إن مصادر الطاقة المتجددة هي بشكل أساسي تلك المصادر التي لا تنضب في الطبيعة المشتقة جوهرياً من الطاقة الإشعاعية للشمس التي تصل إلى الأرض. تتضمن هذه المصادر الأمثلة الواضحة للمحطات الكهرومائية، ومحطات الطاقة الشمسية وطاقة الرياح بالإضافة إلى بعض الأمثلة غير الواضحة بالفعل، مثل النفايات المتجددة القابلة للاحتراق والوقود الحيوي مثل الإيثانول المشتق من محاصيل الحبوب. إضافةً إلى ذلك، هناك مصادر كالطاقة الجيوحرارية وطاقة تدرج (Gradient) درجات حرارة المحيط، اللتين يتم اشتقاقهما من الكميات الكبيرة جداً من الطاقة الحرارية المخزنة في قشرة الأرض والمحيطات واللتين تصنفان كطاقتين متجددتين» رغم أنه من الواضح أن هذه الأنواع من الطاقة ليست مستدامة بشكل تام على المدى الطويل. بالطبع، إذا أخذنا مجالاً زمنياً من ملايين أو مليارات السنين حتى الطاقة الإشعاعية للشمس سوف تنقص وبالتالي ليس هناك واحد من هذه المصادر مستدام حقاً بشكل دائم. بعدئذ يصبح تعريف (متجدد) هو نوعاً ما كيفياً لكن بشكل واضح هي جميع المصادر التي يفترض أن تبقى متوافرة لأجيال المستقبل لآلاف السنين منذ الآن وليس فقط خلال مئات السنوات القليلة التالية، كما هو الحال بالنسبة إلى المصادر غير المتجددة» كالوقود الأحفوري. حتى الطاقة النووية، المعتمدة على التكنولوجيا المستخدمة للتوصل إلى الطاقة في الوقود النووي، اعتبرت أحياناً متجددة لأنه من المتوقع أن تبقى متوافرة خلال زمن أطول بكثير مقارنة بالطاقة المشتقة من الوقود الأحفوري. سوف نعتبر الطاقة النووية على أنها تتبع صنفاً منفصلاً من مصادر الطاقة المستدامة»، والتي سوف يتم وصفها في الفصل التالي هناك اعتبارات مهمة أخرى لجميع أشكال الطاقة المستدامة وهي أن استخدامها لن يسهم بشكل طبيعي في ازدياد التركيز الجوي لغازات الدفيئة كغاز CO2 .

هناك ميزة مهمة لمعظم مصادر الطاقة المتجددة لكن ليس جميعها، وهي كثافة الطاقة المنخفضة» أو الطاقة المتولدة مساحة السطح. مثلاً، إن لكل من الطاقة الشمسية وطاقة الرياح لها كثافة طاقة منخفضة، ما يعني أن كميات صغيرة نسبياً متوافرة من كل متر مربع من مساحة سطح الأرض. ومن الملاحظ أن تماماً، صحيح ففي الطاقة الكهرومائية، كما في هذه الحالة، مكنت طاقة الإشعاع الآتية من الشمس نظام البيئة العالمي وجغرافية الأرض من تركيز الطاقة. ويتم الحصول على القدرة في المنشأة الكهرومائية من الطاقة الكامنة المخزنة في كتلة الماء الضخمة المتواجدة في موقع مرتفع حوض (التخزين)، التي تستخدم لإدارة توربينات عندما تسقط إلى مستويات أقل ارتفاعاً. تتم تعبئة الحوض باستمرار نتيجة هطول مياه الأمطار التي تُجمع من فوق مساحة كبيرة جداً، ومن ثم تجري بواسطة نظم الجغرافيا الطبيعية والأنهار لتعود إلى حوض التخزين لكي نستخدم الطاقة الشمسية مباشرة، يجب أن تعترض أشعة الشمس فوق مساحة كبيرة جداً لأن مساحة التشميس (Insolation)، أو قدرة الإشعاع الشمسي الوارد إلى سطح الأرض هي فقط حوالي 1.37 كيلو واط بالمتر المربع خارج الغلاف الجوي للأرض. وبسبب امتصاص الغلاف الجوي لجزء من طاقة الإشعاع، تنخفض هذه الكمية إلى قيمة عظمى حوالي 1 كيلو واط بالمتر المربع عند سطح الأرض في يوم صحو، وذلك بحسب الفترة الزمنية السنة وبحسب المكان. هذه القدرة كافية لتغذية 10 مصابيح كهربائية من فئة 100 واط لكن بما أن اللوحات الفولتضوئية المستخدمة لتوليد الكهرباء مباشرة من أشعة الشمس يمكن أن تمتلك متوسط كفاءة حوالى 10 في المئة فقط، فإن متراً مربعاً من لوحة فولتضوئية سيكون قادراً على تغذية مصباح ضوئي وحيد في يوم صحو. أما خلال الفترات الغائمة فتبقى الطاقة الشمسية متوافرة، لكنها تكون أقل بكثير مما هي عليه في فترات الصحو، وبالطبع ليس هناك أي طاقة شمسية متوافرة خلال الليل وهكذا فإن قيمة المتوسط السنوي للطاقة الشمسية الساقطة على سطح الأرض تكون أقل بكثير من تلك المشار إليها بالاعتماد على قيمة ذروة الإشعاع الشمسي وتتغير بشكل كبير بحسب خط العرض والمناخ المحليين. مثلاً، قدر المخبر الوطني لأبحاث الطاقة المتجددة في الولايات المتحدة عام 2005 أن قيمة المتوسط السنوي للطاقة الشمسية في الولايات المتحدة تتغير ضمن مجال يتراوح بين حوالي 4 كيلو واط ساعة بالمتر المربع باليوم في المناطق الشمالية والغائمة، وحوالي 7 كيلو واط ساعة بالمتر المربع باليوم في المناطق الجنوب - غربية المشمسة. ويمكن استخدام الطاقة الشمسية مباشرة ليس فقط لإنتاج الكهرباء ولكن أيضاً للتدفئة في الأبنية السكنية والأبنية التجارية. شكلت تلبية هذه المتطلبات نوعاً ما مشكلة، إذ إن الفصل الذي نحتاج فيه إلى التدفئة يتوافق عادة مع الفترة التي يكون فيها توافر الطاقة الشمسية عند قيمته الدنيا. مع ذلك، وبمساعدة بعض أنواع تخزين الطاقة، أو بوجود أبنية مصممة لتشمل الطاقة الشمسية (غير الفعالة (Passive)، هناك جزء كبير من متطلبات التدفئة السنوية يمكن الحصول عليه من الطاقة الشمسية.

بشكل مماثل، تتميز طاقة الرياح أيضاً بكثافة طاقة منخفضة على الرغم من وجود بعض الأماكن ذات الرياح القوية التي لديها مصادر طاقة رياح أعلى بكثير من المناطق الأخرى. كذلك، باستخدام مثال الولايات المتحدة الأميركية، إن المتوسط السنوي لطاقة الرياح يقع ضمن مجال حده الأدنى أقل من 200 واط لكل متر مربع في المنطقة الجنوبية - الشرقية من هذا البلد وحده الأعلى أكبر من 800 واط لكل متر مربع في منطقة جبال روكي. وبما أن قوة الرياح القريبة من سطح الأرض تزداد مع الارتفاع فوق مستوى السطح بسبب طبيعة الطبقة الحدية الأرضية تم أخذ هذه البيانات كمعيار عند ارتفاع 50 متراً، التي تتوافق مع متوسط سرعة رياح أقل من 5.6 متر بالثانية كحد أدنى إلى حوالى 8.8 متر بالثانية كحد أعلى. تتوزع طاقة الرياح على سطح الأرض بشكل أقل تماثلاً من الطاقة الشمسية، ويمكن أن تكون تجمعات مصادر طاقة الرياح العالية في الولايات المتحدة بعيدة عن مراكز الحمل الرئيسة على كلا الساحلين وفي المنطقة الغربية - الوسطى حول منطقة البحيرات الكبيرةLakes) Great) .

اخر الاخبار

اخبار العتبة العباسية المقدسة

مستشفى الكفيل يدخل قائمة الاعتماد الدولية بجودة الخدمة وسلامة المرضى

جامعة العميد تقيم ورشة عمل تدريبية في مجال التعليم الطبي الحديث

سماحة السيد الصافي يدعو إلى الاستمرار في تحقيق تراث العلماء الأعلام وتسليط الضوء على فكرهم

شعبة الخطابة الحسينية تختتم الموسم الثامن من مشروع الدورات الصيفية في كربلاء

المزيد

الآخبار الصحية

الأطعمة الحارة.. "سر صغير" يغير صحة قلبك وعقلك

وباء صامت.. الملايين حول العالم مصابون بالسكري دون أن يعلموا !

لماذا ينصح بتناول تفاحة يوميا؟

8 فواكه طبيعية تمنحك نوما هنيئا.. وتخلصك من الأرق

المزيد

الآخبار التكنلوجية

ثلاث علامات على وجود مشاكل خطيرة في محرك السيارة ؟

ماذا نعرف عن اللقاح الروسي ضد السرطان؟

مركبة فضاء تعثر على دليل عن وجود حياة قديمة على المريخ

لتدريب الذكاء الاصطناعي.. الصين تخطط لإنشاء شبكة حوسبة موحدة

المزيد

مواضيع ذات صلة

مصادر جديدة للنفط والغاز

عمليات معالجة الفحم النظيفة

طاقة الكتلة الحيوية

مفاعلات الماء الثقيل

طاقة الرياح

الطلب العالمي على الطاقة

الطاقة والبيئة (الطاقة الأحفورية وتلوث الهواء: من الأثر المحلي إلى التغير المناخي العالمي)

بين التكيف والتلطيف: الاستجابات الفيزيائية لتحدي الاحترار العالمي (التكيف والتلطيف)

الاهتمامات البيئية المحلية

الطاقة الكهرومائية

الطاقة الجيوحرارية

ميزان الطاقة