أنواع الطاقة الحرارية. كما سنتحدث عن مفهوم الطاقة الحرارية وما هي أهم مميزات الطاقة الحرارية. وسنتحدث أيضًا عن استخدامات الطاقة الحرارية. كل هذه المواضيع يمكنك العثور عليها في مقالتنا.
أنواع الطاقة الحرارية
1- الاحتكاك
تنشأ الطاقة الحرارية من قوة الاحتكاك. لشرح كيفية حدوث ذلك، على سبيل المثال، إذا قام رجل بدفع صندوق بسرعة ثابتة على أرضية خشنة، فإن الشغل المبذول لا يتم تخزينه كنوع آخر من الطاقة. ونتيجة لذلك تتحول الطاقة إلى طاقة حرارية منتجة بين الصندوق والأرضية مما يؤدي إلى رفع درجة الحرارة. درجة حرارتهم.
2- الطاقة النووية
تستغل المفاعلات النووية في محطات الطاقة النووية طاقة التحلل الإشعاعي في اليورانيوم أو العناصر الأخرى لتوليد الطاقة الحرارية من التفاعلات النووية؛ لغلي الماء، الذي يقوم بدوره بتشغيل التوربينات والمولدات. وبالإضافة إلى ذلك، تمثل الطاقة النووية 20% من الكهرباء المنتجة في الولايات المتحدة.
3- الطاقة الحرارية
الأرض: تتولد هذه الطاقة في الأرض ثم تشع حرارتها إلى السطح. وتكمن أهميتها في كونها مصدرا للطاقة المتجددة.
4- قوة السحب
تعتبر قوة السحب المؤثرة على جسم متحرك بسبب مائع مثل الماء أحد مصادر الطاقة الحرارية، والتي تعتبر مثالاً للقوة غير المحافظة. عندما يتحرك جسم خلال سائل، يتم نقل بعض الزخم ويتم التحكم في حركة هذا السائل. فإذا توقف الجسم عن الحركة سيبقى بعض من الحركة العشوائية المتبقية للسائل، والتي تتوزع بين جزيئاته، وتنتج هذه الحركة طاقة حرارية.
5- الطاقة الشمسية
تعتبر الشمس مصدر معظم أنواع الطاقة التي يستخدمها الإنسان يومياً. تسمح الشمس للنباتات بالنمو وإنتاج غذائها بنفسها. كما يعتبر أحد مصادر الطاقة المتجددة المستخدمة لإنتاج الحرارة والكهرباء.
مفهوم الطاقة الحرارية
تعتبر الطاقة الحرارية أحد أشكال الطاقة الأساسية التي يمكن تحويل جميع أشكال الطاقة إليها. الطاقة الحرارية هي الطاقة الحركية التي تمتلكها جزيئات وذرات المادة.
عند تشغيل الآلات المختلفة التي تستخدم الوقود الهيدروكربوني فإن الخطوة الأولى هي حرق الوقود والحصول على طاقة حرارية يتم تحويلها بعد ذلك إلى طاقة ميكانيكية أو إلى أي نوع من أنواع الطاقة. ولا تتوفر الطاقة الحرارية مباشرة في الطبيعة إلا في مصادر الطاقة الحرارية الأرضية. ومن المعروف أن جسيمات المادة لها كتلة وسرعة، وبالتالي لها طاقة حركية وطاقة وضع، ومجموع هاتين الطاقتين يعرف بطاقتها الداخلية.
– فضلا عن الاستفادة من الطاقة الحرارية من أشعة الشمس، ويتم ذلك عن طريق تحويل الطاقة الإشعاعية إلى طاقة حرارية.
تتمتع الطاقة الحرارية بالقدرة على الاختراق والتغلغل في البيئات المادية.
مميزات الطاقة الحرارية
1- استخدام الطاقة الحرارية الشمسية من خلال تجميعها في المحطات الكهروحرارية واستخدامها في تسخين المياه وإنتاج البخار، ثم يتم توجيهه بعد ذلك إلى مصدر واحد لتشغيل توربينات إنتاج الكهرباء.
2-استخدام الحطب في المواقد التقليدية لتوليد الطاقة الحرارية لأغراض الطهي وتسخين المياه وغيرها من الاستخدامات المنزلية.
استخدام الطاقة الحرارية لتدفئة الأرضيات، والتدفئة بالرادياتير لتدفئة المنازل.
3- استخدام الطاقة الشمسية الحرارية لتدفئة حمامات السباحة خاصة في فصل الشتاء.
4- استخدام الطاقة الحرارية في مجفف الملابس حيث تعمل على جلب الطاقة الكهربائية وتحويلها إلى طاقة حرارية لتجفيف الملابس.
5-استخدام الطاقة الحرارية في مصانع الحديد لصهر المادة وإعادة تشكيلها إلى شكل آخر.
6- استخدام الطاقة الحرارية في كافة الصناعات مثل مصانع الورق ومحطات الكهرباء والغاز الطبيعي.
استخدامات الطاقة الحرارية
1- التدفئة والتبريد
إن الاستخدام الفعال للطاقة الحرارية الأرضية لتوليد الكهرباء عادة ما يتطلب درجات حرارة مياه قد تتجاوز 150 درجة مئوية لتشغيل التوربينات. ويمكن أيضًا استخدام الفرق في درجة الحرارة بين السطح والمصدر الأرضي لتوليد الكهرباء. نظرًا لأن الأرض بشكل عام أكثر مقاومة للتغيرات الحرارية الموسمية من الهواء، فإنها يمكن أن تعمل كمبدد لمضخة الحرارة الأرضية على بعد مترين فقط من السطح، وبالتالي توفر التدفئة والتبريد بشكل مريح من الأرض.
2- لا حاجة للوقود
نظرًا لأن الطاقة الحرارية الأرضية هي مورد طبيعي، فلا يوجد وقود مطلوب مثل الوقود الأحفوري الذي يعد موردًا محدودًا يجب استخراجه أو استخراجه من الأرض. الكفاءة العالية لأنظمة الطاقة الحرارية الأرضية:
تستخدم أنظمة المضخات الحرارية الأرضية عادة كهرباء أقل بنسبة 25% إلى 50% من الأنظمة التقليدية للتدفئة أو التبريد، وبفضل تصميمها المرن يمكن تعديلها حسب الأوضاع المختلفة، مما قد يتطلب مساحة أقل للأجهزة على عكس الأنظمة التقليدية، مما يمنحها كفاءة عالية. .
3- قلة صيانة النظام الحراري الأرضي
نظرًا لأن بعض أنظمة الطاقة الحرارية الأرضية تحتوي على عدد قليل من الأجزاء المتحركة داخل المبنى، فإن العمر الافتراضي لأنظمة المضخات الحرارية الأرضية مرتفع نسبيًا، لكن أنابيب المضخات الحرارية لها بعض الضمانات التي تتراوح بين 25 و50 عامًا. بالإضافة إلى ذلك، يمكن أن تدوم المضخة عادةً لمدة 20 عامًا على الأقل بدون صيانة.
4- التطور السريع
هناك قدر كبير من الاستكشاف في مجالات الطاقة الحرارية الأرضية في الوقت الحاضر، مما يعني أنه قد يتم إنشاء تقنيات جديدة لتحسين عملية الطاقة. وهناك أيضًا عدد متزايد من المشاريع لتحسين وتطوير هذا المجال من الصناعة. ومع هذا التطور السريع، سيتم تخفيف العديد من المشاكل. عيوب الطاقة الحرارية الأرضية.
5- الطاقة الحرارية الأرضية مصدر موثوق للطاقة المتجددة
قد تتمتع الطاقة الحرارية الأرضية بالعديد من المزايا عند مقارنتها بمصادر الطاقة المتجددة الأخرى مثل الطاقة الشمسية أو الرياح أو الكتلة الحيوية، فهي مصدر مستقر للطاقة بشكل استثنائي، أي أن هذه الطاقة لا تعتمد على الرياح ولا الشمس، وهي متاحة طوال العام. دائري. ومن حيث عامل التوافر الذي يوضح موثوقية واستقرار مصادر محددة للطاقة، تحتل الطاقة الحرارية الأرضية المرتبة الأولى، وتتفوق على المجموعات الأخرى، مما يدعم حجة استقلالها عن الظروف الخارجية غير المستقرة عند توصيل الطاقة.
6- إمكانيات هائلة
بشكل عام، يبلغ استهلاك الطاقة حول العالم حاليا حوالي 15 تيراواط، وهو بعيد عن إجمالي الطاقة المحتملة المتاحة من مصادر الطاقة الحرارية الأرضية، وبينما لا نستطيع استخدام معظم الخزانات التي تنتج الكهرباء، هناك أمل في أن يكون عدد موارد الطاقة الحرارية الأرضية القابلة للاستغلال ستزداد مع… يستمر البحث والتطوير في الصناعة، وتشير التقديرات حاليًا إلى أن محطات الطاقة الحرارية الأرضية يمكن أن توفر ما بين 0.0035 إلى 2 تيراواط من الطاقة.
7-صديقة للبيئة
تعتبر الطاقة الحرارية الأرضية أكثر ملاءمة للبيئة من مصادر الوقود التقليدية مثل الفحم وأنواع الوقود الأحفوري الأخرى. بالإضافة إلى ذلك، فإن البصمة الكربونية لمحطة الطاقة الحرارية الأرضية منخفضة، وعلى الرغم من وجود بعض التلوث المرتبط بالطاقة الحرارية الأرضية، إلا أن هذا ضئيل نسبيًا بالمقارنة مع الوقود الأحفوري. .