كيف نولد الكهرباء

في مطلع القرن التاسع عشر وبعد ازدياد الطلب وزيادة التطبيقات التي تعمل من خلال الطاقة الكهربائية قام العالم البريطاني مايكل فاراداي بابتكار طريقة لتوليد الطاقة الكهربائية والتي لا تزال مستخدمة حتى وقتنا الحالي في محطات توليد الطاقة الكهربائية.

وتعتمد طريقة فاراداي لتوليد الطاقة الكهربائية على الطاقة الحركية بتحويلها إلى طاقة كهربائية باستخدام مبدأ الحث الكهربائي بحيث يقوم محرك أو توبين بتحريك المولد أو الدينمو، فعندما يقوم الملف الكهربائي بالدوران حول مجال مغناطيسي أو العكس فتنتج الطاقة الكهربائية نتيجة لهذا الدوران، وفي المولد الكهربائي يكون الجزء الدوار هو العمود المتصل بالمحرك ويكون الملف هو الجزء الثابت فعند دوران العمود بسرعة في داخل الملف ينشأ في داخل الملف تيار كهربائي نتيجة للقوة المغناطيسية المتولدة في العمود.

ومع أنّ هذه الطريقة لتوليد الكهرباء هي الأكثر استخداماً إلّا أنّها ليست الطريقة الوحيد لتوليد الطاقة الكهربائية، فيمكن توليد الطاقة الكهربائية عن طريق الطاقة الكيميائية كما في البطاريات أو عن طريق تحويل الكهرباء السكونية إلى شحنات كهربائية كما في البرق، أمّ إحدى الطرق ووسائل والتي تعد من الطرق ووسائل الواعدة لتوليد الطاقة الكهربائية في المستقبل وهي توليد الطاقة الكهربائية عن طريق الطاقة الشمسية باستخدام الخلايا الكهروضوئية فتقوم هذه الخلايا بتحويل الطاقة الشمسية عند سقوطها عليها إلى طاقة كهربائية.

وتعد الطاقة الشمسية هي إحدى الحلول للمشاكل وعيوب البيئية الناتجة عن توليد الطاقة الكهربائية فالمحرك أو التوربين الذي يقوم بتدوير العمود يعتمد في الأساس على حرق الوقود الأحفوري ممّا يؤدي إلى زيادة الانبعاثات في الجو وزيادة المشاكل وعيوب البيئية، فيتم تدوير العمود بشكل مباشر من الحركة الناتجة من حرق الوقود الأحفوري كما في دينمو السيارات أو بشكل غير مباشر عن طريق تسخين الماء أو سائل آخر وتحويله إلى الحالة الغازية ممّا يؤدي إلى تحريك التوربين نتيجة ازدياد ضغطه والذي يقوم بدوره بتحريك العمود الموجود في داخل المولد الكهربائي.

ومن الطرق ووسائل الصديقة للبيئية لتوليد الطاقة الحركية اللازمة لتوليد الطاقة الكهربائية والتي تعتمد بشكل أساسي على الطاقة المتجددة هي استخدام طاقة الرياح أو طاقة المياه وقد كان هذان النوعان من الطاقة يستخدمان في السابق بشكل أساسي لتحريك مطاحن القمح، ويتم استخدامها في الوقت الحالي لتحريك التوربينات، ويتم استخدام الطاقة الجوفية الموجودة في باطن الأرض أيضاً كإحدى الطرق ووسائل لتوليد الطاقة الكهربائية أيضاً والتي تعتمد على الطاقة المتجددة المختزنة في المياه الجوفية في باطن الأرض والتي تسخن عن طريق الماغما فيتم سحبها إلى الأعلى باستخدام الآبار لتحريط التوربينات.