انرژی الکتریکی، انرژی حاصل از حرکت بارهای الکتریکی (عمدتاً الکترون‌ها) است. این انرژی می‌تواند از انرژی پتانسیل الکتریکی یا انرژی جنبشی ذرات باردار تبدیل شود و به شکل‌های دیگری از انرژی مانند نور، گرما یا حرکت درآید .
این انرژی معمولاً در یک مدار الکتریکی و از ترکیب جریان الکتریکی و پتانسیل الکتریکی تأمین می‌شود. یک فرمول پایه برای محاسبه مقدار انرژی الکتریکی E = Q × V است که در آن Q بار الکتریکی و V اختلاف پتانسیل الکتریکی (ولتاژ) است .
منابع تولید برق را عموماً می‌توان در دو دسته بزرگ و چندین زیردسته جای داد:
این منابع در حال حاضر سهم عمده‌ای در تولید برق جهان دارند، اما با چالش‌های زیست‌محیطی و محدودیت ذخایر مواجه هستند.
سوخت‌های فسیلی مانند زغال سنگ، نفت و گاز طبیعی حامل انرژی شیمیایی ذخیره شده‌ای هستند که با سوزاندن آن، انرژی گرمایی آزاد می‌شود. این گرما برای تولید بخار و چرخاندن توربین‌های بخار که به ژنراتورهای برق متصل هستند، استفاده می‌شود .
این انرژی از طریق فرآیند شکافت هسته‌ای در اتم‌های سنگین مانند اورانیوم آزاد می‌شود. گرمای حاصل از این واکنش، آب را به بخار تبدیل کرده و توربین ژنراتورها را می‌چرخاند .
این منابع به دلیل مزایای زیست‌محیطی و پایان‌ناپذیری، به سرعت در حال گسترش هستند.
در این روش، از انرژی پتانسیل گرانشی آب ذخیره شده در پشت سدها استفاده می‌شود. با رهاسازی آب، این انرژی پتانسیل به انرژی جنبشی تبدیل شده و توربین‌ها را به حرکت درمی‌آورد . نیروی برق‌آبی در حال حاضر بزرگترین منبع انرژی تجدیدپذیر مدرن در جهان است .
این انرژی عمدتاً از دو راه اصلی به دست می‌آید:
از نیروی باد برای چرخاندن پره‌های توربین‌های بادی و در نهایت چرخاندن ژنراتور استفاده می‌شود. این روش می‌تواند به صورت توربین‌های بادی خشکی و توربین‌های بادی دریایی باشد.
برای درک بهتر تفاوت‌ها، نگاهی به جدول مقایسه‌ای زیر بیندازید:
| منبع انرژی | نوع | مزایای کلیدی | چالش‌های کلیدی |
|---|---|---|---|
| سوخت فسیلی | تجدیدناپذیر | هزینه پایین، فناوری بالغ | آلودگی شدید، انتشار گازهای گلخانه‌ای، محدودیت منابع |
| انرژی هسته‌ای | تجدیدناپذیر | توان تولید بسیار بالا، بدون انتشار گازهای گلخانه‌ای | پسماندهای رادیواکتیو، هزینه بالای ساخت و دفن زباله، خطر حوادث |
| انرژی برق‌آبی | تجدیدپذیر | منبع پاک و قابل اطمینان، قابلیت ذخیره آب | وابستگی به جغرافیا، تاثیرات اکولوژیکی بر رودخانه‌ها، هزینه اولیه بالا |
| انرژی خورشیدی | تجدیدپذیر | منبع رایگان، آلودگی صفر، نصب مدولار | وابستگی به تابش خورشید، نیاز به زمین وسیع، هزینه اولیه |
| انرژی بادی | تجدیدپذیر | منبع پاک، هزینه بهره‌برداری پایین | وابستگی به سرعت باد، تولید نویز صوتی، تاثیر بر مناظر طبیعی |
صنعت انرژی الکتریکی در حال گذاری شگرفی به سمت منابع تجدیدپذیر است.
در ایران، عمده تولید انرژی الکتریکی همچنان از طریق سوخت‌های فسیلی، انرژی برق‌آبی و در مقیاس کمتر، انرژی هسته‌ای (نیروگاه بوشهر) انجام می‌شود. اگرچه پتانسیل بالایی برای توسعه انرژی‌های خورشیدی و بادی وجود دارد، اما بهره‌برداری از این منابع در مقیاس بزرگ هنوز با محدودیت‌هایی روبرو است .
انرژی الکتریکی محرک اصلی تمدن مدرن است و درک منابع تولید آن برای تضمین آینده‌ای پایدار ضروری است. در حالی که منابع تجدیدناپذیر مانند سوخت‌های فسیلی و انرژی هسته‌ای هنوز سهم عمده‌ای در سبد انرژی جهان دارند، چالش‌های زیست‌محیطی و محدودیت ذخایر آنها غیرقابل انکار است. روندهای جهانی به وضوح نشان می‌دهند که آینده از آن انرژی‌های تجدیدپذیر است. گذار به سمت سیستمی مبتنی بر خورشید، باد و آب نه تنها برای مقابله با تغییرات اقلیمی، بلکه از نظر اقتصادی نیز به صرفه و فرصتی عالی برای ایجاد اشتغال و توسعه پایدار است.
