مفهوم – الطاقة هي التي تمدنا بالنور وتعطينها الدفء وتنقلنا من مكان إلى آخر، حيث أنها تتيح استخراج طعامنا من الأرض وتحضيره وهي التي تضع المال بمنتاول أيدينا وتدير عجلة الآلات التي نستخدمها لخدمتها.

وهي قدرة المادة على إعطاء قوى قادرة على إنجاز عمل معين، كما أنها مقدرة نظام ما على إنتاج الفاعلية أو النشاط الخارجي، وهي الكيان المجرد الذي لا يعرف إلا من خلال تحولاته، كما أنها عبارة عن كمية فيزيائية على شكل حرارة أو شكل حركة ميكانيكية

تعريف ومعنى الطاقة

تُعرَّف في الفيزياء بأنها القدرة على عمل وإنهاء مهمة و شغل. فمثلاً زيادة سرعة سيارة أو حمل صخرة يتطلب شغلاً. وتحسب الطاقة والشغل بوحدة القياس نفسها. ويجمع ويضيع الأفراد في التمييز بين الطاقة والقدرة والقوة. القدرة هي متوسط بذل الشغل. القوة هي الدفع أو الجذب الذي يقوم به جسم الإنسان. يرتبط حجم الشغل بشدة القوة والطريق ومسافته التي يتحركها الجسم. الطاقة التي ترتبط بالتحرك يطلق عليها الطاقة الميكانيكية.

أشكال الطاقة

1. الطاقة الكامنة

وهي الطاقة المخزّنة في الجسيمات والذرات، ومن أشكال الطاقة التي تندرج تحتها: الطاقة الميكانيكية، وهي الطاقة التي تتواجد في بيئة غير مستقرة، مثل الينابيع المضغوطة. الطاقة الكيميائية، وهي التي تتواجد على عدّة أشكال، مثل الغاز الطبيعيّ، والبترول، والفحم. الطاقة النووية، وهي الطاقة الكامنة في نواة الذرة، والتي تعمل على تماسك النواة، ويتمّ إنتاج طاقة هائلة إذا تم فصل النواة أو دمجها.

2. الطاقة الحركية

وتتمثّل في حركة الذرات والجزيئات والمواد ومن أشكالها: الطاقة الكهربائية، وهي عبارة عن إلكترونات صغيرة مشحونة تتحرك داخل سلك، ويعتبر البرق مثالاً على الطاقة الكهربائية في الطبيعة. الطاقة الحرارية، وهي الطاقة التي تنتج عن حركة الذرات والجزيئات في المادة، وتزداد كمية الطاقة وقوّتها بازدياد حركة الجزيئات وسرعتها.

مصادر الطّاقة

تُصنّف مصادر الطّاقة إلى نوعين، وهما:

1. مصادر الطّاقة غير المُتجدّدة (بالإنجليزيّة: Non-Renewable Energy resources)، وهي الطّاقة المُعرّضة للنّضوب نتيجة الاستهلاك البشريّ لها، وتتمثّل هذه المصادر في نوعين:

الوقود الأحفوريّ: وهو المُتمثّل بالفحم الطبيعيّ، والنّفط، والغاز الطبيعيّ. يختزن هذا النّوع من الوقود طاقةً كيميائيّةً يُستفاد منها عند حرقه، ويُعتَبر والوقود الأحفوريّ مصدرَ الطّاقة الرّئيس؛ حيث يُسهم بما يُقارب 78.3% من الطّاقة المُستخدَمة اليوم.

اليورانيوم: وهو مصدر الطّاقة النوويّة، يتواجد في الغرانيت، والصّخور الرمليّة.

إيجابيّات وسلبيّات الطّاقة غير المُتجدّدة

تتمثل إيجابيات هذا النّوع من مصادر الطّاقة بسهولة الاستخدام، وقلّة تكاليف إنتاج الطّاقة من هذه المصادر، بالإضافة إلى إمكانيّة استخدام كميّة صغيرة من هذه الأنواع لإنتاج كميّة طاقة كبيرة، مثل استخدام اليورانيوم بهدف إنتاج الطّاقة النوويّة.

أمّا سلبيّات استخدام مصادر الطّاقة غير المُتجدّدة فهي إمكانية نضوب هذه المصادر، والتغيُّر السّريع المُتزايد في أسعار البيع لهذه المصادر بسبب نضوبها مع الوقت، والتسبّب في تلوّث البيئة، والتّغيير في التنوّع الحيويّ البيئيّ، بالإضافة إلى أنّها تُعدّ سبباً رئيساً في التغيُّر المناخيّ وظاهرة الاحتباس الحراري، ونتيجةً لهذه السلبيّات فإنّ البحث الحثيث لتوفير وتطوير مصادرَ أُخرى للطّاقة أصبح مَطلباً رئيساً.

2. مصادر الطّاقة المُتجدّدة (بالإنجليزيّة: Renewable Energy resources)، وهي الطّاقة التي تُؤخَذ من مصادرَ طبيعيّةٍ لا تنضب، وقد شكّلت ما يُقارب 19.1% من إجماليّ استهلاك الطّاقة في العام 2013م، وتشمل مَصادر الطّاقة المُتجدّدة ما يأتي:

 الطّاقة الشمسيّة: (بالإنجليزيّة: Solar energy)، يُستفاد منها عبر التّسخين المُباشر في عمليّات تسخين المياه والتّدفئة والطّهي، كما يُمكن تحويلها مُباشرةً إلى طاقة كهربائيّة بوساطة الخلايا الشمسيّة، حيث أسهمت هذه الخلايا بتزويد العالم بمِقدار إجماليّ بلغ 406 جيجاواط تقريباً حتّى نهاية عام 2014م.

طاقة الرّياح: (بالإنجليزيّة: Wind energy)، وهي الطّاقة النّاجمة عن حركة الرّياح، حيث يتم تحويل الطّاقة الحركيّة إلى طاقة كهربائيّة باستخدام المُولّدات، وقد أسهمت هذه الطّاقة بإمداد دول العالم المُستخدِمة لهذا النّوع من الطّاقة بما يُقارِب 20% من حاجتهم للكهرباء.

الطّاقة الحراريّة الجوفيّة: (بالإنجليزيّة: Geothermal energy)، حيث يُستَفاد من ارتفاع درجة الحرارة في جوف الأرض وفي الينابيع الحارّة في أغراض التّدفئة والتّسخين.

يتميّز هذا النّوع من الطّاقة بأنّه صديق البيئة وغير مُلوِّث، بالإضافة إلى قلّة التّكاليف بالمُقارنة مع استخراج الوقود الأحفوريّ واستخدامه، إلا أنّ وجودها بالقرب من الأماكن المُعرَّضة للزلّازل والبراكين يجعل استخدامها والاستفادة منها أمراً صعباً.

طاقة الكتلة الحيويّة: (بالإنجليزيّة: Biomass energy)، وهي الطّاقة النّاتجة من تحويل مُخلَّفات المواد العضويّة إلى طاقة، مثل إنتاج غاز المِيثان النّاتج من المُخلّفات العضويّة.

طاقة المُحيطات: (بالإنجليزيّة: Ocean energy)، حيث تتمّ الاستفادة من مَساقط المياه والسّدود وحركة المدّ والجزر، حيث تُقام مَحطّات توليد الكهرباء عند السّدود والشلّالات ومناطق المدّ العاليّ لاستغلال قوّة الدّفع الميكانيكيّة في تشغيل التّوربينات.

إيجابيّات وسلبيّات الطّاقة المُتجدّدة

تتمثّل إيجابيّات هذا النّوع من مصادر الطّاقة بأنّها مصادر مُتجدّدة لا نهاية لها، كما أنّها مصادر صديقة للبيئة لا تُنتِج أيّ نوع من الغازات السامّة، بالإضافة إلى أنّها مُتاحة وغير مَحدودة بأماكن مُحدّدة.

أمّا سلبيّات مصادر الطّاقة المُتجدّدة، فهي كلفة التّركيب العالية، ومشاكل تخزين الطّاقة النّاتجة عنها، بالإضافة إلى تأثّر كميّة الطّاقة النّاتجة عنها بالطّقس.