جدول المحتويات
الجذور القديمة للطاقة المائية
استخدم الإنسان قوة المياه لأغراض متنوعة منذ آلاف السنين. قبل ظهور الطاقة الكهرومائية بشـكلها المعروف حاليًا، ابتكر البشر طرقًا لاستغلال طاقة المياه المتدفقة في مختلف أنحاء العالم. كان القدماء روادًا في تسخير قوة الأنهار والجداول لتشغيل المطاحن لطحن الحبوب وتشغيل الأفران.
في الحضارات القديمة في بلاد الرافدين واليونان، منذ ما يزيد عن 6000 عام، طُورت أنظمة للري مثل الساعات المائية، التي تعتبر من أقدم أدوات قياس الوقت. وحوالي عام 1000 قبل الميلاد، طور الفرس تقنية القنوات التي استخدمت قنوات ضيقة وطويلة أو أنفاقًا عمودية تقريبًا لتوفير المياه للمجتمعات المحلية. وفي نفس الحقبة الزمنية، قام الصينيون القدماء بتطوير مماثل في منطقة توربان.
كما قام الإغريق والرومان القدماء بتطوير طواحين المياه. وفي عام 1 ميلادي، وُجدت مستوطنة في فرنسا تحتوي على عدة طواحين تعمل على طحن القمح وتحويله إلى دقيق. هذه التقنية القيمة تعتبر من أوائل مصادر الطاقة المتجددة التي عرفتها البشرية.
ومع مرور الزمن، توسع استخدام طواحين المياه ليشمل عمليات صناعية أخرى مثل قطع الأخشاب والرخام. وفي الصين، استخدمت هذه الطواحين لتشغيل المنافيخ في عمليات الصهر وغيرها من العمليات الصناعية. وسرعان ما أصبحت هذه التقنية ضرورية للمجتمعات حول العالم. هذه التكنولوجيا القيّمة التي ربما تكون واحدة من أولى الطاقات المتجددة في الوجود البشري، انتشرت بسرعة.
الطاقة المائية والثورة الصناعية في القرنين الثامن عشر والتاسع عشر
شهدت الثورة الصناعية تطورات علمية وتقنية هائلة. وكان أحد أهم هذه التطورات هو اكتشاف طريقة جديدة لتوليد الطاقة، وهي توليد الكهرباء. ومن بين الابتكارات الهامة في هذا المجال كان اختراع التوربينات المائية. وفي منتصف القرن الثامن عشر، ركزت الأعمال الأولية على التوربينات المائية على الهندسة الهيدروليكية التي قام بها برنارد فورست دي بيليدور.
شهدت إنجلترا بناء أول آلة للطاقة الكهرومائية في نورثمبرلاند، والتي أنشأها ويليام أرمسترونج واستخدمت لتزويد مصباح واحد بالكهرباء في عام 1878.
وفي شلالات نياجرا، كانت الخطوة الأولى نحو إنتاج الطاقة على نطاق واسع، وذلك بإنشاء محطة لتوليد الكهرباء بدأت في ضخ التيار الكهربائي بعد ثلاث سنوات فقط. وبحلول نهاية تسعينيات القرن التاسع عشر، كان هناك ما يقرب من 200 محطة لتوليد الطاقة في أمريكا الشمالية وحدها.
أصبحت الطاقة الكهرومائية مصدراً رئيسياً للكهرباء في أواخر القرن التاسع عشر، وذلك بعد بضعة عقود من تطوير المهندس البريطاني الأمريكي جيمس فرانسيس لأول توربينات مائية حديثة.
وفي سبعينيات القرن التاسع عشر، قام المخترع الأمريكي ليستر آلان بيلتون بتطوير عجلة بيلتون، وهي توربينات مائية اندفاعية حصل على براءة اختراعها في عام 1880. وفي عام 1882، بدأت أول محطة للطاقة الكهرومائية في العالم العمل في الولايات المتحدة.
الطاقة المائية في العصر الحالي
شهد القرن العشرون تطورات سريعة وابتكارات في تصميم محطات الطاقة الكهرومائية. السياسات التي سنها الرئيس الأمريكي فرانكلين روزفلت، دعمت بناء العديد من المشاريع متعددة الأغراض مثل سدي هوفر وغراند كولي باستخدام الطاقة الكهرومائية التي تمثل 40 في المائة من توليد الكهرباء في البلاد بحلول عام 1940، وعلى مدى العقود الأخيرة من القرن العشرين، أصبحت البرازيل والصين رائدين عالميين في مجال الطاقة الكهرومائية.
ثم شهد نمو الطاقة الكهرومائية ركودًا في أواخر الثمانينيات قبل أن يتراجع في التسعينيات بسبب القيود المالية المتزايدة والمخاوف التي تم الإعراب عنها بشأن الآثار البيئية والاجتماعية لتنمية الطاقة الكهرومائية، والتي أوقفت العديد من المشاريع في جميع أنحاء العالم، قبل أن يكتسب زخماً متجدداً، لا سيما عبر آسيا وأمريكا الجنوبية.
بين عامي 2000 و2017، تمت إضافة ما يقرب من 500 جيجاوات من الطاقة الكهرومائية في جميع أنحاء العالم، مما يمثل زيادة بنسبة 65 في المائة، من عام 2004 إلى عام 2012، زادت التجارة فيما بين بلدان الجنوب في منتجات ومعدات الطاقة الكهرومائية من أقل من 10 في المائة من إجمالي التجارة العالمية إلى ما يقرب من 50 في المائة.
أضخم محطات توليد الطاقة المائية
تعتبر الصين والبرازيل وكندا والولايات المتحدة وروسيا من بين أكبر الدول المنتجة للطاقة الكهرومائية على مستوى العالم. وأكبر محطة لتوليد الطاقة الكهرومائية في العالم من حيث السعة المركبة هي محطة الخوانق الثلاثة (Sanxia) على نهر يانغتسي الصيني، والتي يبلغ طولها 2.3 كيلومتر.
