مدونة جسور المعارف للعلوم والثقافة

ترشيد استهلاك الكهرباء 

من الأهمية لنا لأن الكهرباء أهم مصدر من مصادر الطاقة التي يبحث عنها الإنسان فهي سبب فاعل من أسباب الحضارة التي يعيشها كوكب الأرض والتي جعلت الحياة معقدة للغاية ولكن في نفس الوقت أسهل وأكثر أمناً. ومع هذا يواجه العالم الآن تغيرات كبيرة جداً على مستوى الموارد التي يحتاج إليها في حياته المعيشية.

ترشيد الكهرباء.

 فالموارد الطبيعية خاصة الزراعية منها والتي هي من أهم أساسيات الحياة بالنسبة للإنسان والحيوان والطيور في خطر في ظل التغيرات المناخية المتلاحقة والتي يشهدها كوكب الأرض والناتجة عن الاحتباس الحراري وارتفاع درجة حرارة الأرض بسبب زيادة ملوثات الهواء من غاز ثاني أكسيد الكربون ومشتقات الغازات الفلورية والكلورية. 

     ذلك أدى إلى زيادة شدة الرياح والأعاصير المدمرة وزيادة أنشطة البراكين وجفاف الأنهار والتصحر في كثير من الدول ، والذي يشهدها العالم الآن في كوكب الأرض كافة .

    ويخشى الإنسان نفاذ مصادر الطاقة غير المتجددة مثل الفحم والبترول والغاز الطبيعي التي يزداد استهلاكها بفعل زيادة أعداد الشعوب والذي تجاوز 8 مليار نسمة هذا العام وبنسب غير مسبوقة على كافة كوكب الأرض، وتطور الصناعات التي نحتاج لها. 

    لذا تأتي الحاجة الملحة لترشيد استهلاك الكهرباء لضمان الاستقرار المعيشي، الذي ينعكس على الكوكب كله، والدول والأفراد بصورة خاصة.

الكهرباء "Electricity"

هي صورة من صور الطاقة وتوجد في شكل شحنات كهربية يمكن رؤيتها في الطبيعة عند حدوث البرق ويمكن تصنيعها في محطات القوى الحرارية وتور بينات الرياح والمحطات الهيدروليكية في السدود والشلالات المائية وأيضا بواسطة الخلايا الشمسية.

       وتنشأ الكهرباء نتيجة تحرر الإليكترونيات من مداراتها حول النواه مسببة ما يعرف بالتيار الكهربائي. وعرفت الكهرباء منذ القدم وأصبحت بعد ذلك أهم سبب للتقدم التكنولوجي الذي تشهده البشرية الآن حيث تستخدم في جميع التطبيقات الحياتية وأصبح لا غنى عنها  ولا يستطيع أحد أن يرى كوكب الأرض بدون كهرباء.

     وتوجد الكهرباء في صورتين إما ساكنة أو متحركة. ونحصل على الكهربية الساكنة عند فرك قلم رصاص بقطعة من الصوف نجده يجذب قصاصات الورق. أما الكهربية المتحركة فنحصل عليه أثناء دوران ملف بين قطبي مغناطيسي على شكل حدوة حصان.

لمعرفة المزيد عن الكهرباء "اضغط هنا".

استخدامات الكهرباء الساكنة

·        مولدات روبرت فان دي جراف الذي يستخدم فيها الأسطح الملساء والمدببة والموصلات والعوازل.

·        الطباعة والنسخ الجاف.

·        الفلاتر والمترسبات.

·        طابعات الليزر.

استخدامات الكهرباء المتحركة

توجد الكهرباء المتحركة في صورتين هما :

·        كهرباء متحركة ذات التيار المستمر مثل الكهرباء الموجودة في البطاريات.

·        كهرباء متحركة ذات التيار المتردد وهي التي نستعملها لتشغيل جميع الأجهزة الكهربائية.

تاريخ الكهرباء

·        يذكر بعض العلماء المهتمين بتاريخ الحضارة الفرعونية أن الفراعنة قبل الميلاد نجحوا في إنتاج ما يشبه الكهرباء وأناروا بها داخل الهرم الأكبر معللين ذلك بأن وسائل الإضاءة التقليدية باستخدام الدهن أو الزيت وكذلك استخدام الشموع التقليدية ينتج عنها ثاني أكسيد الكربون بلونه الأسود تاركاً أثر لذلك وهذا لم يثبت وجوده داخل الهرم.

·        بعد ذلك هناك مراجعات تُشير إلى أن بعض سكان قارة أوروبا قبل الميلاد لاحظوا وجود ما يشبه الشحنة الكهربية عند فرك مادة العنبر.

·        في عام 1745 اختراع قارورة ليدن من قبل بيتر فان موشنبروك، والتي تُخزّن الكهرباء الساكنة ليتمّ بعد ذلك تفريغها دفعة واحدة، وفي عام 1747م تمّ تفريغ الكهرباء الساكنة منها خلال دائرة كهربائية، ليبدأ مفهوم التيار الكهربائي والدائرة الكهربائية الدخول بمجالات جديدة من التجارب والاكتشافات.

·        واستمر استخدام الكهرباء بهذه الصورة جاء العالم الإنجليزي وليام جيلبرت (William Gilbert)  عام 1600 م ووضع مسمى الكهرباء مرجعها الكلمة اليونانية وتعني العنبر، وأصبح الأب الروحي لعلوم الكهرباء الحديثة.

·        في العام 1660م اخترع العالم أوتو فون جيريك  Otto von Guericke)  ) آلة جديدة لإنتاج الكهرباء الساكنة باستخدام كرة كبريتية يتم فركها عند دورانها ، وتوالت الدراسات حول الكهرباء ، وعُرفت القوى الكهربائية المتبادلة من تنافر وتجاذب خلال الفراغ، كما تم تمييزا لموصلات وغير الموصلات على يد العالم ستيفن جراي  Stephen Gray ، وصُنّفت الكهرباء بأنها موجبة وسالبة.

·        في منتصف القرن السابع عشر لاحظ وجود شحنة الكهرباء على يد العالم الفيزيائي بنجامين فرانكلين سنة 1752 وتجربته الشهيرة حيث وضع مفتاح معدني في خيط طيارة ورقية أثناء وجود عاصفة هوائية أدى وجود تتابع موجات الهواء إلى وجود شحنة كهربية شعر بها عند طرف الخيط الذي في يده وأن كمية هذه الشحنة انتقلت عبر الخيط.

·        أسس بعد ذلك العالم كولوم العلاقة الرياضية التي تعبّر عن القوى المتبادلة بين الأجسام المشحونة، وكان ذلك بدايةً للحقبة الجديدة التي اهتمت بالدراسة الكمية الكهربائية.

·        فتح اختراع البطارية بعد ذلك مجالات جديدة لاستكشاف التيار الكهربائي؛ حيث لاحظ العالم جلفاني في عام 1786م تأثير التفريغ الكهربائي للكهرباء الساكنة في اهتزاز على قدم ضفدع تجارب، مما دعا العلماء للاستمرار بالتجريب والبحث حتى بنى العالم أليساندرو فولتا عموده الشهير، الذي يُعتبر أولً بطارية.

·        أدى التعرف على التيار المستمر الناتج عن البطاريات إلى اكتشاف قانون أوم والذي يربط التيار بالجهد الكهربائي، والمقاومة الكهربائية، ثم بعد ذلك قانون جول للحرارة والتسخين، ويعتبر قانون أوم وقانون كيرشوف الذي تم اكتشافه لاحقاً أساس المعادلات الرياضية للدوائر الكهربائية.

المجال الكهرومغناطيسي والكهرباء الحديثة

·        في عام 1819م اكتشف العالم أمبير المجال المغناطيسي حول سلك معدنيّ يمر به تيار كهربي، ووضع بذلك نواة العلاقات الرياضية لعلم الكهرومغناطيسية. وتبعه اختراع المولد الكهربائي لتشغيل المحرك، ثم بعد عام واحد تم تصميم نموذج لمولد كهربائي يعمل يدوياً.

·        توالت استكشافات المجال الكهرومغناطيسي وفي عام 1873م قام العالم كلارك ماسكويل بوضع مسار جديد لعلم الكهرومغناطيسية من خلال وضع العلاقات الرياضية التي تحكم المجال المغناطيسي، وتنبأ بوجود موجات كهرومغناطيسية تسير بسرعة الضوء.

        وأُكّد هذا التنبؤ تجريبياً فيما بعد من قبل العالم هاينريش هيرتز، ومن ثم استُخدمت هذه الموجات لاختراع الراديو من قبل العالم ماكروني في عام 1895م، وتبعه اختراع الأنبوب الفراغي الذي استُخدم ككاشف لموجات الراديو من قبل العالم جون أمبروز فلمنج.

·        استمرت الاكتشافات وبدأ عصر الإلكترونيات، ثم أكتمل فهم الظواهر الكهربائية الطبيعية والمصنعة ساعد ذلك اكتشاف  باكتشاف الإلكترون في نهايات القرن التاسع عشر بواسطة العالم طومسون.

·        وفي أوائل القرن العشرين اكتشف العالم رذرفورد تكوين الذرة وتوزيع الشحنات فيها الموجبة والسالبة.

·        في عام 1913م استطاع العالم روبرت مليكان قياس شحنة الإلكترون الواحد.

 فوائد الكهرباء

الكهرباء أفضل أنواع الطاقة نظراً لوجودها في كل نواحي الحياة وهي تمتاز بكفاءتها العالية، وسهولة الوصول إليها والتعامل معها وذلك لأنها:

·        طاقة نظيفة ولا تشغل حيز عن استخدامها وجعلت الحياة اسهل.

·        أنارت كوكب الأرض وجعلته أكثر امناً.

·        مصدر مهم في الصناعة والتجارة والزراعة والنقل والترفيه.

·        هام جداً في مجال التعليم والتعلم.

·   اكتشاف التكنولوجيا الرقمية التي ساعدت على التقدم التكنولوجي  الحالي وتقريب المسافات.

·        عملت على رفع الدخل للفرد والمجتمع كما  ساعدت على رفع الحالة الصحية للمجتمع.

مخاطر الكهرباء

رغم أهمية الكهرباء الكبيرة إلّا أنّ استخدامها محفوف بالعديد من المخاطر منها:

الصدمات الكهربائية والحروق في الجسم عند ملامستها.

حدوث الحرائق عند حدوث بعض الأخطاء.

حدوث الانفجارات الكهربائية في حال وجودها في محيط غير آمن وقابل للاشتعال.

علاقة إنتاج الكهرباء وتغير المناخ

نعيش اليوم في ظروف مناخية صعبة وسعت الدول إلى الحفاظ على التقدم الحضاري والاقتصادي والصناعي وفي نفس الوقت تقليل تلوث الهواء بالغازات غير صديقة البيئة والتي تدخل في إنتاج الكهرباء مثل الفحم والبترول والغاز الطبيعي. 

     وعقدت منظمة الأمم المتحدة مؤتمرات عدة تناقش سبل الحد من ظاهرة الاحتباس الحراري الذي عم كوكب الأرض مما زاد من الشعور بارتفاع حرارة الأرض وذوبان جليد القطبين وارتفاع مستوى البحار والفيضانات والكوارث الطبيعية. 

   كذلك العمل على إنتاج الكهرباء من مصادر الطاقة الجديدة والمتجددة مثل الطاقة الشمسية وطاقة الرياح وطاقة المد والجزر وكذلك باستخدام الهيدروجين الأخضر.

ودعت الحكومات إلى ترشيد استهلاك الكهرباء كي يقل الطلب على الوقود الأحفوري والمتمثل في السبب في زيادة غازات الاحتباس الحراري ووضعت البرامج والاعلانات التي تدعو إلى ترشيد استهلاك الكهرباء .

ماذا يعني ترشيد الاستهلاك؟

الترشيد يعنى تقليل الاستهلاك ووضعه في أدنى مستوى له ويجب أن يعرف الفرد أن الترشيد هو استخدام الموارد بشكل غير مبالغ وبشكل معتدل لا يزيد عن الطبيعي والمناسب حتى يتم حفظ الحقوق في الوقت الحاضر وفي المستقبل.

     والترشيد له أنواع عدة منها: ترشيد استهلاك المياه، واستهلاك الكهرباء، واستهلاك الأدوية،  وسوف نركز هنا على ترشيد استهلاك الكهرباء ودور المجتمع في مفهوم ترشيد الاستهلاك.

    الترشيد لا يعني القتور والبخل كما يتخيله البعض وإنما هو الاستعمال الراشد أي استعمال بعقلانية، حيث إذا توفر لدى الشخص مخزون كافِ من المياه المعقمة ومخزون كاف من المياه العادية فهذا لا يعتبر تبرير حتى يستخدم المياه المعقمة في الاغتسال، بينما التفكير السليم يعني استخدام كل شيء في محله الطبيعي. كذلك الكهرباء ليس معنى أننا نترك الأجهزة مثل التليفزيون ونحن نشاهد فيلم على الموبايل. 

ترشيد استهلاك الكهرباء وآثاره البيئية 

يعتمد الجزء الأكبر من توليد الكهرباء في محطات القوى الحرارية على المحروقات والمواد البترولية منذ عقود طويلة، وعملت كثير من الدول إلى دعم الإنتاج من مصادر أخرى نظيفة ومتجددة مثل الطاقة الكهربية من السدود  ومن طاقة الشمس والرياح ولكن هذا غير متوفر في كثير من بلدان العالم خاصة الشمالي وذلك لطبيعة المناخ وعدم توافر سطوع الشمس لوقت طويل ويظل النسبة الأكبر من توليد الكهرباء من محطات القوى الحرارية .

   والآن نظراً لاحتياج العالم إلى تقليل الاعتماد على المحروقات وبات ملحا بالمقام الأول لمواجهة الاحتباس الحراري والتغيرات المناخية؛ إذا فالسبيل للخروج من الأزمة تقليل الاستهلاك لحين الوصول لنسب أكبر من توليد الكهرباء من الطاقة المتجددة والنظيفة.

طرق ترشيد استهلاك الكهرباء

لترشيد استهلاك الكهرباء فوائد عديدة منها الاقتصادية ومنها الاجتماعية حيث ينتج عن الترشيد تقليل قيمة الفواتير والاحتفاظ بالطاقة واستخدامها في أشياء أخرى ومن طرق ترشيد استهلاك الكهرباء :

·        استخدام اللمبات الموفرة بدلاً من المصابيح التقليدية.

·        عدم تشغيل مصابيح الإنارة في وقت النهار والاعتماد على المصادر الطبيعية بفتح الشبابيك .

·        غلق مصابيح الإنارة في الغرف الغير مستعملة وتقليل ساعات تشغيل أجهزة التدفئة .

·        تشغيل الأجهزة وقت مثل: التليفزيون، أو الكمبيوتر.

·          تقليل تشغيل المكيفات والاعتماد على طرق أخرى مثل: فتح الشبابيك للتهوية أو تشغيل المراوح .

·   عدم ترك الأجهزة الكهربائية تعمل بعد الانتهاء من استعمالها مثل مصابيح الإضاءة وأجهزة التكييف والمراوح وأجهزة الكمبيوتر وأجهزة شحن الموبايل.

·      من أهم سبل ترشيد استهلاك الكهرباء من قبل الطالب /الطالبة، عدم الاعتماد على المصابيح الكهربية في المذاكرة في حالة توافر مصدر ضوء طبيعي في النهار مثلا ، ليس في البيت فقط ولكن في المدرسة.

دور المجتمع في ترشيد استهلاك الكهرباء

·      إن ترشيد استهلاك الكهرباء في المجتمع لا يعني التخلي عن أهميتها لنا ، فمن الممكن الاستفادة منها ولكن بالطريقة الصحيحة دون إهدارها ، إن استخدام الكهرباء دون إسراف ، يحافظ على الموارد الطبيعية التي يسعى إليها المجتمع ، ولنا تؤدي إلى انخفاض كبير في فاتورة الاستهلاك وينعم المجتمع بتقليص الحاجة إلى استهلاك الطاقة.

·        عدم إطلاق غازات ملوثة للبيئة يعني مجتمع خال من التلوث ، صحة جيدة ، محاصيل نظيفة ، مياه نقية ، عمر أطول للأجهزة ، توفير جيد ، اقتصاد عال .

·  توفير الوقود اللازم لإنتاج الكهرباء ، يمكن للأشخاص  المساهمة في تعزيز الصحة العامة ، عدم التلوث للهواء والماء مما يؤدي إلى زيادة انتشار الظواهر الطبية الخطرة ، مثل سرطان الرئة والربو .

·  ترشيد الاستهلاك يفيد البيئة ويحمي الحياة البرية ، ويقلل من تلوث الهواء الصادر من الآلات والمركبات ومحطات الطاقة ، حيث يسبب تعدين الفحم والطاقة النووية في إلحاق أضرار جسيمة بالبيئة.

·        ترشيد استهلاك الكهرباء يعني عدم الحاجة إلى محطات إنتاج الكهرباء أكثر حيث يصاحبها الكثير من الضوضاء تكون لها مخاطر على السلامة العامة فتور بينات الرياح تصدر ضوضاء وتتسبب في قتل الطيور بصورة كبيرة  .

·  لابد أن يعلم المجتمع أبناءه على فهم ترشيد استهلاك الكهرباء سواء في المنزل أو في المدرسة لما له من نفع عليه وعلى أسرته.

الخاتمة

اطلقت الدول استراتيجية متكاملة وشاملة تعمل على ترشيد استهلاك الكهرباء خاصة مع ظهور العجز في الموارد المائية ونقصان الكهرباء المنتجة من السدود وارتفاع أسعار الطاقة من البترول والغاز الطبيعي. 

     ولابد أن يكون إحساس كل فرد في هذا المجتمع والعالم ككل هو الطريقة الوحيدة للوصول لبر الأمان، وعدم الإضرار بالكوكب بالصورة التي ستؤذي ملايين بل مليارات البشر، فعلى كل فرد البدء بنفسه في ترشيد الطاقة الكهربية لتقليل التلوث المناخي والاحتباس الحراري.

المراجع

·                                    شبكة الانترنت.