المناخ · مقال
كيف تعمل الطاقة الشمسية والرياح والمائية — ولماذا يتم إعادة بناء الشبكات حولها
نُشر:
باختصار
تحول الألواح الشمسية وتوربينات الرياح والطاقة الكهرومائية والمحطات الجيوحرارية أشعة الشمس وحركة الهواء والمياه الساقطة والحرارة الجوفية مباشرة إلى كهرباء، دون حرق الوقود. ومع تزايد هذه المصادر المتغيرة بسرعة، تقول الوكالة الدولية للطاقة (IEA) إن الشبكات تحتاج الآن إلى مزيد من التخزين والنقل والتشغيل المرن للتعامل مع الطاقة التي ترتفع وتنخفض مع الطقس.
هذه النسخة ترجمة آلية للنص الأصلي (English). اقرأ النص الأصلي
تتولد الكهرباء المتجددة من مصادر تتجدد بشكل طبيعي — أشعة الشمس والرياح والمياه المتدفقة والحرارة الجوفية والمواد العضوية — بدلاً من الوقود الذي يتم حرقه واستنزافه. وفقاً لإدارة معلومات الطاقة الأمريكية (EIA)، تقوم كل تكنولوجيا بتحويل قوة طبيعية مختلفة إلى كهرباء من خلال آلية مميزة، وهي معاً تعيد تشكيل طريقة تخطيط وتشغيل شبكات الكهرباء في جميع أنحاء العالم.
كيف تحول كل تكنولوجيا الطبيعة إلى كهرباء
تستخدم الألواح الكهروضوئية الشمسية (PV) خلايا شمسية تحول أشعة الشمس مباشرة إلى كهرباء، كما توضح إدارة معلومات الطاقة، بينما تستخدم تكنولوجيا منفصلة تسمى التدفئة الشمسية الحرارية مجمّعات لامتصاص أشعة الشمس وتسخين الماء أو الهواء للتدفئة المنزلية وتسخين المياه بدلاً من توليد الكهرباء. تقوم توربينات الرياح، عادة ما تكون مجمعة في مزارع رياح، بالتقاط الطاقة الحركية للهواء المتحرك وتحويلها إلى كهرباء؛ في الولايات المتحدة، تعمل معظم مزارع الرياح في المنطقة الوسطى، مع وجود مشاريع بحرية مخطط لها.
تستخدم محطات الطاقة الكهرومائية المياه المتدفقة أو الساقطة من السدود والأنهار لتدوير توربين متصل بمولد، وفقاً لإدارة معلومات الطاقة. وتمثل شكل مرتبط يسمى الطاقة الكهرومائية المضخوخة نقل المياه بين خزانين على ارتفاعات مختلفة، مما يخزن الطاقة فعلياً بضخ المياه صعوداً عندما تكون الكهرباء وفيرة وتحريرها نزولاً لتوليد الطاقة عند الحاجة. تستخدم محطات الطاقة الجيوحرارية الحرارة من باطن الأرض، بينما تحرق مرافق الكتلة الحيوية بقايا الأخشاب والنفايات الصلبة البلدية أو الغاز الحيوي لتوليد الكهرباء.
الطاقة المتجددة تنمو أسرع من أي مصدر طاقة آخر
يُتوقع أن يرتفع توليد الكهرباء المتجددة العالمي من 9,900 تيراواط ساعة (TWh) في عام 2024 إلى 16,200 تيراواط ساعة في عام 2030، بزيادة قدرها 60٪، وفقاً لتقرير الوكالة الدولية للطاقة لعام 2025 حول الطاقة المتجددة. تتوقع الوكالة أن تتجاوز الطاقات المتجددة توليد الكهرباء من الفحم بحلول نهاية عام 2025، أو بحلول منتصف عام 2026 في أقصى الحالات حسب إنتاج الطاقة الكهرومائية، مما يجعل الطاقات المتجددة أكبر مصدر للكهرباء في العالم. بحلول عام 2030، من المتوقع أن توفر الطاقات المتجددة حوالي 43٪ من توليد الكهرباء العالمي، ارتفاعاً من 32٪ في عام 2024، وأن تلبي أكثر من 90٪ من النمو في الطلب العالمي على الكهرباء خلال تلك الفترة.
الطاقة الشمسية الكهروضوئية هي المحرك الرئيسي لهذا التوسع، حيث تمثل أكثر من نصف الزيادة المتوقعة في توليد الطاقة المتجددة بحلول عام 2030، وفقاً للوكالة الدولية للطاقة. تساهم الرياح بحوالي 30٪ من الزيادة، مع توقع إضافة الرياح البرية 732 جيجاواط (GW) من الطاقة الجديدة والرياح البحرية 140 جيجاواط — أكثر من ضعف الفترة الخمسية السابقة. يُتوقع أن تضيف الطاقة الكهرومائية أكثر من 154 جيجاواط من الطاقة الجديدة، بينما يُتوقع مضاعفة طاقة الطاقة الكهرومائية المضخوخة إلى 16.5 جيجاواط من الإضافات السنوية بحلول عام 2030.
ذكرت الوكالة الدولية للطاقة المتجددة (IRENA) أن الطاقة المتجددة العالمية وصلت إلى 5.14 تيراواط (TW) بنهاية عام 2025 بعد إضافة 692 جيجاواط خلال السنة، وفقاً لملخص بيانات IRENA الذي نشرته مجلة pv magazine USA. استحوذت الطاقة الشمسية على حوالي 511 جيجاواط من هذا النمو — تقريباً 75٪ من إجمالي الإضافات المتجددة — والطاقات المتجددة شكلت 49٪ من إجمالي الطاقة المركبة عالمياً و85.6٪ من كل توسع في الطاقة المضافة عالمياً في عام 2025.
في الولايات المتحدة، وصلت الرياح والطاقة الشمسية إلى رقم قياسي جديد
تعكس الأرقام الوطنية الاتجاه العالمي. أبلغت إدارة معلومات الطاقة عن أن الرياح والطاقة الشمسية على نطاق المرافق معاً وليدت 17٪ من كهرباء الولايات المتحدة في عام 2025؛ بما في ذلك الطاقة الشمسية على أسطح المنازل بصغر الحجم، وصل الحصة المشتركة إلى 19٪ من إجمالي الإنتاج الصافي. أنتجت طاقة الرياح 464,000 جيجاواط ساعة (GWh)، 3٪ أكثر مما كانت عليه في عام 2024، بينما قفزت إنتاجية الطاقة الشمسية على نطاق المرافق بنسبة 34٪ إلى 296,000 جيجاواط ساعة وارتفعت الطاقة الشمسية بصغر الحجم بنسبة 11٪ إلى 93,000 جيجاواط ساعة. منذ عقدين، في عام 2005، كانت الرياح والطاقة الشمسية على نطاق المرافق توفر أقل من 1٪ من كهرباء الولايات المتحدة، وفقاً لإدارة معلومات الطاقة.
لماذا الطاقة المتغيرة تفرض على الشبكات أن تتغير
على عكس محطة الطاقة التي تحرق الوقود ويمكنها أن تعمل حسب الطلب، يعتمد إنتاج الطاقة الشمسية والرياح على الطقس والوقت من اليوم — وهو ما تشير إليه الوكالة الدولية للطاقة والصناعة بأنها طاقة متجددة متغيرة. يقول تقرير الوكالة الدولية للطاقة لعام 2025 حول الطاقة المتجددة أنه مع توسع الطاقة الشمسية الكهروضوئية والرياح بسرعة، يحدث الحد من الإنتاج — عندما يقلل مشغلو الشبكة من إنتاج الطاقة المتجددة لأن حدود النقل أو متطلبات الاستقرار أو فرط العرض يمنع النظام من امتصاص كل الطاقة — بتكرار أكبر وفي أماكن أكثر. بشكل منفصل، سجلت تحديثات الوكالة الدولية للطاقة منتصف السنة للكهرباء 2025 ارتفاعاً حاداً في ساعات أسعار الكهرباء السلبية، عندما يتجاوز العرض الطلب: شهدت ألمانيا وهولندا وإسبانيا أسعاراً سلبية في 8-9٪ من الساعات في النصف الأول من عام 2025، ارتفاعاً من 4-5٪ في عام 2024.
توصف الوكالة الدولية للطاقة هذا بأنه "حاجة ملحة لمزيد من المرونة في العرض والطلب"، مشيرة إلى تخزين البطاريات واستجابة الطلب وقواعس السوق المحدثة كحلول. يتطلب معالجة عدم التطابق بين الإنتاج المتغير والطلب الثابت ما تسميه الوكالة استراتيجية شاملة تتضمن النقل والمرونة والتخطيط المنسق للنظام — بدلاً من أي إصلاح واحد.
| المقياس | الرقم | المصدر / التاريخ |
|---|---|---|
| حصة الطاقة المتجددة من توليد الكهرباء العالمي، 2024 | 32٪ | الوكالة الدولية للطاقة، الطاقة المتجددة 2025 |
| حصة الطاقة المتجددة المتوقعة من التوليد العالمي، 2030 | 43٪ | الوكالة الدولية للطاقة، الطاقة المتجددة 2025 |
| التوليد العالمي للطاقة المتجددة، 2024 → 2030 | 9,900 TWh → 16,200 TWh | الوكالة الدولية للطاقة، الطاقة المتجددة 2025 |
| الطاقة المتجددة العالمية المضافة في 2025 | 692 جيجاواط (511 جيجاواط شمسي) | بيانات IRENA عبر pv magazine USA، أبريل 2026 |
| إجمالي الطاقة المتجددة العالمية المركبة، نهاية 2025 | 5.14 تيراواط (49٪ من الطاقة العالمية) | بيانات IRENA عبر pv magazine USA، أبريل 2026 |
| حصة الرياح + الطاقة الشمسية من كهرباء الولايات المتحدة، 2025 | 17٪ (19٪ بما في ذلك الطاقة الشمسية بصغر الحجم) | إدارة معلومات الطاقة، 2026 |
| ساعات الأسعار السلبية، ألمانيا/هولندا/إسبانيا، النصف الأول 2025 | 8-9٪ من الساعات (ارتفاعاً من 4-5٪ في 2024) | الوكالة الدولية للطاقة، تحديث الكهرباء منتصف السنة 2025 |
ما الذي تعنيه "تحويل الشبكة" بالفعل
- التخزين: تمتص البطاريات والطاقة الكهرومائية المضخوخة الفائض من إنتاج الطاقة الشمسية والرياح وتحرره عندما ينخفض الإنتاج، وهو ما تشير إليه الوكالة الدولية للطاقة كمركزي لإدارة التغير.
- النقل: تنقل خطوط الطاقة الجديدة الكهرباء من المناطق العاصفة أو المشمسة إلى المراكز السكانية، جزء مما تسميه الوكالة الدولية للطاقة بالتخطيط المنسق للنظام.
- الطلب المرن: تحويل استخدام الكهرباء لمطابقة فترات الإنتاج العالي للطاقة المتجددة، وهي إحدى الأدوات التي توصي بها الوكالة الدولية للطاقة إلى جانب التخزين.
- يُتوقع أن تتضاعف إضافات طاقة الطاقة الكهرومائية المضخوخة إلى 16.5 جيجاواط سنوياً بحلول عام 2030، وفقاً للوكالة الدولية للطاقة، جزئياً لمعالجة تحديات الدمج في أوروبا.
أسئلة
- كيف تولد الطاقة الشمسية الكهرباء فعلاً؟
- تحتوي الألواح الكهروضوئية الشمسية (PV) على خلايا شمسية تحول أشعة الشمس مباشرة إلى كهرباء، وفقاً لإدارة معلومات الطاقة. وتستخدم تكنولوجيا منفصلة تسمى التدفئة الشمسية الحرارية مجمّعات لامتصاص أشعة الشمس وتسخين الماء أو الهواء للتدفئة المنزلية وتسخين المياه بدلاً من توليد الكهرباء.
- هل ستتجاوز الطاقات المتجددة الفحم كأكبر مصدر كهرباء في العالم؟
- تتوقع الوكالة الدولية للطاقة أن تتجاوز الطاقات المتجددة توليد الكهرباء من الفحم بحلول نهاية عام 2025، أو بحلول منتصف عام 2026 في أقصى الحالات حسب توفر الطاقة الكهرومائية.
- لماذا تحتاج الشبكات إلى مزيد من التخزين والمرونة مع نمو الطاقة المتجددة؟
- لأن إنتاج الطاقة الشمسية والرياح يتغير مع الطقس والوقت من اليوم، تقول الوكالة الدولية للطاقة إن الشبكات تحتاج إلى مزيد من تخزين البطاريات واستجابة الطلب وسعة النقل لتجنب الحد من الإنتاج وموازنة العرض مع الطلب.
- ما هو الحد من الإنتاج ولماذا يزداد؟
- الحد من الإنتاج هو عندما يتم تقليل أو خفض إنتاج محطة طاقة متجددة لأن الشبكة لا تستطيع امتصاص كل الطاقة المولدة، بسبب حدود النقل أو قواعد الاستقرار أو فرط العرض. يقول تقرير الوكالة الدولية للطاقة لعام 2025 حول الطاقة المتجددة أن هذا يصبح أكثر شيوعاً مع توسع طاقة الطاقة الشمسية الكهروضوئية والرياح بسرعة أكبر من مرونة الشبكة.
- كم نسبة الكهرباء في الولايات المتحدة تأتي الآن من الرياح والطاقة الشمسية؟
- ولدت الرياح والطاقة الشمسية على نطاق المرافق معاً 17٪ من كهرباء الولايات المتحدة في عام 2025، ترتفع إلى 19٪ عند إدراج الطاقة الشمسية على أسطح المنازل بصغر الحجم، وفقاً لإدارة معلومات الطاقة.
المصادر
- IEA — Renewables 2025: Renewable electricity
- IEA — Electricity Mid-Year Update 2025: Executive summary
- EIA — Renewable energy explained: types and usage
- EIA — Wind and solar generated a record 17% of U.S. electricity in 2025
- pv magazine USA — Global solar additions reached record 511 GW in 2025, says IRENA
أُعدّت هذه المادة بالذكاء الاصطناعي وخضعت لتدقيق آلي للمصادر قبل النشر. إن رأيت خطأً فاطلب تصحيحه. طلب تصحيح أو حق الرد · كيف نعمل
مواد ذات صلة
المناخخبر
إسبانيا تستعد لعاصفة DANA جديدة تجلب أمطاراً غزيرة وخطر الفيضانات في نهاية الأسبوع
حذرت AEMET، وكالة الأرصاد الجوية الإسبانية الوطنية، من أن نظام عاصفة DANA جديد سيجلب أمطاراً غزيرة ومستمرة إلى الساحل المتوسطي وجزر البليار من يوم السبت 17 أكتوبر، وتصل ذروتها يوم الأحد. تواجه مقاطعة فالنسيا وكاتالونيا ومرسيا والبليار أعلى مستويات خطر الفيضانات، وذلك بعد أقل من ثلاثة أسابيع من عاصفة DANA السابقة التي أسفرت عن مقتل شخص واحد وأجبرت على إنقاذ حوالي 90 ساكناً في مقاطعة ألباسيتي.
المناخمقال
دراسة KfW: ألمانيا تحتاج إلى 6 تريليونات يورو للوصول إلى الحياد المناخي بحلول 2045
تشير دراسة جديدة من بنك التنمية الحكومي الألماني KfW، التي أجرتها شركة الاستشارات Prognos، إلى أن إجمالي الاستثمار اللازم لألمانيا لتصبح محايدة مناخياً بحلول 2045 هو حوالي 6 تريليونات يورو، أو حوالي 290 مليار يورو سنوياً. يصف KfW الهدف بأنه "طموح لكن قابل للإدارة"، مشيراً إلى أن التكلفة الإضافية مقارنة باستمرار تقنيات الوقود الأحفوري هي 65 مليار يورو سنوياً - أقل من 2% من الناتج المحلي الإجمالي.
المناخمقال
كيف يدفع تغير المناخ إلى ظهور حرائق أكثر خطورة في الولايات المتحدة
الحرارة غير الموسمية والرطوبة المنخفضة والرياح القوية دفعت بتنبيهات حرائق عبر وسط الجنوب وميسيسيبي في منتصف أكتوبر 2026. تقول مصادر حكومية وعلمية إن ارتفاع درجات الحرارة والغلاف الجوي الأكثر جفافاً، وكلاهما مرتبط بتغير المناخ الناجم عن الإنسان، يمد من فترات الحريق ويجعل طقس الحريق الخطير أكثر تكراراً.
المناخبيانات
سوبر إل نينيو 2026: المحيط الهادئ يسجل أعلى درجات حرارة مسجلة على الإطلاق
وصلت درجات حرارة سطح البحر في منطقة النينيو 3.4 بالمحيط الهادئ إلى أعلى قراءات يومية مسجلة على الإطلاق في سبتمبر 2026، متفوقة على الرقم القياسي السابق المسجل في نوفمبر 2015، وفقاً لتحليلات بيانات NOAA وCopernicus والوكالات الأخرى. تقول المنظمة العالمية للأرصاد الجوية إن ظاهرة إل نينيو الآن لديها احتمالية قريبة من 100% للبقاء قوية حتى فبراير 2027، مع تحذيرات من المتنبئين بأنها قد تستمر في الشدة قبل الوصول إلى ذروتها.