الواجهة الرئيسيةترجماتثقافة ومعرفة

كيف يمكن تخزين الطاقات المتجددة؟

كيوبوست- ترجمات

باتريك بيستر♦

مع تفاقم المشكلات الناتجة عن التغيرات المناخية، تزايد الاهتمام الدولي بالطاقة المتجددة؛ لكونها أحد الحلول الرئيسية لتخفيف اعتماد البشرية على الوقود الأحفوري. وتعتبر الطاقة الشمسية وطاقة الرياح من أهم موارد الطاقة المتجددة المستخدمة اليوم؛ ولكن الشمس لا تشرق دائماً، ولا تهب الرياح كلما احتجنا إلى الكهرباء، وفي أحيان كثيرة تنتج طاقة فائضة عندما يكون الطلب منخفضاً.

وللحد من تأثيرات عدم اتساق إنتاج الطاقة من مصادر متجددة، يعمل العلماء على البحث عن وسائل لتخزين الطاقة الفائضة لاستخدامها عند الحاجة. وقد نشر موقع “لايف ساينس” مقالاً يوضح فيه أهم التقنيات المختلفة وأكثرها اعتمادية في تخزين الطاقة.

 اقرأ أيضاً: الصين والإمارات العربية المتحدة.. نقاط ساخنة للطاقة الشمسية العالمية

البطاريات

البطاريات هي الطريقة الأكثر شيوعاً في تخزين الطاقة، وتستخدم بطاريات الليثيوم أيون في تخزين ما يقارب 90% من الكهرباء المخزنة على بطاريات مرتبطة بالشبكة الكهربائية؛ إلا أن البطاريات لها بعض العيوب، فهي تصبح أقل كفاءة ويتراجع أداؤها بمرور الوقت، كما أن إنتاجها واستخدامها على نطاق واسع هو أمر بالغ التكلفة، والمواد المستخدمة في صنعها لها تأثيرات سلبية على البيئة. وكبقية وسائل تخزين الطاقة، لا يمكن استرجاع كامل الطاقة المخزنة في البطاريات وتتراوح كفاءتها بين 85 و90% فقط.

تخزين الطاقة الكهرومائية عن طريق ضخ المياه

يتم استخدام الطاقة الفائضة لتشغيل مضخات كبيرة تقوم بضخ المياه من خزان سفلي إلى خزان أعلى منه، وعندما تكون هنالك حاجة إلى الكهرباء يتم إطلاق المياه من الخزان العلوي لتتدفق إلى الخزان السفلي من خلال عنفات تولد الكهرباء. وتبلغ كفاءة هذه الطريقة من 75% إلى 85%. وعادة ما تُقام هذه المنشآت على ضفاف الأنهار أو شواطئ البحار؛ حيث يتم ضخ المياه منها إلى أحواض كبيرة على أحد التلال القريبة.

محطة تخزين الطاقة الكهرومائية في إسبانيا- “لايف ساينس”

تخزين الطاقة الحرارية

تستخدم الكهرباء الزائدة من مصادر الطاقة المتجددة في تسخين الحصى للاحتفاظ بالحرارة داخل خزان معزول، ليتم استخدام هذه الحرارة لاحقاً في توليد الكهرباء عند الحاجة. وتتراوح كفاءة هذه الطريقة بين 50 و70%، ولا تزال هذه التقنية قيد التطوير بعد أن أظهرت أولى محطاتها كفاءة وصلت إلى 65%.

تخزين طاقة الجاذبية

تقوم شركة “غرافيتريسيتي” البريطانية، بتطوير تقنية تحقق الاستفادة الكاملة من الجاذبية الأرضية. وتعتمد هذه الطريقة على رفع أوزان بواسطة روافع كهربائية، ثم تحرير هذه الأوزان لاحقاً لإدارة مولد كهربائي لاستعادة معظم الطاقة التي استهلكت في عملية رفع هذه الأوزان. ويمكن تركيب التجهيزات اللازمة في فتحات المناجم المهجورة لإسقاط أوزان تصل إلى 12,000 طن إلى أعماق تبلغ 800 متر. وتقول الشركة المطورة: إن كفاءة هذه التقنية تصل إلى ما بين 80% و90%. وهنالك أنظمة أخرى تعتمد على الجاذبية تعمل من خلال استخدام الكهرباء الفائضة في تشغيل قطار يصعد إلى مناطق مرتفعة ثم السماح له بالتراجع لتوليد الكهرباء عند الحاجة إليها.

اقرأ أيضاً: طائرات ورقية تولد الكهرباء 

تخزين طاقة الهواء المضغوط

تقوم مضخات كهربائية بضغط الهواء في خزانات كبيرة تحت الأرض عند توفر كهرباء فائضة، ثم يتم تحرير هذا الهواء لتدوير عنفات مولدات الكهرباء عند الحاجة. وتتراوح كفاءة هذه الطريقة بين 70% و80%، وقد وضعت أول منظومة من هذا النوع في الخدمة في هانتورف بألمانيا عام 1978.

تخزين طاقة الهيدروجين

يستخدم الهيدروجين كشكل من أشكال تخزين الطاقة الكيميائية؛ حيث يتم تحويل الكهرباء إلى هيدروجين باستخدام عملية التحليل الكهربائي للماء التي تعيده إلى عنصرَيه الأساسيَّين: الهيدروجين والأكسجين. ويمكن بعد ذلك تخزين الهيدروجين لاستخدامه كوقود في محطات توليد الطاقة أو في المركبات. إلا أن كفاءة الهيدروجين لا تتجاوز 35% إلى 55%، كما أن خلايا وقود الهيدروجين باهظة الكلفة؛ لأنها تصنع من معادن نفيسة مثل البلاتين.

♦كاتب في موقع “لايف ساينس” متخصص في حماية الحياة البرية.

المصدر: لايف ساينس

اتبعنا على تويتر من هنا

تعليقات عبر الفيس بوك

التعليقات

مقالات ذات صلة