الطاقة المتجددة هي الطاقة التي يتم جمعها من الموارد التي يتم تجديدها بشكل طبيعي على نطاق زمني بشري. وتشمل هذه الموارد ضوء الشمس والرياح والمياه والحرارة الأرضية والكتلة الحيوية. وعلى عكس الوقود الأحفوري، الذي يعد محدودا وينتج انبعاثات ضارة، فإن مصادر الطاقة المتجددة نظيفة ولا تنضب.
إن التحول العالمي نحو الطاقة المتجددة مدفوع بالحاجة إلى تقليل انبعاثات الغازات الدفيئة وتقليل اعتمادنا على الموارد المحدودة مثل الفحم والنفط والغاز الطبيعي. ومن خلال التحول إلى مصادر الطاقة المتجددة، نهدف إلى مكافحة تغير المناخ وضمان مستقبل مستدام وآمن للطاقة.
تستخدم الطاقة الشمسية ضوء الشمس باستخدام الألواح الكهروضوئية أو المرايا التي تركز الإشعاع الشمسي. يمكن بعد ذلك تحويل هذه الطاقة إلى كهرباء أو استخدامها لتسخين الهواء أو الماء أو السوائل الأخرى.
تستخدم طاقة الرياح تدفق الهواء عبر التوربينات لتشغيل المولدات الكهربائية ميكانيكيًا. تتكون مزارع الرياح من العديد من توربينات الرياح الفردية المتصلة بشبكة نقل الطاقة الكهربائية.
تستخدم الطاقة الكهرومائية تدفق المياه في الأنهار أو السدود لتوليد الكهرباء. وتقوم المياه المنطلقة عبر السدود بتدوير التوربينات، التي تنشط المولدات لإنتاج الكهرباء.
الطاقة الحرارية الأرضية مشتقة من الحرارة الطبيعية للأرض. ويستخدم الطاقة الهائلة المخزنة كحرارة في المياه العميقة تحت سطح الأرض. وتقوم محطات الطاقة بتحويل هذه الحرارة إلى كهرباء، بينما تستخدمها بعض المنشآت مباشرة للتدفئة.
يتم إنتاج طاقة الكتلة الحيوية من المواد العضوية مثل النفايات النباتية والحيوانية. ويمكن استخدامه مباشرة عن طريق الاحتراق لإنتاج الحرارة أو بشكل غير مباشر بعد تحويله إلى أشكال مختلفة من الوقود الحيوي.
يوفر استخدام مصادر الطاقة المتجددة العديد من المزايا، بما في ذلك تقليل انبعاثات الغازات الدفيئة، وتحسين الصحة العامة بسبب الهواء النظيف، وإمدادات الطاقة الهائلة التي لا تنضب، وزيادة أمن الطاقة. بالإضافة إلى ذلك، يحمل قطاع الطاقة المتجددة إمكانات كبيرة لخلق فرص العمل في الأسواق الجديدة.
على الرغم من الفوائد، هناك العديد من التحديات التي تواجه اعتماد الطاقة المتجددة على نطاق واسع. وتشمل هذه الطبيعة المتقطعة لبعض المصادر (مثل الطاقة الشمسية وطاقة الرياح)، والحاجة إلى استثمارات كبيرة مقدما، والحاجة إلى بنية تحتية وتكنولوجيا جديدة.
وقد تبنت بلدان مختلفة الطاقة المتجددة بدرجات متفاوتة استنادا إلى مواردها الطبيعية، وقدراتها الاقتصادية، وأولوياتها السياسية. وتولد دول مثل أيسلندا والنرويج جزءا كبيرا من احتياجاتها من الكهرباء من مصادر الطاقة الحرارية الأرضية والطاقة الكهرومائية، على التوالي. وفي الوقت نفسه، تتصدر الصين والولايات المتحدة قدرات طاقة الرياح والطاقة الشمسية.
الطاقة الشمسية هي واحدة من أكثر أشكال الطاقة المتجددة التي يمكن الوصول إليها. يمكن تركيب الألواح الشمسية على أسطح المنازل أو في الحقول المفتوحة أو حتى كألواح عائمة على المسطحات المائية. المبدأ الأساسي وراء الألواح الشمسية هو تحويل ضوء الشمس إلى طاقة كهربائية باستخدام الخلايا الكهروضوئية.
يمكن حساب الطاقة التي تنتجها الخلية الكهروضوئية باستخدام الصيغة:
\(E = P \times A \times T \times \eta\)أين:
يمكن تقدير الطاقة المولدة من توربينات الرياح باستخدام الصيغة:
\(P = \frac{1}{2} \rho A v^3 \eta\)أين:
تمثل الطاقة المتجددة حلاً نظيفًا ومستدامًا وبأسعار معقولة بشكل متزايد لاحتياجات العالم من الطاقة. ورغم استمرار التحديات، فإن التقدم التكنولوجي وزيادة الاستثمار العالمي يجعل مصادر الطاقة المتجددة أكثر كفاءة ويمكن الوصول إليها. إن تبني الطاقة المتجددة أمر بالغ الأهمية لحماية البيئة والتنمية الاقتصادية وضمان مستقبل آمن للطاقة.
