قانون الطاقة الكهربائية مقابل الطاقة الشمسية

الكهرباء, محطات الطاقة الشمسية

محتوي عناصر المقال إخفاء

1 الطاقة الكهربائية

2 قانون الطاقة الكهربائية

3 كيفية حساب الطاقة الكهربائية المستهلكة في المنازل

4 مقارنة بين قانون الطاقة الكهربائية والطاقة المتجددة

4.1 المصادر المتجددة

4.2 المصادر الغير متجددة

5 استخدامات الطاقة المتجددة

5.1 مضخات تعمل بالطاقة الشمسية

5.2 شحن البطاريات بالطاقة الشمسية

5.3 التهوية والتخلص من العوادم

5.4 السخانات الشمسية

6 تكلفة الطاقة الشمسية في مصر

6.1 المراجع

قانون الطاقة الكهربائية هي نوع من أنواع الطاقة التي يعتمد عليها الإنسان ويستخدمها في أنشطته اليومية، والطبيعة هي أهم مصدر من مصادر الطاقة الكهربائية، في هذا الموضوع نوضح لكم ما هو قانون الطاقة الكهربائية ونعرفكم أكثر على الطاقة الكهربائية والطاقة الشمسية.

ماذا تعرف عن تسخين المياه بالطاقة الشمسية أو الكهروضوئية

الطاقة الكهربائية

قبل أن نوضح لكم قانون الطاقة الكهربائية، نوضح لكم أولًا ما هي الطاقة الكهربائية في السطور التالية:

يُستخدم مصطلح الطاقة إلى القدرة على العمل، ويوجد أنواع مختلفة من الطاقة في الطبيعة سواء الطاقة الحركيَة، أو الطاقة الحرارية، أو الطاقة النووية، وغيرها من الأنواع المختلفة.
من أهم القوانين الفيزيائية هو قانون حفظ الطاقة فهي لا تفنى ولا تستحدث، وإنما تتحول من شكل إلى آخر.
وتُعرف الطاقة الكهربائية بأنها نوع من أنواع الطاقة التي يستخدمها الإنسان في حياته اليومية، وتشكل الطبيعة مصدرًا من مصادر الطاقة الكهربائية.
يوجد هناك العديد من الطرق التي يمكن من خلالها الحصول على هذا النوع من الطاقة من مصادر طبيعية مثل:

قوة الاحتكاك
قوة الصواعق الناتجة عن البرق.

ولأن هذه الطرق غير عملية، ولأن الطاقة مهمة جدا للحياة البشرية، فقد لجأ الإنسان إلى البحث عن طرق متعددة لتوليد الطاقة الكهربائية باستمرار، وذلك باستخدام العديد من الطرق الكيماوية.
إذ تنتج الكهرباء من خلال تفاعلات كيميائية معينة مثل الطاقة الكهربائية الموجودة في البطاريات مختلفة الأحجام، وهناك طرق أخرى لتوليد الكهرباء مبدؤها تحول الطاقة من شكل إلى آخر، إذ تحول الطاقة الحركية إلى طاقة كهربائية.
وذلك مبدأ عمل المولدات الكهربائية، وبالتالي، فإن إنتاج الطاقة الكهربائية مبدؤه تحويل الطاقة من شكل إلى آخر.

قانون الطاقة الكهربائية

فيما يلي نوضح لكم تفصيليًا بالامثلة ما هو قانون الطاقة الكهربائية:

يُعرف قانون الطاقة الكهربائية بأنه حاصل قسمة القدرة الكهربائية على وحدة الزمن، ويرمز للطاقة الكهربائية بالرمز e.
وتعتبر وحدة الجول هي الوحدة العالمية لقياس الطاقة الكهربائية، والتي تعادل في قانون الطاقة واط/ث، ومن الجدير بالذكر أن وحدة الجول صغيرة جدا، ولذلك تحول إلى وحدة الكيلو واط؛ إذ تُستخدم هذه الوحدة لحساب الطاقة الكهربائية في عدادات المنازل.
وتُحسب الطاقة الكهربائية من خلال القانون التالي:

الطاقة الكهربائيَّة = القدرة / الزمن.
الطاقة الكهربائيَّة = واط / ث.

ومذن هذا القانون هناك عدة استنتاجات، وهي:

وحدة قياس الطاقة الكهربائية هي واط/ث، وتُسمّى جول.
العلاقة بين الطاقة الكهربائية، والقدرة علاقة طردية، بينما العلاقة بين الطاقة الكهربائية، والزمن علاقة عكسيَّة.

كيفية حساب الطاقة الكهربائية المستهلكة في المنازل

بعد ان وضحنا لكم قانون الطاقة الكهربائية، نوضح لكم في ما يلي كيفية حساب الطاقة الكهربائية المستهلكة في المنازل:

حساب الطاقة الكهربائية يعتمد على الحرارة فالطاقة الكهربائية الموجودة في عنصر ما أو ما يطلق عليه في علم الكهرباء المقاومة الكهربائية.
وكلما زادت هذه الحرارة نستدل أن العنصر وصل لمرحلة الاستيعاب الكبرى من الطاقة الكهربائية.
أما عن الطاقة الكهربائية التي تنتج من المولدات فهي متغيرة وتتناسب طردياً مع قيمة التغير في جهد المولد .
وتضرب هذه الطاقة بالزمن لتنتج لنا قدرة كهربائية معينة تتغير وفق حدود محددة مسبقاً.
أما عن طريقة حساب الطاقة الكهربائية المستهلكة في المنازل فلها طريقتين هما:

من الممكن حساب القدرة عن طريق ضرب قيمة المقاومة الكهربائية بقيمة مربع التيار وتتمثل هذه القيم كما يلي :

قيمة المقاومة ( أوم ) * التيار الكهربائي ^ 2 (أمبير ).

أو بحساب قيمة مربع فرق الجهد ثم قسمته على قيمة المقاومة كما يلي:

فرق الجهد الكهربائي ^ 2 / قيمة المقاومة ( أوم ) .

هل تعلم ما هي الطاقة المتجددة؟

مقارنة بين قانون الطاقة الكهربائية والطاقة المتجددة

بعد أن وضحنا لكم كل شيء حول قانون الطاقة الكهربائية، نوضح لكم في ما يلي مقارنة بينها وبين الطاقة المتجددة:

	المصادر المتجددة	المصادر الغير متجددة
ما هي	هي الموارد الطبيعية من حولنا، والتي يمكن استخدامها عدة مرات وتجديدها.	تشكلت في أعماق القشرة الأرضية قبل ملايين السنين، وبالتالي ستختفي إلى الأبد.
أمثلة	ضوء الشمس والمياه والرياح والغابات والغابات هي الموارد المتجددة.	يعتبر البترول والفحم والطاقة النووية والغاز الطبيعي أمثلة نموذجية على الموارد غير المتجددة.
تأثيرها	الموارد المتجددة لا تسبب أي تلوث، على الرغم من أنه عند إساءة استخدامها يمكن أن تكون ضارة أيضًا، ولكن بشكل عام لا يوجد منها تأثير سلبي على البيئة.	عندما يتم حرق الموارد غير المتجددة فإنها تتسبب في التلوث وثاني أكسيد الكربون، لذلك لا يقال أنها صديقة للبيئة.
امكانية استخدامها	يمكن استخدام الموارد المتجددة مرارا وتكرارا.	الموارد غير المتجددة لديها إمدادات محدودة، وبمجرد استخدامها لا يمكن استعادتها.

استخدامات الطاقة المتجددة

بعد شرح المقارنة بين قانون الطاقة الكهربائية والطاقة المتجددة ربنا تتساءل الآن هل ستغطي الطاقة المتجددة حاجة العالم من الطاقة وما هي استخدامتها، في ما يلي نعرض عليك بعض من استخدامات الطاقة المتجددة:

مضخات تعمل بالطاقة الشمسية

من عيوب بعض أنظمة تسخين المياه الساخنة أنها تتطلب مضخة لتدوير المياه من المجمع الشمسي إلى خزان الاحتفاظ، عادة يتم تشغيل هذه المضخات بواسطة خدمة كهربائية منزلية، والقيام بذلك بطريقة ما يستهلك بعض الطاقة التي كنت تأمل في توفيرها عن طريق تثبيت النظام في المقام الأول.

ولكن للحصول على أقصى تأثير لتوفير الطاقة، يمكنك أيضًا تشغيل تلك المضخات المتداولة على الطاقة الشمسية من خلال استخدام الألواح الكهربائية الضوئية.

شحن البطاريات بالطاقة الشمسية

عمليا أي جهاز يعمل على بطارية يمكن شحنه بالطاقة الشمسية عبر نوع من نظام الألواح الكهروضوئية، تتمثل طبيعة الألواح الشمسية الكهروضوئية في توليد تيار مستمر، وهو نفس الشكل المستخدم في معظم البطاريات.

التهوية والتخلص من العوادم

تعتبر مراوح التهوية من أي نوع فكرة جيدة لأنها تساعد على تقليل تكاليف التبريد عن طريق استنفاد الهواء الساخن من أماكن العلية ومناطق أخرى، يتم توصيل مراوح العادم هذه في التيار الكهربائي المنزلي، والذي يخدم إلى حد ما الغرض الموفر للطاقة.

السخانات الشمسية

هناك نوعان من أنظمة الطاقة الشمسية التي يمكن استخدامها لاستبدال سخانات المياه التقليدية التي تعمل بالغاز أو الكهرباء، تستفيد أنظمة الماء الساخن بالطاقة الشمسية النشطة من مضخات التدوير الميكانيكية التي تقوم بتدوير المياه أو سوائل أخرى من لوحات تجميع الحرارة على السطح إلى خزان.