الطاقة الكهرومائية

الطاقة الهيدروليكية أو الطاقة المائية هي الطاقة المستمدة من قوة المياه المتساقطة والجارية، التي يمكن تسخيرها لخدمة أغراض مفيدة. ومنذ العصور القديمة استخدمت الطاقة المائية لأغراض الري وتشغيل الأجهزة الميكانيكية المختلفة، مثل الطواحين المائية، والمناشير التي تدار بالطواحين، وطواحين مصانع النسيج، والرافعات البحرية، والمصاعد المنزلية، ومحطات توليد الكهرباء، والطلاء. وتعتبر الطاقة المائية مصدرا من مصادر الطاقة المتجددة لأنها تستخدم دورة المياه الطبيعية في الأرض لتوليد الكهرباء، حيث يتبخر الماء من سطح الأرض مكونا الغيوم ثم يعود مرة أخرى إلى الأرض في شكل أمطار، ويتدفق إلى المحيط. وتوجد المياه المتدفقة طاقة يمكن احتباسها وتحويلها إلى كهرباء، فيما يعرف باسم الطاقة الكهرومائية أو الطاقة المائية. والانبعاثات الغازية في الهواء الناتجة عن الطاقة الكهرومائية هي انبعاثات لا تذكر نظرا لعدم الحاجة إلى حرق أي وقود. لكن في حالة نمو كمية كبيرة من النباتات على مجرى النهر عند موقع بناء سد، فيمكن أن تتحلل هذه النباتات في البحيرة المتكونة خلف السد، ما يتسبب في تكون وانطلاق غاز الميثان الذي يعد أحد غازات الدفيئة القوية. وتوجد حركة المياه في تدفقها من المصب طاقة حركية يمكن تحويلها إلى كهرباء. وتحول محطات توليد الطاقة الكهرومائية هذه الطاقة إلى كهرباء عن طريق دفع المياه – التي غالبا ما تكون محتجزة وراء سد – عبر التوربينات الهيدروليكية التي يتم توصيلها بمولد. ثم يخرج الماء من التوربينات ويعود إلى مجرى التيار أو مجرى النهر أسفل السد. وتعتمد الطاقة الكهرومائية في الأغلب على الأمطار والاختلاف في الارتفاع؛ فالمستويات العالية لهطول الأمطار والاختلافات الكبيرة في الارتفاع هما أمران ضروريان لتوليد كميات كبيرة من الكهرباء. وعلى الرغم من أن الطاقة المائية ليست لها أي آثار في جودة الهواء، فإن بناء السدود الكهرومائية وتشغيلها يمكن أن يؤثر تأثيرا كبيرا في أنظمة الأنهار الطبيعية وكذلك الأسماك والكائنات البرية. وغالبا ما تتطلب الطاقة المائية استخدام السدود التي يمكن أن تؤثر بشكل كبير في تدفق الأنهار، وتغير من النظم الإيكولوجية، وتؤثر في الحياة البرية وفي الناس الذين يعتمدون على تلك المياه. ويستخدم النوع الأكثر شيوعا من محطات الطاقة الكهرومائية سدا مشيدا على نهر لتخزين المياه في خزان. ثم تتدفق المياه المنطلقة من الخزان عبر التوربينات فتديرها، والتوربينات بدورها تشغل مولدا لإنتاج الكهرباء. إلا أن الطاقة الكهرومائية لا تتطلب بالضرورة بناء سد كبير، فبعض محطات الطاقة الكهرومائية تستخدم قناة صغيرة فقط لتوجيه مياه النهر إلى التوربينات. وهناك نوع آخر من محطات الطاقة الكهرومائية – تسمى محطات التخزين والضخ – يمكنها تخزين الطاقة. حيث يتم توصيل الطاقة من شبكة الكهرباء إلى المولدات الكهربائية، ثم تشغل المولدات التوربينات بشكل عكسي، ما يدفع التوربينات لضخ المياه من نهر أو خزان منخفض إلى خزان علوي، حيث يتم تخزين الطاقة. وعند الحاجة إلى استخدام الطاقة تطلق المياه مرة أخرى من الخزان العلوي إلى النهر أو الخزان المنخفض، ما يدير التوربينات إلى الأمام ويشغل المولدات لإنتاج الكهرباء. ويمكن لنظام الطاقة الكهرومائية الصغير أو متناهي الصغر أن ينتج كهرباء تكفي احتياجات منزل أو مزرعة. وتعتبر الطاقة الكهرومائية المستمدة من طاقة المد والجزر باهظة التكلفة. وهناك إمكانية لتوفير الكهرباء لمحطات تحلية المياه – التي عادة ما تقع بالقرب من السواحل – باستخدام مولدات تعمل عن طريق الأمواج وطاقة المد والجزر