توليد الكهرباء

يُحوّل جهاز توليد الكهرباء الطاقة الميكانيكيّة إلى طاقة كهربائيّة؛ حيثُ إنَّ العمليّة تعتمد على علاقة التمغنط بالكهرباء، فعند تحريك أي مادّة (كالسلك) ناقلة للكهرباء في مجال مغناطيسي فإنَّ ذلك يؤدّي إلى توليد تيّارٍ كهربائيٍّ في تلك المادّة. تعمل محطّات توليد الكهرباء بهذه الآليّة نفسها، حيثُ تُستخدم أجهزة توليد كهرباء ضخمة وموصِلات مركزيّة، فتُستَغَلّ القوّة المغناطيسيّة من أجل دفع الإلكترونات، وذلك عن طريق جعل مصدر القوّة المِغناطيسيّة يدور داخل موصل حلقي مَلفوف حوله سلك طويل جدّاً، وعند دورانه يُنشئ تيّاراً صغيراً (نسبيّاً) في أجزاء مُختلفة من هذا السّلك، وتُعتبر مُحصّلة هذه التيارات الصغيرة هو التيّار الكهربائي المولَّد.

تُستخدَم التوربينات في تدوير المغناطيس المُستخدم في توليد التيار الكهربائي؛ حيثُ يتم حرق كميّات هائلة من الفحم، والنفط، والغاز الطبيعي، وذلك من أجل تسخين الماء، وعندها ينشأ بُخار ماء يدفع شَفَرات التوربين، كما تُساند بعض الغازات الناتجة من حرق الغاز الطبيعي في دفع وتدوير هذه الشفرات. يُعتبر استخدام الطاقة النوويّة طريقةً بديلةً لتسخين المياه لتدوير شفرات التوربين، حيثُ تُستَخدَم عمليّة تُسمّى بالانشطار النووي، فتُقذف ذرّات اليورانيوم المُخصَّب بالنيترونات، وذلك يؤدّي إلى إنتاج حرارة والمَزيد من النيترونات.

من الطُّرُق الأخرى المُستخدمة في إنتاج الطاقة الكهربائيّة هي الطاقة الحراريّة الأرضيّة (Geothermal power) المُستمدّة من الطاقة الحراريّة المدفونة تحت القشرة الأرضيّة، حيثُ تنتُج بفعل الماغما القريبة من سطح الأرض التي تُسخّن المياه الجوفيّة، فينتج بخار الماء. الطّاقة الشمسيّة (Solar power) هي إحدى الطُّرُق المُستخدمة في توليد الكهرباء، ولكن أهمّ مساوئها عدم توافر الشمس طيلة الوقت وبالشدّة المطلوبة (في حالة الطقس الغائم تكون أشعّة الشمس خفيفة)، وتاريخيّاً تُعدّ عمليّة إنتاج الكهرباء باستخدام الطاقة الشمسيّة مُكلفةً أكثر من استخدام الوقود الأحفوري، وتُستخدم طاقة الرياح أيضاً في إنتاج الكهرباء، إلّا أنّها مُكلفة كحال الطاقة الشمسيّة.