الأحد, 1 يونيو 2025
الأحد, 1 يونيو 2025
ديسمبر 10, 2024
تُعد الكهرباء من القوى الأساسية التي تشغل كل جانب من جوانب حياتنا الحديثة. هي شكل من أشكال الطاقة الناتجة عن حركة الجسيمات المشحونة، مثل الإلكترونات، عبر المادة. سواء كان ذلك في إضاءة المنازل، أو تشغيل الصناعات، أو دفع التقدم التكنولوجي، أصبحت الكهرباء جزءًا لا غنى عنه في عالمنا السريع والمتشابك. ولكن ما هي الكهرباء بالضبط، وكيف تعمل، وكيف تصل إلى منازلنا؟
في جوهرها، الكهرباء هي تدفق الجسيمات المشحونة — عادة الإلكترونات — عبر موصل. يمكن أن يحدث هذا بشكل ثابت، مثل تراكم الشحنة (كما في فرك البالون بشعرك)، أو بشكل ديناميكي، كتيار كهربائي يتدفق عبر دائرة. تُصنف الكهرباء كمصدر طاقة ثانوي لأنها تنتج عن تحويل مصادر الطاقة الأولية، مثل الفحم، الغاز الطبيعي، النفط، الطاقة النووية، أو مصادر الطاقة المتجددة مثل الرياح والطاقة الشمسية، إلى طاقة كهربائية.
على الرغم من أن الكهرباء نفسها ليست مصدرًا متجددًا أو غير متجدد، فإنها تلعب دورًا حيويًا في كلا النظامين الطاقيين. بينما معظم مصادر الطاقة التي تولد الكهرباء هي إما متجددة أو غير متجددة، تُعد الكهرباء هي المنتج الشامل والضروري للتحويل الطاقي.
لا تُعد الكهرباء مجرد نتاج لظواهر طبيعية مثل البرق أو الكهرباء الساكنة؛ بل هي تدفق مُسيطر عليه للطاقة التي تنتقل عبر مسافات طويلة لتصل إلى المنازل والشركات. يشمل هذا العملية عدة مكونات أساسية:
تسافر الكهرباء بسرعة الضوء، أي أكثر من 186,000 ميل (299,338 كيلومتر) في الثانية، مما يعني أن الكهرباء التي تُولد في محطة توليد الطاقة تصل إلى المدن البعيدة تقريبًا على الفور.
على الرغم من أن البرق يُعد من أكثر مظاهر الكهرباء إثارة في الطبيعة، فإنه ليس مصدرًا عمليًا للطاقة لتلبية احتياجاتنا البشرية. يحدث البرق عندما تتطور الشحنات الكهربائية داخل السحابة. تتجمع الشحنات الموجبة والسالبة داخل السحابة، حيث تتجمع الشحنات الموجبة في الجزء العلوي والسالبة في الجزء السفلي. عندما تصبح الشحنات السالبة كثيفة جدًا، يحدث تفريغ كهربائي على شكل برق، إما إلى سحابة أخرى أو إلى الأرض.
على الرغم من أن البرق يولد كمية كبيرة من الكهرباء، إلا أنه من الصعب استغلاله. كل صاعقة يمكن أن تولد حوالي 270 كيلووات/ساعة من الكهرباء، وهي كمية تكفي لتشغيل منزل متوسط لمدة تسعة أيام تقريبًا. ومع ذلك، نظرًا لأن البرق غير قابل للتنبؤ به، فلا يمكن توجيه طاقته إلى شبكات الكهرباء بشكل فعال. وللمقارنة، يستهلك المنزل الأمريكي العادي حوالي 867 كيلووات/ساعة من الكهرباء شهريًا، مما يجعل البرق مصدرًا غير عملي للطاقة المستدامة.
من منا لم يتعرض لصدمة كهربائية ساكنة عند لمس مقبض معدني بعد المشي على السجاد؟ لكن كيف تعمل الكهرباء الساكنة؟
كل مادة تتكون من ذرات تحتوي على بروتونات ونيوترونات وإلكترونات. البروتونات تحمل شحنة موجبة، والإلكترونات تحمل شحنة سالبة، والنيوترونات لا تحمل شحنة. في الحالة العادية، تحتوي الذرة على عدد متساوٍ من البروتونات والإلكترونات، مما يجعلها متعادلة كهربائيًا. ومع ذلك، عند فرك مواد معينة معًا، يمكن أن تنتقل الإلكترونات من ذرة إلى أخرى، مما يؤدي إلى حدوث شحنة كهربائية إيجابية أو سلبية. وهذا ما يُسمى بالكهرباء الساكنة.
عندما تمشي على السجاد، تنتقل الإلكترونات من السجاد إليك، مما يمنحك شحنة سالبة. وعندما تلمس مقبض الباب، تنتقل الإلكترونات منك إلى المقبض، مما يؤدي إلى شعورك بالصدمة الكهربائية.
بينما تُعد الكهرباء جزءًا أساسيًا من الحياة في معظم دول العالم المتقدم، لا تزال بعيدة عن متناول ملايين الأشخاص، لا سيما في المناطق الريفية والدول النامية. وفقًا لتقرير برنامج الأمم المتحدة الإنمائي، ارتفعت نسبة الأشخاص الذين لديهم إمكانية الوصول إلى الكهرباء من 78% إلى 87% بين عامي 2000 و2016. ومع ذلك، لا يزال حوالي مليار شخص بدون كهرباء، أي ما يعادل شخصًا من كل سبعة أشخاص في العالم.
في بعض أجزاء أفريقيا جنوب الصحراء، حيث تزيد نسبة السكان الذين يفتقرون إلى الكهرباء عن 90%، يكمن التحدي بشكل خاص. في هذه المناطق، يعوق نقص البنية التحتية الحكومية والاستثمارات في تحديث شبكات الكهرباء إمكانية الوصول إلى الكهرباء. بالنسبة للكثيرين، يقتصر الحصول على الكهرباء على الشركات الكبيرة أو المدن الكبرى، مما يحد من الفرص الاقتصادية، التعليمية، والصحية.
يُعد توسيع الوصول إلى الكهرباء في المناطق التي تفتقر إليها أمرًا بالغ الأهمية لتحقيق التنمية الاقتصادية والاجتماعية. من خلال الكهرباء، يمكن للمؤسسات التجارية العمل بكفاءة أكبر، ويمكن للمدارس أن تظل مفتوحة لفترة أطول، ويمكن للمرافق الصحية تقديم خدمات أفضل. تُعدّ مصادر الطاقة المتجددة مثل الطاقة الشمسية وطاقة الرياح حلولًا متزايدة لتمديد الوصول إلى الكهرباء للمناطق الريفية وغير المتصلة بشبكات الكهرباء. يمكن نشر هذه المصادر النظيفة والمستدامة على نطاق صغير، مما يجعلها مثالية للمناطق النائية التي لا تتوفر فيها بنية تحتية واسعة.
كما توفر الطاقة المتجددة فرصة للتخفيف من آثار تغير المناخ من خلال تقليل الاعتماد على الوقود الأحفوري. مع تحسن التكنولوجيا وانخفاض التكاليف، يمكن أن تصبح مصادر الكهرباء المتجددة أداة رئيسية لتوفير طاقة موثوقة وبأسعار معقولة للمجتمعات التي تعاني من نقص في الكهرباء.
لقد غيّرت الكهرباء العالم بشكل عميق، فهي تُشغّل كل شيء من المنازل والمستشفيات إلى وسائل النقل والتكنولوجيا. هي مصدر طاقة ثانوي يسمح لنا بالاستفادة من مجموعة متنوعة من الموارد الأولية، سواء كانت من الوقود الأحفوري، أو الطاقة النووية، أو المصادر المتجددة مثل الرياح والطاقة الشمسية. وعلى الرغم من أن البرق والكهرباء الساكنة يُظهران قوة الطبيعة، فإن توليد الكهرباء وتوزيعها من خلال الأنظمة الهندسية أصبحت ضرورة للمجتمعات الحديثة.
ومع ذلك، لا يزال الفارق في الوصول إلى الكهرباء تحديًا كبيرًا، حيث يعيش ملايين الناس دون كهرباء. بينما يعمل العالم على تحقيق الوصول الشامل للطاقة، تُعدّ الطاقة المتجددة مثل الشمس والرياح والطاقة الكهرمائية من الحلول المبتكرة لتوفير الكهرباء للعديد من المناطق غير المتصلة بالشبكة.
الكهرباء أكثر من مجرد رفاهية؛ إنها شريان الحياة الذي يدعم الصحة والتعليم والنمو الاقتصادي. ومع استمرارنا في الابتكار وتوسيع أنظمتنا الطاقية، يجب أن يكون هدفنا ضمان أن الكهرباء متاحة وبأسعار معقولة ومستدامة للجميع.
