استخداماتها – أنواعها – : مصـادرهاالطاقةالخيــاط محمد مصطفي محمد

2

شكر

أعطيت ما علي الشكر ولك الحمد لك اللهم علم ومن خير من إليه هديتنا ما وعلي نعم من اقبل اللهم والجنة، رضــاك إال منه نبتغي ال

خير أداء إلي دائما ووفقني المتواضع، عملي العظيم، الحليم الله إال إله وأطيبها. ال األعمال

الله إال إله ال العظيم، العرش رب الله إال إله الالكريم. الحليم األرض ورب تالسماوا رب

إهــــداء من كل وإلي المعرفة، عن يبحث من كل إلي

في الله آيات بتدبر وقلبه وفكرة عقله شغلالكتــاب هذا أهدي الكون،

استخداماتها – أنواعها – : مصـادرهاالطاقةالخيــاط محمد مصطفي محمد

3

تمهيـــيد

جــانب، كــل من بنــا تحيــط الطاقــة درمصا أن نجد حولنا، ما في تأملنا إذا األساســي المصــدر وتعتــبر بــل طاقــةال مصادر أهم تمثل التي الشمسف

الــتي األشــعة على منهــا نحصــل ،األرض على الموجــودة المصادر ألغلبية بتكنولوجيــات الكهربيــةو الحراريــة الطاقــة علي للحصــول نســتعملها

gـنhخ iسg خhـنg بدورها واألرض األرض، سطح الشمس مختلفة. ت iسg ــة ت الطبقرg كمـاالريـاح. فتنشـأ فوقها توجد التي الجوية lبخــi iت واألنهـار البحـار ميـاه تnوالثلوج. إذ األمطار على نحصلف السحب تتكونف الشمس حرارة بفعل ا

في الموجــودة الطاقــة مصادر من لكثير الرئيسي المصدر هي فالشمس نظــرا. والطاقــات" أم "الشــمس شــعار يطلــق البعض أن حــتى الطبيعة

عنــد شئ منها صiقiنتgي وال قصيرة فترات في تتكون واألمطار الرياح لكونالمتجددة. المصادر عليها أطلق فقد استعمالها

زiن أن الشمســـية للطاقـــة يمكن iختـــg الطاقـــة تخـــتزن مثال فالنباتـــات ،ت الفواكــه لنــا توفرف نموال علي تساعدها عضوية مواد شكل في الشمسيةر iضــgمثيــلالت خالل من الشمســية الطاقــة تتحــول حين ،واألخشــاب والخ المــواد هــذه تســمى عضــوية بمــواد مختزنــة كيماويــة طاقة إلى الضوئي

معينــة ظــروفل معرضــا طويــل وقت دقوالو اهذ على يمر وعندما وقود،.حفوريإ وقود نسميه فإننا ازيركت أشد طاقة ذو وقود إلى تحولي 

gكتش}ف على مــر األرض، بــاطن في طبقات شكل على اإلحفوري لوقودا ا الترســبات بفعــل فنتgد حيث ،ســنة مليــون350 و50 بين مــا تكوينهــا ،الهـواء عن وعــزلت الميتــة الحيوانـات وبقايـا النباتـات من كبيرة كميات لهــذه كيميــائي تحــول حــدث ،الســنين لماليين والضــغط الحــرارة وبفعل

نأل ونظــراالطــبيعي. والغــاز والبــترول الحجــري الفحم تكــونف المــواد، تعــويض نســتطيع ال فنحن الســنين، ماليين في تتكون هحفوريإال المصادر بفــترة نيالتكــو ةفــتر ترنوقــ إذا ســيماال بســرعة، المســتعملة الكميات

متجددة. غير لمصادرا فهذه لذا ،االستهالك 

الشـمس كأشـعة المتجـددة الطاقــة مصـادر على اإلنسـان تعـرف قديما هاســتغالل أســاليب وتعــددت ،طاقاتهــا من واســتفاد معها وتعامل والرياح

نمــط تطــور مــع التوازي علي العصور عبر كذلك وتطورت المصادر هذهل الفحم، اكتشــاف حــدود الطاقة. فــإلى إلى حاجاته وتطور اإلنسان عيش

ويعتمــد للطاقــة أساســي كمصــدر الخشــب يســتعمل الزال اإلنسان كان للســفر الــدواب ويســتعمل الف}الحــة بأعمــال للقيــام العضلية تهقدر على

المـواد لتجفيـف الشمسـية الطاقــة استخدم كما ،ذلك إلى وما والحروب

استخداماتها – أنواعها – : مصـادرهاالطاقةالخيــاط محمد مصطفي محمد

4

نيطــواح تشــغيل فيو واإلبحــار ســفنال دفــع في الريــاح وطاقة الغذائيةــاح ــوب، لطحن الري ــذا الحب ــاء جــانب إلي ه على للحصــول الســدود هبن

المياه. جريان في استقرار

الطلب وازداد العــالم ســكان عــدد ازداد عشــر التاســع القــرن مطلع في المعرفــة والســكن. وتطــورت والمالبس الســريع والســفر الغــذاء، على

ــة اإلنســان واخــترع ــة اآلل ــواخر في واســتعملها البخاري والقطــارات. الب إلى الحاجــة ذلــك مــع وازدادت الحديديــة، والســكك المصــانع انتشــرتو

يأخـذ الحجــري الفحم وبـدأ المنــاطق، ببعض يقـل الخشـب فبــدأ ،الوقود وأخـذ البـترول اإلنسـان الحرارية. واكتشـف الطاقة إلنتاج الخشب مكان

رعت ثم ،الطعــام وطهي اإلنــارة في فشــيئا شــيئا مشتقاته يستعمل gــ اختالبترول. لمشتقات الحاجة يومها من فزادت بعد فيما السيارة

ــاء استعمال وكفاءة صالحية تتضح بدأت العشرين، القرن بداية مع الكهربgعم}لت فلقــد واســعة، مجاالت في المحركــات إدارة وفي اإلنــارة في اســت

خhر سgبل ليسهiت علي ساعد مما ،الكهربائية gســiالحجــري الفحم العيش. ف الكهربـاء. واكتشـفت إلنتـاج المائيـة والطاقــة الطـبيعي، الغازو البترولو

الكهربائية. الطاقة إلنتاج بدورها واستعملت النووية الطاقة بعد فيما

مصــادر على هطلبــ ازداد كلما اإلنسان نشاط توسع كلما أنه جليا يبدو لذاــة ــة الطاق ــتقات وخاص ــترول مش ــهولة الب ــا لس ــختو نقله ــدد ازينه ولتع

لمحدوديــة اإلنســان وتنبــه ،الوقــود أســعار اتأزم فظهرت ،تهاخدامااستــاألرض حلت التي ةيالبيئ وللمشاكل المتجددة، غير المصادر ــاع من ب ارتف

ثقب وظهــور ،الحــراري االحتبــاس بظــاهرة عــرف فيمــا ســطحها حرارةــدأ وتراجع البيئة، وتلوث الحمضية واألمطار األوزون اإلنســان الغابات. فب

وترشــيد اإلحفوريــه المصــادر من تبقى مــا مــع بعقالنية التعامل في يفكر الطاقــةك المتجــددة الطاقــات الســتعمال الرجــوع وتشــجيع ها،خداماســت

ســريعا تطــورا حاليــا المائيــة. ونشــهد والطاقــة الريــاح طاقةو ةالشمسيgســتخدم الــتي للتقنيــات طاقــة إلى المتجــددة الطاقــة مصــادر لتحويــل تــ ــاتك هكهربائي ــاح توربين ــاو الري واألفــران والمجمعــات الشمســية الخالي

التقنيات. من ذلك إلى وما الشمسية

بشكل يؤثر الطاقة أسعار طفيفا- في كان -ولو تغير أي أن المعروف منــعار أن نعرف أن ويكفي لها، المستهلكة المنتجات أسعار علي مباشر أسiة الطاقة تكلفة تمثل السلع بعض iك iهل الســلع- نســبة هذه إنتاج -في المgست

إنتــاج تكلفــة % في30 الطاقــة نســبة تمثــل المثــال ســبيل فعلي كبيرة، فيهمــا الطاقــة مشاركة فتصل والثلج األسمنت أما ،مواأللومونيو الحديد

استخداماتها – أنواعها – : مصـادرهاالطاقةالخيــاط محمد مصطفي محمد

5

كــانت إذا نقــول ألذهاننــا األمر الترتيب. ولتقريب % علي70% و55 إلي تم األلفين من جنيــة600 فــإن مثال جنيــه2000 الحديــد طن إنتــاج تكلفة

الحديد. طن إلنتاج الالزمة الطاقة علي إنفاقها

الطاقــة بمجــال لعملي أيضــا وكنتيجــة للطاقة الكبرى األهمية لهذه نظرا أنـه وجـدت فقـد قرب، عن مشاكلها من بكثير واحتكاكي عديدة لسنوات

فهما أكثر تجعله تفاصيال العربي الفتي يعرف عمال أقدم أن الضروري من أن التــدبر من بقليــل ويســتطيع بــل مواردهــا من يســتخدمه ولما للطاقة

أن فكـان اإلنفاق، علي سلبا تكاليفها تؤثر والتي منها استهالكاته في يوفر منــه أنتهي اللــه بعــون هاأنذا ثم العزم وعقدت وجل عز الله علي توكلت حسنا قبوال يتقبله وأن وجل عز الله رضي به راجيا أبنائنا، يدي بين ألضعه

لغتنـا قـراء من عـدد أكـبر بـه ينتفـع وأن حسـناتنا، مـيزان في يجعله وأنالجميلة.

طبيعة بيان علي الكتاب هذا خالل الله- من شاء إن– الضوء نلقي وسوف آخـر. أيضـا إلي شــكل من تحويلهـا وطــرق المختلفـة ومصـادرها الطاقة

المصــادر من ســواء الطاقة توليد في المستخدمة الطرق علي سنتعرف أو البــترول وزيت الفحم مثــل اإلحفوري الوقود علي تعتمد التي التقليدية

من وغيرهــا الريــاح وطاقة الشمسية الطاقة مثل المتجددة الطاقات من في هســتخدممال المعــدات لبعض مبســط بشكل سنتعرض كما ،المصادر

طــرق علي التعــرف جانب إلي ،لمولداتوا التوربينات مثل الطاقة توليد هي الطاقــة أن يقينــا ،الطاقة بترشيد يعرف ما أو الطاقة استهالك خفض

gشكل والتي كوكبنا علي الحياة أسس أهم أحد مــدار علي لإلنسان تحديا ت.العصور

حديثة عده روافد من المعلومات أستقي اإلمكان- أن -قدر راعيت وقد " الذيEnergy Story الطاقة "قصة كتاب منها ومصادرها لغاتها اختلفت

هذا إعداد في زاوية حجر لي مثل والذي بكاليفورنيا الطاقة وكالة أعدته واألشكال والصور األمثلة من اإلكثار علي حرصت كما الكتاب،

تم والصور األشكال معظم بأن علما التوضيح، بغرض التوضيحية منها بعض اإلنترنت- عدا– العالمية المعلومات شبكة من عليها الحصولgعدت الذي الغرض توافق أن آمال بنفسي صممتها أجله. من أ

فقــد لــذا عشر، الثانية سن من ابتداء أبنائنا ليناسب الكتاب إعداد تم وقد رغبــة منطــق، فيه وتتابع عرض بساطة فيه أري شكل في الكتاب صنفت

ها وتفهم العلــوم تبسيط مجال يظل أن من هامــا رافــدا ونظرياتهــا أسgســ}

استخداماتها – أنواعها – : مصـادرهاالطاقةالخيــاط محمد مصطفي محمد

6

خاللـه من ويتم ورواده العلم محـبي من أبنائنـا منـه ينهـل المعرفة روافدiنبت أن يمكن علوم تأصيل gست بها. نبتت التي التربة غير تربة في ت

الموفق والله

مصطفي محمدالخياط محمد

– القاهرة 2006

الفهرس9................................................................................والرسوم الصور بأسماء قائمة12..........................................................الطـــاقة؟ هي األول: ما الباب

13........................................................................................الطاقة قياس كيفية15...................................................................................الطـــاقة تحويل كفـاءة15............................................................................................الحرارية الطاقة

17............................................................الثاني: الكهـــــــــرباء الباب19..................................................................................................المقـــاومة

20..........................................................................................الســاكنة الكهرباء21................................................................................................المغناطيسية

21...........................................................................والكهرباء المغناطيسية23...........................................................الكهربية الثالث: الدوائر الباب

25..........................................................................والتوازي التوالي علي التوصيل25............................................................................................الكهربي الموتور

26..................................................................................................البطــاريات26.............................................................................والبطاريات المختزنة الطاقة

27..................................................................البطاريات داخل الكيميائية التفاعالت27..........................................................................................بطارية صنع كيفية

28...............................................................................للبطاريات المختلفة األنواع29........................................................الكهـــرباء الرابع: تـــوليد الباب

29..........................................................................................القــوي محــطات30...................................................................................المولد عمل كيفية31..................................................................................الكهــــرباء نقل نظــــام32......................................................................................................الديــزل33...............................................................................مصر في الكهربية الطــاقة

34......................................................اإلحفوري : الوقود الخامس الباب34........................................................................................................الفحم

35......................................................................................مصر في الفحم36.......................................................................................................البترول

38...................................................................................................التكرير39....................................................................................مصر في البترول

40...............................................................................................الطبيعي الغاز40...........................................................................مصر في الطبيعي الغاز41....................................................................توزيعه ونظام الطبيعي الغاز

استخداماتها – أنواعها – : مصـادرهاالطاقةالخيــاط محمد مصطفي محمد

7

42......................................................الشمسية السادس: الطاقة الباب42.................................................................................الشمسية المياه سخانات

44....................................................................كهرباء إلي الشمسية الطاقة تحويل45.........................................................المياه تحلية في الشمسية الطــاقة استخدام46..............................................................الزراعة في الشمسية الطــاقة استخدام

46............................................................................................الشمسية الخاليا47...............................................................................مصر في الشمسية الطاقة

49.............................................................الريــاح السابع: طاقة الباب51......................................................................................الرياح توربينات أنواع

52................................................................المحور األفقية الرياح توربينات52...............................................................المحور الرأسية الرياح توربينات

53.............................................................................الرياح من المنتجة الطـــاقة53................................................................................مصـــر في الرياح طـــاقة

55............................................................المائية الثامن: الطاقة الباب57............................................................................المائية بالطاقة الكهرباء توليد

58............................................................................مصـــر في المـائية الطـــاقة59...................................................اإلحيائية الكتلة : طاقة التاسع الباب

61........................................................................مصـر في اإلحيائية الكتلة طــاقة63..............................................الحرارية الجوفية : الطاقة العاشر الباب

65..................................................................الحرارية الجوفية الطاقة استخدامات65..................................................الحرارية الجوفية الطاقة من الكهربية الطاقة إنتاج67.....................................................النووية عشر: الطاقة الحادي الباب

68...........................................................................................النووي االنشطار70.............................................................................................النووي االندماج

71.................................................المحيطـــات عشر: طاقة الثاني الباب71..............................................................................................األمــواج طاقة72..........................................................................................والجزر المد طاقة

73..............................................................................للمحيطات الحرارية الطاقة74..................................................الطــاقة عشر: تـرشيــد الثالث الباب

74................................................................................المنزل في الطاقة ترشيد75................................................................................اإلضاءة في الطاقة ترشيد75..............................................................................المدرسة في الطاقة ترشيد76.........................................................................المياه دورات في الطاقة ترشيد76...........................................................................المواصالت في الطاقة ترشيد

77...........................................الطاقة مصادر عشر: مستقبل الرابع الباب78..................................................................................الوقود خاليا استخدامات

79............................................................الصناعية األقمار علي الشمسية المحطات80...................................................................................الخــــاتمة

83............................................................................العربية المراجع84.........................................................................اإلنجليزية المراجع85...........................................................................األعـــالم فهرس86........................................................................المصطلحات قائمة

95..........................................................................التحويالت جداول95......................................................................................................الطــاقة

95........................................................................................................القدرة95.............................................................................................الحرارة درجات96.........................................................................................................الكتلة

96......................................................................................................األطوال96.................................................................المختلفة الطاقة مصادر بين التحويالت

استخداماتها – أنواعها – : مصـادرهاالطاقةالخيــاط محمد مصطفي محمد

8

96........................................الوقود أنواع لبعض الكربون أكسيد ثاني غاز انبعاث معامل

استخداماتها – أنواعها – : مصـادرهاالطاقةالخيــاط محمد مصطفي محمد

9

والرسوم الصور بأسماء قائمة13 ،القاهرة ليل تضئ الطاقة(: 1)شــكل13 ،النقل لوسائل الطــاقة توفير(:2) شــكل13 ،الطـــاقات أم الشمس(: 3)شــكل 16 ،بالحمل الحرارة النتقال توضيحي (: رسم4)شــكل

18 ،ومكوناتها للذرة توضيحي (:رسم5ل)ــكش18 ،اإلليكترونات لحركة توضيحي (: رسم6كل)ـش

20 ،الساكنة الكهربية الشحنات الكتساب تخطيطي (: رسم7)شــكل22 ،المغناطيسية للمجاالت تخطيطي (: رسم8)شــكل ،مختلفين قطبين بين المغناطيسية للمجاالت تخطيطي : رسم9)شــكل

22 اإلغالق عمليتي في للتحكم مفتاح بها كهربية (: دائرة10) شــكل24 ،والفتح )يمين(، لالستخدام صالح غير أحدهما كهربيان (: مصباحان11) شكل

24 ،)شمال( لالستخدام صالح واآلخر25 ،التوازي علي كهربية (: دائرة12) شــكل26 ،لموتور تخطيطي (: رسم13) شــكل27 ،كربون – زنك بطاريةل مبسط شكل(: 14) شــكل30 ،القوي محطات مكونات (: بعض15) شــكل30 ،الداخل من لتوربينة (: صورة16) شــكل30 ،والمولد للتوربينة توضيحي (: شكل17) شــكل32 ،مـحوالت لمحطة (: صورة18) شــكل في األرض يغطي كان الذي النباتي للغطاء توضيحي (: رسم19) شكل

35 ،الكربوني العصر35 ، (: فحم20) شكل38 ،البحرية اآلبار أحد من البترول استخراج لعملية (: صور21) شكل38 ،البترول مصافي ألحد (: صورة22) شكل39 ،خــام بترول برميل من عليه الحصول يمكن بما (: بيان23) شكل40 ،الطبيعي الغاز (: تركيب24) شكل43 ،الشمس في لقــطاع تخطيطي (: رسم25) شكل44 ،شمسي لســخان تخطيطي (: رسم26) شكـل45 ،مكافئ لقطع (: صورة27) شكل45 ،الحرارية الشمسية للمقطرات مبسط تخطيطي (: رسم28) شكل46 الشمسية، الخاليا عمل لكيفية تخطيطي (: رسم29) شكل47 الشمسية، للخاليا تخطيطي (: رسم30) شكل50 ،المياه ضخ في تستخدم رياح توربينة(: 31) شكل

استخداماتها – أنواعها – : مصـادرهاالطاقةالخيــاط محمد مصطفي محمد

10

50 ،المحور أفقية رياح لتوربينة تخطيطي (: رسم32) شكل50 ،المدارس أحد بجوار تعمل رياح (: توربينة33) شكل52 ،المحور األفقية الرياح لتوربينات توضيحي (: رسم34) شكل53 ،المحور الرأسية الرياح توربينات لبعض : صور35) شكل54 ،الزعفرانةب الرياح ةمزرع من (: جانب36) شكـل56 ،بأمريكا نيـاجرا لشالالت (: صورة37) شكل56 ،ميـــاه لطــاحونة توضيحي (: رسم38) شكل57 ،مائية طاقة لمحطة تخطيطي (: رسم39) شكل58 ،بأســوان العالي للسد (: صورة40) شكل60 ،المخلفات من أنواع لبعض (: صورة41) شكل60 ،االحتراق عمليات من الناتجة (: الغازات42) شكل64 ،األرضية الكرة لتكوين توضيحي (: شكل43) شكل64 ،ساخن ليـنبـوع (: صورة44) شكل64 ،ساخن لفــوار (: صورة45) شكل الجوفية طاقةال نم الكهرباء إلنتاج محطةل توضيحي (: رسم46) شكل

66 الحرارية، الجوفية طاقةال علي يعتمد تدفئة لنظام توضيحي (: رسم47) شكل

66 الحرارية، المفاعالت تشغيل في المستخدمة اليورانيوم (: قضبان48) شكل

68 ،النووية ،األبيض باللون الخرسانية القباب أعاله تظهر نووي (: مفاعل49) شكل

68 69 ،نووي لمفاعل تخطيطي (: رسم50) شكل 70 ،االندماج لعمليات تخطيطي (: رسم51) شكل 72 ،األمواج طاقة باستخدام مولد (: إدارة52) شكل 72 ،والجــزر المـــد(: 53) شكل

شجرة علي الحفاظ يعادل ورقي كيس700 استخدام (:إعادة54شكل)75 ، عاما15 عمرها متوسط

75 ،للطاقة المgرشدة اللمبات أنواع (: احد55) شكل78 ،السيارات تشغيل في الهيدروجين (: دورة56) شكل خارج من الشمسية بالطاقة الكهرباء لتوليد توضيحي (: رسم57) شكل79 ،األرضية الكرة

81 ،الطـــاقة واستهالكات النقل (: وســـائل58) شكــل82 ،أينشتين (: ألبرت59) شكل82 ،كوري (: ماري60) شكل

استخداماتها – أنواعها – : مصـادرهاالطاقةالخيــاط محمد مصطفي محمد

11

: الطـــاقة؟ هي ما األول الباب

لمدة مدرستك أو منزلك عن الكهربي التيار انقطاع تخيل تــزاول أن تســتطيع هــل نفســك واســأل واحــدة، ســاعة ال، بـالقطع اإلجابـة وستكون المعتاد؟، النحو علي أعمالك

تدفئة وإلي المياه تسخين وإلي اإلضاءة إلي محتاج فأنت ذلـك وغـير الطابعـة وإلي الشخصي حاسبك وإلي الغرفة

الــتي الكهربــاء علي مباشر بشكل يعتمد تحتاجه مما كثير إلي التأثير هذا امتد إذا بالنا فما الطاقة، مصادر أحد تمثل

حيــاة نعيش بــأن مهــددين شــك بال فإننا األخرى، المصادرــبه ــد إلي تش ــير ح ــاة كب ــان حي ــوكب علي األول اإلنس ك

األرض.

هــذه كــانت ســواء أعمالنا ألداء الطاقة نستخدم فنحن إذا المــدن لنــا تضــيء فالطاقــة معقــدة، أو بســيطة األعمال

ــأنواع لها الالزمة بالقدرة النقل ووسائل المركبات وتمد ف البــنزين مثــل الســيارات تســيير في المســتخدمة الوقــود

كمــا ،الطاقة الختزان صور سوي ليست وغيرها والسوالر في المســتخدمة وتلــك المصــانع في الماكينــات تدير أنها

بضــبط ايفهــiكgوت ارهــينت فهي منازلنــا داخــل المزارع. أمــاــة ــرارة درج ــب الح ــا، حس ــافة احتياجاتن طهي إلي باإلض

ــا، المحببة الموسيقي إلي واالستماع األطعمة إلي هــذا لن شاشــة علي نراهــا الــتي الصــور تعطينــا أنهــا جــانب

التليفزيون.

صــور أن إال ،الحيــاة منــاحي كــل في تــدخل الطاقــةف إذا تقـوم نأكـل فعنـدما ،آلخـر تطـبيق من ختلفت هااستخدام طاقــة إلي الطعــام في المختزنة الطاقة بتحويل أجسامنا

ــة نحرق فإننا نجري عندماو أعمالنا، أداء من تمكننا الطاق عنــدما أيضــا أجســامنا، بواسطة الطعام من المستخلصة

طاقة. نستهلك أي شغال، نبذل فإننا نقرأ أو نكتب أو نفكر

والمــراكب اإلضــاءة ولمبــات والطائرات السيارات كذلكــل تقوم المعدات هذه كل والماكينات، ــة بتحوي إلي الطاق

كــان وربمــا ما، شيء رفع أو تحريك يعني والشغل شغل، ،الشغل لبذل مختلفة أنواع هي األمثلة هذه كلو آخر، ئاشي أو تدفئة يعنيشغل" بذل علي "القدرة أنها علي الطاقة تعريف يمكن هنا ومن

استخداماتها – أنواعها – : مصـادرهاالطاقةالخيــاط محمد مصطفي محمد

12

◄"الطـاقة

هي القدرة علي بذل

شغــل"

ــبر علي الموجــودة الطاقــات لكــل الرئيســي المصــدر هي الشــمس تعت إلي النهـار، أثنــاء الضـوء لنــا تـوفر الشـمس من الناتجة الطاقةف األرض،ــانب ــا ج ــف أنه ــنا تجف ــد مالبس ــلها بع ــرها غس ــ علي ونش وهي ،لاالحب

ــئولة ــوء عن المس ــاح، نش ــا الري ــا كم ــاعد أنه ــات تس ــو، علي النبات النمــات ــا والحيوان ــل إم ــات تأك تتصــيد أو النبات

لبقائها الالزمة بالطاقة تمدها حتى فرائسهاواستمرارها.

ــ صــور عدة في الطاقة توجد ومن ،ةمختلف والطاقــة الكيميائيــة، الطاقــة الصــور هــذه

والطاقــة الحراريــة، والطاقــة الكهربيــة، وتقســم هــذا النووية، والطاقة الميكانيكية،

هما: رئيسيين نوعين إلي الطاقةgمgون أو المختزنة الطاقة.1 ــة ك "" الطاق

Potential Energy

""Kinetic Energy الحركة طــاقة.2

التجربــة إجــراء يمكنــك النــوعين كال لتفهمالرصاص، القلم باستخدام التالية البسيطة

ثم المنضدة حافة علي رصاص قلم ضع ــه ــبعك ادفع ــو بإص ــذا في األرض، نح هــة عن المتحرك القلم يعبر المثال "طاق

الحركة".ــط ــعة ثم األرض علي من القلم التق ض

اإلجراء هذا ولتنفيذ المنضدة، علي ثانية رفــع في طاقتــك اســتخدمت أنــك تجــد ووضــعه القلم فرفــع وتحريكــه، القلمــدة علي ــاف المنضـ ــه أضـ ــة، إليـ طاقـ

لديــة أصــبح المنضــدة علي وباستقرارهgمgون طاقة". "ك

الطاقة قياس كيفية شغل- لبذل الالزمة أو -المبذولة الطاقة عن التعبير الطاقة بقياس يقصد طــرق مــا. توجــد عمــل ألداء الالزم المقدار معها نعرف أن نستطيع بقيم

British البريطانيــة الحراريــة "الوحــدة أهمهــا، من الطاقــة لقيــاس متعددة

Thermal Unitب ح "و بـ لها " ويرمز BTUالبريطانية الحرارية الوحدة ". تعبر

استخداماتها – أنواعها – : مصـادرهاالطاقةالخيــاط محمد مصطفي محمد

13

(: الطاقة تضئ 1شــكل)ليل القاهرة

(:توفير 2 )شــكلالطــاقة لوسائل النقل

الشمس أم (: 3)شــكلالطـــاقات

درجــة مــاء 1رطــل حرارة درجة لرفع الالزمة الحرارية الطاقة مقدار عن من جرام453 حرارة درجة رفعنا إذا أننا يعني ما وهو واحدة، 2فهرنهايت

شــغال بــذلنا قــد نكــون فإننــا الفهرنهــايت مقياس علي واحدة درجة الماء الــذهن إلي الوحــدات هــذه ولتقــريب بريطانيــة، حرارية وحدة1 مقداره

فإن:-

واحــد، كــبريت عــود حــرق تقريبــا- عن – الناتجة الحرارة تعادل ب ح و1ــة شــيكوالتة باكو في الكامنة الطاقة تعادل ب ح و1000 أن حين في زن

ح و2000 حــوالي نحتاج فإننا شـاي فنجان صنع أردنا إذا أما جرام،100ب.

وترجع "جـول"، هي أخري بوحدة عنها والتعبير الطاقة قياس يمكننا أيضا James" جــول بريســكوت "جيمس البريطــاني العــالم "جــول" إلي لفظــة

Prescott Joule، من أول وهو ،1889 حتى1818 من الفترة في عاش الذي ولعـل الجول، بوحدة عنها وعبر الطاقة صور أحد هي الحرارة أن أكتشف

البريطانيــة الحراريــة الوحــدة بين العالقــة هــو الــذهن إلي يتبــادر مــا أول 2 نحتـاج فنحن وعليـه ب، ح و1 تعـادل جـول1000 أن فنجـد والجـول،

الشاي. من السابق الفنجان نفس لصنع جول مليون

ــا جرام453 وزنة ثقل لرفع الالزمة الطاقة أنه علي الجول يعرف ارتفاعــكر كيلو2 رفع فإن ذلك علي سنتيمتر. وبناء23 قدرة إلي األرض من س

مقدارها طاقة إلي سم( يحتاج69) سنتيمتر69 حوالي ارتفاعها منضدة تحتوي بالزبد سم( مغطاة10 × سم10) خبز قطعة أن جول. كما15

جــول(، كيلــو315) أي جــول315.000 بحــوالى يقــدر الطاقة من قدرااآلتي:- لعمل يكفي ما وهودقائق.6 لمدة الجري دقائق.10 لمدة دراجة قيادة دقيقة.15 لمدة الهرولة ونصف. ساعة لمدة النومكيلومتر/ساعة.80 بسرعة ثوان7 لمدة سيارة تسيير ونصف. ساعة لمدة وات60 مصباح إضاءةمرة.21.000 للمنضدة األرض من السابق السكر ثقل رفع

جداول أنظر جرام،453 الواحد الرطل ويعادل األوزان، عن للتعبير بريطانية وحدة هو الرطل 1.التحويالت

تستخدم حين في الحرارة، درجات عن للتعبير بريطانية وحدة هو Fahrenheit الفهرنهايت 2 بين العالقة العالم- ولمعرفة بلدان معظم في المطبق -وهو المتري النظام في المئوية الدرجةالتحويالت. جداول أنظر والمئوي تالفهرنهاي تدريجي

استخداماتها – أنواعها – : مصـادرهاالطاقةالخيــاط محمد مصطفي محمد

14

صـورة من تحويلهـا نسـتطيع لكننـا العـدم من تخلـق وال تفـني ال الطاقـة كمــون يجعلــه ما وهو كيميائية صورة في الطاقة يختزن فالطعام ألخرى، فإنهــا شــغل، ألداء المختزنــة الطاقة هذه الجسم يستخدم وعندما طاقة، الجسـم فــإن حاجته عن زيادة الشخص أكل حركة. فإذا طاقة إلي تتحول

دهنيــة خاليــا شــكل في بهــا فيحتفظ الزائدة الطاقة هذه حرق يستطيع الgمgون طاقة. كك

التليفـون، في شـخص تحـدث إذا أنـه الطاقة، لتحول األخرى الصور ومن وعنــدما األثير أو األسالك عبر تنتقل كهربية طاقة إلي يتحول الصوت فإن

ضــوئية، طاقــة إلي كهربية طاقة من تتحول فإنها اآلخر الجانب إلي تصل وصــوتية. أمــا ضوئية طاقة إلي الكهربية الطاقة يحول التليفزيون أن كما

)ســوالر، الوقــود في المختزنــة الكيميائيــة الطاقة تستخدم فهي السيارة حرارية طاقة إلي الكيميائية الطاقة يحول فالموتور بنزين،.. الخ( لتسير،

قائدها. يريد ما حسب بالسيارة لتدفع حركة وطاقة

الطـــاقة تحويل كفـاءة الناتجـة الطاقــة فــإن مـا لسـبب آلخر شكل من الطاقة تحويل يتم عندما

والنســبة التحويــل، قبــل المتــوفرة للطاقة مساوية تكون لن التحويل بعد الكفــاءة قيمــة الكفــاءة. وتختلــف تــدعي التحويــل وقبــل بعد الطاقة بين

ــب ــة بحس ــا، طريق ــد تحويله ــل فق ــا90 إلي تص ــو % كم ــال ه في الح بكثــير ذلــك من أقــل تكــون أو الكهــربي، الموتــور أو المائيــة التوربينــات

الخاليــا وتحديــدا الشمسية الطاقة معدات % في20 – 10 بين فتتراوح الكهربية الطاقة توليد محطات % في40– 35 بين تتراوح أو الشمسية،

للطاقة. كمصدر الرياح طاقة أو اإلحفوري الوقود تستخدم التي

الحرارية الطاقةر�ف من أول جــول" هــو "جيمس كــان صــور أحــد أنهــا علي الحــرارة عــ�

الطعــام. وطهي التدفئة مثل عديدة، أغراض في نستخدمها فنحن الطاقةهي:- الحرارية الطاقة النتقال صور ثالثة توجدبالتوصيل الحرارة انتقالبالحـمل الحرارة انتقالباإلشعاع الحرارة انتقال

من مباشــر بشــكل الحرارة تنتقل عندما بالتوصيل الحرارة انتقال يتحقق بكوب الموجود السكر لتقليب معدنية ملعقة استخدمنا ألخرى. فإذا مادة

انتقلت الحــرارة لكــون ذلك ويرجع تسخن، الملعقة فإن الساخن، الشايالباردة. الملعقة إلي الساخن الشاي من بالتوصيل

استخداماتها – أنواعها – : مصـادرهاالطاقةالخيــاط محمد مصطفي محمد

15

ــادن تصــنف ــا علي المع ــة أنه ــرارة، التوصــيل فائق ــرف حين في للح يع للحرارة التوصيل رديئة مواد بأنها وأمثالهم والمطاط والبالستيك الخشب

الطهي أواني مقابض صنع يبرر ما وهو عازلة، كمواد نستخدمها فنحن لذابالبالستيك. الكهرباء أسالك تغليف جانب إلي المواد، هذه من

من الســوائل أو الغــازات حركــة نتيجــة يكــون بالحمــل الحــرارة انتقــال من مصـنوع للطهي إنـاء لـدينا كـان بـاردة. فــإذا أخري إلي دافئة مناطق بــه. المــاء غلي عنــد الســاخن المــاء حركــة نري أن نستطيع فإننا الزجاج اللهب( سـطح إلي األقـرب )ألنـه اإلنـاء أسـفل من ينتقل الساخن فالماء

دائريــة حركــة في اإلنــاء أعلي الموجود األبرد الماء محلة ليحل أعلي إلي ظل طالما الدائرية الحركة هذه وتستمر (،4) رقم بشكل موضح هو كما

النار. علي موضوعا اإلناء

أنهــا علي وحركتها الرياح نشأة تعرف المعروف فمن الحمل، لتيارات نتيجة

ــواء أن ــدافئ اله ــون ال ــف يك من أخــواء ــارد، اله ــه الب ــاء وعلي ــار فأثن النه الموجــودة البــاردة الهواء كتل تتحرك محــل لتحــل والمحيطات البحار أعلي أعلي الموجــودة الدافئــة الهــواء كتــل

ــل، أثناء يتم ذلك اليابسة. وعكس اللي تكــون والمحيطــات البحــار فأســطح

ويرجــع األرض، ســطح من دفئــا أكــثر أشـعة تـأثير إلي والبـاردة الدافئة الهواء كتل بين الحرارة درجات اختالف

الشمس.

من توضــيحه باإلشــعاع- يمكن الحــرارة -انتقال الحرارة انتقال صور آخر التوصيل طريق عن لنا يصل ال الشمس فضوء الشمس، ضوء مثال خالل

تنتقل الشمس فارغا. فأشعة الفضاء لكون وذلك مباشر بشكل الحمل أو هـذه علي الحـرارة وانتقـال حراريـة، أشعة تسمي مستقيمة خطوط في

الشــمس أشــعة تصطدم باإلشعاع. عندما الحرارة بانتقال يعرف الصورة الداكنــة أو الســوداء واألســطح ترتد، أو تمتص أن إما فإنها األرض بسطح الفاتحــة، أو البيضــاء األســطح من أفضــل بشــكل الحرارية األشعة تمتص الداكنــة والمالبس صــيفا، والفاتحــة البيضــاء المالبس لبس يفســر وهــذا.nشتاء

استخداماتها – أنواعها – : مصـادرهاالطاقةالخيــاط محمد مصطفي محمد

16

(: رسم توضيحي 4)شــكلالنتقال الحرارة بالحمل

مصدر حرارة

استخداماتها – أنواعها – : مصـادرهاالطاقةالخيــاط محمد مصطفي محمد

17

: الكهـــــــــرباء الثاني الباب

الحيــاة، نــواحي كافــة في واضــحة بصــورة الكهربــاء تظهــر وتمــد المصــانع في الماكينــات تــروس تــدير فالكهربــاء وكــذلك لتشــغيلها الالزمــة بالطاقــةComputers"" الحاســبات

إنـــارة إلي باإلضـــافة اإلليكترونيـــة واألجهـــزة التليفزيـــون تـدير البطاريـات من الصـادرة الطاقة أن كما ،ليال الشوارع ليشــعر بســيطا شــيئا يفعــل أن منــا كل ويستطيعسياراتنا.

منزلــك أو مدرســتك في بجولــة قم فمثال الكهربــاء، بأهمية الــتي الماكينــات وكــذلك المختلفة األجهزة أنواع كل اكتبو

بتعــدد نــدهشت وســوف الكهربــاء، علي تشــغيلها في تعتمد اليوميــة كحياتـ في عليهـا عتمـدتو سـتخدمهات التي األجهزة

للطاقة. كمصدر الكهرباء تستخدم والتي

كيــف تــأتي؟ أين من الكهربــاء؟ هي مــا ،السؤال يظل لكن بعض إلي نحتــاج فإننــا األمــور هــذه نتفهم أن وقبــل تعمل؟

وتكوينها.Atom"" الذرة عن البيانات

من تتكــون بــدورها والــذرات ذرات، من تتكــون المــواد كل ،"Proton" الــبروتون هي الجســيمات وهــذه أصغر، جسيماتــترون . فاإلليكترونــاتElectron"" واإلليكــترون ،Neutron""الني

حــول وكــذلك محورهــا حــول حلزونيــة مســارات في تــدور حــول القمــر بهــا يــدور التي الطريقة بنفس"Nuclei" نوياتها

وإليكترونات. نيترونات من تتكون فالنويات األرض،

علي اتالبروتونــو سالبة اتشحن علي اإلليكترونات تحتوي الشــحنة. متعادلــة النيترونــات أن حين في موجبة، اتشحن

بعنصــر خاصــة نــواة كــل النويــات من مختلفــة أنواع وتوجد تشــكل الــتي هي مختلــف عنصر 118 يوجد حيث مختلف،

عناصــر أهم أحــد يمثــل الــذي واألكسجين حولنا، من الحياةالعناصر. هذه أحد هو األرض كوكب علي الحياة

ــون ــ ــل تتك ــ ــواة ك ــ ــدد من ن ــ ــات من معين ع ــ اإلليكترونــات ــات، والبروتون ــنيف ويمكن والنيترون ــة تص ــد األنوي كأح

النــواة وتســمي مســتقرة"، غــير "مســتقرة" أو إمــا نوعينــتقرة ــان إذا مسـ ــدد كـ ــات عـ ــاوي اإلليكترونـ ــدد مسـ لعـ

6 علي تحتوي أن يجب بروتونات6 علي تحتوي التي البروتونات. فالنواة

استخداماتها – أنواعها – : مصـادرهاالطاقةالخيــاط محمد مصطفي محمد

18

◄" تتجاذب األجسام

ذات الشحنات المختلفة

وتتنافر األجسام

ذات الشحنات

المتشابهة"

يوجــد فــالكربون "الكربــون"، باسم بيننا العنصر هذا ويعرف إليكترونات، وفي Atmosphere"" الجــــوي الغالف في

الـــذي الطعـــام وكـــذلك النباتـــات معظم من يتكــــون الفحم أن وكمــــا نتناولــــه،

مركبــات أحــد هو أيضا األلماسف الكربون.!!الكربون

مســتقرة، الغــير العناصر بعض توجد أيضا عــدد علي تحتــوي أنهــا علي تعــرف والتي

تحــررت أن يمكن الــتي اإلليكترونــات من النيترونــات، عــدد مــع تتعــادل حــتى وذلك

أكثر إليكترونات علي تحتوي التي واألنوية الشــحنة، ســالبة تكــون النيترونــات من

الشــحنة السالبة األنوية هذه علي ويطلق"أيونات".

،ألخــرى نــواة من تنتقــل أن إلليكترونــاتا تستطيع اإلليكترونات فانتقال الكهربي، التيار يسبب ما وهو متواصــل ســريان شــكل علي يتم ألخــرى نــواة من

وبعضـــها. وهـــذه األنويـــة السلســـلة( بين )يشـــبه حلقــة أيــدي في المشــاعل انتقــال تشبه السلسلة

ســرعة وفي ودائم مســتمر بشــكل األشــخاص من سلك في الكهرباء انتقال عند يحدث ما وهو كبيرة،

ــرة في أو ــة، دائ ــحنة كهربي ــل فالش ــواة من تنتق نالكهربي. التيار معها ليمر ألخرى

ــا الطرق من نووالمهندس العلماء يمتلك يمكنهم م

مــا وهــو ،ألخــرى نــواة من إليكترونــاتال نقــل من هااسـتقرار يمنـع ممـا النـواة إلي بروتونـات أو إليكترونات إضافةب حدثي

وعليه النواة، ولتستقر الفراغ ليمأل إليكترون أو نبروتو عن النواة فتبحث علي تحتــوي الشــحنة" ألنهــا "موجبــة مســتقرة الغير النواة هذه أن يقال فــإن ذلــك علي اإلليكترونــات. بنــاء عــدد من أكــثر البروتونــات من عــدد

لهــا ليحقــق مســتقرة غــير نــواة أي انتظــار في يتحــرك الحــر اإلليكترون اإلليكترونــات من عــدد علي تحتــوي الــتي النواة فإن وبالتالي االستقرار،

الشحنة. سالبة نواة تسمي النيترونات عدد من أكبر

أنوية هناك أن طالما ،والموجبة؟ السالبة الشحنات تفعله الذي ما لكن تستقر، حتى الشحنة سالبة إليكترونات عن تبحث فإنها الشحنة موجبة

استخداماتها – أنواعها – : مصـادرهاالطاقةالخيــاط محمد مصطفي محمد

19

(: رسم توضيحي 6شكل )لحركة اإلليكترونات

إليكترون

ذرة

(:رسم توضيحي 5شكل )للذرة ومكوناتها

نيترونات

إليكترونات

أنوية

الغالف الداخلي

بروتونات

الغالف الخارجي

اإلليكترونات. أيضا نحو تجاذب قوي تمتلك األنوية هذه فإن وبالتالي تمتلك فإنها وعلية المستقرة، النواة من جزءا تكون أن تريد اإلليكترونات

الجسيمات أن هذا ومعني الشحنة، موجبة النيترونات مع تجاذب قوي بغرض ذلك ويحدث صحيح، والعكس السالبة نحو بذتنج الموجبة

االستقرار.

أقــوي، بينهمـا التجــاذب كــان كلما والنيترونات اإلليكترونات عدد زاد كلما وأخــري موجبــة"Charges" شــحنات من مجموعــات لــدينا يكــون وبالتــالي

توصـيلها أســاس علي تصـنف الموادفــالبعض. بعضـها إلي تنجذب سالبة مــواد من أفضــل بشــكل الكهربي التيار توصل مواد توجد حيث للكهرباء،

تعمــل وبالتــالي مستقرة، غير فيها اإلليكترونات تكون موادال وهذه أخريــبرConductors"" موصالت تسميف الكهربي التيار توصيل علي معظم . وتعت

ــإذا ،التوصيل جيدة مواد والحديد واأللمنيوم النحاس مثل المعادن وجــد ف فــإن ســهلة، غــير تهــاحرك يجعــل أو اإلليكترونات حركة يمانع أو يوقف ما

المطــاط، المــواد هــذه أمثلــة ومن ،""Insulators عوازل تسمي المواد هذه مقاومــة لــديها مــواد وكلهــا الجــاف والهــواء الزجاج، الخشب، البالستيك،

خاللها. الكهربي التيار توصيل تمنع عالية

المقـــاومة ،االرتبــاط ضــعيفة إليكترونات علي تحتوي العناصر بعض أن وذكرنا سبقــار نشــأة في تتســبب الــتي وهي ــد وذلــك الكهــربي التي هــذه انتقــال عن

جســيمات ســوي ليســت ألخــرى. واإلليكترونــات نــواة من اإلليكترونــات متناهيــة قطــع إلي نحاســي ســلك قســمنا أننــا فبفــرض الصــغر، متناهيــة

× 1 علي يحتوي ءاجزاأل هذه أصغر فإن صغر،ال وهــو ، إليكــترون2210 .نطقة يصعب هائل رقم

مــا إلي يرجــع أخــري مواد في انتقالها وعدم مواد في الكهرباء انتقال إن السـلك مكgسـ علي مـا سـلك مقاومـة وتعتمـد المـواد. بمقاومـة يعـرف العديــد وتســتخدم السلك. هذا منها المصنوع المادة إلي باإلضافة هوطول

المســتخدمة األسالك لصناعة والحديد واأللمنيوم النحاس مثل المواد من مختلفــة، مقاومــة لــه المــواد هــذه من نــوع وكل الكهربي، التيار نقل في

الكهــربي. ويعتــبر التيــار نقــل في أفضــلها هي مقاومــة المواد هذه وأقل الكهربــاء أســالك كــل فــإن السبب ولهذا المواد، هذه أفضل أحد النحاس

النحاس. من مصنعة منازلنا داخل الموجودة

nلتعمــل المعــدن من قطعة ستخداما اآلن نايمكن للمقاومة فهمنا علي بناء فــإن المعدنيــة القطعــة في كهــربي تيــار مــرور فعنــد ،"Heater" كســخان القطعــة حــرارة درجــة رتفعت وبالتالي احتكاك حدوث إلي تؤدي امقاومته

استخداماتها – أنواعها – : مصـادرهاالطاقةالخيــاط محمد مصطفي محمد

20

gسخ}ن المعدنية كســخان، المعدنيــة القطعــة تعملل بها المحيط الوسط فت الــتي الحــرارة درجــة زادت كلمــا المعدنيــة قطعــةال مقاومة زادت وكلماــة من أكبر تكون الملف مقاومة فإن وعليه عليها، نحصل أن يمكن مقاوم

السلك.

ــواد، هــذه من العكس علي ــأتي الم ــادة البالســتيك ي ــة كم للتيــار عازل الموصــلة لألســالك كغطــاء لالســتخدام مناســبا يجعلــه مــا وهو الكهربي، في توضــع ازلوكعــ فتســتخدم والسيراميك الفخارو الزجاج أما للكهرباء،

الكــابالت بين كعــازل عمــلتل األبــراج، علي المشــدودة الكــابالت نهايــاتواألبراج.

الســاكنة الكهرباء

عــرفgت الــتيو الســاكنة، الكهربــاء هي الكهربية الطاقة من آخر نوع يوجد مكــان في توجــد الــتي الكهربــاء بأنهــا

ــدد ــل وال محـ ــان إلي تنتقـ ــر. مكـ آخـ إجــراء يمكن المفهــوم هــذا ولتبســيط

التالية: التجربة هدلك ثم بالهواء مملوءا بالونا احضر-

ــا هضــع ثم الصوف من بقطعة قريبــط، من ــتجد الحائـ ــالون أن سـ البـ

الشــكل في كمــا بالحائــط يلتصــق(.7) رقم

نهايتي في بالونين ربط أيضا يمكنك-ــة منهما كل دلك ثم خيط من بقطع

البالونين أن جدت واتركهما، الصوفيتنافران.

من ســاكنة شــحنة منهمــا كل أعطي البالونين تدليك أن هو ذلك، وتفسير من اإلليكترونــات من مزيــد منحــة علي يعمــل البــالون تــدليكف الكهرباء،

الشــحنة أن حين في ،هســالب شــحنة ذو يجعلــه مــا وهــو الصــوف، قطعــة الحائــط. نحــو انجذابــه إلي أدت الــتي هي الحائط في الموجودة الموجبة

ــل في المكتسبة الشحنة ألن وذلك البالونين تنافر إلي أدي ما أيضا وهو كسالبة. شحنة منهما

فــإذا ،"Shock" بصــدمة اإلحســاس إلي الساكنة الكهرباء تؤدي أن يمكن شــيئا لمســت ثم مــرات عــدة بهــا أقــدامك ومسحت سجادة فوق وقفت

ــدنيا، ــإن مع ــرارة ف ــة أو ش ــري أن يمكن"Spark" ومض ــمك بين تس جس أعطي الســجادة في األقــدام لمســته. فمســح الــذي المعــدني والجســم

استخداماتها – أنواعها – : مصـادرهاالطاقةالخيــاط محمد مصطفي محمد

21

: رسم تخطيطي (7)شــكلإلكتساب الشحنات

الكهربية الساكنة

حـــائط

حــاول فــإذا ،الجســم في نتشــرت الــتي اإلليكترونــات من مزيــدا الجســمــخص ــك أن الش ــيئا يمس ــدنيا ش ــاب مقبض وليكن مع ــك ألدي الب إلي ذل

ومن .البــاب ومقبض الشخص يد بين الصغيرة الفجوة في شرارة حدوث ثم سجادة في تارم عدة قدميه شخص سحم إذا أنه الهامة، المالحظات

الحاســب فإن الشخصي، بحاسبه الخاصة المركزية التشغيل وحدة لمس في تفريغهــا وتم الشــخص اكتســبها التي الشحنة لهذه نتيجة يتعطل ربما

.المركزية التشغيل وحدة

الكهربـاء أنـواع أحـد والرعــد الـبرق عن الناشئة الكهربية الصواعق تمثل شــحنة تكتســب فإنهــا البعض ببعضــها الســحب الحتكاك فنتيجة الساكنة،

المنــازل أســطح فوق الموجودة المعدنية األجسام تكون حين في سالبة، موجبــة األبــراج علي الموجــودة تلــكو والهوائيــات االستقبال أطباق مثل

أن الممكن من فإنــه عاليــة شــحنة ذات الســحب لكون وكنتيجة الشحنة، مــا وهــو ،ألخــرى ســحابة من أو الســحب إلي األرض من إليكترون ينتقلصاعقة. إلحداث يكفي

المغناطيسية مدينــة من قريبــة بمنطقــة الممغنــط الحديــد من قطــع على عــثر عنــدما تركيــا غــرب في مــانيزا مدينــة باسم اآلن المعروفةو ،"Magnesiaه"مغنسي

مغنـاطيس إلى الحديـد من قضـيب تقـريب عنـد أنه الوقت ذلك في تبين المغناطيســية، الخــواص بــدوره يكتســب يالحديــد القضيب فإن طبيعي،

n الممغنط القضيب هذا مثل تعليق عند وأنه n تعليقا فإنــه منتصــفة من حــراn يشير الحديــد اســتخدم الخاصــية لتلــك الشــمال. نتيجــة اتجــاه إلى دائمــا

وكــان البحــار، عــبر الســفر أثنــاء االتجاهات لتحديد المالحة في الممغنط الخــواص العلمــاء فســر األمــر بدايــة في .عشــر الحــادي القرن منذ ذلك

األقطــاب باســتخدام المغناطيسية ذات المواد بين والعالقة المغناطيسية التي الممغنط القضيب نهاية على فأطلقوا ،"Magnetic Poles" المغناطيسية

North" الشــمالي القطب الشــمال، اتجاه إلى تشير Pole"، على وأطلقــوا South" الجنــوبي القطب اآلخــر، الطــرف Pole"، القطــبين أن وأثبتــوا

يتنافران. المتشابهين القطبين وأن يتجاذبان، المختلفين

يصاحبه شمالي قطب فكل n،مفردة توجد ال المغناطيسية األقطاب أن إالــوبي، قطب اآلخــر الطــرف في الطــرف فــإن مغنــاطيس كســر وإذا جن

الطــرف لطبيعــة مخالفة طبيعة ذي قطب، إلى مباشرة يتحول المكسور الشــمال؛ اتجــاه إلى البوصلة في الممغنطة اإلبرة تشير .للكسر المقابل

الشــمالي المغناطيســي قطبــه كبــير، مغناطيس ذاتها حد في األرض ألنn قريب ــرة المغناطيسي والمحور الجغرافي، الجنوبي القطب من جدا للك

n يوازي ال األرضية، ولهــذا الدوران، محور وهو لها، الجغرافي المحور تماما

استخداماتها – أنواعها – : مصـادرهاالطاقةالخيــاط محمد مصطفي محمد

22

n البوصلة قراءة تنحرف السبب، هــذا الجغــرافي؛ الشــمال اتجاه عن قليال .المغناطيســي" "االنحــراف عليــه ويطلق آلخر، موقع من يتغير االنحراف

n أفقيــة ليســت لألرض المغناطيســي المجــال خطــوط أن كمــا في تمامــا المجــال خطــوط ميــل على ويطلــق األرض، سطح على المناطق معظم

الميـــــل األفقي، االتجـــــاه عن أســـــفل أو أعلى إلى المغناطيســـــي،.المغناطيسي

والكهرباء المغناطيسية اتــزان، حالــة في للجزيئــات الداخليــة القــوي تكــون األجسام، معظم في

في يدور اآلخر والنصف اتجاه في تدور اإلليكترونات عدد نصف أن بمعني أن فنجـــد تختلـــف، المغناطيســـية األجســـام أن إال المعـــاكس، االتجـــاه

اتجـاه يخـالف اتجـاه في تـدور األطــراف أحد في الموجودة اإلليكترونات بين القــوي في تــوازن عــدم عنه ينشأ ما وهو اآلخر، الطرف في الدوران

Magnetic" مغناطيســي مجــال نشــوء إلي يــؤدي المغناطيس. ممــا أقطاب

Fieldعطي ما ". عادةg إلي " لــترمزN أو "ش حــرفي المغنــاطيس قطــبي ي أن يبين ما وهو الجنوبي، القطب علي " لتدلS أو "ج و الشمالي، القطبالجنوبي. القطب إلي الشمالي القطب من تسري المغناطيسية القوي

تكن لم إن البعض؟، بعضــهما من بــالقرب مغنطيسين تضع أن جربت هلــتجد فافعـــل فعلت ــربت إذا أنـــك وسـ ــبين قـ ــابهين القطـ ــإن المتشـ فـ

)شــمالي مختلفين قطبين قربت إذا أنك حين في يتنافران، المغنطيسين

استخداماتها – أنواعها – : مصـادرهاالطاقةالخيــاط محمد مصطفي محمد

23

: رسم تخطيطي للمجاالت المغناطيسية9)شــكلبين قطبين مختلفين

: رسم (8)شــكلتخطيطي للمجاالت

المغناطيسية

جـ شـ

بينهمــا وينشــأ بــل يتجاذبــان أنهمــا فســتجد البعض بعضــهما وجنوبي( من(.9) رقم شكل في المبين المجال ذلك يشابه مغناطيسي مجال

في منها االستفادة يمكن المغناطيسية بالمجاالت الخاصة الخصائص هذهــاء، توليـــد ــية المجـــاالت فحركـــة الكهربـ ــدفع أن يمكن المغناطيسـ تـ

ــات ــوي النحــاس مثــل المعــادن وبعض الحركــة، إلي اإلليكترون علي تحتنحاسي. سلك في دفعها عند كهرباء تولد الحركة حرة إليكترونات

استخداماتها – أنواعها – : مصـادرهاالطاقةالخيــاط محمد مصطفي محمد

24

الكهربية: الثالثالباب الدوائر

نــواة إلي تنتقــل أن الشــحنة ســالبة اإلليكترونــات تســتطيع تلــك وبين بينهــا وصــله أو قنطرة وجدت إذا الشحنة موجبة دائـرة إنشـاء كهربيـة. فعنـد دائـرة يسـمي مـا وهـو النواة، مقاومــة علي اعتمــادا التحرك في اإلليكترونات تبدأ كهربية

الــتي اإلليكترونــات عــدد تحديد نستطيع أننا المادة. وطالماــر ــدائرة في تم ــة ال ــالتحكم معين زمن خالل الكهربي في ب

حركـــة من نســـتفيد أن يمكن فإننـــا الســـلك، مقاومـــة نســمح الــتي الفــترة في تتولد التي والكهرباء اإلليكترونات

ــا ــ ــرور فيه ــ ــات، بم ــ ــا فمثال اإلليكترون ــ ــل أن يمكنن ــ نجععيرة تسخن اإلليكترونات gمما زجاجي مصباح )فتيلة( في ش

الكهــربي التيــار يمــر الــدائرة غلــق توهجه. فعنــد إلي يؤدي فــإن الــدائرة فتح تم إذا أمــا فينيره المصباح إلي يصل حتى فينطفئ، المصـباح إلي الوصـول يسـتطيع ال الكهربي التيار خاللــه من يمكن مفتــاح وجــود يلــزم الــدائرة وغلــق ولفتح

ــتي في التحكم شــكل في كمــا تمامــا واإلغالق، الفتح عملي إديسون "توماس مع بالضبط حدث ما هو وهذا (،10) رقم

Thomas Edison"3الكهربي. المصباح مخترع

فتســري الــدائرة لتغلــق المفتــاح علي نضغط أن يحدث قد أي يتــوهج ال لكنــه المصباح إلي لتصل األسالك في الكهرباء

ــة قطع إلي ذلك يرجع وقد تسخن، ال المصباح فتيلة أن فتيل فتح يعني ما وهو (،11) رقم بشكل موضح هو كما المصباحالكهربية. الدائرة

ــا -نتيجـــة اإلليكترونـــات تصـــطدم أن الممكن من لحركتهـــة، الســريعة- بأحــد ــير أو ســرعتها فتبطئ األنوي اتجــاه يتغ

كنتيجــة الطاقــة من جــزء فقدان إلي باإلضافة هذا حركتها، هــذا يحــدث وقــد حــرارة، شــكل في يظهر ما وهو للتصادم

التوصـيل أسـالك تمثيل العالية. يمكن المقاومة ذات األسالك في اإلجراء في الجهــد عن المــاء وضغط الكهرباء، عن المياه كمية فيه تعبر بخرطوم

مصباح أول أخترع األمريكية، أوهايو بوالية1847 فبراير11 إديسون" في ألفا "توماس ولد 3 في الطاقة مجال في شركة أكبر لتكون إليكتريك جنرال شركة1892 عام في وأسس كهربي

الشمع" شراء علي وحدهم القادرون هم سيكونون األغنياء "أن شعار وقتها وأطلق الوقت، ذلك ذلك في الشائعة اإلنارة وسائل أحد – الشمع تجعل سوف الكهرباء أن إلي منه إشارة في وذلك

الكثير في إديسون لتوماس الفضل ويرجع سعره، رفع إلي سيؤدي مما االستخدام الوقت- نادراألمريكية. جرسي نيو بوالية1931 أكتوبر18 في توفي وقد االختراعات، من

استخداماتها – أنواعها – : مصـادرهاالطاقةالخيــاط محمد مصطفي محمد

25

◄"ينشأ التيار

الكهربي نتيجة حركة

اإلليكترونات في الدائرة

الكهربية"

ــدائرة، ــ ــر الـ ــ ــوم وقطـ ــ عن الخرطـالسلك. في المقاومة

حركـــة أن المعـــروف من اآلن أصــبح تـؤدي الكهربيـة الـدائرة في الشحنات

فاإلليكترونــات كهــربي، تيار نشوء إلي إلي الســـــالب القطب من تتحـــــرك

ــوجب، القطب ــإذا المـ ــيل تم فـ توصـ دائـــرة علي نحصـــل فإننـــا القطـــبين

الـتي اإلليكترونات علي كهربية. يطلق"" تيــار لفظة الكهربي السلك في تمر

Current، بوحــدة الكهربي التيار ويقاس بأنـــــه يعـــــرف الـــــذي األمبـــــير

625.000.000.000.000.000.000( عــبر تمــر ( إليكــترون1810×625

لفظــة عليــه أطلــق فقــد جــدا، كبــير الــرقم هــذا وألن ثانيــة، كــل الدائرة Charles Coulomb"4 ـكولمب "شارل الفرنسي للعالم إشارة "كولمب" وذلك

الكهربي. التيار تعريف في ساعد الذي يقــاس ما وهو"Voltage" بالجهد الكهربية الدائرة جانبي بين الشحنة تعرف

أـخترع من أولAlexander Volta"5 فولتا "أليكسندر العالم إلي نسبة بالفولت

العلوم بجمعية1757 مارس في التحق بفرنسا،1736 يونيو14 كولمب" في "شارل ولد4 وعرف واالحتكاك، الميكانيكا مجال في أبحاثة من العديد الجمعية علي وقرأ مونبلييه بمدينة أغسطس23 في توفي الشحنة، والمتشابهة المختلفة األجسام بين والتنافر التجاذب في نظرية . بباريس1806

،1745 عام ولد الكهرباء مجال في عملوا الذين الرواد من إيطالي فولتا" فيزيائي "ألكسندر 5 عام في نفسه سجل الملكية، بالجامعة الفيزياء في األستاذية كرسي1774 عام في وتولي "بافيا" بجامعة الفيزياء في األستاذية منصب1779 عام في تولي كما الكيمياء، لدراسة1776 في فولتا" وتوفي "عمود اسم عليها وأطلق بطارية أول ابتكر1799 عام وفي عاما،25 لمدة

استخداماتها – أنواعها – : مصـادرهاالطاقةالخيــاط محمد مصطفي محمد

26

مفتـــاح

(: دائرة كهربية بها 01 )شــكلمفتاح للتحكم في عمليتي

اإلغالق والفتح

مفتــاحفتيلة

(: مصباحان كهربيان أحدهما غير صالح لإلستخدام 11 )شــكل)يمين(، واآلخر صالح لإلستخدام )شمال(

ة متصلة، الفتيلأي أن الدائرة الكهربية مغلقة

ة غير متصلة، الفتيلأي أن الدائرة

الكهربية مفتوحة

ــة الكهربية الشحنة هو الجافة. والفولت البطاريات علي للحصــول الالزم تعريفــة يمكن والــذي شــغل، علي الحصــول إلي يؤدي مما كولمب، واحد

"الجول". بوحدة

ــار الجهــد من لكــل ــة والمقاومــة والتي ــيرة أهمي ــدوائر تصــميم في كب ال إذا أمــا تحــترق، الكهربيــة الــدائرة فإن جدا كبير الجهد كان فإذا الكهربية،

غير فهي وبالتالي شغل، بذل علي قادرة تكون ال الدائرة فإن صغيرا كان تسمح لن فإنها جدا كبيرة المقاومة كانت إذا األسلوب لنا. وبنفس مفيدة

اإلليكترونــات فــإن ضــعيفة كانت إذا أما خاللها، من تمر بأن لإلليكترونات أن نجــد هنــا الدائرة. ومن حرق إلي يؤدي مما عالي بمعدل تتدافع سوف

العمــل لهــا يــتيح الــذي الخــاص تصــميمها لهــا يكــون أن يجب دائــرة كــل لتشغيل الالزمة البطاريات عدد اختالف يفسر ما وهو المطلوب، بالشكل

أن حين في بطــاريتين إلي يحتــاج الكــف راديــو نجــد فمثال األجهزة، بعضبطاريات. أربع أو ثالث إلي تحتاج ربما األكبر األحجام

والتوازي التوالي علي التوصيل اإلليكترونــات فيهــا تســري أن تســتطيع واحدة كهربية دائرة لدينا كان إذاSeries" متوالية دائرة نسميها فإننا آلخر جانب من Circuitوضــع تم إذا ". أما

ــة دائرة علي نحصل فإننا األولي الدائرة تقابل أخري دائرة Parallel" متوازي

Circuitالــدائرة مــع التــوازي علي منهمــا كــل تعمــل دائرتين علي " تحتوي من كبير عدد علي نحصل أن لنا (. ويمكن12) رقم شكل في كما األخري الـدوائر هـذه جميـع بـأن علمـا بعضها مع التوازي علي تعمل التي الدوائر مســارات في الكهــربي التيار بمرور تسمح لكنها الجهد نفس في تشترك الســلك في تمــر الــتي اإلليكترونات عدد إجمالي أن يعني ما وهو عديدة،الدائرة. حرق أو تدمير بدون تزيد أن يمكن

.1827 عام

استخداماتها – أنواعها – : مصـادرهاالطاقةالخيــاط محمد مصطفي محمد

27

(: دائرة كهربية علي التوازي21 )شــكل

بطارية

مقاومة

مقاومة

الكهربي الموتور طاقــة إلي الكهربيــة الطاقــة تحويــل خالل من الكهــربي الموتــور يعمــل

يمرر حين مغناطيسي، مجال وجود علي عمله في يعتمد حيث ميكانيكية،

-كمــا المغنــاطيس قطــبي بين " الموضوعCoil" الملف في الكهربي التيار يقـوم ينشـأ، آخـر مغناطيسـيا مجــاال (- فــإن13) رقم بشـكل موضـح هو

الناشــئ الجنــوبي المجــال بجذب المغناطيسي للمجال الشمالي القطب بين للتنافر نتيجة– اآلخر منهما كل الشماليين القطبين فيدفع الملف، في

ــدور األقطــاب ــف المتشــابهة- في ــد بين المثبت المل ــذا القطــبين. يفي ه موتور المراوح، مثل الكهربية األجهزة من العديد عمل فكرة في الدوران

العديدة. األمثلة من وغيرها األبواب تحريك المياه، رفع

ارياتــالبطgحول الكيمائية، الخاليا من مجموعة هي البطارية إلي الكيمائية الطاقة ت

n البطاريات وتعتبر كهربية، طاقة وضع المستمر. فعند للجهد مصدرا المادة فإن الملحي المحلول مثل للكهرباء موصل محلول في ما معدن

إلي يؤدي الذي الكيمائي للتفاعل كنتيجة كهربيا جهدا تكتسب المعدنية معدنان وضع فإذا والمحلول، المادة سطح بين اإلليكترونات تبادل

n يكتسب منهما كل فإن الكهربي المحلول في مختلفان كهربيا جهدا تم فإذا المعدنين، بين كهربي جهد فرق حدوث يعني ما وهو مختلفا، دفع علي يعمل الجهد فرق فإن المعدنين هذين بين كهربية دائرة توصيل

الطرف "آنود" إلي جهدا األقل الطرف من تتحرك اإلليكترونات من تيار"كاثود". جهدا األعلى

استخداماتها – أنواعها – : مصـادرهاالطاقةالخيــاط محمد مصطفي محمد

28

قطب جنوبي

قطب شمالي ية

ارط

لب اي

إل

(: رسم تخطيطي 31 )شــكللموتور

والبطاريات المختزنة الطاقة من العديد في تدخل التي الهامة المجاالت أحد الطاقة اختزان يعتبر

الراديو وأجهزة والسيارات المحمولة الهواتف تشغيل مثل التطبيقات من تتحول أن عامة- يمكن بصفة– المحمولة. والطاقة والحاسبات

الكيميائية الطاقة هي شيوعا وأكثرها الصور هذه وأحد ألخرى صورة في وضعها عند الكهرباء إنتاج بغرض بطاريات في حفظها يمكن التي

"-"، سالب "+" واآلخر موجب أحدهما قطبان كهربية. وللبطارية دائرة لتنشأ اإلليكترونات وتنتقل الكهربية الدائرة تتكون بينهما وصلنا فإذا

الكهرباء.

الكيماوية التفاعالت إلي فيرجع البطاريات في الكهرباء نشوء سبب أما إلي السالب القطب من لإلليكترونات سريان حدث إذا إال تبدأ ال والتي

لمدة الطاقة تختزن أن يمكن البطاريات فإن لذا الموجب، القطباستخدامها. قبل طويلة

اتالبطاري داخل الكيميائية التفاعالت باسم اختصارا والزنك الكربون مادتي من تتكون التي البطاريات تعرف

من عمود يتوسطها حمضية مادة علي تحتوي حيث الكربون، بطاريات أن هو الحمضي الوسط في الزنك عمود وضع عند يحدث وما الزنك

هيدروجين غاز إنتاج إلي يؤدي مما الزنك، مع الحمضي الوسط يتفاعل الحمضية الجزيئات انقسام الزنك. عند عمود تآكل إلي باإلضافة وحرارة

باإلضافة أخري، وأنوية الهيدروجين غاز علي نحصل ما عادة مكوناتها إلي

أيونات مع بدورها لتتحد الزنك ذرات من إليكترونات تحرير إليالهيدروجين. غاز لتكون الهيدروجين

تفاعل يحدث ال حامضي وسط في الكربون من عمود وضع إذا لكن كهربية. دائرة تكوين آخر وبمعني بسلك، بينهما التوصيل تم إذا إال بينهما التفاعل هذا من لينتج السلك عبر السريان في اإلليكترونات تبدأ حيث

استخداماتها – أنواعها – : مصـادرهاالطاقةالخيــاط محمد مصطفي محمد

29

رأس معدني )قطب موجب(كلوريد األلومونيوم

أكسيد المنجنيز

عمود كربوني

غالف من الزنك )قطب سالب(

: شكل مبسط لبطارية (41) شــكل زنك - كربون

إلي باإلضافة الكربون، عمود علي يترسب الهيدروجين من بسيطا قدرا من الناتجة الدائرة. والطاقة عبر يسري الحرارة من بسيط قدر إنتاج يمكن كما صغير موتور تحريك أو كشاف لمبة إلنارة تكفي الدائرة هذه

سيارة. إدارة في لتستخدم البطارية سعة زيادة

بطارية صنع كيفية يختزن جهاز سوي ليست البطارية أن سبق مما نستخلص أن نستطيع سوف الفكرة هذه علي وبناء الكهرباء، توليد بغرض وكيماويات معادنالتالية:- بالمكونات بسيطة بطارية نصنع أن معا نحاول

الليمون( )مثل حمضية فاكهةسم5 حوالي طوله النحاس من سلك سم5 حوالي طوله الزنك من سلك نحاسي بسلك موصلة صغيرة كشاف لمبة

العمل: خطواتتليينها بغرض يدك براحة الليمونة ادعك.1 عدم مراعاة مع الليمونة داخل والزنك النحاس سلكي أدخل.2

لليمونة الخارجية القشرة جرح وعدم اآلخر الجانب من نفاذهماباللمبة الموصل النحاسي السلك من سم1 حوالي قشر.3النحاس السلك علي اللمبة سلك طرف لف.4الزنك سلك علي اللمبة قاعدة ضع.5

تضئ مــــدهش!!! اللمبة

للبطاريات المختلفة األنواع الكيماويات، من عديدة أنواعا تستخدم التي البطاريات من العديد يوجداألنواع:- هذه من بعض يلي وفيما

السيارات في الرصاص: وتستخدم حامض بطارياتالكمبيوتر وأجهزة الكاميرات في الليثيوم: وتستخدم بطاريات

النقال والهاتف المحمولالمنجنيز وأكسيد الزنك الحامضية: وتستخدم البطاريات

استخداماتها – أنواعها – : مصـادرهاالطاقةالخيــاط محمد مصطفي محمد

30

: الكهـــرباء تـــوليد الرابع الباب

الكهربية الطاقة توليد كيفية علي الفصل هذا في سنتعرف كيفية إلي سنتطرق كما "،Power Plants" القوي محطات في

من نقلها ثم كهربية طاقة إلي الحرارية الطاقة تحويل ومناطق والمدارس والمصانع المنازل إلي القوي محطات

االستهالك.

القــوي محــطاتgستخدم ضخمة غاليات علي القوي محطات تحتوي في ت براد الغالية حرارة. وتشبه علي والحصول الوقود حرق

البخار يبدأ الماء يغلي فعندما النار، علي الموضوع الشاي وما البراد، مقدمة في الموجودة الفتحة من الخروج في

"" توربينة نحو أنابيب في البخار توجيه هو الغالية في يحدثTurbineالطبيعي والغاز الفحم يستخدم الغاليات معظم . في وذلك الحريق صندوق داخل الحرق في البترول وزيت المواسير تسخين منها الغرض يكون حرارة إنتاج بهدف ليغلي حرارتة درجة ترتفع والذي الماء علي تحتوي التيبخار. إلي يتحول ثم مئوية درجة100 عند

،Generator"" ومولد لتوربينة ( صورة15) رقم الشكل يعرض إلي البخار مدخل هي اليسار ناحية الكبيرة فالماسورة

ويتم البخار. هذا مخرج يوجد األيمن الجانب وعلي التوربينة مما ،"High Pressure" عال ضغط تحت للتوربينة البخار تغذية بها المركزي الدوران عمود وكذلك التوربينة لدوران يؤدي

طاقة إلي الميكانيكية الطاقة تحويل يتولى بمولد والموصلكهربية.

(،16) رقم الشكل فيوضحه الداخل من التوربينة شكل أما Blades"" الريش مئات من تتكون التوربينة أن يبين والذي

الصطدام وكنتيجة معينة، زاوية علي ضبطها يتم التي الدوران عمود معها ليدور تدور فإنها الريش بهذه البخار

المركزي.

Cooling"" تبريد برج إلي التوربينة من الخارج البخار يوجه

Towerوما تكثيفه، ثم ومن البخار حرارة درجة خفض بغرض

استخداماتها – أنواعها – : مصـادرهاالطاقةالخيــاط محمد مصطفي محمد

31

◄"تخدم

الطاقة الكهربية

حوالي % من 5.89

سكان مصر البالغ

عددهم 27حوالي مليون نسمة"

بمواسير البارد الجوي الهواء يصطدم أن هو التبريد برج داخل يحدث بخار إلي الهواء في الموجود الماء بخار من جزء فيتحول الساخنة البخار التبريد برج أعلي من يخرج ثم المواسير حرارة درجة الرتفاع كنتيجة

التبريد أبراج تعلو التي البيضاء السحب يفسر ما وهو بيضاء، كسحب إما لكنها دخانا ليست السحب وهذه الكهربية، القوي بمحطات الموجودة

التبريد أبراج من يتصاعد الذي والبخار كليهما، أو فقط بخار أو ماء بخار

تبريده تم الذي فالبخار التوربينة، داخل المستخدم البخار هو ليس الغالية إلي أخرى مرة ماء- ليعاد إلي يتحول– المواسير داخل فيتكاث

السابقة، المراحل بنفس وليمر بخار إلي يتحول ثم ومن للتسخينتعمل. القوي محطة أن طالما اإلجراء هذا تكرار ويستمر

أنواع من العديد القوي محطات تستخدم محطات فهناك البخار إنتاج بغرض الوقود

زيت تستخدم وأخرى الطبيعي الغاز تستخدم محطات تستخدم حين الفحم. في أو البترول " الطاقةNuclear Power Plants" النووية القويالكهرباء. إلنتاج وبالتالي الماء لتسخين النووية

المولد عمل كيفية الدوران عمود خالل من التوربينة توصل

مجال علي يحتوي مولد مع المركزي ومعStator"" ثابت جزء بداخل كبير مغناطيسي

فيدور المركزي العمود يدور التوربينة دوران المولد داخل الموجودRotor"" الدوار الجزء معه

الجزء قطع وكلما (،17) رقم بشكل كالموضح علي حصلنا كلما المغناطيسي المجال الدوار

استخداماتها – أنواعها – : مصـادرهاالطاقةالخيــاط محمد مصطفي محمد

32

: شكل توضيحي (71) شــكل للتوربينة والمولد

قطب جنوبي

قطب شمالي

مغناطيس

مغناطيس

ملف

عمود الدوران المركزي

توربينة

تيار كهربي

الطاقة تحويل هي الكهربي المولد وظيفة فإن وبالتالي كهرباء،كهربية. طاقة إلي الميكانيكية

طاقة إلي الميكانيكية الطاقة تحويل علي المولد عمل فكرة تعتمد اعتمادا وذلك مغناطيسي، مجال وجود في ملف إدارة خالل من كهربية

" والتيElectromagnetic Induction" الحثي المغناطيسي المجال مبادئ علي Michael فاراداي "مايكل البريطاني العالم يد علي1831 عام اكتشفت

Faraday"6نحاسي( سلك )مثل كهربي موصل قطع أن اكتشف الذي الكهربي. وإلدارة الموصل في كهربي تيار عنه ينتج مغناطيسي لمجال المياه أو الرياح مثل حركة طاقة مصدر إلي نحتاج الكهربي الملف

كل الطبيعي، الغاز أو البترول أو الفحم حرق أو الشالالت من الساقطة قطبي بين الملف إلدارة الالزمة الطاقة بتوليد تقوم المصادر هذه

عبر تسري القوي محطات من المنتجة الكهربية مغناطيس. والطاقة مناطق إلي " الضخمة"Power Transmission Cables القوي نقل كابالت

نحتاجها. التي األجهزة لتشغيل وغيرها والمصانع المنازل مثل االستهالك

الكهــــرباء نقل نظــــام توزيعها عملية هي القوي محطات من الكهرباء إلنتاج التالية المرحلة

وغيرها والقرى المدن في يتواجدون الذين المستخدمين إلي وتوصيلها أمكن كلما المولد سعة زادت المصانع. فكلما مثل االستهالك مناطق من

25.000 حوالي إلي جهدها يصل أن يمكن أكثر كهرباء علي الحصول الكهربية الدافعة للقوة قياس هو والجهد فولت(، كيلو25) أي فولت الدائرة في اإلليكترونات تدفع التي القوة فهو النقل، كابالت في المارة

الكهربية.

إلي الكهربية القوي محطات من الناتجة الكهرباء توجه األمر بداية في إلي الجهد رفع لتتولي المحطات داخل توجد"Transformers" محوالت

الكهرباء ضخ أو نقل في اإلجراء هذا فولت. يفيد400.000 حوالي المسافات هذه نقلها علي المرتفع الجهد يعمل حيث بعيدة لمسافات

عالية. بكفاءة

ماأللومونيو أو النحاس منHigh Voltage"" المرتفع الجهد كابالت تصنع جزء فقد إلي تؤدي الكابالت مقاومة أن إال المنخفضة، مقاومتها بسبب

فاراداي تلقي لندن، من بالقرب نيوانجتون بمدينة1791 سبتمبر22 "فاراداي" يوم ولد 6 ذلك. بعد له مساعدا عمل دافي" ثم "همفري اإلنجليزي العالم يد علي الكيمياء في محاضرات

منحة علي اإلنجاز هذا بموجب وحصل ونقلها إسالتها يمكن الغازات أن أثبت1823 عام في في واستمر بالكهرباء الخاصة النظريات من العديد اكتشف1830 عام وفي الملكي"، "بالمعهد

.1867 أغسطس25 في توفي حتى أبحاثه

استخداماتها – أنواعها – : مصـادرهاالطاقةالخيــاط محمد مصطفي محمد

33

محطات إلي نقلها يتم الكهرباء وهذه حرارة، إلي فتتحول الكهرباء من الجهد بخفض لتقوم االستهالك مناطق من بالقرب تتواجد التي المحوالت

."Low Voltage" المنخفض بالجهد يعرف ما إلي المرتفع

إلي مختلفة جهد مستويات في الكهرباء نقل يتم المحوالت محطة من هو الجهد مستويات إختالف من والغرض منها، القريبة اإلستهالك مناطق

مناطق إلي المطلوب بالجهد الكهرباء تصل أن الكهرباء من إحتياجاتها تختلف والتي اإلستهالك

التي الكهرباء هوLoad"" والحمل أحمالها، حسب تحتاج فالمصانع المستخدم، عند األجهزة تحتاجها

المنازل. لذا تحتاجه الذي غير الكهرباء من قدرا حوالي إلي المنازل من بالقرب الجهد يخفض

األجهزة تشغيل مع يتناسب حتى فولت220المالبس. ومجففات األفران مثل المنزلية

أبراج عبر تمد إما الكهربية القوي نقل وخطوط "كابالت وتسمي األرض في تدفن هوائية" أو "كابالت وتسمى خاصة

العوامل من حمايتها أساس علي القوي نقل كابالت وتصمم هذا أرضية"، في تتسبب أن يمكن التي والثلجية، الرملية العواصف مثل الجويةالكابالت. هذه تحطيم

مناطق وبعض كندا الثلجية العواصف أسوأ أحد ضرب1998 عام في نقل كابالت علي العاصفة هذه أثرت وقد األمريكية المتحدة الواليات في

وحوالي معدني برج1000 من أكثر تحطم حيث مباشر بشكل القوي أدت وقد الهوائية، الكابالت مد في تستخدم كانت خشبي برج30.000

"" كيبك إقليم في شخص مليون1.4 حوالي حرمان إلي الحوادث هذهQuebecالكهرباء من "أونتاريو" بكندا مدينة في شخص230.000 و األسبوع. لقرابة

" لتسجيل"Meters عدادات علي تمر فإنها منازلنا إلي الكهرباء دخول عند بغرض شهر كل بداية العدادات هذه قراءات وتؤخذ منها، إستهالكاتنا

"Fuse" منصهر علي ذلك بعد الكهرباء وتمر الشهري، اإلستهالك معرفة

الحمل زيادة أو الكهربي الماس مثل الكهرباء أخطار من منازلنا لحمايةتلقائيا. الكهرباء بفصل المنصهر يقوم حيث األسالك علي

استخداماتها – أنواعها – : مصـادرهاالطاقةالخيــاط محمد مصطفي محمد

34

: صورة لمحطة (81) شــكل مـحوالت

الديــزل بدول كثيرة أماكن في الكهرباء توليد في الديزل ماكينات تستعمل عن البعيدة النائية والمناطق الصغيرة والمدن القرى في وخاصة العالم، ولكنها اإليقاف وسرعة التشغيل بسرعة تمتاز وهي الكهرباء، شبكة إنتاج تكلفة فإن وبالتالي نسبيا، الوقود من مرتفعة كمية إلي تحتاج

االحتراق غرف داخل حرقة يتم الذي الوقود سعر علي تتوقف الطاقة تركيبها بسهولة المولدات هذه وتمتاز الهواء، من معينة بنسب مزجها بعد

gستخدم أنها حتى تشغيلها، وسرعة احتياجات لسد الطوارئ حاالت في ت األماكن من وغيرها والمستشفيات السنتراالت مثل االستهالك، مراكز

الطاقة. مصدر أو الكهربي التيار عنها ينقطع أن يجب ال التي

مصر في الكهربية الطــاقة عددهم البالغ مصر سكان % من98.5 حوالي الكهربية الطاقة تخدم كثيرة مناطق إلي امتدت أنها يعني ما وهو نسمة، مليون72 الـ قرابة

إلي الطاقة وتمد تنير وامتدت والنجوع القري الكهرباء دخلت فقد ونائية،مصر. ربوع في اإلستهالك ومناطق والمصانع والشوارع المنازل

تعتمد التى المحطات فهناك مصادر عدة من مصر في الكهرباء توفير يتم محطات إجمالي % من84 بحوالي تشارك والتي اإلحفوري الوقود علي %،15 بنسبة تساهم التي المائية الطاقة وهناك الكهربية، الطاقة إنتاج %،0.8 بنحو الرياح مزارع من المنتجة الكهربية الطاقة تشارك بينما

مليار95 حوالي إلي مصر في المنتجة الكهربية الطاقة إجمالي ويصل بتصدير مايسمح وهو ،2004 يوليو في المسجل بحسب ساعة كيلووات

ليبيا. وأيضا وسوريا األردن مثل مجاورة عربية دول إلي منها جزء

استخداماتها – أنواعها – : مصـادرهاالطاقةالخيــاط محمد مصطفي محمد

35

اإلحفوري : الوقود الخامس الباب

البترول وزيت الفحم هي اإلحفوري للوقود صور ثالثة توجد السنين ماليين إلي منها كل يحتاج والتي الطبيعي، والغاز إلي األرضية الكرة أزمنة العلماء قسم يتكون. وقد حتي

في وانتشر تواجد كائن أو عنصر باسم منها كل سgمي عصور فعgرف احدها في بكثرة الكربون تواجد فمثال العصر، ذلك

الديناصورات" الذي "عصر تاله ثم الكربوني"، "العصر باسمالديناصورات. فيه انتشرت

كانت مضت عام مليون280 إلي360 من الفترة في في تتفاوت أشجار من يتشكل نباتي بغطاء مكسوة األرض نباتات إلي باإلضافة الضخامة بالغ معظمها كان وإن الحجم المسطحات (. حتى19) رقم بشكل موضح هو كما أخري

من بطبقة أيضا- مغطاة– كانت وبحار أنهار من المائية عن عبارة هي حقيقتها في والطحالب ،Algae"" الطحالب

طبقات تكون علي ساعد ما وهو الصغيرة النباتات من ماليين من متداخلة رواسب من تكونت التي الحجري الفحم من

الجيري الحجر من رقيقة طبقات مع والطiفلiة الرملي الحجر إلي تحولت التي األشجار من عديدة أنواع إلي ةباإلضاف هو Carbon"" الكربون عنصر لكون ونظرا كربون، طبقات سمي فقد اإلحفوري الوقود أنواع في األساسي العنصرباسمه. العصر

السيول بفعل تجرف والنباتات األشجار كانت الوقت ذلك في مكونة قيعانها إلي لتهوي والمحيطات األنهار نحو والفيضانات

نباتي نسيج إلي تتحول ثم ومن بالماء، مشبعة مسامية طبقة تغطت السنيين مئات مرور ومع ،Peat""خgث" " متفحم نصف األخرى الطبيعية والعناصر والطين بالرمال الطبقات هذه

كميات تزايد أدي ،" Sedimentary"رسوبية صخور إلي لتتحول تحت البعض بعضها علي تضغط أن إلى الرسوبية الصخور

ماليين لتدفن األرض باطن إلي بها دفع مما وزنها، تأثيرطبيعي. وغاز بترول وزيت فحم إلي لتتحول السنين

استخداماتها – أنواعها – : مصـادرهاالطاقةالخيــاط محمد مصطفي محمد

36

◄" يشارك

الغاز الطبيعي

% 74بنسبة من إجمالي

استهالك مصادر

الطاقة في مصر"

الفحمiوlن iك بحــيرات في وجــدت الــتي والحشائش األشجار من الحجري الفحم تgغـــرقت طبقــات، شــكل على النباتــات هذه تراكمت البداية في ،كبيرة وأ بني لون ذو وهو "خgث"، إلى وتحولت فتحللت بعد، فيما الفيضانات بمياه

لتكــوين األولى المرحلــة الخث الكربــون. ويعتــبر من% 30 من أكــثر به طبقــة ببطء تكــونتف الطبقــات هذه سطح البحار غطت ذلك بعد ،الفحم

هــذه تـراكم واســتمر الخث، طبقـة فــوق واألوحـال الرمـال ترسبات من من العضــوية المــواد تحــوlلiت الضــغط الســنين. وبفعــل آلالف الترسبات

. وتلتهــا%40 إلى فيــه الكربون نسبة تصل الذي البني، الفحم إلى الخث إلى البني الفحم حول مما الحرارة وازدادت الضغط وزاد السنين، ماليين

ومــع ،%66 بهــا الكربون نسبة تقارب نفطية صخور أو ناعم أسود فحم من% 90 يحتــوي حجــري فحم إلى األخــير هــذا تحــول الــزمن مــرور

الكربون.

ذات صلدة مادة بأنه الفحم يوصف كربون، من ويتكون أسود، لون

ونيتروجين وأكسجين، وهيدروجين، في الكبريت. يوجد إلي باإلضافة هي الفحم من أنواع ثالثة الطبيعة

والذي ،Anthracite"" األنثراسيت فحم وأكثرها األنواع أصلد بأنه يعرف فهو وبالتالي الكربون علي احتواء والنوع الطاقة، علي احتواء األكثر "Lignite" لجنايت فحم هو الثاني

الكربون علي واحتواء صالدة األقل من كبير قدر علي يحتوي لكنه

والنوع واألكسجين، الهيدروجين فحم هو الفحم من األخير

أوسط وهوBituminous"" بيتومينوس والمحتوي الصالدة حيث من األنواع

الحراري.

منجم من استخرجوه الذين الصينيين إلي الفحم استخدام بدايات ترجع سوي ليس الفحم أن يعتقدون كانوا أنهم إال الصين، شون" بشمال – "فو

األرض، باطن من الفحم الستخراج طرق عدة حرقها. توجد تم حجارة األرض، باطن في رأسية أو أفقية أعمدة دق في الطرق هذه أحد تتلخص الفحم إلي للوصول األرض باطن في وممرات تجاويف إحداث بغرض

استخداماتها – أنواعها – : مصـادرهاالطاقةالخيــاط محمد مصطفي محمد

37

(: رسم توضيحي 91شكل )للغطاء النباتي الذي كان يغطي

األرض في العصر الكربوني

(: فحم 02شكل )

بالمناجم للعمل خصيصا مصممة قطارات أو مصاعد استخدام ثم ومن الفحم نقل المنجم. يمكن خارج إلي األرض باطن من الفحم نقل في

خطوط في ضخه ثم بالماء وخلطه تكسيره أو المراكب أو بالقطارات الكهربية القوي محطات إلي " لتوصليهPumps" طلمبات بواسطة األنابيبلها. الالزمة بالطاقة إلمدادها

استخداماتها – أنواعها – : مصـادرهاالطاقةالخيــاط محمد مصطفي محمد

38

مصر في الفحم في فحمية مواد من رقائق بعض وجود الفحم عن التنقيب تقارير أثبتت تلك توزيع لمعرفة الجيولوجيين اهتمام أثار مما مصر، من متفرقة أماكن الظروف علي والتعرف لها الحاملة الصخور ودراسة الكربونية المواد

قبة هي جيولوجية مناطق ةثالث علي الدراسات ها. ركزتفي تكونت التي العديد حفرو المغارة طقةنم دراسة ومن وبدعة، موسى عيون المغارة،

gقدر الفحم احتياطي أن جدو االستكشافية اآلبار من مليون27 بحوالى ي المغارة فحم أن ثبت وقد ،لالستخراج قابلة طن مليون21 منها طن

األفران في والصلب الحديد لصناعة الالزم الكوك فحم إلنتاج يصلح ما إجمالي ويصل ،مستوردة جيدة أخري بأنواع بخلطة وذلك العالية

الغازات بأن ماعل سنويا، فحم طن مليون1.75 إلي مصر تستورده من العديد إنتاج في هاماستخدا يمكن التفحيم عمليات من الناتجة

وغيرها. والبالستيك واألصباغ البويات مثل الكيماويات

البترول والذي اإلحفوري الوقود أنواع أحد هو اختصارا البترول أو البترول زيت العضوية المواد أن العلماء ويعتقد عام، مليون300 إلي تكونه يرجع

بحرية كائنات هي العضوية للبترول. المواد الرئيسي المصدر هي الدقيقة ضوء تحويل في وظيفتها تتلخص الدبوس رأس بحجم جدا صغيرة

البحر، قاع إلي تهبط موتها بمجرد والتي مختزنة، طاقة إلي الشمس هذه ضغط وبتأثير األخرى، والصخور الرسوبية الصخور تحت لتدفن

عادةوبها. المختزنة بالطاقة تحتفظ فإنها العضوية المواد علي الصخورiوlنت الصخرية الترسبات من طبقات فوق والغاز البترول يوجد ما iك ت

والحيوانات النباتات بقايا ودفنت بالمياه، مغمورة المنطقة كانت عندما الضغط بفعل حولتتل ،الترسبات تحت البحار في تعيش كانت التي

شكل في تجمع طبيعي وغاز بترول زيت إلى السنين لماليين والحرارة.Wells"" آبار-– جيوب

استخداماتها – أنواعها – : مصـادرهاالطاقةالخيــاط محمد مصطفي محمد

39

مضت، عام6000 أو5000 حوالي إلي البترول زيت استخدام يرجع واإلسفلت الخام الزيت استخدموا أنهم 7اآلشورية الحفائر في نجد حيث منها يتسرب التي المناطق في نشعه أو الفرات، نهر من تجميعه بعد

أطلق "أسفلتيت" والتي بحيرة من البترول استخرج األرض. أيضا تحت الشمالية أمريكا سكان استخدم أيضا ،8"الميت "البحر بعد فيما عليها

واشنطن "جورج القدامى السكان ع�لم وقد اإلصابات، عالج في الزيتGeorge Washington"9في آنذاك قواته عالج في أفاده ما وهو به العالج كيفية

علي يدل ما ففيها الفرعونية والمخطوطات اآلثار بريطانيا. أما مع حربه استخدامه جانب إلي واإلصابات، الجروح عالج في الزيت استخدامهم

المصابيح. إنارة في

لإلضاءة كمصدر البترول علي الطلب تزايد المجتمعات نمو ومع قديما من المستخرج الزيت سعر الرتفاع نتيجة الحوت زيت محل ليحل

بطريقة عليه الحصول يتم البترول معظم كان الوقت ذلك في الحيتان، "إدوين استطاع البحيرات. حتى أسطح علي من كشطة في تتمثل بدائية من بالقرب اآلبار أحد من البترول " استخراجEdwin L. Drake دراك

بنسلفانيا. "توتسفيال" بوالية

البترول عن التنقيب مجال في دراك" يعمل "إدوين كان1850 عام في هي البترول عن للتنقيب وسيلة أفضل أن رأيه وكان "سينسا"، بشركة نجاحات يحقق أن واستطاع قديم بخاري محرك فاستخدم الحفر، سوي بمقدوره يكن لم حيث ،1858 و1857 عامي خالل بسيطة

كافيا يكن لم ما وهو يوميا، البترول من مكعب متر1.6 استخراج الحضارة هذه ازدهرت وقد الميالد، قبل عام5000 حوالي إلي اآلشورية الحضارة وجود يرجع 7

تجارية عالقات ملوكها وأقام ا،وتركي وسوريا وإيران العراق شعبها وسكن النهرين، مابين بالد في طويل، لزمن الحضارة هذه يصون أن أستطاع قوي جيش لها كان كما الجوار دول مع متميزة

بحوالى الميالد قبل وضعت حمورابي" التي "شريعة ترجع "حمورابي" وإليه ملوكهم أشهر ومن تاريخ في القوانين من شاملة مجموعة بوضع اهتمت التي األنظمة أوائل من لتكون عام1700البشر.

حوالى علي مياهه وتحتوي عرضا كيلومتر16 وقرابة طوال كيلومتر75 حوالي الميت البحر يبلغ8 فيه المعدنية األمالح تركيز ويبلغ والبوتاسيوم، الكالسيوم المنجنيز، مثل المعادن من نوع21

فلسطين في الميت البحر ويقع وللجلد، للجسم مفيدة األمالح هذه يجعل ما وهو %،31.5 حوالي الغرب من فلسطين في والخليلي القدس هما الجبال من كتلتين بين ينحصر حيث واألردن،

. الشرق من األردن في والطفيلة والكرك البلقاء وجبال تلقي األمريكية"، فرجينيا بوالية "بوستمورالند في1732 فبراير22 واشنطن" في "جورج ولد 9

أخيه مع ليعيش1743 فيرنون" عام "جبل مدينة إلي انتقل ثم المدينة بنفس األولي تعليمة لوالية حاكما1769 عام في وأصبح1759 عام السياسة مجال دخل والدة، وفاة بعد األكبر

اإلنجليز لطرد بفرنسا واستعان اإلنجليزي االحتالل ضد أمريكا في األهلية الحرب قاد "فيرجينيا"، عام في انتخابه أعيد ثم1789 عام في األمريكية المتحدة للواليات رئيس أول وأصبح يورك، من

سبتمبر14 في وذلك عاما والستين السابعة يناهز عمر واشنطن" عن "جورج وتوفي17921799.

استخداماتها – أنواعها – : مصـادرهاالطاقةالخيــاط محمد مصطفي محمد

40

لكنه التجاري، المستوي علي فكرته لتسويق عديدة مصاعب واعترضته محاوالته في استمر

من مgصنعة أنابيب استخدام إلي اهتدي أن إلي العشرة حوالي إلي أطوالها تصل الزهر الحديد متر،21 حوالي إلي الحفر عمق وزاد أمتار، 1859 أغسطس27 في استطاع حتى

باإلنتاج يصل أن يدوية بمضخة وباالستعانة حوالي أي مكعب متر40 إلي للبئر اليومي

براميل في يجمعه أن واستطاع برميل،250 الطريقة هذه ومازالت الخشب، من مصنوعة

في اآلن حتى البترول استخراج في متبعة بالقرب البترول زيت بها يوجد التي المناطق

الخشبية البراميل أن إال األرض، سطح منالحديد. من مصنوعة ببراميل استبدلت

األرض سطح تحت الطبيعي والغاز الزيت يوجد المناطق وفي الصخور، وسط جيوب في

ويمكن بالبترول، المشبعة"Poroused" المسامية آلخر. مكان من تتحرك أن الجيوب لهذه

تقوم الطبيعي والغاز الزيت عن وللتنقيب) رقم شكل في كما البحار أعماق أو األرض باطن في بالحفر الشركات

بغرض للسفن أو التكرير لمصافي سواء أنابيب في ضخة ثم (- ومن21أخرى. دول إلي نقله

راس بئر مثل والمحيطات البحار في البترول آبار من العديد تتواجد السفن باستخدام وينقل الخام الزيت يجمع حيث األحمر، بالبحر شقير

حادثة تقع أو للبترول تسريب النقل عمليات أثناء يحدث وقد العمالقة، يسبب ما وهو المياه، إلي البترول زيت إثرها علي يتسرب للسفينة بمناطق المتواجدة الطبيعية الحياة علي تؤثر عديدة بيئية مشاكل

آلخر. وقد مكان من وتنتقل طافية تظل الزيت بقع وأن خاصة التسريب، من بيولوجية مادة إنتاج إلي2003 مايو في مصريون علماء توصل

ببقع المائية المسطحات تلوث معالجة يمكنها الحيوانية المخلفات" اسم عليها أطلق والتي المادة هذه من الواحد الجرام ويستطيع الزيت،

2A&E،" 50 يلتهم أن العلماء، هؤالء ألسماء األولي األحرف إلي نسبة gريات إلي ويحولها البترول زيت من جرام بواسطة جمعها يتم صغيرة كباك خاصة. ش}

استخداماتها – أنواعها – : مصـادرهاالطاقةالخيــاط محمد مصطفي محمد

41

(: صور لعملية 12شكل )استخراج البترول من أحد اآلبار

البحرية

التكريرgخiزن ضخمة حاويات في البترول ي مناطق إلي نقلة يسهل حتى

مصافي في التكرير، أو االستخدام إلي الخام الزيت فصل يتم التكرير

الزيت بتسخين عديدة مكونات العناصر وتستخدم الخام، األسود

من العديد في عليها نحصل التي األرض تسميد مثل التطبيقات وفرش المالبس، وصنع الزراعية، المستخدم والبالستيك األسنان،

إلي البالستيكية، العبوات صنع فيتصنيعها. في البترول يدخل التي والمنتجات المواد من اآلالف جانب

الوقود وكذلك الديزل ووقود البنزين علي البترولية المنتجات تحتوي وكذلك الكهربية، القوي محطات تشغيل وفي الطائرات في المستخدم

تدفئة نظم تستخدم ما عادة والتي األوربية بالدول المنازل تدفئة فيgدار مركزية أو اإلحفوري بالوقود تعمل حرارية محطات خالل من ت

المعزولة المواسير من شبكة في ضخها ثم المياه تسخين في المخلفات كل ويستطيع لتدفئتها، التجارية والمحالت المنازل داخل والممتدة تستخدم وال إقامته، محل داخل الحرارة درجة في يتحكم أن مستخدم

وأيضا مرتفع، الكهرباء من استهالكها ألن التكييف أجهزة البلدان هذه ما غالبا والتي الصيف فصل في الحرارة درجة خفض إلي الحاجة لعدممعتدلة. تكون

من واحد برميل من عليه نحصل أن يمكن ( ما23) رقم شكل يوضح 42 علي يحتوي البترول برميل أن عليه المتعارف ومن الخام، البترول

استخداماتها – أنواعها – : مصـادرهاالطاقةالخيــاط محمد مصطفي محمد

42

(: صورة ألحد 22شكل )مصافي البترول

(: بيان بما يمكن الحصول عليه من برميل بترول 32شكل )خــام

ÒÖ Î �ŞœŨƍƃƒƇ

Ð Ï �ŨƒŘƍſƍťÎÑ �ƍſƍťƈŽœŚ

Ö Î �ŹœŨƆŪœ¾

Ö Î �ŹœŨƆƀűŧ

Ð Í �ƆƍŒťŊŤŧƐ

ÏÖ �ŨƒŘƍſƍťƆƀűŧ

Ò Í �ŨƒƍŘřŕŧƒť

Ð Î �ſœŧ Ï Í �ƂƒŧƍŪƒƇ( القيمة(بالجالون

المواد من جالون44.2 علي المعالجة بعد فعليا نحصل حين في جالون، أثناء تضاف التي المواد جالون( إلي2.2) الزيادة وترجع المختلفة،الخام. للبترول الكيماوية المعالجة

مصر في البترول اإلجمالي إلي العربية الدول في االحتياطي نسبة أن إلي اإلشارة تجدر

– البترول يتواجد مصر وفي الخام، الزيت % من59.3 يبلغ العالمي وقد ،الغربية والصحراء وسيناء السويس خليج مناطق الخام- في الزيت

حين في ،طن مليون34.9 حوالي2004 يوليو في الخام الزيت إنتاج بلغ في دوالر مليار4.17 حوالي ومنتجاته البترول تصدير عوائد إجمالي بلغ

برميل. مليار3.62 بلغ فقد البترول احتياطي أما الفترة، نفس

الطبيعي الغاز عام2000 و6000 بين يتراوح زمن إلي الطبيعي الغاز اكتشاف يرجع الكتاب من العديد ألمح وقد حاليا-، إيران– الفرس بالد في الميالد قبل

األوسط الشرق مثل مناطق في الطبيعي الغاز وجود إلي القدامى التي النار خالل من الطبيعي الغاز وجود مالحظة وأذربيجان. ويمكن

gتخذت والتي اآلبار فوهة علي تتواجد بعض في ديني كمعتقد قديما اتنطفئ. ال مقدسة نارا أنها معتقدين النار سكانها عبد حيث المناطق،

له ليس و الهواء من وزنا أخف الطبيعي والغاز الميثان، من يتكون ما غالبا وهو رائحة، أو لون

ذرات من يتكون كيمائي مركب هو والميثانيد "ك الكيمائي وتركيبه والهيدروجين، الكربون

4 CH4،" أربع مع كربون ذرة اتحاد يعني ما وهو ،(24) رقم شكل في كما هيدروجين ذرات من بالقرب الطبيعي الغاز يتواجد ما وغالبا

في نقلة ويتم األرض، سطح تحت البترول يخلط أنه إال التخزين، مناطق حتى أنابيب رائحة تشبه نفاذة رائحة تعطيه كيماوية بمادة يمنع مما تسريب حدوث حالة في عليه التعرف بغرض الفاسد البيض أن يمكن التي الوقود أنواع أفضل الطبيعي الغاز يعتبرحرائق. حدوث

أكسيد ثاني غاز حرقها عن ينتج والتي البترولية المنتجات محل تحلعديدة. بيئية مشاكل يسبب الذي الكربون

استخداماتها – أنواعها – : مصـادرهاالطاقةالخيــاط محمد مصطفي محمد

43

(: تركيب الغاز 42شكل )الطبيعي

مصر في الطبيعي الغاز المتوسط والبحر الدلتا مناطق في مصر في الطبيعي الغاز يتواجد

الغاز إنتاج بلغ 2004 يوليو وفي ،السويس وخليج الغربية والصحراء الغاز استهالك بلغ حين في ،طن مليون23.6 حوالي مصر في الطبيعي بترول طن ألف210 نحو عامال لنفس للسيارات كوقود الطبيعي مقدارها بزيادة طن مليون22.5 بلغ فقد الكلي االستهالك أما ،مكافئ

.السابق العام % عن8.2 ناحية من اإلحفوري الوقود أنواع أقل هو الطبيعي الغاز ألن ونظرا

،طبيعي غاز / طن طن2.6115 تبلغ حيث حرقة دعن الناتجة اإلنبعاثات بحسب بلغت والتي الطبيعية الغازات من المصري المخزون تزايد معو

قدرها بزيادة مكعب قدم تريليون65 الـ قرابة2004 يوليو تقديرات إحالل سياسة إتباع تم فقد ،2003 يوليو في المسجلة القيمة % عن9.4 المتيازه السوالر( نظرا – )المازوت السائل الوقود محل الطبيعي الغاز

الطبيعي الغاز بمشاركة أدي مما والبيئية، االقتصادية الناحية من الواضح الطاقة بانتاج الخاصة الحرارية محطاتال في المستخدم الوقود إلجمالي.2004 عام بنهاية % وذلك92 إلي تصل أن الكهربية

إجمالي % من47 الطبيعي الغاز يمثل ،2004 يوليو تقديرات وبحسب بين الثانية المرتبة في مصر وتأتي مصر، في الطاقة مصادر استهالك

مشاركة نسبة في الخامسة والمرتبة االستهالك حجم في العربية الدول احتياطي يمثل آخر جانب األخرى. وعلي المصادر إلي الطبيعي الغاز الغاز احتياطي إجمالي % من3.5 نسبة العربية الدول في الطبيعي الغاز

العالمي.

توزيعه ونظام الطبيعي الغاز نقله ويتم المحيطات، قيعان وفي األرض باطن في الطبيعي الغاز يتواجد

ثم التخزين مناطق إلي البئر داخل من تمتد أنابيب في تمريره خالل من ضخمة أنابيب شبكة وجود يستدعي ما وهو المستهلكين علي توزيعه في المستخدم الطبيعي الغاز االستهالك. أما مناطق علي توزيعه تتولي

وذلك ضخمة أنابيب في ضخة فيتم المصانع أو القوي محطات تشغيل تشغيل في للمازوت كبديل يدخل عليه. كما الكبير الطلب لمواجهة

المياه. وتسخين المنازل تدفئة وفي المخابز أفران

الغاز يمرر وغيرها القوي ومحطات المنازل مثل االستهالك مناطق في الغاز بشركة العاملون ويقوم استهالكه، تم ما لقياس عدادات علي

فواتير واستخراج االستهالكات وتسجيل شهريا العدادات هذه بقراءة الغاز علي تعتمد ال التي المناطق وفي بالمستهلكين، الخاصة الحساب

استخداماتها – أنواعها – : مصـادرهاالطاقةالخيــاط محمد مصطفي محمد

44

غاز يستخدم التسخين أو الطهي في سواء المنازل داخل الطبيعي البترول غاز اسم عليه ويطلق اسطوانات في تعبئته يتم حيث البروبان، إلي الميثان غاز من البروبان ويتكون ،"Liquefied Petroleum Gas, LPG" المسال

البيوتان. مثل األخرى الغازات من آخر خليط جانب

يختلف لضغط بتعريضها وذلك سوائل إلي تتحول أن للغازات يمكن ضغط إلي تعريضه عند سائل إلي يتحول فالبروبان آلخر، غاز من مقداره الحيز تقليل إلي الغاز إسالة أهمية وترجع الطبيعي، الغاز وكذلك بسيط كوقود واستخدامه نقله تسهيل وبالتالي منه كبيرة كميات لحفظ الالزم وجود يستلزم ما وهو عامة، بصفة والمركبات السيارات إلدارة

المسيل. الغاز تحتوي اسطوانات

مثل الكيماوية المكونات عامة- بعض بصفة– الغازات حرق عن ينتج عن الناجم والتلوث البيئة، تلويث في يتسبب مما والبيوتان الكبريت

األكثر الوقود أنواع حرق عن الناتج ذلك من أقل الطبيعي الغاز حرق من أنظف الطبيعي الغاز يعتبر المثال سبيل فعلي البنزين، مثل تعقيدا

للسيارات. كوقود استخدامه % عند90 بنسبة البنزين

استخداماتها – أنواعها – : مصـادرهاالطاقةالخيــاط محمد مصطفي محمد

45

ال الشمسية: سادسالباب الطاقة

gعرف الساخنة، الغازات من هائلة كرة أنها علي الشمس ت % والهليوم70 يمثل الهيدروجين أن نجد الوزن وبنسب

منهم، % لكل1.5 واألكسجين والنيتروجين % والكربون25 إلي الشمس حرارة درجة %. تصل0.5 العناصر باقي وتمثل درجة15.000 وحوالي السطح علي مئوية درجة5000 وبين بينها المسافة )المركز(. ومتوسط اللgب في مئوية

ثماني في الشمس ضوء يقطعها كيلومتر مليون150 األرض أنها أي كيلومتر مليون1.4 فيبلغ قطرها أما ونصف، دقائق

الشمس أن يعني ما وهو مرة،109 األرض كوكب من أكبراألرض. حجم في كوكب مليون لحوالي تتسع

لب يظهر حيث الشمس، في ( مقطعا25) رقم شكل يوضح إلي الهيدروجين فيها يتحول التي المنطقة وهو الشمس

والسطح اللب بين الحرارة درجات فرق يعمل حيث هليوم، إشعاع شكل في لتخرج السطح نحو الناتجة الطاقة طرد إلي

الجزء في "،Radiation Zone" اإلشعاع منطقة من )ضوء( وذلك "Convection Zone" الحمل منطقة توجد الشمس من الخارجي

علي من نراه الذي الجزء وهو الضوئي الغالف يعلوها والتي عنه ويصدر الكيلومترات مئات سمكه ويبلغ األرض، كوكبمرئية. أشعة شكل في تخرج طاقة

علي الحياة تستمر ال وبدونها إلينا النجوم أقرب هي الشمس الشمس من الصادرة طاقةال نستخدم فنحن األرض، كوكب

ضوء تستخدم . فالنباتاتاليومية االستخدامات من العديد في الطاقة من لتستفيد النباتات تأكل والحيوانات لتنمو، الشمس النباتات أن كما منها، تستفيد طاقة إلي وتحولها بها الكامنة

تحولت السنيين ماليين منذ ودفنت ماتت التي والحيوانات في اليوم نستخدمها ونحن طبيعي، وغاز وبترول فحم إلي

في هو اإلحفوري فالوقود إذا واآلالت، المركبات تسيير القول ويمكننا ، السنيين لماليين ختزنgأ شمس ضوء حقيقته

في نستخدمها التي الطاقة كل مصدر هي الشمس نأ.الراهن الوقت

الشمسية المياه سخانات في الشمسية المياه سخانات استخدمت1890 عام في

مقارنة األفضل أنها ثبتلت مرة، ألول المتحدة الواليات

استخداماتها – أنواعها – : مصـادرهاالطاقةالخيــاط محمد مصطفي محمد

46

◄"الشمس أم

الطاقات"

ذلك بعد المياه، تسخين ألغراض والفحم الخشب أفران استخدامب أخرى ومناطق وفلوريدا أريزونا واليتي في الشمسية النظم استخدمت

حوالي بيع1920 عام في تم حيث شمسي بسطوع تتميز بأمريكا من كبيرة كميات اكتشاف تم الوقت نفس شمسي. في سخان10.000 األنواع هذه وبظهور المتحدة الواليات غرب في الطبيعي والغاز البترول

بدأ ،الشمسية بالطاقة مقارنة تكلفتها بانخفاض تتميز التي الوقود من

علي المعتمدة باألنظمة المياه تسخين في الشمسية األنظمة استبدال الشمسية المياه سخانات عادت الراهن الوقت فياإلحفوري. الوقود

سخان مليون نصف يوجد وحدها كاليفورنيا ففي ،أخري مرة للظهور العمل وأماكن للمنازل الساخنة المياه توفير في تستخدم شمسي

.السباحة وحمامات

في كما ومواسير وخزان شمسية مgجمعات من الشمسي السخان يتكون صفيحة شكل علي اصم وحل من الشمسي المgجمع ويتألف (،26) شكل

gغiطي الشمسية، لألشعة عالية امتصاص قابلية ذات اللون سوداء خفيفة ي الشمسية األشعة لتقليل الزجاج من طبقتين أو بطبقة الماص اللوح

الشمسية، األشعة من الفاقد تقليل وبالتالي الماص اللوح عن المرتدةgصنع ما وغالبا تنتقل الحديد، أو األلمنيوم أو النحاس من الماص اللوح ي

فترتفع باألنابيب الموجود الماء إلي الماص السطح من الحرارية الطاقة المجمع من الساخن الماء يتحرك الكثافة الختالف وكنتيجة حرارته درجة

استخداماتها – أنواعها – : مصـادرهاالطاقةالخيــاط محمد مصطفي محمد

47

الماء يسخن الدورة وبتكرار البارد، الماء محلة ويحل الخزان إلي.الخزان في الموجود

كهرباء إلي الشمسية الطاقة تحويل بعض توجد أمريكا ففي الكهربية الطاقة إلنتاج الشمسية الطاقة تستخدم

"Parabolic Trough" المكافئ القطع مرايا تقنية علي تعتمد التي المحطات الناقص القطع مركز أعلي توجد ماسورة علي الشمس أشعة تركيز في

إلي ذلك بعد ليتحول الغليان درجة من ليألع الماء حرارة درجة لترتفعالكهرباء. توليد ثم ومن توربينة إلي يوجه بخار

فيما صgفت المرايا صفوف من هائل عدد يوجد كاليفورنيا صحراء فيgف}ذiت" Solar Thermal Power Plant" الحرارية الشمسية الطاقة ةبمحط يعرف ن

}سع خالل من أن إال ميجاوات،80 و13 بين سعاتها تتراوح منظومات ت ففي وبالتالي الشمس، غياب في تعمل ال أنها الشمسية الطاقة مشكلة فإن الطاقة. لذا إنتاج عن المحطات هذه تتوقف والليل الغيوم أوقات أن بمعني "،Hybrid Systemهجين" نظام من تكونت المحطات هذه بعض

وفي الليل أثناء أما نهارا الكهرباء توليد في الشمسية الطاقة تستخدم الطبيعي الغاز يحرق حيث تعمل الحرارية المحطات فإن الغيوم أوقات

ويضمن المياه، تسخين في اإلحفوري الوقود أنواع من ذلك غير أو.دائم بشكل الكهرباء إنتاج في المحطة عمل استمرار الهجين النظام

محطة باسم يعرف الشمسية الطاقةب الكهرباء إلنتاج آخر نظام يوجد الشمس ضوء عكسgي حيث."Central Tower Power Plant" المركزي البرج قوي تحيط مرآه1800 قرابة من يتكون"Mirror Field" مرايا حقل خالل من

استخداماتها – أنواعها – : مصـادرهاالطاقةالخيــاط محمد مصطفي محمد

48

(: رسم تخطيطي لســخان شمسي62شكـل )

ماء بارد ماء ساخن

خروج الماء

دخول الماء

شعاع شمسي

مجمعات شمسية

" توجيه نظام بواسطة الشمس ضوء صوب كلها تتحرك شاهق ببرجSteering System"في الموجود البرج قمة نحو الشمس أشعة لتعكس

أو خاص زيت يكون ما )غالبا" Fluid" المائع حرارة درجة لترتفع مركزالn عالية درجة إلي البرج قمة في الموجودذائب( صخري ملح يتحول جداالكهرباء. لتوليد توربينة نحو وجهي بخار إلي أثرها علي ئعالما

1980 عام أنشأت التي التجريبية المحطة المحطات هذه أول كانت سمبإ كاليفورنيا والية بصحراء تبلغ والتي "،Solar II "2شمس- اعتمد وقد ميجاوات،10 قدرتها علي الوقت ذلك في العلماء

منها أمكن جديدة تكنولوجيات طاقة إلي الشمس أشعة تحويل

تتوليو التوربينة. تدير ميكانيكية الكهرباء ريتوف المحطة هذه

،منها القريبة السكنية لمناطقل إنتاج محطات أن العلماء ويقول

الكهربية الطاقة توفر أن يمكن المركزي البرج تقنية بواسطة الكهرباء.200.000 و100.00 بين يتراوح المنازل من هائل لعدد

المياه تحلية في الشمسية الطــاقة استخدام األولي الطريقة بطريقتين، المياه لتحلية الشمسية الطاقة تستخدم

محل الشمسية الطاقة من الناتجة الكهربية الطاقة استخدام علي تعتمد الطريقة أما للتحلية، المألوفة التقنيات مع الستعمالها التقليدية الطاقة ثم الم}لحي المحلول من جزء لتبخير الشمسي اإلشعاع فتستخدم الثانية

استخداماتها – أنواعها – : مصـادرهاالطاقةالخيــاط محمد مصطفي محمد

49

(: صورة لقطع 72شكل )مكافئ

(: رسم تخطيطي مبسط للمقطرات الشمسية 82شكل )الحرارية

سطح زجاجي

تجمع المياه المقطرة

تجمع المياه

المقطرةقـــاعدة الماء

المالح

غرار علي تكون ما غالبا والتي البسيطة المgقطرات باستخدام تكثيفه(.28) رقم شكل في المبين المخطط

اإلشعاع يمر عندما الثانية، التقنية عمل لطريقة مبسط عرض يلي وفيما القاعدة في الموجود المالح الماء إلي الزجاجي السطح خالل الشمسي

للزجاج الداخلي السطح علي وتكثيفها جزيئاته تبخر علي يساعد فإنه في لتصب للحوض الجانبية القنوات في ةالمتكاثف الماء قطرات لتتجمع

متر لكل لتر/يوم4 المgحالة المياه كمية متوسط ويبلغ التجميع، وعاءالشمسي. المgقطر من مكعب

الزراعة في الشمسية الطــاقة استخدام الريفية، المناطق وتنمية للزراعة الرئيسية المتطلبات أحد الطاقة تعتبر والماء الكربون أكسيد وثاني الشمس ضوء تستخدم النباتات أن كما

تحل أن المتجددة الطاقة لمصادر ويمكن بها، تنمو طاقة إلي لتحولها غاز إلي الزراعية المخلفات تحويل مثل الريفية المناطق مشاكل بعض

والصوب المياه، ضخ في الشمسية الطاقة استخدام جانب إلي حيوي،األطعمة. طهي في وكذلك المحاصيل وتجفيف الزراعية

الشمسية الخاليا الشمس ضوء نحول أن أيضا يمكننا

الخاليا باستخدام كهرباء إلي مباشرة أيضا عليها يطلق والتي الشمسية

Photovoltaic" الفوتوفلطية الخاليا

Cellsالشمسية الخاليا ". تستخدم من العديد في واسع نطاق علي

اآلالت من إبتداء المتنوعة التطبيقات " وانتهاءCalculators" الحاسبة ". وقدSpacecrafts" الفضاء بمركبات

gنتجت عام في مرة ألول الخاليا هذه أ األقمار في استخدمت حيث1950

gصنع األمريكية، الصناعية الخاليا وت يعتبر الذي السليكون من الشمسية

المنصهر. الرمل أنواع أحد

( رسم29) رقم شكل يعرضiنفgذ فعندما الشمسية، للخاليا تخطيطي الخاليا إلي الشمسية األشعة ت

اللون )ذو السطح إلي تنتقل دوائر شكل في المبينة اإلليكترونات فإن )ذو السفلي والجزء السطح بين اتزان عدم ذلك عن الغامق( فينشأ

"Conductor" موصل بواسطة السطحين توصيل تم ما فإذا الفاتح(، اللون

استخداماتها – أنواعها – : مصـادرهاالطاقةالخيــاط محمد مصطفي محمد

50

(: رسم تخطيطي 92شكل )لكيفية عمل الخاليا الشمسية

الشمس

بين كهربي تيار ينشأ مثال، سلكوالموجب. السالب القطبين

gصف بعضها مع الشمسية الخاليا ت "Modules" موديوالت شكل في البعض شكل في بدورها تجمع والتي

موضح هو " كماArrays" مصفوفات توجيه ضمان( ول30) رقم بشكل الشمس ضوء نحو دائم بشكل الخاليا علي وضعت فإنها النهار فترة طوالتتبع. أجهزة

الشمسية الخاليا استخدام يمكن األجهزة في أو المنازل في سواء مباشر بشكل الكهربية الطاقة إلنتاج

إلضاءة بطاريات في الشمسية الطاقة تخزين أو العمل في الموجودة علي الطوارئ تليفونات تشغيل أو ليال، الطرق علي المرورية اللوحات تستخدم التي التجريبية السيارات بعض أنتجت السريعة. أيضا الطرق من يمكن طاقة إلي مباشرة الشمس ضوء لتحويل الشمسية الخاليا السيارات. تسيير خاللها

مصر في الشمسية الطاقة هإشعاع شدة تتراوح الذي الشمسي الحزام طاقن في مصر تقع

3200 و شماال /سنة2 ك.و.س./م2000 بين المباشر الشمسي – 9 بين فهي الشمسي السطوع ساعات أما جنوبا، /سنة2ك.و.س./م

تم فقد المتجددة الطاقة بمصادر مصر لغني وكنتيجةيوميا. ساعة11 الهيئات كإحدى والمتجددة الجديدة الطاقة هيئة اءنشإ 1986 عام في

استخدامات نشر في ارتكاز نقطة لتمثل والطاقة الكهرباء لوزارة التابعة قاعدة والمتجددة الجديدة الطاقة هيئة نفذت وقدالمتجددة. الطاقات

gعتمد المتجددة الطاقات لمصادر بيانات األطلس إصدار في عليها أ.1991 عام في لمصر الشمسي

نشر في والطاقة الكهرباء وزارة توسعت الشمسي األطلس بعد المياه تسخين مجال في الحرارية الشمسية الطاقة استخدامات

نحو1998 عام في المياه تسخين وحدات عدد فبلغ المنزلية، لألغراض مكافئ، بترول طن ألف60 حوالي سنويا توفر وحدة، ألف200

منها الصناعي الشمسي للتسخين مشروعات عدة تنفيذ إلي باإلضافة اآللي بالمجزر ومشروع الدوائية، للكيماويات النصر بشركة مشروع الشمسية الطاقة علي االعتماد إلي المشروعات هذه وتهدف بالنزهة

استخداماتها – أنواعها – : مصـادرهاالطاقةالخيــاط محمد مصطفي محمد

51

(: رسم تخطيطي 03شكل )للخاليا الشمسية

خلية

يدموول

مصفوفة

استهالكات يوفر مما الصناعية العمليات تحتاجها التي المياه تسخين في يجري كماالكربون. أكسيد ثاني انبعاثات من ويقلل اإلحفوري الوقود

بقدرة الكريمات بمنطقة حرارية شمسية محطة أول لتنفيذ اإلعداد اآلن المكافئ القطع تكنولوجيا فيها ستخدمي ميجاوات150 حوالي إجماليةالغيوم. أوقات وفي ليال الطبيعي وبالغاز نهارا الشمسية بالطاقة لتعمل

في المتجددة الطاقة تطبيقات أفضل أحد فهي الشمسية الخاليا أما ال هانكو عن فضال المتناثرة، الصغيرة األحمال ذات النائية المناطق

استخدامات إجمالي يصل للتآكل. تتعرض قد دوارة أجزاء أي تحتوي اإلنارة ألغراض وذلك ميجاوات،3 حوالي إلي مصر في الشمسية الخاليا الصحراوية. بالطرق واإلعالنات والتبريد والري المياه وضخ

استخداماتها – أنواعها – : مصـادرهاالطاقةالخيــاط محمد مصطفي محمد

52

ا ال: لسابعالباب ريــاحطاقة

دفع في السنيين آالف منذ الرياح طاقة استخدمت فيو والري الحبوب طحن وفي الماء سطح علي كباالمر األخرى. الميكانيكية التطبيقات بعض جانب إلي المياه ضخ

أن إلي التاريخية والمخطوطات العلمية المراجع وتشير إدارة في الرياح طاقة استخدم من أول هم الفgرس

الثاني القرن المياه. منذ وضخ الحبوب لطحن الطواحين حتى أوربا في "Wind Mills" الرياح طواحين انتشرت عشر طاحونة8000 من أكثر إلي1750 عام في عددها وصل

كان إنجلترا، في طاحونة10.000 من وأكثر هولندا في المناطق من المياه ضخ هو لعملها الرئيسي الغرض

أحجار إدارة أو العالية الزراعات مناطق إلي المنخفضة. وغيرها رةgوالذ القمح حبوب "الرحى" لطحن الطحن

والبحار األرض أسطح المتصاص نتيجة الرياح تتولد سقوط متفاوتة. فعند بنسب الشمس ألشعة والمحيطات

ويسخن الجوي الغالف يتأثر ما سطح علي الشمس أشعة يحدث ما عكس وهو كثافته، انخفاض إلي يؤدي مما الهواء

الشمسي، اإلشعاع مقدار فيها ينخفض التي المناطق في حيث المرتفع، الضغط منطقة من الهواء ينتقل لذلك وتبعا المنخفض، الضغط منطقة إلي الشمسي، اإلشعاع يقل

نشوء إلي يؤدي ما األكثر- وهو الشمسي اإلشعاع حيثالرياح.

"جيمس اختراع بعد الرياح طواحين علي االعتماد تراجع الثامن القرن نهاية في البخارية لآللةJames Watt"10 وات

بعد النظيفة الطاقة مصادر كأحد بها االهتمام عاد عشر. ثم حرق عن ناتجة بيئية مشاكل وظهور النفط أسعار ارتفاع الرياح توربينات تصنيع تكنولوجيا ووصلت اإلحفوري، الوقود

في ظهر النضج من عاليا مستوي األخيرة عاما العشرين في اإلنتاج، تكلفة انخفاض جانب إلي التوربينات وكفاءة جودة

تدير مgطورة بخارية آلة1769 عام في اخترع ،1736 عام ولد اسكتلندي مخترع وات، جيمس 10 أنه كما الصناعية، الثورة رائد وات جيمس يعتبر انجلترا، في الفحم مناجم من المياه لنزح مضخة

رطل ألف مقداره ثقل لرفع الالزم الشغل تكافئ أنها مبينا الحصان، بوحدة القدرة عiر�ف من أول. 1819 عام في وات جيمس توفي وقد واحدة، دقيقة مقداره زمن في قدم33 قدره ارتفاعا

استخداماتها – أنواعها – : مصـادرهاالطاقةالخيــاط محمد مصطفي محمد

53

◄"من

المخطط أن يصل

إجمالي قدرات

طاقة الرياح في مصر

0027إلي ميجاوات

بحلول عام 0202".

الطاقة من كبيرة قدرات توليد إمكانية تمتلك الرياح طاقة أن وجد وقدgحدثها التي التلوث لمشاكل التعرض دون من التقليدية. المصادر ت

طاقة تحويل طريق عن الكهرباء، توليد في الرياح طاقة ستخدمت اليوموgسميو كهربية، طاقة إلي الرياح في الموجودة الحركة التي الماكينات ت

في المستخدمة تلك بخالف الرياح ناتيتورب الكهرباء توليد في عملتالرياح. طواحين عليها يطلق والتي الحبوب طحنgثبت gصنع أبراج علي التوربينات ت يتحمل أن يستطيع المعالج الحديد من ت

أن ويمكن طن، الثالثين قرابة إلي وزنها يصل والتي التوربينة مكونات علي للحصول يؤدي مما التوربينة طراز لنفس األبراج ارتفاعات تختلف الريح سرعة لزيادة نظرا العالية، األبراج ذات التوربينات من أكبر طاقة

ولكون التوربينة ارتفاع زيادة مع مع تتناسب التوربينة من الناتجة الطاقةالرياح. سرعة مكعب

الرياح سرعة أن عليه المتعارف ومن فكلما االرتفاع، مع طرديا تتناسب زادت كلما األرض سطح عن ارتفعنا في التغير ويستمر الرياح، سرعة مستوي حتى االرتفاع مع الريح سرعة ال بعدها البحر، سطح عن متر2000الريح. سرعة في تغير يحدث

استخداماتها – أنواعها – : مصـادرهاالطاقةالخيــاط محمد مصطفي محمد

54 (: توربينة رياح33شكل )

تعمل بجوار أحد المدارس

(: رسم تخطيطي 23شكل )لتوربينة رياحأفقية المحور

ريش

الجسم الخارج

ي

عمود الدوران السريع

الصرة

عمود الدوران الرئيسي الفرام

ل صندوق المولدالسرعا

ت

البرج

توربينة رياح(: 13شكل )تستخدم في ضخ المياه

النحو علي الرياح توربينات من الكهربية الطاقة إنتاج فكرة تتلخص علي ثبتةالم الريش إدارة علي لرياحل الحركية الطاقة تعمل التالي،

مثبتة التوربينة ريش أن ( نجد32) رقم بشكل مبين هو كماو ،توربينةال صندوقب الموصل الرئيسي ندوارال عمود علي ترتكز" Hub" صgرة علي

إلي الحركة تنتقل ثم ،الدوران سرعة رفع يتولى" Gearbox" سرعات مغناطيس مجال بدورانه يقطع ف"High Speed Shaft" السريع الدوران عمود علي االعتماد يمكننا وبالتاليالكهرباء. توليد إلي يؤدي مما مولد، داخل

أو منزل ( إلنارة33) رقم شكل في المبينة كتلك صغيرة رياح توربينة الريش " تمنعBrakes" الفرامل فإن الرياح سرعة ارتفعت إذا مدرسة. أما

وتكسير تحطمها إلي عالية بسرعة دورانها يؤدي أن مخافة الدوران منgعiرف الد�وارة، األجزاء من األعلى بأنها التوربينة في العالية السرعة وت

يوجد الريح، اتجاه نحو التوربينات ريش توجيه ولضمان متر/ثانية.25 الرياح، اتجاه في التوربينة توجيه علي يعمل بالتوربينة خاص توجيه نظام

يسار. و يمين واحد توجيه نظام تستخدم رياح توربينات وتوجد

300 قدرة توربينة توجد فمثال تصميمها حسب التوربينات قدرات تختلف التالي، المثال نضرب التوربينة" فسوف "قدرة معني ولتوضيح كيلووات،

1000 علي نحصل فإننا وات100 الواحدة قدرة لمبات عشرة أضأنا إذا تكفي كيلووات300الـ التوربينة أن يعني ما وهو كيلووات، واحد أي وات

قدرات بلغت وقد كيلووات،100 الواحدة قدرة لمبة3000 إلضاءة استخدامها أن إال كيلووات5000 حوالي الراهن الوقت في التوربينات

ضيق. نطاق علي مازال

رياح مزرعة اسم واحد مكان في تعمل التي الرياح توربينات علي يطلق"Wind Farm،" قدراتها تختلف التي المزارع هذه من العديد يوجد مصر وفي

التي المناطق أهم أحد األحمر بالبحر الزعفرانة منطقة وتعد وطرازاتها، أخرى. ونظرا مزارع تستوعب أن والمتوقع الرياح مزارع من العديد تضم

هذه من بعضا فإن المتولدة الطاقة علي الرياح لسرعة المهم للتأثير Off-Shore Wind" البحرية المزارع عليها ويطلق المياه داخل تقام المزارع

Farm،" الشاطئية المزارع فتسمي اليابسة علي تقام التي تلك أما "On-

Shore Wind Farm ."

استخداماتها – أنواعها – : مصـادرهاالطاقةالخيــاط محمد مصطفي محمد

55

الرياح توربينات أنواعgصنف توربينات هما نوعين إلي الدوران لمحور بالنسبة الرياح توربينات ت" المحور سيةرأ " وتوربيناتHorizontal Axis Wind Turbines" المحور أفقية

Vertical Axis Wind Turbinesيكون التي هي المحور األفقية التوربينات ". و أو مواجهة في إما وضعها ويمكن األرض لسطح موازيا دورانها محور بأن الريح مواجهة في توضع التي التوربينات وتتميز الريح، اتجاه عكس الشائع هو التوربينات من النوع وهذا مباشر بشكل فيها تؤثر الريح

دورانها محور يكون التي فهي المحور سيةرأ التوربينات أما االستخدام، توليد في النوعين كال استخدام ويمكن األرض، سطح علي عمودي في تستخدم ما غالبا المحور الرأسية التوربينات كانت وإن الكهرباءالمياه. ضخ مثل الميكانيكية األغراض

المحور األفقية الرياح توربينات وضعها يمكن ريش ثالث من المحور األفقية الرياح توربينات تتكون بدأت النوع هذا بدايات بأن علما مواجهتها، في أو الريح اتجاه عكس

ذات التوربينات إلي تطورت ثم الواحدة الريشة ذات بالتوربينة وتوازن توزيع أن إلي ريش الثالث استخدام سبب الريشتين. ويرجع

أو واحدة ريشة استخدام من أفضل يكون الدوران محور علي األحمال كبري أهمية له الدوران محور علي الواقعة األحمال ريشتين. وحساب

طن(. أيضا2) كيلوجرام2000 الـ قرابة الواحدة الريشة وزن يبلغ حيث مصر ففي الوقت، مرور مع المحور األفقية التوربينات قدرات تطورت

المزارع في كيلوات300 و100 قدرات ذات توربينات استخدمت ذات توربينات لتستخدم األمر تطور ثم بالغردقة، أنشأت التي التجريبية

بالزعفرانة. كيلوات850 و600 قدرات

المحور الرأسية الرياح توربينات

استخداماتها – أنواعها – : مصـادرهاالطاقةالخيــاط محمد مصطفي محمد

56

ن ا ثالث ريش ريشت ريشة

عكس اتجاه الريح في مواجهة الريح

متعددة الريش

األفقية المحورالرياح(: رسم توضيحي لتوربينات 43شكل )

ما وغالبا للدوران رأسي بمحور المحور الرأسية التوربينات تتميز كما المياه، ضخ مثل الميكانيكية التطبيقات في التوربينات هذه تستعمل

( بعض35) رقم شكل ويوضح ريش، ثالثة عن يزيد الريش عدد أن أنواع أشهر من داريوس توربينة التوربينات. وتعتبر من النوع هذا أشكال

وتنسب البيض، مضرب شكل تأخذ والتي المحور الرأسية التوربينات "George Darrieus داريوس "جورج الفرنسي المهندس إلي التوربينة هذه أخرى أشكال . وتوجد1931 عام في يبتكرها أن استطاع الذي

هو ما " ومنهاV" حرف شكل علي هو ما منها المحور الرأسية للتوربينات المهندس ابتكرها التي سافونيوس توربينة وأيضا "،H" حرف شكل علي

النوع هذا يميز . ومما"Siguard J. Savonius سافونيوس "سيجوارد الفنلندي أن كما الرياح، اتجاه في توجيه نظام إلي تحتاج ال أنها التوربينات من

بالتوربينات مقارنة بسهولتها تتميز بها الخاصة والصيانة التشغيل عمليات

المحور. األفقية

الرياح من المنتجة الطـــاقة تتناسب حيث الرياح، بسرعة مباشرا تأثرا الرياح توربينات إنتاج يتأثر

المثال نضرب العالقة هذه ولبيان السرعة، مكعب مع المنتجة الطاقة– تعادل الناتجة الطاقة فإن متر/ثانية5 الرياح سرعة كانت إذا التالي، 6 وأصبحت الرياح سرعة ارتفعت فإذا طاقة، وحدة125تقريبا-

هذا طاقة. ويبين وحدة216 إلي تزيد الناتجة الطاقة فإن متر/ثانية إلي أدي متر/ثانية1 بمقدار الرياح سرعة ارتفاع أن كيف البسيط المثال من المنتجة الطاقة تتأثر المنتجة. أيضا الطاقة في كبيرة زيادة

يكون المباشر التأثر أن إال الهواء، كثافة منها أخري عوامل مع التوربيناتالرياح. سرعة مع

مصـــر في الرياح طـــاقة

استخداماتها – أنواعها – : مصـادرهاالطاقةالخيــاط محمد مصطفي محمد

57

Hتوربينة حرف توربينة داريوس توربينة سافونيوس

(: صور لبعض توربينات الرياح الرأسية المحور53شكل )

أهم ومن العالية، الرياح سرعات ذات المناطق من بالعديد مصر تتميز مثل السويس وخليج األحمر البحر ساحل علي الواقعة تلك المناطق هذه

شهور في الرياح سرعات تكون عامة الزيت. وبصفة وخليج الزعفرانة السنوي المتوسط بمصر. ويصل الشتاء شهور في منها أعلي الصيف متر،40 ارتفاع علي وذلك متر/ثانية9 حوالي بالزعفرانة الرياح لسرعة

نفس عند الزيت خليج في متر/ثانية10.5 إلي تصل أنها حين في سرعة متوسط يكون أن يجب بكفاءة التوربينة تعمل ولكي االرتفاع،

بسرعة التوربينة تدور حتى وذلك متر/ثانية،14 و12 بين ما الرياح أبراج ارتفاع أن المعروف ومن مقبولة، تكلفة ذات كهرباء إلنتاج تكفي

متر.100 و50 بين حاليا تتراوح للكهرباء المنتجة التوربينات

تفصيلية بيانات متضمنا السويس خليج رياح أطلس صدر1996 عام في لعدد ،1995 حتى1991 من الفترة خالل الرياح واتجاهات سرعات عن

تقع وكلها والغردقة الزيت خليج ،الزعفرانة الدرج، أبو هي مواقع أربعة عالية رياح بسرعات المناطق هذه تتميز األحمر. حيث البحر ساحل علي إلنشاء مصر مع التعاون علي الدولية الجهات من العديد شجع مما

مارس الشبكة. في علي وربطها الكهرباء لتوليد رياح مزارع مشروعات معامل مع بالتعاون السويس لخليج تفصيلي رياح أطلس صدر2003

مصر جمهورية رياح أطلس صدر2006 فبراير فيو ،الدنمركية ريزو يريد لمن متاحة األطالس هذه كل أن بالذكر الجدير ومن ،العربية

أهمية ذو يعد ومعلومات بيانات من تحتويه ما بأن علما عليها، الحصول .الرياح طاقة مجال في العاملين للباحثين وبخاصة كبيرة

استخداماتها – أنواعها – : مصـادرهاالطاقةالخيــاط محمد مصطفي محمد

58

الكهرباء توليد محطة منها، مصر في الرياح لطاقة مشروعات عدة توجد مزدوجة ألنظمة تجريبي مشروعو ، ميجاوات225 قدرة الرياح بطاقة

ميجاوات5.4 قدرة رياح ومزرعة ،مطروح بمحافظة رياح/ديزل عام نهاية في الرياح محطات من المنتجة الطاقة بلغت وقد ،بالغردقة

إجمالي من الرياح مشاركة نسبة أما ،ساعة جيجاوات368 نحو2004 طاقة بإجمالي الوصول المتوقع من. و% 0.8 فهي المركبة القدرات

% من3 حوالي مشاركتها لتمثل ،2010 بعام ميجاوات850 إلي الرياحالوقت. ذلك في المركبة القدرات إجمالي

من جانب توفير في كبير بشكل الرياح طاقة علي تعتمد التي الدول ومن القدرات بلغت حيث والدنمارك وأسبانيا ألمانيا الكهربية، احتياجاتها

الترتيب علي ميجاوات3118 ،8263 ،16628 الدول هذه في المركبة في وينافسها والعالمي األوربي الترتيب تتصدر الدول هذه يجعل ما وهو

المركبة قدراتها وصلت التي األمريكية المتحدة الواليات العالمي الترتيبيناير في المنتهي اإلحصاء حسب وذلك ميجاوات،6752 إلي الرياح من

2005 .

الثا المائية: منالباب الطاقة

استخداماتها – أنواعها – : مصـادرهاالطاقةالخيــاط محمد مصطفي محمد

59

(: جانب من مزرعة الرياح بالزعفرانة63شكـل )

فالماء خلقه، علي وجل عز الله نعم أعظم من الماء قال عنه، األخرى والكائنات لإلنسان غني وال للحياة ضروري

gنزل ،11يؤمنون" أفال حي شيء كل الماء من "وجعلنا تعالي ي منه وترتوي الحية الكائنات فتشرب السماء من الماء الله

ذرتي اتحاد من ناتج كيميائي مركب الزرع. والماء وينبت اللون عديم أنه خواصه أهم ومن أكسجين، وذرة هيدروجين

مئوي صفر حرارة درجة عند ويتجمد والرائحة، والطعم الذي الوحيد المركب وهو مئوية، درجة100 عند ويغلي والغازية والسائلة الصلبة الحالة في الطبيعة في يتواجد

الطاقة من كمية فقد أو باكتساب ألخرى حالة من ويتحولgكgون الحرارية، الكرة سطح مساحة % من71 الماء وياألرضية.

تنساب ثم لألمطار، نتيجة الجبال أعالي في المياه تتجمع تعمل الجبال يجعل ما وهو والمحيطات البحار إلي ذلك بعد

أن وسبق شغل، علي منها نحصل وبالتالي للمياه كمساقط المياه أن وحيث شغل، بذل علي القدرة هي الطاقة أن بينا

طاقة علي تحتوي مرتفع مكان من المنحدرة أو المتساقطة مجري كان فإذاكهرباء. إلي نحولها أن يمكن فإننا حركة يسمح سد إنشاء يقتضي األمر فإن خفيف انحدار ذو النهر

gنشأ حيث المياه، بتخزين هذه من بالقرب التوليد محطات تgني حيث النيل، نهر مجري في الحال هو كما السدود، السد ب

كبير، انحدار ذو النهر مجري يكون أن حالة في العالي. أما وعمل القريبة الوديان أحد باتجاه النهر مجري تحوير فيمكن والتي الطبيعية الشالالت إلي باإلضافة هذا صناعي، شالل

"فيكتوريا" وشالالت "نياجرا" بأمريكا، شالالت أشهرها منالشمالية. "أكواكو" بأمريكا وشالالت بإثيوبيا،

في متر120 تبلغ شاهقة ارتفاعات من المياه تتساقط 1000 إلي هبوطها سرعة وتصل "فيكتوريا"، شالالت

الرزاز فيظهر طريقها في الهواء لتجرف كيلومتر/ساعة، مناطق فوق قزح قوس ظهور علي بدوره يساعد الذي

ما وهو والرطوبة الحرارة درجة ترتفع الشالالت مناطق الشالالت. في والزهور والطحالب المائية النباتات من خاصة نوعيات بنمو يسمح

gضفي التي الملونة وسحرا. جماال المكان علي ت

.30 األنبياء- آية سورة 11

استخداماتها – أنواعها – : مصـادرهاالطاقةالخيــاط محمد مصطفي محمد

60

◄"تبلغ نسبة

مشاركة الطاقة

المائية في % 51مصر

من إجمالي مصادر الطاقة

الكهربية"

الحبوب لطحن الطواحين تدوير في المياه مساقط استخدمت قديما مسننة خشبية عجالت من الطواحين هذه وتتكون والذرة، القمح مثل

المنساب الماء يقومل نهر مجري في توضع( 38) شكل في المبينة كتلك Water" المياه طواحين اسم الطواحين هذه علي أطلق وقد بتدويرها،

Mills" . عدة في"Domesday Book" بعنوان كتاب لندن في صدر1086 عام في

الكتاب صوري (بعد اخترعت قد المطبعة تكن لم حيث) اليد وبخط أجزاء ومحالت وشوارع منازل الوقت- من ذلك –في بريطانيا في الحياة

الكتاب هذكر ما ضمن منو الحياة، صور من وغيرها مختلفة أنشطهو بمعدل أي بريطانيا، جنوب منطقة في مياه طاحونة5642 وجود

.الوقت ذلك في شخص400 لكل طاحونة

الطاقةو كهرباء، إلي الحركية الطاقة تحويل نستطيع أننا قبل من ذكرنا فهي لذا الكهربية، الطاقة لتوليد المصادر وأنظف أرخص من المائية

لهذه مصادر فيها يتوافر التي العالم بلدان من العديد في حاليا تستخدم الكلي العالمي اإلنتاج % من20 المائية الطاقة مشاركة ويبلغ الطاقة،

تدرج كبيرا تطورا الكهرباء توليد تكنولوجيا وشهدت الكهربية، الطاقة من ومولدات توربينات استخدام إلي بدائية بسيطة معدات استخدام من

طاقة عنها وينتج الدقيقة في دورة1500 إلي دورانها سرعة تصل%.90 إلي تصل بكفاءة كهربية

gمثل والتي والبحار المحيطات علي الساقطة الشمسية األشعة تقوم ت بتبخير األرض سطح إلي الواصل الكلي الشمسي اإلشعاع % من75

علي أخرى مرة يسقط الكمية هذه من كبير وجزء السحب، مكونا الماء التي والجداول األنهار في الماء جريان فتسبب ثلوج أو أمطار شكل

استخداماتها – أنواعها – : مصـادرهاالطاقةالخيــاط محمد مصطفي محمد

61

(: رسم توضيحي لطــاحونة ميـــاه83شكل )

صورة :(73)شكل شالالت نيـاجرا بأمريكا ل

يمكن التي الطاقة كمية والبحار. وتتوقف المحيطات في ذلك بعد تصب المطر وكميات الموقع ظروف علي المائي المصدر من عليها الحصول

عنه يعبر ما وهو وجد إن الفيضان منسوب وكذلك عليه تسقط التيالطاقة. انتاج باقتصاديات

الواليات ففي العالم، دول من كثير في كبري أهمية المائية وللطاقةgعد األمريكية المتحدة الكهرباء، إنتاج مصادر همأ أحد المائية الطاقة ت

علي يساعد الكهرباء، إنتاج مصادر إجمالي % من10 بنسبة شاركت حيث الماء تجعل التي واألنهار الشاهقة الجبال من العديد وانتشار وجود ذلك

واشنطن % في80 المائية الطاقة تمثل الكهربية، للطاقة هاما مصدراالوالية. في الكهربية الطاقة إنتاج مصادر من

المائية بالطاقة الكهرباء توليد في المياه تجميع علي المائية الطاقة باستخدام الكهرباء توليد يعتمد في أنابيب خالل من المياه هذه دفع بغرض السدود، أحد خلف خزان تلك تشبه التوربينات وهذه دورانها إلي يؤدي مما توربينة، ريش اتجاه

البخار. من من بدال الماء نستخدم أننا إال القوي محطات في المستخدمة الجو، في الكربون أكسيد ثاني غاز إنبعاث عدم المائية الطاقة مزايا أهم بالمناطق المعيشة أنماط تغيير في يسهم المائية المحطات إنشاء أن إال

السكان تهجير في والخزانات السدود إنشاء يتسبب حيث بها، تقام التي طبيعة تتغير أيضا أخري، مناطق إلي اعتادوها التي إقامتهم مناطق من

تعتمد مناطق إلي الزراعة علي تعتمد مناطق من المناطق بتلك العمل إلي يؤدي ضخمة خزانات في المياه خزن أن إلي باإلضافة الصيد، علي الحرارة درجة الرتفاع يؤدي مما المناطق تلك في التبخر نسبة رفع

المناخ. طبيعة تغير وبالتالي والرطوبة

ــ قةاالطـــ المــــائية

مصـــر في الطاقة إنتاج عصر بدأ

مصــر في الكهربية

استخداماتها – أنواعها – : مصـادرهاالطاقةالخيــاط محمد مصطفي محمد

62

(: رسم تخطيطي لمحطة طاقة 93شكل )مائية

مولد

توربينة نـهر

خـزان

قـناة

محول كهربي

ســـد مـــائي

أسوان خزان من الكهرباء توليد بعد1960 عام في المائية المصادر من تشغيل بدأ1967 عام وفي ،الري مياه في للتحكم إنشائه تم الذي

75 الواحدة قدرة توربينة12 من تتكون التي العالي السد توليد محطة تم1985 عام في. ميجاوات2100 إلي قدرةال إجمالي ليصل ميجاوات

عام وفي ميجاوات550 ( بقدرة2) أسوان خزان كهرباء محطة تنفيذ بلغ وقد ميجاوات. 90 بقدرة المائية"سنا"إ محطة إنشاء تم1993

ساعة جيجاوات13019 المائية المحطات من المنتجة الكهرباء إجمالي الطاقة من المركبة القدرات مشاركة نسبة تصل كما ،2004 عام في

من المنتجة الطاقة وتتميز ،المركبة القدرات إجمالي من% 15 المائية إلي المحطات تشغيل نتيجة ملوثات انبعاث بعدم المائية المحطات

المنتجة. للكهرباء المنخفضة التكلفة جانب

استخداماتها – أنواعها – : مصـادرهاالطاقةالخيــاط محمد مصطفي محمد

63

(: صورة للسد العالي بأســوان04شكل )

اإلحيائية : الكتلة طاقة التاسع الباب

مثل مخلفات، من تجميعه يتم ما اإلحيائية بالكتلة يقصد المحاصيل، ومخلفات األشجار، وفروع الميتة، األشجار

األخرى. يمكن المخلفات من وغيرها الخشب، وقطع إعادة إجراءات خالل من المخلفات من االستفادة

ما وهو "Re-Useاالستخدام" إعادة أوRecycling"" التدوير والقمامة. المخلفات حجم تقليل إلي يؤدي أن يمكن

إلنتاج استخدامها إعادة هو المخلفات بتدوير ويقصد حين في األصلي، المنتج من جودة أقل أخري منتجات

gقصد الزجاجات استخدام إعادة مثال االستخدام، بإعادة يتعقيمها. بعد المعدنية للمياه البالستيكية

الحيوية الكتلة لوقود المختلفة األنماط من العديد هناك الطهي في المستخدم التقليدي الحطب من تتراوح التي

كل بعيدة بطريقة حرقه يتم والذي الريفية بالمناطق والمتطورة الحديثة األنماط إلي الكفاءة، عن البعد

لهذا المزروعة الحيوية الكتلة من تنتج التي للغاية الروث مثل الزراعية للمخلفات بالذات. ويمكن الغرض

""Manureبالمستطاع أنه غير حيوي، كوقود تستخدم أن .Ferment"" التخمر عملية علي باالعتماد الطاقة توليد

عام20 من أكثر منذ التقنية هذه الصين وتستخدم من الحيوي الغاز إلنتاج جهاز ماليين10 نحو بها ويوجد

الحيوانية. النفايات

gحدثه تغير بأنه اإلحيائية الكتلة في التخمر يعرف كائنات ت من تركيبا أبسط مواد لتنتج عضوية مركبات في دقيقة التغير هذا في يتحكم أن لإلنسان ويمكن الصلبة، المواد

نافعة وسائلة صلبه مواد علي الحيوية الكتلة من ليحصل تخمير في يحدث مثلما كوقود، تستخدم غازات وعلي

الحيوي الغاز علي للحصول والحيوانية البشرية النفايات من وشبكات خطوط استخدام ثم ومن الميثان(، )غاز

إمكانية االستهالك. مع مناطق علي لتوزيعه األنابيب من الناتجه الحيوانية المخلفات مع اإلجراء نفس تنفيذ

مثل الطيور من وأيضا واألغنام والجاموس األبقار داخل يستخدم ما غالبا الناتج الميثان أن إال الدجاج،

محدودا. اإلنتاج لكون وذلك المزرعة

استخداماتها – أنواعها – : مصـادرهاالطاقةالخيــاط محمد مصطفي محمد

64

◄"قدرت الطاقة

المنتجة من الكتلة

الحيوية في مصر بنحو

مليون 6.3طن بترول

مكافئ، وذلك في

نهاية عام 4002."

استخدام يمكن حيث السكر، قصب محصول الحيوي الوقود أمثلة ومن}فل أو السكر }فل الطاقة، إنتاج في سواء حد علي القصب ت ما هو والت كوقود للغاية مفيد وهو )المgصiاصة(، عصره بعد القصب من يتخلف كمصدر التفل هذا السكر تكرير مصانع للبناء. وتستخدم ومادة وعلف

البرازيل اشتهرت السكر. وقد قصب إنتاج عملية خالل الحرارية للطاقة كوقود الستخدامه كحول إلي السكر منتجات من جزء بتحويلها

علي يحتوي بوقود تعمل سيارة ماليين ستة نحو اآلن وتوجد للسيارات،التلوث. من يقلل بأنه يتميز الذي الكحول ذلك % من25

من المخلفات تدوير عملية أغراض أحد هو حرارة أو كهرباء إنتاج ويعتبر المنتجات المتحللة، األشجار المكونات هذه أمثلة ومن مختلفة، مكونات إحيائية كتلة لتكوين البعض بعضها مع خلطها يتم حيث التالفة، الغذائية مصر النباتات. في نمو في يساعد كسماد أو الطاقة إنتاج في تستخدم

ما وهو طن، مليون20 حوالي سنويا الجافة النباتية المخلفات حجم يبلغ الصالحة الفاكهة أشجار حجم ويبلغ اإلحيائية، الكتلة % من45 نسبة يمثل

من تنتج فهي كاليفورنيا طن/سنة. أما مليون1.2 إلي0.5 من للتفحيم مليون خمسة منها يستخدم سنويا، طن الستون قرابة الجافة العظام

من القمامة تجميع نواتج هي المخلفات هذه الكهرباء، إنتاج في طن استخدام تم الزراعية. وإذا والمناطق الغابات ومن المختلفة المناطق علي نحصل أن يمكننا فسوف الكهرباء إلنتاج بالكامل طن الستون منزل مليون2 إلنارة تقريبا يكفي ما وهو ميجاوات،2000 حواليصغير.

استخداماتها – أنواعها – : مصـادرهاالطاقةالخيــاط محمد مصطفي محمد

65

(: الغازات الناتجة 24شكل )من عمليات االحتراق

(: صورة لبعض 14شكل )أنواع من المخلفات

المخلفات تجميع يتم حيث جدا، بسيطة اإلحيائية الكتلة عمل وفكرة الكتلة محطة إلي والمزارع المصانع من الجرارات بواسطة ونقلها

المياه لتسخين تكفي حرارة إنتاج بغرض محارق في لتوضع اإلحيائية،توربينات. إلي يوجه بخار إلي تحويله ثم ومن الغاليات داخل

التدريجية الزيادة بأنه ويعرف البيئة مخاطر أحد الحراري االحتباس يعتبر كنتيجة باألرض؛ المحيط الجوي الغالف طبقات أدنى حرارة درجة في

الصوبة وغازات الصناعية، الثورة بداية منذ الغازات انبعاثات لزيادة الكربون، أكسيد وثاني الماء، بخار من معظمها يتكون والتي الخضراءا تلعب طبيعية غازات هي واألوزون النيتروز وأكسيد والميثان، nا دورnمهم

تؤدي ال أنها اإلحيائية الكتلة استخدم مزايا األرض. ومن سطح تدفئة في أكسيد ثاني تمتص النباتات أن حيث الحراري، االحتباس في زيادة إلي

القدر نفس تخرج فإنها حرقها يتم وعندما الجو في الموجود الكربون دورة غلق إلي يؤدي النباتات بزراعة االهتمام فإن لذا امتصاصه، تم الذي

لذا الحرق، عمليات من الناتج الكربون امتصاص خالل من وذلك الكربون من عدد بزراعة يقوموا أن الغابات مالكي علي الدول من العديد تشترط للمحافظة وذلك سنويا، قطعها يتم التي األشجار عدد يساوي األشجار

أكسيد ثاني معدالت زيادة عدم وبالتالي األخضر النباتي الغطاء علي ما إلي تؤدي التي العناصر أحد هو الكربون أن حيث البيئة، في الكربون

. "Global Warming" العالمي الحراري باالحتباس يعرف

صديق استخدام يعتبر الطاقة إنتاج في اإلحيائية الكتلة استخدام فإن لذا أيضا وهي تدويرها، إعادة إلمكانية وذلك ،Environmentally Friendly"" للبيئة

النباتات أن " بسببRenewable Energy" المتجددة الطاقة مصادر أحدgستزرع أن يمكن اإلحيائية للكتلة المكونة مستمر. بشكل وتنمو ت

من لالستفادة المستخدمة الطرق من العديد توجد الراهن، الوقت وفى ،Ethanol"" اإليثانول مثل المنتجات، من العديد إنتاج في اإلحيائية الكتلة

عن كبديل السيارات تسيير في استخدامه يمكن كحولي وقود وهوالبترول. علي اعتمادنا تقليل بالطبع- إلي– يؤدي ما وهو البنزين،

مصـر في اإلحيائية الكتلة اقةطــ نماذج تضم حديثة معامل والمتجددة الجديدة الطاقة هيئة وفرت

التقنيات عرض بهدف اإلحيائية، الكتلة طاقة نظم من لعدد ومعدات البيوجاز إنتاج مثل عليها والبحوث الدراسات وإجراء المستخدمة

التحليالت أجهزة جانب إلي النباتية، "كبس" المخلفات أو والقولبة والحرارية البيولوجية الخواص وقياس للعينات والبيولوجية الكيميائية

استخداماتها – أنواعها – : مصـادرهاالطاقةالخيــاط محمد مصطفي محمد

66

االستشارية الخدمات لتقديم الالزمة الخبرات وتأهيل العضوية، للموادالمجال. هذا في والبحوث والدراسات

األخشاب تفحيم مجال في ناجحة تجارب عدة إجراء بالفعل تم وقد واستكمال تأهيل وإعادة األرز، قش مثل المضغوطة النباتية والمخلفات

لوزارة التابعة البستانية الخدمات وحدة بمزرعة بيوجاز وحدة وتشغيلالعوينات. شرق بمنطقة الزراعة

2004 عام بنهاية مصر في الحيوية الكتلة من المستخرجة الطاقة قgدرت مكافئ بترول طن مليون2 منها مكافئ، بترول طن مليون3.6 بنحو السكر، إنتاج مصانع في البخار لتوليد القصب مصاصة حرق من ناتجة

0.4 ونحو النباتية، المخلفات من مكافئ بترول طن مليون1.1 وحوالي أغراض في تستخدم الحيوانية المخلفات من مكافئ بترول طن مليون مكافئ بترول طن ألف183 وحوالي بالريف، المنزلي بالقطاع الطهي

الفخارية. األواني صناعة أفران بعض في تستخدم القمامة حرق من

من منزلية وحدة600 من أكثر المصري الريف في أنشأت وقد كل مكافئ بترول طن15.000 حوالي سنويا توفر البيوجاز مخمرات الصحي الصرف مخلفات "البيوجاز" من لتوليد محطة توجد عام. كما 18 بقدرة الكهرباء لتوليد وحدة لتشغيل البيوجاز يستخدم حيث الصلبة،

األصفر الجبل بمنطقة الصحي الصرف بمحطة وذلك ميجاوات،بالقاهرة.

استخداماتها – أنواعها – : مصـادرهاالطاقةالخيــاط محمد مصطفي محمد

67

الحرارية : الجوفية الطاقة العاشر الباب

gعتقد التي للحرارة ضخما خزانا األرض تعتبر لها بأن ي غازية كتلة كانت األرض أن هو مصدرين: األول

وتصلبت قشرتها بردت الزمن مرور ومع جدا ساخنة الجزء أما الخارجي، الفضاء مع المباشر تماسها نتيجة

جدا. واإلحتمال عالية حرارته فمازالت الداخلي من الناتجة الحرارة هي األرض حرارة أن هو الثاني نتيجة صغيرة بمقادير الموجودة المشعة المواد تحلل

من وغيرها والبوتاسيوم اليورانيوم مثل عناصر لتحلل هذه في متفاوتة بنسب الموجودة المشعة المواد

الصخور.

زمن إلي الحرارية الجوفية الطاقة وجود تاريخ يرجع "Geo" كلمة من مشتق أسمها أن حتى ،األرض نشأة

فإن وبالتالي حرارة، فتعني"Thermal" أما أرض، وتعني حرارة هيGeothermal"" لكلمة الحرفية الترجمة الطبقات في المختزنة الحرارية والطاقة األرض،

المشعة للعناصر الطبيعي التحلل مصدرها الصخرية الصخور في الكامنة والحرارة األرضية القشرة في

فسوف وتكوينها، األرض شكل ولتصور المنصهرة، في كما نصفين إلي ونقطعها مسلوقة بيضة نستخدم

(.43) رقم شكل

أن يمكن "،Yellow Yolk)المح( " البيض صفار أن فنجد وشاح البياض يمثل حين في "،Core" األرض لب يمثل

قشرة فتمثل البيضة قشرة أما "،"Mantle األرض األرض حجم سدس األرض لب يمثل "،Crust" األرض متر، كيلو3468 إلي قطره ويصل كتلتها، وثلث

درجة5000 و3000 بين حرارته درجة وتتراوحgكgون حين في مئوية، %80 من أكثر األرض وشاح ي

2900 إلي سمكة ويصل األرضية، القشرة حجم من الحديد وأكاسيد سليكات من ويتكون متر كيلو

صخور األرض قشرة تحت . توجدوالماغنسيوم قشرة أن يعني ما وهو "،Magma" صخري ذوب تسمي منصهرة ومعادن

استخداماتها – أنواعها – : مصـادرهاالطاقةالخيــاط محمد مصطفي محمد

68

◄"كلما

001تعمقنا متر في

باطن األرض، كلما

ارتفعت درجة

الحرارة بنحو ثالث

درجات مئوية".

وخرج الصخري الذوب انكسر ما فإذا صخري، ذوب علي تعوم األرض.Lava"" حمم يسمي بركان شكل علي األرض سطح من

100 تعمقنا فإذا األرض، باطن في تعمقنا كلما الحرارة درجة وتزيد هذا أننا يعني ما وهو مئوية درجات3 حوالي ترتفع الحرارة درجة أن نجد متر درجة أن فسنجد متر آالف ثالثة حوالي األرض باطن في تعمقنا إذا

نجد األرض باطن في العمق زيادة الماء. مع لغلي كافية ستكون الحرارة ترتفع وبالتالي الساخنة الصخور من قريبة مسارات له يصنع الماء أن

حوالي إلي حرارته درجة تصل بخار إلي يتحول ثم ليغلي حرارته درجة الموجودة الشقوق في الساخن الماء يصعد مئوية. عندما درجة148

" كماHot Spring" ساخن ينبوع يسمي ما يتكون سطحها إلي األرض بباطن مستمرة حركة وفي متجدد ماءه بأن الينبوع ويتميز (،44) رقم شكل في

سطح فوق مندفعين الساخن والماء البخار خرج إذا أما هادئة، لكنها(.45) رقم شكل في كما"Geyser" ساخن فوار يسمي فهو األرض

استخداماتها – أنواعها – : مصـادرهاالطاقةالخيــاط محمد مصطفي محمد

69

بيضةاألرض

قشرة خارجية غالف

الوشاح بياض البيض

لب األرض المح

(: شكل توضيحي لتكوين الكرة 34شكل )األرضية

الحرارية الجوفية الطاقة استخدامات في الهنود أن إلي السنوات آالف إلي ترجع والتي القديمة اآلثار تشير

gعدون كانوا الشمالية أمريكا في أما الساخنة الينابيع حول أطعمتهم ي عمليات في تستخدم الينابيع هذه كانت ما فغالبا العالم أنحاء باقي

من الصادرة الدافئة المياه تستخدم مصر واالسترخاء. وفي االستشفاء فرعون حمام في الحال هو كما االستشفاء عمليات في الساخنة الينابيع

15n من يتكون الذي البخار يمألل الساخنة المياه منها تتدفق عينا حرارة درجة تبلغو ،الجبل في المنحوتة المغارة أنحاء منها المتصاعد

إمكانية العلمية التحاليل أثبتت مئوية. وقد درجة75-55 بين ما المياه وبعض والجلد الصدر أمراض من العديد شفاء في المياه هذه استخدام

يلو ك60 نحو بعد على تقع التي موسي عيون أيضا ويوجد ،العيون أمراض هذه وتعرف (السويس قناة )أسفل حمدي أحمد الشهيد نفق جنوبي متر

حيث عديدة صحية فوائد لها حولها- بأن الطبيعة جمال عن فضال- العيون .الهضمي الجهاز أيضا وتفيد والروماتيزم الجلدية األمراض بعض تعالج في بضخها وذلك المنازل تدفئة في الدافئة المياه استخدام يمكن أيضا

المنازل داخل كيلومترات لعدة والممتدة المعزولة المواسير من شبكة في المنازل من العديد وتوجد تدفئتها، المراد األخرى والمناطق والفنادق

برماردينو" "كاليفورنيا" و"سان جنوب مثل بالعالم كثيرة مناطقالتدفئة. عمليات في األنظمة هذه تستخدم

استخداماتها – أنواعها – : مصـادرهاالطاقةالخيــاط محمد مصطفي محمد

70

(: صورة لفــوار 54شكل )(: صورة ليـنبـوع ساخن44شكل )ساخن

الحرارية الجوفية الطاقة من الكهربية الطاقة إنتاج في األرض باطن من الصادر البخار أو الساخن الماء استخدام يمكنgعد الكهرباء، توليد التي الدول أشهر أحد األمريكية المتحدة الواليات وت

أربعة توجد وحدها كاليفورنيا فيف الحرارية، الجوفية الطاقة تستخدم باطن من الحرارية طاقةال علي الكهرباء إنتاج في تعتمد منطقة عشر

وفوارات ينابيع بها توجد أخري مناطق وجود جانب إلي هذا األرض،بعد. تستغل لم ساخنة

ال أنها عدا التقليدية، المحطات الحرارية الجوفية طاقةال محطات تشبه أو فالبخار بخار، إلي تحويلها بغرض المياه تسخين في وقود تستخدم

يدور توربينة نحو انيوجه األرض باطن من ينالصادر الساخن الماء بدورانه فيقطع المولد،و التوربينة نبي صلي مركزي عمود بدورانها) رقم الشكل يوضح .الكهرباء فتنشأ المولد داخل المغناطيسي المجال

إلنتاج الحرارية الجوفية طاقةال محطات ألحد تخطيطي ( رسم46 مناطق إلي القوي نقل كابالت عبر المحطة من نقلها يتم حيث الكهرباء

االستهالك.

في األرض باطن طاقة استخدام يمكن الكهرباء إنتاج إلي باإلضافة بين الحرارة درجات فرق علي اعتمادا "Heat Pump" حرارية مضخة تشغيل سطح من أمتار ثالثة عمق علي الحرارة فدرجة األرض، وباطن سطح كون يفسر ما وهو مئوية درجة16 و10 بين تتراوح ما غالبا األرض منخفضة، حرارة درجة ذاتو رطبة البنايات أسفل الموجودة الغرف تلخصت شتاءn الغرف هذه تدفئة في الحرارية المضخة استخدم وفكرة

الغرف- هذه -أسفل والمدفونة المعزولة المواسير من شبكة مد في إلي لتصل األرض باطن من الصادر البخار أو الساخنة المياه تحتوي إلي الحرارة نقل يتولى" Heat Exchanger" حراري مبادل أو حرارية مضخة

(. 47) رقم الشكل في كما الغرف، تلك

استخداماتها – أنواعها – : مصـادرهاالطاقةالخيــاط محمد مصطفي محمد

71

لنظام (: رسم توضيحي 74شكل )تدفئة يعتمد علي الطاقة الجوفية

الحرارية

مبادل حراري

ماء دافئ من جوف األرض

مدخــنة

مروحة

نظام مغلق مدفون لتدوير الماء

(: رسم توضيحي 64شكل )ن الطاقة ممحطة إلنتاج الكهرباءل

الجوفية الحرارية

ماء أو بخار عند درجة °451حرارة

منطقة صخرية بها بخار أو ماء

ساخن

القشرة األرضية

حمم وصخورحمـمـ

صـخور

برج نقل الطاقة الكهربية

ال عشر احالباب النووية: دي الطاقة

باستخراج وتختص الطاقة، أشكال أحد هي النووية الطاقة الطاقة تزود العناصر، أحد نواة في الموجودة الطاقة الكهربية الطاقة % من16 من بأكثر العالم دول النووية

احتياجات % من35 من يقرب ما تلبي فهي يحتاجها، التي % من77 علي تحصل وحدها ففرنسا األوربي، اإلتحاد دول

ليتوانيا. أما ومثلها النووية المفاعالت من الكهربية طاقتها من الكهربية طاقتها % من30 علي فتحصل اليابان

مفاعالت المفاعالت، من نوعان النووية. ويوجد المفاعالتgستخدم لتوليد وأخري بحثية البحثية المفاعالت الطاقة. ت

علي ويوجد وصناعية، طبية ألهداف العلمية األبحاث إلجراء بلد. أما56 في بحثي مفاعل284 العالم مستوي

gستخدم الطاقة مفاعالت كما الكهربية الطاقة إلنتاج فت تمتلك التي البلدان في األسلحة إلنتاج استخدامها يمكننووية. حرب برامج

gع�رف مكونات بين تربط التي الطاقة بأنها النووية الطاقة ت نتيجة الطاقة نيترونات( وتنشأ أو )بروتونات أي النواة حرارية طاقة علي للحصول يؤدي مما الرابطة تلك تكس�رهائلة.

استخداماتها – أنواعها – : مصـادرهاالطاقةالخيــاط محمد مصطفي محمد

72

◄"تزود

الطاقة النووية دول العالم بأكثر

% 61من من

احتياجات الطاقة

الكهربية"

المادة أن ،العلماء أشهر أحد Albert Einstein"12 أينشتين "ألبرت بين وقد للمعادلة يخضع التحول هذا أن وأوضح طاقة، إلي تتحول أن يمكن

التالية:-2 ع× = ك ط

في مضــروبة )ك(، الكتلــة تســاوي )ط(، الطاقــة أن المعادلــة هذه تبينو علمل كمدخل المعادلة هذه العلماء استخدم )ع(. وقد الضوء سرعة مربع

كتبهم في اليونــانيون ذكــر الذرية. وقد القنابل لصنع وأيضا الذرية لطاقةاــزء أن ــغير الج ــادة من الص ــمي الم ــ لم لكنهم ذرة يس ــيئا ذكرواي عن ش

مكوناتها. أو طبيعتها

النووي االنشطار نحصل الذرات نويةأ انشطار نتيجة ضوء شكل في هائلة طاقة علي

المستخدمة الذرات وأنوية وحرارة، ما غالبا اإلنشطار عمليات في حاليا ذكر قدو اليورانيوم، من تكون

من صغيرال جزءال "أينشتين" أن من كبير قدر علي يحتوي المادة

الطاقة هذه تخرج عندما الطاقة، إنتاج في استخدامها يمكننا ببطء

دفعة خرجت إذا أما الكهرباء، انفجار في تتسبب فإنها واحدة انفجار ما حد إلي شبهي ومدمر هائل

الذرية. القنبلة

عنصر النووية المفاعالت تستخدم وكمية العالم، من متعددة مناطق من يستخرج وهو كوقود انيوماليور

من بكثير أقل هي الكهربية الطاقة من كمية لتوليد المطلوبة الوقود

الطبيعة بعلوم شبابه في تعلق بألمانيا،1879 مارس14 أينشتين" في "ألبرت ولد 12 "ميالنو-إيطاليا" إلي والدية مع سافر الكمان، آلة علي والعزف الموسيقي تعلم كما والرياضيات

عدا االلتحاق متحاناتا جميع في رسب لكنه الدراسية المعاهد بأحد االلتحاق حاول وهناك 1901 عام في عمل شديد عناء وبعد ،هتدراس وأكمل–سويسرا" "زيورخ إلي فسافر الرياضيات

ما وكان النظريات من العديد1905 عام "أينشتين" في االختراعات. وضع براءات مكاتب بأحد وظيفته بتغيير وطالبوا والرياضيات الفيزياء علماء اهتمام استرعي مما المكتب، بنفس يعمل زال

عام في وحصل "زيورخ"، بجامعة النظرية الفيزياء لقسم رئيسا1909 عام في هنيعيت تمو من العديد وضعه جانب إلي ،الكهروضوئية النظرية قانون الكتشافه نوبل جائزة علي1921

المجال نظرية الكم، ميكانيكا نظرية النسبية، نظرية منها النظريات من كثيرل العلمية األسس "أينشتين" لهذه توصل كيف تخيل عن عاجزين يقفون اآلن حتى العلماء ومازال الواحد،

.نظرياته صحة تؤكد اآلن حتى تجري التي التجارب أن والسيما النظريات

استخداماتها – أنواعها – : مصـادرهاالطاقةالخيــاط محمد مصطفي محمد

73

(: قضبان اليورانيوم 84شكل ) في تشغيلةالمستخدم

المفاعالت النووية

(: مفاعل نووي تظهر 94شكل )أعاله القباب الخرسانية باللون

األبيض

يحتاج الطاقة. من القدر نفس إلنتاج الالزمة البترول أو الفحم كمية في تصنيعه ثم معالجة عمليات إلي استخدامه قبل الخام اليورانيوم

قضبان عليها يطلق أعمدة شكل في " ترصPellets" صغيرة كرات شكل لتشغيلها" Reactors" المفاعالت في وضعت التي " وهيFuel Rods" الوقود

(.48) رقم كلش في كما

من سلسلة لتبدأ اليورانيوم ذرات انشطار هو المفاعل داخل يحدث وما " كنتيجةParticles" الجزيئات تحرر طاقة عنها ينتج "،Reactions" التفاعالت وفي بدورها، تنشطرل األخرى اليورانيوم بذرات فتصطدم الذرة النشطار

علي سيطرة" للControl Rods" التحكم قضبان تستخدم النووية المفاعالت تتم " حتىModerator" كمهدئ تعمل فهي وتهدئتها، االنشطار عمليات

عنه ينتج انفجار إلي تؤدي فسوف بسرعة تمت إذا ألنها ببطء، التفاعالتمدمرين. وإشعاع حرارة

إذا البشر إضرار في " تتسببRadioactive" شعةم مواد التفاعالت عن ينتج أن إلي باإلضافة صلب، شكل في تحفظ المواد هذه فإن لذا أصابتهم،

) رقم شكل في الموضحة كتلك- المفاعل تغطي خرسانية قبة وجود اآثاره تجنب وبالتالي المفاعل خارج اإلشعاعات هذه تسرب تمنع-(49

حرارية طاقة المتسلسلة التفاعالت هذه عن أيضا ينتج . كماالضارة لغلي الوقود حرق من فبدال لذا المفاعل، داخل الماء غلي في تستخدم

الذرات انشطار من الناجمة الطاقة علي النووية المفاعالت تعتمد الماءاإلجراء. هذا تنفيذ في

استخداماتها – أنواعها – : مصـادرهاالطاقةالخيــاط محمد مصطفي محمد

74

من أخرى مجموعة تسخينب يقوم حراري مبادل إلي الساخن الماء ينقل توربينة إلي هتمرير ثم بخار إلي الماء وتحويل بالماء ةالمملؤ األنابيب من والغرض(.50) رقم بشكل موضح هو كما الكهرباء، توليد وبالتالي

الماء مع لإلشعاع المgعرض الماء خلط عدم هو الحراري المبادل عمل خارج اإلشعاع لتسرب منعا وذلك التوربينات تشغيل في المستخدم المفاعل.

إشعاعي تسرب حدوث النووية بالمفاعالت المتعلقة الحوادث ومن "بنسلفانيا-الواليات قرب آيالند" النووي مايل "ثري مفاعل في جزئي

التفاعل علي السيطرة لفقدان ،1979 األمريكية" عام المتحدة تمت ولكن اإلشعاع من ضخمة كميات تحرر إلي أدي ما وهو اإلنشطاري

فلم ذلك علي الخرسانية القبة وجود وساعد المبني داخل عليه السيطرة عام حدث ما عكس وهو لإلشعاع، تسرب يحدث ولم وفيات تحدث

شخص31 حوالي قتل حيث السوفيتي باإلتحاد تشرنوبل في1986 البشر هؤالء علي يؤثر أن يمكن ما وهو لإلشعاع اآلالف مئات وتعرض

قادمة. أجيال لعدة أيضا أبنائهم علي وربما

النووي االندماج النووية، الطاقة صور من اآلخر الشكل النووي" هو "االندماج يعتبر

أكبر، نواة لتكوين البعض بعضها مع النويات ربط تعني اندماج وكلمة هليوم إلي الهيدروجين ذرات تحول عن المسئولة هي االندماج وطاقة

أخرى.يعرض وإشعاعات وضوء حرارة عنه ينتج ما وهو الشمس، في " وDeuterium" ديتريوم الهيدروجين، لذرات ( نوعين51) رقم الشكل

استخداماتها – أنواعها – : مصـادرهاالطاقةالخيــاط محمد مصطفي محمد

75

(: رسم تخطيطي لمفاعل نووي 05شكل )

مضخة مضخة

قلب المفاعل قضبان

الوقود

ضاغط مبادلحراري

غــالف خرســاني

مسار المياه المشعة

مسار المياه الغير مشعة

توربينة

آخر وجزيء هليوم ذرة ليعطيا البعض بعضهما مع " اتحداTritium" ترتيومطاقة. إلي باإلضافة هذا نيوترون يسمي

عمليات في التحكم غيةgب أبحاثهم علي العلماء يعكف الحالي الوقت وفي لكنهم الكهرباء، إلنتاج اندماجي مفاعل صنع ويحاولون النووي، االندماج التي االندماج عملية في التحكم كيفية حول مشاكل يواجهون مازالوا اإلشعاعية المواد أن النووي االندماج مزايا محدود. ومن حيز في تجري

النووي. االنشطار عن الناتجة تلك من أقل تكون عنه الناتجة

المحيطـــات: الثاني الباب طاقة عشر

التي الصغيرة المحطات بعض توجد الراهن الوقت في ربماو المحيطات، طاقة علي الكهرباء إنتاج في تعتمد أكبر بشكل االستفادة من المستقبل في اإلنسان تمكن

لخدمته وتسخيرها المحيطات في الكامنة الطاقة من ولكن ه،وعمل همنزل في ايحتاجه التي بالطاقة هإمدادو

نستطيع كيف هو علينا نفسه يطرح الذي السؤالالمحيطات؟. من الكهرباء علي الحصول

من الكهرباء علي للحصول رئيسية طرق ةثالث توجد نستطيع فنحن ،"Wave Energy"المحيطات أمواج طاقة

المد من الناتجة الطاقة وأ المحيطات، أمواج استخدام فرق من االستفادة نستطيع وكذلك "،Tidal" والجزر باالستفادة يعرف فيما المحيطات في الحرارة درجات

استخداماتها – أنواعها – : مصـادرهاالطاقةالخيــاط محمد مصطفي محمد

76

◄"تقدر قدرة المد والجزر عالميا بنحو

ثالثة مليارات

كيلو وات، إال أنه ال

يمكن االستفادة

من كل هذه القدرة الهائلة"

(: رسم تخطيطي لعمليات 15شكل )االندماج

ديتريوم

تريتيوم

طــاقة

نيوترون

هليوم

هذه من كل علي الضوء قيلن وسوف ،للمحيطات الحرارية بالطاقةالطرق.

األمــواج طاقة المثال وفي توربينة، تدير أن هايمكن حركة طاقة علي األمواج تحتوي

غرفة داخل يرتفع الماء أن نجد (،52) رقم شكل في المبين البسيط تستطيع توربينة خروجه أثناء ليدير الخارج، إلي بها الموجود الهواء فيدفع فنحصل ،مولد داخل المغناطيسي المجال بدورانه يقطع عمود إدارة إلي يدخل الهواء فإن المياه منسوب هبطي عندما أما الكهرباء، علي

طرق أحد هي الفكرة وهذه دواليك، وهكذا هاليمأل أخرى مرة الغرفة االستفادة علي عتمدت أخرى طريقة وتوجد األمواج، طاقة من االستفادة

" اسطوانة " داخلPiston" مكبس تحريك في لألمواج الترددية الحركة منCylinder،" مولد. يدير أن يمكن مكبسال وهذا

صــغيرة، قــدرات ذات األمواج طاقة أنظمة معظم أن بالذكر الجدير ومن التحــذير لمبــاتو الصــغيرة المنــازل إضاءة في تستخدم ما غالبا فهي لذا

الشواطئ. علي

والجزر المد طاقة الشكل هي والجزر المد طاقة المحيطات، طاقة من الثاني

علي منها االستفادة فكرة وتعتمد نحو المد به يأتي الذي الماء حجز

سدود خلف خزانات في الشاطئ"Dams،" االستفادة يمكن بالتاليو

كما كهرباءال جتانإ في الماء منالمائية. المحطات في

الطاقه، النتاج يتم ان يجب ما كل الماء مستوي اختالف في يكمن

وتتجسد والخزان البحر بين وهو الخزان بملئ االولى الخطوة

اغالق يتم بعدها المد، به يتكفل ما عند اال فتحها يتم وال الخزان ابواب انسحاب الجزر. عند حالة انتهاء اعلى في الخزان يكون الماء،

بين الفرق ويكون مستوياته

استخداماتها – أنواعها – : مصـادرهاالطاقةالخيــاط محمد مصطفي محمد

77

المـــد والجــزر(: 35شكل )

(: إدارة مولد باستخدام 25شكل )طاقة األمواج

خروج الهواء

دخول الهواء

توربينة

مولد

إتجــاه

المـــوج

غرفة

تعمل والتي المضخات مراوح الماء ليشغل كافيا والخزان البحر مستوى خالل من نقلها يتم التي الكهرباء فتنشأ مولد داخل عمود إدارة علي

الكهربائيه. الطاقة توزيع مركز الى تحملها خاصه محوالت

كمية وعلى والجزر، المد قوة على توليدها يتم التي الطاقة كمية تتوقف تشغيل علي النظم بعض وتعتمد الخزانات، في تخزينها يتم التي المياه

مستوى من اعلى هو ما الى الخزانات في المياه مستوى ترفع مضخات استهالك على الطلب يقل عندما ممكنا- وخصوصا ذلك يكون -حين البحر

البحر الى ذلك بعد المياه تفريغ ويتم الليل، فترة في وتحديدا الطاقة،الكهرباء. على الطلب يزداد حين

االضرار دون الكهرباء من كبيرة كميات انتاج يمكن والجزر، المد بفضل ينشأ للطاقة، ينضب ال مصدر على يدلنا والجزر المد ان بالبيئه. والحقيقة

الجاذبية االرض. قوة على القمر يمارسها التي الجاذبية عن والجزر المد شكل في تظهر والتي القمر نحو المحيطات مياه اندفاع الى تؤدي هذه،

مؤديا للقمر، المواجه المحيط سطح على المياه من أكبر قدر انسحاب وينخفض يرتفع االرض، دوران نتيجة ايضا، الجزر من منطقة ظهور إلي

قدرة اليوم. وتقدر في مرتين الكوكب من بقعة اي في البحر مستوى الناحية من انه اال كيلووات، مليارات ثالثة بنحو عالميا والجزر المد

الهائله. القدرة هذه كل تسخير يمكن ال العملية

كانت حيث قرنا، عشر أحد حوالي منذ والجزر المد طاقة ستخدمgت خلف المياه ستخدما بغرض واألنهار المحيطات من بالقرب تبني السدود بناء انتشر ولهذا الحبوب بطحن لتقوم المياه طواحين إدارة في السدود

في اآلن . وتوجداألنهار مصبات عند او الخلجان، في المحطات هذه في والجزر المد طاقة علي تعتمد محطات العالم من محدودة مناطق

الطرف هو والجزر بالمد شعورا العالم بالد وأكثر الكهرباء، إنتاج علي األطلسي المحيط وجزر مد يعمل حيث فرنسا في الغربي الشمالي أنشأت 1966 عام فيو متر، ثالثين "برنتانيا" إلي جزيرة شبة سواحل

240 قدرتها تبلغ والجزر المد باستخدام الطاقة اجتنال ةمحط أكبر هناك القريبة السكانية التجمعات حتاجهات التي الطاقة بتوفير وتقوم ميجاوات

من– المحطات هذه ثاني أما اآلن، حتى تعمل المحطة هذه ومازالت منها ميجاوات. 17 قدرتها وتبلغ كندا في المقامة تلك فهيالقدرة- حيث

  للمحيطات الحرارية الطاقة

ما، حد إلي قديمة محيطاتلل الحرارية الطاقة من االستفادة فكرة تعتبر Jacques أرزونفال دي "جاك الفرنسي المهندس مدق 1881 عام ففي

استخداماتها – أنواعها – : مصـادرهاالطاقةالخيــاط محمد مصطفي محمد

78

D'Arsonval"13وملخص الحرارة، درجات فرق علي عتمدت التي فكرته في منها أعلي تكون المحيط سطح علي الحرارة درجة أن هو الفكرة

الحرارة درجة أن أي الشمس، لضوء تعرضها نتيجة وذلك األعماق ولهذا القاع، في جدا باردة لتصبح المحيط في تعمقنا كلما تنخفض االحتفاظ علي تساعدهم الجلد من غطس بدل نوالغواص يرتدي السبب

أجسامهم. حرارة بدرجات

" للطاقةCollectors" كمجمعات تعمل المحيطات أن فكرة علي واعتمادا فرق علي يعتمد كهرباء إلي الحرارية الطاقة تحويل فإن الحرارية،

الدافئ السطح بين مئوية درجة20 نحو إلي يصل الذي الحرارة درجات يعتمد التي الوحدات هذه من بعض14"هاواي" في ويوجد البارد، والقاع.للوالية الكهربية الطاقة من بعض توفير في عليها

بالكهرباء، العالج رواد أحد ويعتبر1851 يونيو8 في ولد فرنسي أرزونفال" فيزيائي دي "جاك 13 توفي وقد الكهربية، الهندسة علم تأسيس في أسهمت والتي الهندسية األجهزة من العديد ابتكر

بفرنسا.1940 ديسمبر13 في سكانها عدد يبلغ الهادي، المحيط في الجزر من أرخبيل عن عبارة أمريكية والية "هاواي" هي 14

19 "هاواي" من تتكون المدن، وأكبر العاصمة "هونولولو" هي و نسمة، مليون1.2 حوالياألمريكي. اإلتحاد إلي انضمت التي الواليات آخر وهي رئيسية جزيرة

استخداماتها – أنواعها – : مصـادرهاالطاقةالخيــاط محمد مصطفي محمد

79

: الثالثالباب اقةــالطتـرشيــد عشر

الطاقة تضم والتي المتجددة الطاقات أن قبل من ذكرنا والطاقة الجوفية الحرارية والطاقة والرياح الشمسية

من أخري أشكال توجد لكن بانتظام، تتجدد المائية تعويضها يمكن ال وسياراتنا منازلنا في نستخدمها الطاقة

السنين ماليين إلي يحتاج اإلحفوري فالوقود تجديدها، أو منه استهلك ما يستعاد أن الممكن من وليس ليتكون

المتجددة، الطاقات بعض في الحال هو كما الليل خالل متجددة الغير الطاقة مصادر من المحدود القدر وهذا

ما وهو استرجاعه، يمكن وال استخدامه بمجرد يتالشى هذه وترشيد توفير تجاه هاما دورا منا لكل يجعل

بعض التالية الفقرات في نستعرض وسوف المصادر، في سواء منا كل يتخذها أن يمكن التي اإلجراءات

المواصالت. أو المدرسة أو المنزل

المنزل في الطاقة ترشيدــل ــتهالك يمث ــة اس ــازل الطاق ــا بالمن ــيرا جانب من كب

المنــازل اســتهالك متوســط يبلــغ مصر ففي الطاقة، والبــالغ المنتجــة الكهربيــة الطاقة إجمالي % من47

عــام في ســاعة كيلــووات مليــار95 حــوالي قــدرها يمكن الــتي اإلرشــادات من بعض يلي وفيما ،2004

داخــل الطاقــة اســتهالكات خفض في تســاعدنا أنالمنازل.

وعــدم لهــا، تحتــاج ال التي الكهربية األجهزة إغالق مgضـاءة. الغرف ترك

ــة اناتللســخ األمثل االستخدام أن حيث الكهربائي 3000 إلى1000 بين يــتراوح الطاقــة من استهالكها

.ساعة وات700 تصـنيع فـإن الورقيـة، األكياس استخدام أعد

عمرهـا متوسـط يبلـغ شـجرة إلي يحتاج ورقي كيس عام.15فيهــا كــان فربمــا القديمــة، أوراقــك استخدام أعد

مــرة عليهــا الطباعــة أو الكتابــة يمكنــك بيضاء أوراقأخرى.

استخداماتها – أنواعها – : مصـادرهاالطاقةالخيــاط محمد مصطفي محمد

80

◄"إن إعادة استخدام كيس 007

ورقي يعادل الحفاظ

علي شجرة يبلغ متوسط

51عمرها عام "

جزء لتبخر منعا وذلك النهار، أثناء المنزلية واألزهار النباتات تروي ال النبــات إستفادة عدم وبالتالي الشمس سطوع نتيجة الري مياه من

منها.

اإلضاءة في الطاقة ترشيد تستخدم حيث انتشارا الكهربائية األجهزة أكثر من المصابيح تعتبر

المباني بعض أن كما والتجاري، السكني القطاعين فى كبيرة بكميات الطاقة إجمالي % من30 من أكثر فيها اإلنارة استهالك نسبة تبلغ

مصابيح ،انتشارا األكثر اإلضاءة مصابيح أنواع ومن ،المستهلكة الكهربية وفيما ،للطاقة دة}الgمرش المصابيحو ،تفلوريسنال صابيحوم ،التنجستن

في الطاقة استهالك لترشيد إتباعها يمكننا التي اإلرشادات بعض يلي: - اإلضاءة مجال

الكهربية. المصابيح من بدال النهار أثناء الشمس ضوء علي االعتماداألفراد من الخالية الغرف أنوار إطفاء.أحضــر إطفــاءه األســرة أفــراد يينســ مــا غالبــا مصــباح توجــد ذاإ

إلي ضـعه ثماألنـوار" إطفـاء تنسـي "ال عليـه واكتب الصقا شريطا.مفتاحال جوار

رش}دة المصابيح أو تالفلوريسن مصابيح استخدامgأنهـا إذ للطاقة الم حــوالي إلي تصــل إضاءة شدة وتعطي أقل ةكهربائي طاقة تستهلكــة ــعاف أربع ــابيح أض ــتن مص ــو ،التنجس ــا وه ــني م ــابيح أن يع مص

مصــابيح تســتهلكها الــتي الطاقــة % من75 تــوفر الفلورســنتلسنوات. يمتد االفتراضي عمرها أن كما التنجستين،

الداخليــة للجــدران الفاتحــة والــدهانات الضــوئي العــاكس استخدام إضــاءة على والحصــول الضوء انعكاس علي يساعد هذا ألن للمبنى

المصابيح. من عدد بأقل جيدة

استخداماتها – أنواعها – : مصـادرهاالطاقةالخيــاط محمد مصطفي محمد

81

كيس 007= ورقي

كيس ورقي يعادل 007استخدام إعادة (:45شكل) عاما51 عمرها متوسطالحفاظ علي شجرة

المدرسة في الطاقة ترشيدالطالب- بــاقي مــع دوري وبشــكل أسبوع لمدة– طالب تعيين يمكن

مستوي مراجعة يتولى حيث "،Energy Monitor" طاقة كمشرف للعمل وكــذلك الطالب، من الخاليــة الفصــول في األنــوار وإطفــاء اإلضاءة

أسباب وتحديد السابقة بالقراءات ومقارنتها الطاقة عدادات قراءةاالستهالك. مستوي تغير

اإلضاءة. في الشمس ضوء علي االعتمادــة من أكثر طباعة تستطيع التي الطابعات استخدام وجهي علي ورق

الورقة.

المياه دورات في الطاقة ترشيدــوالي أن الدراســات أثبتت ــاه % من75 ح ــتي المي في نســتخدمها ال

ــا ــتهلكها منازلن ــاه دورات في نس ــو ،المي ــا وه ــني م ــة يع إلي الحاج وبالتــالي ،االســتخدام كفــاءة من امزيد تحقق أفضل وسائل استخدام

يعــني الميــاه إهــدار ألن الميــاه اســتهالك في باالقتصاد مطالبون فإننا تســاعدنا أن يمكن الــتي اإلجــراءات بعض يلي وفيمــا الكهربــاء، إهدار

المياه:- استهالك تقليل فيالميــاه % من37 يــوفر األطباق غسل في اآللية الغساالت استخدام

.يدويا غسلها عنإذ الســاخنة وخاصــة المياه توصيالت في تسرب وجود عدم من تأكد

.السخان عمل استمرار في أيضا يتسبب التسرب أنأن إذ الشمســية الطاقةب تعمل التي الماء سخانات باستخدام ينصح

أقل. يكون للكهرباء استهالكهاعنــد إال اصيف تشغيله وعدم السخان عن الكهرباء فصل على العمل

الحاجة.

المواصالت في الطاقة ترشيدالمتوسـطة المسـافات في وخاصـة قــدميك علي تمشـي أن حـاول

.السيارة استخدام من بدال والقصيرةاإلمكان بقدر العامة المواصالت استخدم.

استخداماتها – أنواعها – : مصـادرهاالطاقةالخيــاط محمد مصطفي محمد

82

(: احد أنواع اللمبات 55شكل )المرشدة للطاقة

إلي توصــلك أن يمكن الــتي العامــة المواصالت خطوط علي تعرف .وقت أقصر في عملك أو مدرستك

استخداماتها – أنواعها – : مصـادرهاالطاقةالخيــاط محمد مصطفي محمد

83

ع الباب مصادر شر: الرابع الطاقةمستقبل

مدار علي تشكل وقودا نستخدم أننا لنا الواضح من أصبح يمكن وال متجدد غير فهو وبالتالي مضت، عام مليون65

عليه نحافظ أن يمكن كيف وعرفنا أخري، مرة تصنيعه الطاقات في تتمثل له بدائل إيجاد مع استهالكنا بترشيد

المتجددة.

أن خواصه ومن البدائل، هذه أحد الهيدروجين غاز ويعد الكون، كتلة % من75 ويمثل رائحة أو لون له ليس

عناصر مع متحدا األرض سطح علي الهيدروجين ويوجد ما وهو والنيتروجين، والكربون األكسجين مثل أخري نستطيع حتى العناصر هذه عن فصله ضرورة يعني

استخدامه.

" الهيدروكربون جزيئات من الهيدروجين إنتاج ويمكنHydrocarbonإعادة باسم اإلجراء هذا ويعرف " بالتسخين

عادة إجراء وهو "، Hydrogen Reforming " الهيدروجين تكوين أيضا الطبيعي، الغاز من الهيدروجين إلنتاج يتم ما

مكوناته إلي الماء فصل في الكهربي التيار يستخدم بالتحليل تعرف عملية والماء- في الهيدروجين– األصلية

والبكتريا الطحالب بعض أن ". كماElectrolysis" الكهربي بالطاقة يمدها كمصدر الشمس ضوء تستخدم التي

معينة. شروط عند الهيدروجين تنتج أن تستطيع

يقوم جهاز ابتكار من المتحدة بالواليات العلماء نجح كهربية طاقة إلى وتحويله الماء من الهيدروجين بفصل

في الناتج الهيدروجين يستخدم حيث الوقت، نفس فيgطلق ما - وعادة وقود خلية شحن البطارية عليها ي

بأكسجين الهيدروجين يرتبط عملها - فعند الهيدروجينية أي ينتج ال بذلك وهو وماء، كهربية طاقة فينتج الجو

غير زال ما الجهاز أن إال سامة، غازات أو بيئية ملوثاتالتكلفة. اقتصادي

تصنيع في الهيدروجين يستخدم الراهن، الوقت في في يستخدم كما الميثانول، استخالص بغرض البترول تكرير وفي األمونيا

استخداماتها – أنواعها – : مصـادرهاالطاقةالخيــاط محمد مصطفي محمد

84

◄"يري

العلماء أن الهيدروجين سوف يمثل

الركيزة األساسية

للمجتمعات في

المستقبل كبديل

للوقود اإلحفوري"

في وأيضا الفضاء لسفن كوقود الفضاء " ألبحاثNASA" 15ناسا وكالة لرواد والمياه والكهرباء الحرارة علي " للحصولFuel Cells" الوقود خاليا

بتحويل تقوم وحدات عن عبارة الوقود ". وخالياAstronauts" الفضاء في الهيدروجين استخدم وربما كهرباء، إلي مباشرة الهيدروجين وكذلك والسوالر، البنزين عن كبديل العربات لتسيير المستقبل طاقة علي يحتوي فالهيدروجين بالطاقة، منازلنا إمداد وفي الطائرات

Zero" ملوثات أية عنها يصدر ال بحرقه تقوم التي الماكينات أن كما عالية،

Pollution."

الوقود خاليا استخدامات في والكهرباء للحرارة كمصدر للعمل واعدة تكنولوجيا الوقود خاليا تعتبر

تعمل وبالسيارات. لذا المباني تصنيع علي السيارات تصنيع شركات الوقود. في بخاليا تعمل نقل وسائل

كهروكيميائي جهاز يوجد الوقود خاليا"Electrochemicalالهيدروجين " يفصل

إدارة يمكنها كهرباء إلنتاج واألكسجين العربة. إال تسيير يتولى كهربي موتور

ييؤد سوف الهيدروجين استخدام أن الطاقة من كبير قدر استهالك إلي

"Infrastructure" تحتية بنية لبناء الالزمة وغيرها به التزود محطات إنشاء في لهذه الضرورية التجهيزات من

.المحطات

حامل بكونه بالكهرباء يلحق أن المستقبل في الهيدروجين استطاع ربما الطاقة وحمل اختزان هي الطاقة حامل ووظيفة "،Energy Carrier" للطاقة

بسهولة. الطاقة استخدام معه يمكنهم بسيط شكل في المستهلكين إلي إمكانية مع إليها الحاجة وقت حتى الطاقة اختزان يستطيع الهيدروجينف

.فيه استخدامها المطلوب المكان إلي حملها

تهتم والتي الفضاء، ألبحاث األمريكية ناسا وكالة في الرسمي العمل بدء1958 أكتوبر1 في 15 الستكشاف رحالت إرسال ليشمل نشاطها امتد الطيران. وقد وعلوم الخارجي، الفضاء بعلوم

حيث الرحالت هذه أشهر1969 "أبوللو" عام رحلة ولعل القمر، إلي وأيضا الخارجي الفضاء من الخروج ثم القمر سطح علي الفضاء بمركبة يهبط أرمسترونج" أن "نيل المالح فيها استطاع ذلك بعد الرحالت توالت ثم عليه، قدمه يضع إنسان أول ليصبح سطحه علي والتجول المركبة

هذا. يومنا حتى

استخداماتها – أنواعها – : مصـادرهاالطاقةالخيــاط محمد مصطفي محمد

85

دورة الهيدروجين (: 65شكل )في تشغيل السيارات

في للمجتمعات ركيزة يمثل سوف الهيدروجين أن الخبراء بعض ويري والكهرباء. فهم والفحم والبترول الطبيعي، الغاز محل حليل المستقبل

اقتصاديات محل تحل سوف الجديدة الهيدروجين اقتصاديات أن يرون في تتحقق لن هذه النظر وجهة أن من الرغم علي اإلحفوري، الوقود

القريب. المستقبل

األقمار علي الشمسية المحطاتالصناعية

هو للطاقة المستقبلية االقتراحات أحد شمسية محطة يحمل صناعي قمر وضع

يقوم حيث األرض، حول بها يدور ضخمة إلي وتحويلها الشمسية الطاقة بتجميع شكل في األرض نحو توجيهها ثم كهرباء

أي " أوMicrowaves" الصغر متناهية موجات ومنالطاقة. نقل أشكال من آخر شكل االحتباس علي تأثيرات لها يكون نل المنتجة الطاقة أن الفكرة هذه مزايا

الصغر المتناهية الموجات أن هو مرغوب الغير الجانب لكن الحراري في عملية تعتبر ال ربما الفكرة هذه و اإلنسان، صحة علي تؤثر ربما

يدري؟. من ولكن قادم، لقرن وربما الراهن الوقت

استخداماتها – أنواعها – : مصـادرهاالطاقةالخيــاط محمد مصطفي محمد

86

(: رسم توضيحي 75شكل )لتوليد الكهرباء بالطاقة

الشمسية من خارج الكرة األرضية

الخــــاتمة اإلحفوري الوقود من العالم إمدادات سبق فيما ناقشنا

كنتيجة يتناقص أنه طبيعي( وكيف وغاز فحم، )بترول، متجدد غير اإلحفوري والوقود المستمر، لالستخدام

أخري. مرة إسترجاعه الممكن من فليس وبالتالي

الشمس مثل المتجددة الطاقة أيضا- أن– عرفنا كما الميتة األشجار بقايا وكذلك والمخلفات والمياه والرياح ومخلفات الحيوانية المخلفات جانب إلي األشجار وفروع الكهرباء إنتاج يمكنها إحيائية كتلة تسمي والتي الطيور

تأثيرات مع القيمة ذات والكيماويات والوقود والحرارةالبيئة. علي طفيفة

الوقود حرق من الناتجة فاإلنبعاثات النقيض، علي أو المصانع أو السيارات في سواء البنزين مثل اإلحفوري الغالف علي تؤثر البترول زيت تحرق التي المرافق

غازات نسميه لما نتيجة هو الملوث فالهواء ،الجوي."Greenhouse Gases" الزجاجية الصوبة

%82 وحدة البري النقل يستهلك العالمي الصعيد فعلى السبعينات أوائل البترول. ومنذ من مشتقه منتجات من كوقود لالستخدام للبترول بدائل علي دراسات إجراء تم

الوقود أنواع على اآلن االهتمام وينصب للمحركات وعلى الطبيعي والميثانول( والغاز )اإليثانول الكحولي النقل قطاع يولد اقل. أيضا بدرجة يكن وإن الكهرباء

أول انبعاثات % من60 حوالي العالم مستوى على %40و النيتروجين أكاسيد % من42و الكربون أكسيد

عن الصادرة الضوضاء أن كما الهيدروكربونية، المواد من بين تأثيرا األكثر - هي البرية المركبات من - السيما النقل

األخرى. الضوضاء مصادر

إلي المتجددة الطاقة مصادر تطوير يؤدي آخر جانب من علي االعتماد تقليل مع جديدة عمل فرص خلق

مصدرا منها جعلت المستمرة األبحاث نأ ،كماالبترول فقد مضت، عام25 منذ عليه كانت مما أفضل للطاقة

سنت40 من الرياح طاقةل إنتاجال تكلفة انخفضت

استخداماتها – أنواعها – : مصـادرهاالطاقةالخيــاط محمد مصطفي محمد

87

◄"علينا أن نبحث في

مصادر جديدة

للطاقة ذات اعتمادية

كبيرة وتأثيرات أقل علي

البيئة "

فيو ساعة، دوالر/ كيلووات سنت5 من أقل إلي ساعة دوالر/كيلووات 1980 عام في ساعة دوالر/كيلووات سنت100 من ةشمسيال الخاليا

الراهن. الوقت في ساعة دوالر/كيلووات سنت15 حوالي إلي الطاقات استخدام نتيجة البيئة علي محدودة تأثيرات توجد أيضا

الحرارية الشمسية الطاقة علي لحصولا المثال سبيل فعلي المتجددة، تكون ما )غالبا مجمعات بواسطة الشمسية األشعة تجميع خالل من يتم

بدورة يؤثر ما وهو األرض، من كبيرة مساحات إلي ضخمة( تحتاج مرايا الموجودةوحيوانات( )نباتات الطبيعية الحياة تأثر في متمثال البيئة علي والطرق المباني بوجود تتأثر البيئة بأن العلم مع ،األماكن هذه في

في " المستخدمFluid" المائع أن كما والمحوالت، الطاقة نقل وخطوط ام " وهوToxic" ساما يكون الطاقة إلنتاج المصممة الشمسية المحطات

استخدامه. في خطرا يمثل

سامة كيماويات ستخدمت تكنولوجيات يةشمسال الخاليا تستخدم كذلك " الالزمةSilicon Chips" السليكون رقائق صناعة في تدخل التي كتلك

الطاقة تخزين في المستخدمة البطاريات صناعةو اآللية، للحاسبات تصنيع فإن وبالتالي الغيوم، أوقات وفي الليل أثناء تعمل والتي الشمسية

البيئة. علي يؤثر المواد هذه

مساحات استخدام في تتمثل التي السلبية اآثاره الرياح طاقةل أيضا الرياح طاقة من ميجاوات1 كل جيحتا المتوسط ففي األرض، من كبيرة

األرض من المساحة هذه كانت وإن ،ئهإلنشا مربع كيلومتر6 حوالي إلي ما وهو أغناملل كمراعي أو وحشائش نباتات ةزراع في استخدامها يمكن

بإنشاء الطيور تتأثر . أيضاالشمسية الطاقة محطات أراضي مع يصلح ال إذا ما وخاصة التوربينات بريش اصطدامها بسبب وذلك الرياح مزارع وتراعي ،لطيورل الموسمية هجرةال مسارات في تقع المزارع هذه كانت مسارات عن بعيدا الرياح مزارع إنشاء والمتجددة الجديدة الطاقة هيئة

استخداماتها – أنواعها – : مصـادرهاالطاقةالخيــاط محمد مصطفي محمد

88

(: وســـائل النقل واستهالكات 85)شكــل الطـــاقة

وعبر إلي الطيور هجرة عن دراسة الهيئة أعدت كما الطيور، هجرة.مصر

باطن من الصادر البخار أن فنجد الحرارية الجوفية قةللطا بالنسبة أما نقلة في المستخدمة األنابيب تآكل إلي يؤدي ما وهو كاو تأثير ذو األرض

الجوفية الطاقة لمحطات اإلنتاج تكلفة أن كما ،االستخدام مناطق إليالتقليدية. المحطات من أعلي تكون ما غالبا الحرارية

في الطبيعة علي يؤثر الكهرباء إلنتاج المائية الطاقة محطات إنشاء إن إلي السكان هجرة إلي يؤدي والخزانات السدود فإنشاء إنشائها، أماكن والخصائص الكيمائي التركيب من غيرgت السدود أن كما آخر، مكان

واألرض. لألنهار والبيولوجية الفيزيائية

الجوي الغالف علي الضارة لتأثيراته مستحب غير اإلحفوري فالوقود إذا والطاقة ،الصوبة وغازات والتلوث، الحراري، االحتباس وظاهرة

إلي يؤدي استخدامها أن كما البيئة، علي أقل تأثيرات ذات المتجددةالبترول. علي االعتماد وتقليل العمل فرص من العديد إيجاد

المستقبل في نواجه أننا متأكدين اآلن أصبحنا أننا هو القول وخالصة الطاقة استخدام إلي جميعا يدعونا ما وهو الطاقة، في حقيقيا مأزقا

أيضا لها، استخدامنا كفاءة ونرفع نرشد أن الضروري من بحكمة. فصار أن يمكن ومتي المتجددة، الطاقات مجال في الباحثين علي األمر يتوقف

المستقبل. أكبر- في بشكل– عليها االعتماد إلي تؤدي بصورة يقدموها

الطاقات أنواع وبعض اإلحفوري الوقود استخدام في نستمر سوف لكننا فعالية أكثر بشكل نستخدمها أن يمكن بدائل توجد أن إلي المتجددة

اليوم هذا يأتي أن وإلي البيئة، علي أقل وتأثيرات أكبر اعتمادية ونسبة أو آخر أينشتين ألبرت يكون القراء- ربما أيها أنتم– منكم واحدا فإن

استخداماتها – أنواعها – : مصـادرهاالطاقةالخيــاط محمد مصطفي محمد

89

(: ماري 06شكل )كوري

(: ألبرت 95شكل )أينشتين

جديدا مصدرا يجد أن ويستطيع " أخرىMarie Currie" 16كوري ماريجميعا. علينا متوقف األمر فإن ذلك يحدث وحتى للطاقة،

العربية المراجعوالمتجددة. الجديدة الطاقة هيئة "،2003/2004 السنوي "التقرير(1مصر. لكهرباء القابضة الشركة "،2003/2004 السنوي "التقرير(2 حســني إلي الثــاني حلمي عبــاس من الكهربــاء النور: قصــة "عصر(3

.2004 سبتمبر العظيم، عبد سليمان ،مبارك"الطاقة. تخطيط جهاز "،2002/2003 السنوي "التقرير(4 الطاقــة هيئــة الريــاح"، طاقــة مجــال في تدريبيــة تعليميــة "حقيبــة(5

.2000 القاهرة- مصر والمتجددة، الجديدة المنظمــة المتجــددة"، الطاقــات مجــال في تدريبيــة تعليمية "حقيبة(6

.2000 تونس والعلوم، والثقافة للتربية العربيةــيروت اكاديميا، المجيد، عبد أمين أحمد ،الطاقة" "معجم(7 ــان، – ب لبن

1993..1973 موج، وتوماس متز، وليام هاموند، آالن الطـاقة"، "مستقبل(8"http://www.idsc.gov.eg" مصر في اإلليكترونية الحكومة موقع(9

م 16 فيزيائية امدام امرأة اشهر هي سنة وري بولند 1867لدت ولكنها افي و ، عاشتدرست. ب من كوري ماري تعتبر الفرنسية الجنسية على وحصلت العشرين أعظمفرنسا القرن علماء

مجال في تعمل امرأة المعروف - اإلشعاعوأول الوحيد السرطان عالج الراديوم اكتشفت لزمن ،أنها .الطويل بجائزتين األولىكما فازت التي العالم عام في أحداهمانوبل لفي 1903الفيزياء

بسبب النشاط أبحاثهاوذلك عن بيكر هنري العالم زوجها الكيمياء واألخرى، اإلشعاعي مع 1911فيلقب على الجائزة أوللتحافظ هذه تنال مختلفين امرأة مجالين وفي " .مرتين نوبل " تثن} ولم

وزوجة ماري منزل، كربة دورها عن التي فبامتياز، أمافكانت كوري التي أيرينورب�ت أنجبتهي كورينوبل جائزة بدورها عام حازت عنها .1935للكيمياء عام اينشتاين ألبرتقال وفاتها :1934عند

شهرتها ام" تدنس لم التي العالم مشاهير كل بين من كوري "ري

استخداماتها – أنواعها – : مصـادرهاالطاقةالخيــاط محمد مصطفي محمد

90

اإلنجليزية المراجع10)"Energy Story", California Energy Commission, 2003

11)"Energy Economics in Egypt", M. M. El-Khayat, conference of “Sensing the

futures in energy systems: towards a sustainable energy future in Egypt”, Cairo,

Egypt, dec. 16-17, 2003.

12)"Wind Power: a Turning Point", Christpher Flavin, 1993, Modern Egyptian Press

13)"Beyond the Petroleum Age: Designing a Solar Economy", Christpher Flavin,

1993, Modern Egyptian Press

14)Static Electricity "www.miamisci.org/af/sln/frankenstein/static.html"

15)Physics "www.physics.uoguelph.ca/tutorials/ohm/"

16)Battries "www.batterybank.com/page18.html"

17)Wind Energy "http://www.windpower.org/en/kids/index.htm"

18)Solar Energy "http://kids.msfc.nasa.gov/Sites/ExternSite.asp?url=%2 SolarSystem

%2FSun%2F"

19)Biomass Energy "http://www.eere.energy.gov/biomass/biomass_basics _faqs.html"

20)Hydro Power "http://www.peebleshotelhydro.co.uk/hydro__activities/

hydro__children/hydro__kids%20activities/hydro__kids%20activities.html"

21)Ocean Energy "http://www.eia.doe.gov/kids/energyfacts/sources/

renewable/ocean.html"

22)Geothermal Energy "http://www.eere.energy.gov/kids/geothermal. html"

23)Nuclear Energy "http://www.genesisenergy.co.nz/education/posterpage /index.htm"

24)Hydrogen "www.clean-air.org"

25)Global Warming "http://www.epa.gov/globalwarming/kids/gw.html"

26)Energy Conservation "http://www.energy.gov/engine/content.do?BT_

CODE=KIDS"

27)Simple Projects "http://www.energyquest.ca.gov/projects/index.html"

28)NASA "http://www.nasa.gov/audience/forkids/home/index.html"

29)Energy Liberary "http://www.energyquest.ca.gov/library/index.html"

30)Links "http://www.energyquest.ca.gov/links/index.php?pagetype=energy ed"

استخداماتها – أنواعها – : مصـادرهاالطاقةالخيــاط محمد مصطفي محمد

91

األعـــالم فهرسالصفحاالسم

ة

Edwin L. Drake"37" دراك إدوين

،Albert Einstein"67" أينشتين ألبرت

82

Alexander Volta"24" فولتا أليكسندر

Irene Curie"83" كوري أيرين

Thomas Alfa" إديسون ألفا توماس

Edison"

23

'Jacques D" أرزونفال دي جاك

Arsonval"

73

George Darrieus"52" داريوس جورج

George Washington"37" واشنطن جورج

James" جول بريسكوت جيمس

Prescott Joule"

14،

15

James Watt"49" وات جيمس

Charles Coulomb"24" كولومب شارل

Michael Faraday"31" فاراداي مايكل

Mari Curie"82" كوري ماري

Henry Baker"82" بيكر هنري

.Siguard J" سافونيوس سيجوارد

Savonius"

52

استخداماتها – أنواعها – : مصـادرهاالطاقةالخيــاط محمد مصطفي محمد

92

المصطلحات قائمة

أWellsآبار

Fossilإحفوري

Cylinderاسطوانة

Re-Useاستخدام إعادة

تكوين إعادةالهيدروجين

Hydrogen Reforming

الحراري االحتباس العالمي

Global Warming

Ethanol)غاز( اإليثانول

Propane)غاز( البروبان

Calculatorحاسبة آلة

Electrolysisالكهربي التحليل

Rotorالدوار الجزء

Solar Cellsالشمسية الخاليا

الجوفية الطاقةالحرارية

Geothermal Energy

Solar Energyالشمسية الطاقة

Hydro Powerالمائية الطاقة

Renewable Energy المتجددة الطاقة

Cretaceous Ageالطباشيري العصر

Carboniferous Age الكربوني العصر

Atmosphereالجوي الغالف

Electricityالكهرباء

المغناطيسي المجالالحثي

Electromagnetic Induction

الحيوانية المخلفات)روث(

Manure

Tidalوالجزر المد

Methanol)غاز( الميثانول

Hydrocarbonالهيدروكربون

Panelsألواح

Electronإليكترون

Fusionاندماج

استخداماتها – أنواعها – : مصـادرهاالطاقةالخيــاط محمد مصطفي محمد

93

Fissionانشطــار

بAlternative Fuelsالوقود بدائل

Zero Pollutionsملوثات بدون

Cooling Towerتبريد برج

Protonبروتون

Infrastructure تحتية بنية

Inchبوصة

تErosion تآكل

Ferment تخمير

Recyclingالمخلفات تدوير

Energy Conservationالطاقة ترشيد

Reactionتفاعل

Turbineةتوربين

Currentتيار

جParticleجزئ

Voltage جهد

High Voltageمرتفع جهد

Low Voltageمنخفض جهد

حComputer آلي حاسب

Energy Carrier للطاقة حامل

Mirror Fieldمرايا حقل

Loadح}مل

Lavaحمم

خTankخزان

استخداماتها – أنواعها – : مصـادرهاالطاقةالخيــاط محمد مصطفي محمد

94

Fuel Cellsالوقود خاليا

دElectric Circuitكهربية دائرة

Temperatureحرارة درجة

ذAtomذرة

Magmaصخري ذوب

رSedimentaryرسوبي

Astronauts الفضاء رواد

Bladeريشة

زOilالبترول زيت

سToxic سام

Heaterسخان

Damsسدود

شTankerنقل شاحنة

Chargeشحنة

Sparkومضة أو شرارة

صShockصدمة

Environmentally Friendly للبيئة صديق

Hubصgـرة

Yellow Yolk)المح( البيض صفار

Gear Boxالسرعات صندوق

استخداماتها – أنواعها – : مصـادرهاالطاقةالخيــاط محمد مصطفي محمد

95

ضPressureضغط

طEnergyطاقة

Kinetic Energy الحركة طاقة

Wind Energyالرياح طاقة

Biomass Energyاإلحيائية الكتلة طاقة

Ocean Energyالمحيطات طاقة

Free Energy بالمجان طاقة

Photovoltaic Energyكهروضوئية طاقة

Algaeطحالب

Pumpطلمبة

Wind Millsالرياح طواحين

Water Millsالمياه طواحين

عInsulatorعازل

Meterعداد

الدوران عمودالسريع

High Speed Shaft

Tritiumالتريتيوم عنصر

Deuteriumالديتريوم عنصر

غLiquefied Petroleum Gasالمسال البترول غاز

Natural Gasطبيعي غاز

الصوبة غازات الزجاجية

Greenhouse Gases

فCoalفحم

Anthracite األنثراسيت فحم

Bituminousبيتومينوس فحم

استخداماتها – أنواعها – : مصـادرهاالطاقةالخيــاط محمد مصطفي محمد

96

ligniteلجنايت فحم

Brakesفرامل

قEarth Crustاألرض قشرة

Fuel Rodsالوقود قضبان

South Poleجنوبي قطب

North Poleشمالي قطب

Parabolic Troughمكافئ قطع

ك Power Transmissionالقوي نقل كابالت

Cables

Pelletsصغيرة كرات

Carbonكربون

gمgون Potential Energyطاقة ك

Electrochemicalكهروكيميائي

لEarth Core األرض لب

مFluidمائع

Heat Exchangerحراري مبادل

Heliostatشمسي متتبع

Parallelمتوازي

Serialمتوالي

Magnetic Fieldمغناطيسي مجال

Collectorsمجمعات

الطاقة محطاتالحرارية الشمسية

Solar Thermal Power Plants

Power Plantsالقوي محطات

القوي محطاتالنووية

Nuclear Power Plants

Substation محوالت محطة

Spacecraftفضاء مركبة

استخداماتها – أنواعها – : مصـادرهاالطاقةالخيــاط محمد مصطفي محمد

97

Wind Farmرياح مزرعة

Off-Shore Wind Farmبحرية رياح مزرعة

On-Shore Wind Farmشاطئية رياح مزرعة

Energy Monitorطاقة مشرف

Radioactiveشعgم

Arrayمصفوفة

Heat Pumpحرارية مضخة

Resistanceمقاومة

Pistonمكبس

Space Shuttleفضاء مكوك

Coilملف

Pollutionsملوثات

Fuseمنصهر

Radiation Zoneاإلشعاع منطقة

Convection Zoneالحمل منطقة

Moderatorمهدئ

Conductorsموصالت

Generatorمولد

نGeyserساخن ماء نبع

نصف نباتي نسيجمتفحم

Peat

Steering Systemتوجيه نظام

Zero Point Energy صفر الطاقة نقطة

Neutronنيترون

هـ

Hybridهجين

و حرارية وحدة

بريطانيةBritish Thermal Unit

Mantleاألرض وشاح

Fossil Fuelإحفوري وقود

استخداماتها – أنواعها – : مصـادرهاالطاقةالخيــاط محمد مصطفي محمد

98

ألبحاث ناسا وكالة الفضاء

NASA

ىHot Springساخن ينبوع

استخداماتها – أنواعها – : مصـادرهاالطاقةالخيــاط محمد مصطفي محمد

99

تحويالتالجداول

الطــاقة اضرب القيمةبوحدة

بوحدات القيمة علي للحصول

كيلوواتجولساعة

كيلوكلوري

ب ح و

×10.287جول10-7

0.239× 10-3

948.4× 10-6

كيلووا ت

ساعة

3.6× 61018603413

كيلوكلوري4186.86.64× 10-

513.968

0.2521 4-10 ×1055293ب ح و

القدرة

اضرب القيمةبوحدة

بوحدات القيمة علي للحصول

وات كيلو

كلوري/ساعة

حصان

×10.8601.34وات10-3

كيلوكلوري/سا

عة1.161

1.55× 10-3

7466431حصان

الحرارة درجات(32 – فهرنهايت الحرارة ( )درجة5/9= ) مئوية الحرارة درجة

الكتلة اضرب القيمةبوحدة

بوحدات القيمة علي للحصول

كيلوجرامرطلجرام

1453.60.4536رطل

استخداماتها – أنواعها – : مصـادرهاالطاقةالخيــاط محمد مصطفي محمد

100

0.0022010.01جرام

2.20510001كيلوجرام

األطوال اضرب القيمةبوحدة

بوحدات القيمة علي للحصولبوصة

كيلومترياردةقدممتر

10.0833بوصة3

0.02778

0.0254--

--1210.3330.3048قدم

--36310.9144ياردة

39.3متر7

3.2811.09410.001

كيلومتر3937

03281109410001

المختلفة الطاقة مصادر بين التحويالتطن1 ::: م( ب )ط مكافئ بترول طن0.995= خام زيت طن1

بترول برميل7.3= بترول = فحم طن1::: م ب ط1.111= طبيعي غاز طن1

م ب ط0.673 م1340= طبيعي غاز طن1

أنواع لبعض الكربون أكسيد ثاني غاز انبعاث معاملالوقود

أكسيد ثاني طنالوقود نوع/ طن كربون

2.6115طبيعي غاز2.9837بوتاجاز3.1046بنزين3.2093سوالر

استخداماتها – أنواعها – : مصـادرهاالطاقةالخيــاط محمد مصطفي محمد

101