اسهامات العلماء في تطوير الطاقة ومصادرها

اسهامات العلماء في تطوير الطاقة ومصادرها فتعتبر الطاقة واحدة من أكثر الموارد الهامة في حياتنا، حيث إنها العامل الأساسي الذي يُلبي متطلبات البشر المتعددة، لذلك فإنه من خلال موقع المرجع سوف نذكر إسهامات العلماء في تطوير الطاقة ومصادرها كما سنتحدث عن أنواع الطاقة وعن أشهر العلماء الذين ساهموا في تطوير الطاقة للإنسان.

اسهامات العلماء في تطوير الطاقة ومصادرها

للعلماء الكثير من الإسهامات في مجال تطوير الطاقة، حيث إنها من الأهداف الضرورية التي تشجع على تنمية المجتمع، كما تعد الطاقة أحد صور الوجود على كوكب الأرض، بالإضافة إلى أن العلماء قد ذكروا أن الطاقة يمكنها التحول إلى مادة، إلى جانب أن المادة يمكن أن تتحول كذلك إلى طاقة، وفيما يلي الإسهامات التي قدمها العلماء لتطوير الطاقة ومصادرها:

• ساهم العلماء بنسبة كبيرة في تطوير مصادر الطاقة على مر الزمن، حيث إنهم قاموا بإجراء مجموعة ضخمة من الأبحاث من أجل الوصول إلى أفضل موارد الطاقة.
• كان يتم استعمال الحطب في القرن الـ 18 من أجل الحصول على طاقة مناسبة لطهي الطعام، إلى جانب إشعال المدفئة، ولكن في الفترة ذاتها قام العلماء باكتشاف طواحين الهواء والمياه، والتي تعتبر نوعًا من المصادر الحديثة للطاقة.
• مع بداية منتصف القرن الـ 19 قامت الثورة الصناعية، حيث أدت إلى حدوث تطور كبير في مصادر الطاقة عن طريق استخدام الفحم، وبشكل خاص للمحطات والمحركات.
• في القرن الـ 20، كانت مادة الفحم من مصادر الطاقة التي تعتمد عليها البشرية بطريقة أساسية، وعلى الرغم من هذا عمل العلماء على البحث عن موارد تمتلك قوة أكبر، مثل عنصر النفط.
• أما في القرن الـ 21، فقد أصبح للعلماء الكثير من الإسهامات الواضحة في تطوير الطاقة، بالإضافة إلى قيامهم بابتكار مصادر شبيهة لها.

شاهد أيضًا: بحث عن الطاقة الشمسية واستخداماتها

علماء ساهموا في تطوير الطاقة ومصادرها

يوجد العديد من العلماء الذين ساهموا في تطوير الطاقة ومصادرها، حتى أصبحت أسمائهم معروفة لدى الكثير من الناس، وفي الآتي ذكر البعض منهم:

جون ستيفنز

وهو المخترع الأول لمحرك الاحتراق الداخلي، وكان هذا في الولايات المتحدة الأمريكية في عام 1798م، والجدير بالذكر أن جون ستيفنز وُلد في عام 1749م في مدينة نيويورك، كما أسهم كثيرًا في تطوير الطاقة البخارية للنقل، بالإضافة إلى أن التماسه إلى الكونجرس الأمريكي أدى إلى وضع قانون براءات الاختراع لعام 1790م، وهو الأساس للنظام الموجود في وقتنا هذا.

جيمس بليث

بليث هو العالم الذي قام باختراع طواحين الهواء، وذلك من أجل توليد الكهرباء من خلال الاستعانة بقوة الرياح، حيث تم تعيينه في وظيفة أستاذ للفلسفة الطبيعية في كلية أندرسون في سنة 1880م، وحينها بدأ في العمل على برنامج بحثي حول استعمال طاقة الرياح من أجل توليد الكهرباء وتخزينها.

إدموند بكوريل

صاحب نظرية إنتاج خلايا شمسية حتى يتم الاستفادة من طاقتها المتجددة، وهذا ليتم الاعتماد عليها من أجل توليد الطاقة الكهربائية، حيث اكتشف أنه عندما يتعرض قطب كهربائي للضوء، ويكون حينها مغطس في محلول موصل، فإن هذا ينتج عنه حدوث تيار كهربائي، وهو ما أدى إلى صناعة الخلية الشمسية الأولى من مادة السليكون.

أهم مصادر الطاقة

الطاقة من أكثر الموارد التي يعتمد عليها العالم في الاستخدامات المختلفة، وذلك يرجع إلى تنوعها وتعدد الحاجات البشرية، وفي التالي توضيح مجموعة من أهم مصادر الطاقة على وجه الأرض:[1]

النفط

يتم استهلاك النفط بنسبة ما يقرب إلى 39% من إجمالي الاستهلاك العالمي للطاقة، كما أنه منذ فترة من الوقت كان النفط هو الأول عالميًا من حيث الاستخدام، وبالرغم من الانخفاض الملحوظ أثناء العقدين الماضيين، إلا أن الطلب عليه ظل مرتفعًا بطريقة أساسية نتيجة طلبه من قبل الاقتصادات الناشئة، وبالأخص البلاد التي لا تمتلك عضوية في منظمة التعاون الاقتصادي والتنمية.

الفحم

كان الفحم كذلك من أسرع أنواع الوقود الأحفوري من حيث النمو، وذلك نتيجة تصنيعه السريع والسهل في الصين، إذ حدث نمو في استهلاكه أثناء العشر سنوات الماضية بما يقرب من 2.9% في المتوسط، بينما نسبة الاستهلاك العالمي الخاصة به لا زالت في انخفاض.

الغاز

كان النمو في معدل استهلاك الغاز يُقدر في المتوسط بحوالي 2.4% في العشر سنوات الماضية، حيث يتعلق الطلب على الغاز بطريقة رئيسية بالتغيرات التي تحدث في درجات الحرارة، ولكن قل الطلب عليه في أوروبا بسبب الانخفاض في درجات الحرارة.

الطاقة الكهرومائية

إن الطاقة الكهرومائية عبارة عن مصدر للطاقة ينمو بشكل سريع، كما أن استهلاكها يظل في الارتفاع بطريقة مطردة، إذ سيطرت منطقة آسيا والمحيط الهادئ على نسبة ضخمة منها، حيث إن الصين تحتوي على أكبر محطة لتوليد الطاقة الكهرومائية حول العالم.

الطاقة النووية

ارتفع استهلاك الطاقة النووية على مدار آخر عامين، حيث تخطى متوسط انخفاضه السنوي للعشر سنوات الماضيين، واللذين وصلوا إلى 0.8%، والجدير بالذكر أن الولايات المتحدة الأمريكية هي المستهلك الأول للطاقة النووية على مدار العقدين الماضيين، ثم تأتي فرنسا من بعدها.

طاقة الرياح

تساعد طاقة الرياح في حوالي 3% من إجمالي توليد الكهرباء العالمي، كما أنها نمت بشكل مزدوج في الاستهلاك، إذ ارتفع المعدل السنوي حتى وصل إلى 23.5% خلال العقد الأخير، وعلى الرغم من هذا، فقد إزداد استهلاك الرياح أثناء العام الماضي بقدر أقل من المتوسط بنسبة 10.2%، وذلك بالمقارنة مع العشر سنوات الأخيرة.

الطاقة الشمسية

أصبحت الطاقة الشمسية ذات شهرة كبيرة كنوع من المصادر المفضلة للطاقة، إذ تضاعفت القدرات المركبة الخاصة بها بما يزيد عن أربعة أضعاف خلال السنوات الأربع الماضية، وهو ما أدى إلى تضاعف حصة الطاقة الشمسية في مجال توليد الطاقة العالمي في الآونة الأخيرة، والذي يصل في وقتنا هذا إلى حوالي 0.8%.

أنواع الطاقة

يوجد الكثير من أنواع الطاقة المختلفة، حيث إنها تنقسم إلى شكلين رئيسيين، وهما الحركية والجهد، كما يمكن أن يتم تحويل الطاقة من نوع إلى آخر، بينما ليس من الممكن أبدًا إنشاؤها أو تدميرها، وفي الآتي بعض من أنواع الطاقة:[2]

• الطاقة الحرارية: تنشأ الطاقة الحرارية نتيجة اهتزاز الذرات والجزيئات المتواجدة في المواد، حيث إنه عند تحركهم بطريقة أسرع، تزداد طاقتهم وسخونتهم.
• الطاقة الكيميائية: تُخزن الطاقة الكيميائية في الروابط الخاصة بالجزيئات والذرات، حيث إنها تمثل الطاقة التي تعمل على إمساك تلك الجسيمات مع بعضها، كما توجد الطاقة الكيميائية في الغذاء، الكتلة الحيوية، النفط، والغاز الطبيعي.
• الطاقة الكهربائية: إن الطاقة الكهربائية هي عبارة عن حركة الإلكترونات، ويجدر ذكر أن البرق أحد أشكال الطاقة الكهربائية.
• الطاقة المشعة: يُعرف عن الطاقة المشعة كذلك اسم الطاقة الضوئية أو الطاقة الكهرومغناطيسية، وهي أحد أنواع الطاقة الحركية التي تقوم بالانتقال في الموجات، ومن الأمثلة عليها نجد، طاقة الشمس، الأشعة السينية، وموجات الراديو.

كيفية تنمية الطاقة

عمل الكثير من الباحثين الذين دخلوا في سباق تنمية مصادر الطاقة على الوصول إلى تقنيات حديثة ليتم تحقيق ذلك، ويمكن حدوث هذا عن طريق الآتي:[3]

• تسخير الطاقة من الأمواج: حينما يرتبط الأمر بالطاقة المتجددة، فإن الأمواج تمتلك مصادر أخرى تتفوق من خلال جهتين، الأولى: تعتبر عكس الطاقة الشمسية، حيث تقدم الأمواج موردًا ثابتًا للطاقة، الثانية: أن الأمواج توفر كثافة طاقة أكثر بشكل واضح من طاقة الرياح نتيجة الكتلة الثقيلة للماء.
• تسريع اكتشاف الخلايا الكهروضوئية: تقدم هذه الخلايا كمية كبيرة من الطاقة الشمسية التي تبلغ سطح الأرض، وهي من الفرص الضخمة التي تساعد في الحصول على طاقة متجددة، حيث إنه في كل ساعة، يتم توصيل حوالي 430 كوينتيليون جول من الطاقة إلى الأرض عن طريق الشمس، وذلك يعادل ما يقرب من عام واحد من الاستهلاك العالمي للبشر.
• مواد جديدة لاحتجاز الحرارة: بينما يركز بعض العلماء على تنمية تحويل الطاقة الشمسية بشكل مباشر إلى كهرباء، فإنه يوجد الكثير من الباحثنن يركزون على التقنيات التي تساعد على تحويل طاقة الشمس إلى حرارة.

شاهد أيضًا: إسهامات العلماء في تطوير الطاقة ومصادرها

أهمية حفظ الطاقة

يجب على الجميع فهم ضرورة حفظ الطاقة، حيث يوجد الكثير من الأسباب التي تؤدي إلى جعل الفرد يفكر في تقليل استهلاك الطاقة، وفي هذه الأسباب تتجسد أهمية حفظ الطاقة:[4]

• يساعد حفظ الطاقة على الحد من انبعاثات الكربون في البيئة، وتخفيض انبعاثات الكربون، يؤدي دورًا مهمًا في تغير المناخ، والذي يعتبر من العوامل الرئيسية في حدوث الكوارث الطبيعية، بالإضافة إلى أنها تتسبب في مليارات من الانبعاثات الضارة في الغلاف الجوي.
• يؤدي توفير الطاقة وحفظها إلى زيادة في قوة الاقتصاد عند الدول، فحفظ الطاقة يعني التخفيف من هدرها وبالتالي التخفيف من هدر أموال الدولة والشعب.
• يؤدي الحفاظ على الطاقة إلى الحد من ظاهرة الاحتباس الحراري التي تنذر بالكثير من الآثار السلبية على العالم أجمع في العقود القادمة.

وبذلك نصل إلى نهاية حديثنا الذي تناولنا فيه اسهامات العلماء في تطوير الطاقة ومصادرها، إلى جانب العلماء الذين ساهموا في تطوير الطاقة ومصادرها، وكذلك تحدثنا عن أهم مصادر الطاقة، وأنواع الطاقة، وأيضًا ذكرنا كيفية تنمية الطاقة، وأهمية حفظ الطاقة.