توليد الطاقة الكهربية : كيف تنتج الطاقة الكهربية بنفسك في المنزل ؟

لا شك أن فكرة توليد الطاقة الكهربية أو إنتاجها في المنزل أصبحت حلماً يراود أذهان الكثير من الناس، بل حاول الكثير من طلاب العلم والباحثين إجراء العديد من التجارب لتنفيذها على أرض الواقع وجعل الحلم حقيقة واقعية؛ وذلك للبحث عن بدائل غير مكلفة للطاقة النظيفة للحفاظ على البيئة ولتوفير المال أيضاً، وقد عرفت الطاقة الكهربية منذ عام 1600م عندما قام عالم طبيب إنجليزي بإجراء بعض الأبحاث والدراسات المتعلقة بالكهرباء والمغناطيسية، وتتابعت الدراسات والأبحاث حول الكهرباء إلى أن اخترع أليساندرو فولتا في عام 1800م أول بطارية كهربائية، وقد أطلق عليها اسم (البطارية الفولتية)، وقد شهد القرن التاسع عشر تقدما ملحوظا في مجال اختراع الكهرباء بفضل أبحاث الكثير من العلماء البارزين في هذا المجال، وأصبح الحلم حقيقة وتطور استخدام الكهرباء في عديد من المجالات مما ساعد على ظهور الثورة الصناعية العالمية الثانية، وسوف يتطرق هذا المقال إلى أهمية الطاقة الكهربائية في حياتنا، وأهم طرق توليد الطاقة الكهربية وإنتاجها في المنزل.

دليلك إلى توليد الطاقة الكهربية بنفسك في المنزل

أهمية الطاقة الكهربية

لقد أصبحت الطاقة الكهربية من الأساسيات التي لا يمكن الاستغناء عنها في العصر الحديث؛ حيث يعتمد عليها الإنسان في قضاء العديد من مصالحه وأموره الحياتية، بل يمكن القول بأنها المحرك الذي تقوم عليه حياة الإنسان العصري، وتكمن أهمية الطاقة الكهربية في استخداماتها العديدة التي شملت جميع نواحي الحياة، وفيما يلي أهم المجالات التي تستخدم فيها الطاقة الكهربية:

• الصناعة: لم تشهد الصناعة تطورا أو تقدما إلا بعد اختراع الكهرباء؛ لأن الطاقة الكهربية هي المشغل والمحرك لجميع آلات المصانع خاصة بعد انحسار الصناعات اليدوية والتقليدية، بسبب ضعف إنتاجها وزيادة تكلفتها وقلة جودتها بالمقارنة بالصناعات الحديثة؛ لذلك تعتمد الكثير من تلك المصانع على توليد الطاقة الكهربية من خلال مولدات احتياطية خاصة خشية انقطاع الكهرباء وتأثر عجلة الإنتاج.
• الصحة: لقد أصبحت الطاقة الكهربية هي المحرك الأساسي والمشغل لجميع الأجهزة الطبية في جميع المستشفيات والعيادات والمراكز الصحية والطبية المختلفة؛ حيث تعمل الأجهزة الطبية سواء الخاصة بالتحاليل أو الأشعة أو المناظير والليزر أو الحضانات أو أجهزة الغسيل الكلوي وأجهزة التعقيم أو غير ذلك من الأجهزة التي تعمل بالكهرباء؛ لذلك تحتاج مراكز الرعاية الصحية والمستشفيات إلى الاحتفاظ بمولدات ضخمة للطاقة الكهربية لتعمل على تشغيل تلك الأجهزة في حالة انقطاع التيار الكهربي حفاظا على أرواح الناس.
• الاتصالات: يعتمد نظام الاتصالات سواء السلكية أو اللاسلكية منها على الطاقة الكهربية؛ لذلك فإن عملية توليد الطاقة الكهربية قد تفيد في ضمان تشغيل تلك الأجهزة واستمرار عمل الاتصالات عند التعرض لانقطاع التيار الكهربي لسبب ما من الأسباب؛ وبالتالي يمكن إرسال أو استقبال المكالمات أو الفاكسات أو البرقيات وغير ذلك دون توقف.
• الأجهزة المنزلية: لقد كان للكهرباء كبير الفضل في اختراع وصناعة العديد من الأجهزة المنزلية التي من شأنها توفير الرفاهية والراحة للإنسان في العصر الحديث كالثلاجة والغسالة والتكييف والمروحة الكهربائية والمكواة والتليفزيون والحاسوب وغير ذلك من الأجهزة التي تعمل بالكهرباء والتي تعج بها المنازل في هذا العصر ولا يمكن الاستغناء عنها؛ فقد أصبحت من الكماليات الأساسية للمنزل.
• التعليم: لقد استفاد إنسان العصر الحديث من عملية توليد الطاقة الكهربية في مجال التعليم بصورة أكبر لجعل التعليم متعة وأكثر جاذبية للطلاب؛ حيث يتم استخدام أجهزة الحاسوب التعليمية والسبورات الذكية وأجهزة العرض والفيديو كونفرنس وغيرها من الأجهزة المستخدمة في التعليم؛ وبالتالي تحول التعليم من المرحلة التقليدية إلى المرحلة المتطورة التي يشترك فيها الطالب بصورة أساسية.
• مجالات أخرى: يتم استخدام الطاقة الكهربية في مجالات أخرى عديدة كإنارة المصابيح في المنازل والشوارع بالإضافة إلى إدارة الآلات الزراعية كالجرارات والحصادات وآلات الري ورافعات المياه للمنازل ومحطات التكرير والتنقية وكذلك محطات الرفع وآلات التصوير وغير ذلك من المجالات المتعددة الأخرى التي تحتاج إلى توليد الطاقة الكهربية في تشغيلها بصورة أساسية.

توليد وإنتاج الطاقة الكهربية في المنزل

يبحث العالم بصورة مستمرة عن مصادر بديلة لتوليد الطاقة الكهربية النظيفة بدون الاعتماد على النفط أو المصادر غير المتجددة، وفي السطور القليلة القادمة نذكر بعض الأفكار التي ابتكرها بعض الباحثين حول طرق توليد الطاقة الكهربية في المنزل والاستفادة منها في الإنارة أو تشغيل الأجهزة المنزلية في حالة عدم وصول الكهرباء أو تكرار انقطاعها:

توليد الطاقة الكهربية باستخدام محرك السيارة

لقد تمكن بعض الشباب المبتكر من استخدام دينامو كبير مثبت بطريقة ما بقاعدة في الحوض وتوصيله بأحد السيور بأحد جنوط السيارة ومع تدوير السيارة ودوران العجلات وزيادة السرعة يعمل الدينامو على توليد الطاقة الكهربية لإنارة المنزل وتشغيل الأجهزة الموجودة به، ويعمل الدينامو من خلال رفع السيارة على الرافعة أو العفريتة وتشغيلها، ولكن يذكر أن من عيوبها التأثير على ماتور السيارة إذا كان الحمل ثقيلا خاصة عند استمرار تشغيلها، وبالرغم من أنها كانت طريقة قديمة ومستخدمة منذ عشرات السنين إلا أنها تبقى كحل من الحلول التي قد يحتاجها الإنسان عند انقطاع الكهرباء وعدم توافر حلول بديلة.

توليد الكهرباء بالطاقة الشمسية

تعتبر الطاقة الشمسية من مصادر الطاقة المتجددة والنظيفة في نفس الوقت؛ لذلك فكر العلماء في الاستفادة منها بصور شتى، وقد تم إنشاء أول محطة في مجال توليد الطاقة الكهربية من الطاقة الشمسية في مصر في أوائل القرن العشرين، وقد تطورت صناعة الخلايا الشمسية لاستخدامها في توليد الطاقة الكهربية أو الطاقة الحرارية، وهنا يتم تحويل شعاع الشمس إلى طاقة كهربية باستخدام الخلايا الكهروضوئية التي يقوم الضوء بتحرير الإلكترونات فيها وخاصة الضوء الأزرق، وتتميز تلك الطاقة بصداقتها للبيئة وعدم حاجتها للصيانة، ويشير الباحثون إلى أنه يمكن إعداد محطة توليد كهرباء منزلية اعتمادا على الطاقة الشمسية فوق سطح المنزل إذا توافر لدى الشخص فراغ بمساحة 60 مترا على الأقل وهي أقل مساحة لمحطة توليد الطاقة، ويمكنها إنتاج 6 كيلو وات من الكهرباء تسهم في سد العجز من الطاقة الكهربية، كما يمكن للفرد بيع الكهرباء الزائدة عن حاجته والاستفادة من ذلك ماديا.

توليد الطاقة الكهربية من طاقة الرياح

تشير الدراسات إلى أن حوالي 40% من طاقة الرياح التي تمر بأوربا تمتلكها بريطانيا؛ لذلك يفكر الكثير في استغلال تلك الثروة الهائلة في توليد الطاقة الكهربية باستخدام توربينات الرياح، ويرى البعض إمكانية تنفيذ توربينات الرياح الصغيرة في المنزل أو فوق الأسطح لتوفير احتياجات المنزل من الكهرباء، وتتميز تلك التوربينات بقلة تكلفتها وصداقتها للبيئة، بل يمكن أن تمثل مشروعا استثماريا للربح من بيع الكهرباء للمناطق المجاورة.

صنع مولد كهربي في المنزل

يمكن توليد الطاقة الكهربية في المنزل من خلال صنع مولد كهربي صغير يمكن الاستفادة منه في توفير احتياجات المنزل من الطاقة الكهربائية؛ حيث يعمل ذلك المولد على تحويل الطاقة الحركية إلى طاقة كهربائية، وكلما زادت الطاقة الميكانيكية زادت كمية الكهرباء الصادرة أو المولدة منه، وقد اخترع العالم الفيزيائي مايكل فارادي أول مولد كهربي عام 1831م، ويمكن صنع مولد كهربي بسيط في المنزل باستخدام بعض الخامات الأولية البسيطة كالمغناطيسات القوية، ولوح خشبي لتثبيت المولد عليه، وقرصين مدمجين، ومسمار طوله 10 سم بالصمولة الخاصة به، وغراء قوي لتثبيت القرص المدمج على الخشب، وغطاء أسطواني من البلاستيك، وسلك نحاسي معزول رفيع بطول 50: 100 متر، حلقتان معدنيتان يمر خلالهما المسمار، لمبات إضاءة صغيرة، بكرة من الورق المقوى (مثل بكرة ماكينة الخياطة)، ويتم توليد الطاقة الكهربية من خلال تثبيت المسمار في وسط اللوح الخشبي ويتم لصق لفات السلك النحاسي -بعد لفه وتقسيمه لخمسة أقسام كل قسم حوالي مائة لفة أو يزيد- على مسافات متساوية على أحد القرصين المدمجين مع توصيل قطبي كل ملف بلمبة ليد صغيرة، ويثبت القرص الآخر على اللوح الخشبي وفي وسطه المسمار مع لصق المغناطيسات الأربعة عليه على مسافات متساوية، ويلصق حلقة معدنية في وسط القرص المدمع من جهة المغناطيسات ومن الجهة المقابلة يلصق الغطاء الأسطواني البلاستيكي، يركب القرصان معا بحيث تكون المغناطيسات مقابلة للملفات السلكية، ونلاحظ عند تدوير القرص المغناطيسي يتم توليد الطاقة الكهربية وتضيء اللمبات الليد المركبة على القرص الآخر.

وبالرغم من كثرة الأبحاث في مجال البحث عن الطاقة النظيفة والوسائل البديلة لتوليد الطاقة الكهربية إلا أن الطريق ما زال مفتوحا لكثير من الأبحاث والدراسات التي يمكنها الاستفادة من الأبحاث والمبتكرات السابقة أو تطويرها، وقد تشهد السنوات المقبلة تطورا هائلا في هذا المجال، وقد تناول هذا المقال أهم فوائد الطاقة الكهربية للإنسان، وكذلك أهم طرق إنتاج الطاقة الكهربية في المنزل.