كل ما تحتاج لمعرفته حول الطاقة الكهرومائية

جرب أداة القضاء على المشاكل





باعتبارها أكبر مصدر للطاقة المتجددة ، تمثل الطاقة الكهرومائية 22 بالمائة من كهرباء العالم وتولد طاقة أكبر من مصادر الطاقة المتجددة الأخرى مثل أنظمة الطاقة الشمسية ، الرياح ، مصادر الطاقة الحرارية الأرضية.

وهي ثاني أكبر محطات توليد الطاقة بعد المحطات التي تعمل بالوقود. تم إنشاء محطة الطاقة الكهرومائية لإنتاج الطاقة الكهربائية للأحمال الأساسية أو الذروة وفي بعض الحالات ، فهي تحمل كلا الأحمال.




توفر محطات توليد الطاقة هذه طاقة كهربائية موثوقة بسبب مجموعة متنوعة من الخصائص مثل القدرة على تتبع الحمل ، وإمداد ذروة الحمل ، والتشغيل الأسرع من البداية ، إلخ.

تشغيل محطة الطاقة الكهرومائية

محطة توليد الطاقة الكهرمائية



يتم توليد الطاقة المائية من المياه المتدفقة من الأنهار أو بعض المنشآت التي من صنع الإنسان والتي تتوفر فيها المياه أو تخزن. تتكون المحطات المائية من الخزان بسد ، وقلم حبر ، وتوربينات ، مولد كهرباء وخطوط النقل.

تم بناء سد بالقرب من بحيرة أو نهر كبير لتخزين المياه في خزان. يحتفظ السد بالمياه ويزيد من ضغط الماء عند مستوى القاع. تم بناؤه على ارتفاعات أعلى لزيادة معدل التدفق.

عمل محطة الطاقة الكهرومائية

عمل محطة الطاقة الكهرومائية

يتم نقل المياه من الخزانات عبر الأنفاق الضخمة التي تنقل المياه. في هذه النباتات ، يتم استخدام سقوط الماء لتدوير عمود المحرك.


عندما يتم تغذية المياه من الخزان عبر الأنفاق على ريش التوربينات ، يبدأ التوربين بالدوران في اتجاه قوة الماء. نظرًا لأن هذا التوربين مقترن بعمود المولد ، طاقة كهربائية يتم إنتاجه بواسطة المولد.

هنا يتم تحويل الطاقة الحركية للمياه المتدفقة إلى كهرباء والتي يتم نقلها إلى المحطات الفرعية عبر خطوط النقل كما هو موضح في الشكل أعلاه.

كمية الكهرباء تعتمد على عاملين

1. رأس الماء
2. معدل تدفق المياه لتصريف المياه

يشير رأس الماء إلى المسافة بين سطح الماء وسطح التوربين ويعتمد على المياه المتوفرة في الخزان وحجم الخزان. إذا كان الرأس أكبر ، فإن الماء من ارتفاع أكبر يسقط بقوة أكبر ، مما يتسبب في زيادة دوران التوربينات.

ينتج عن هذا المزيد من النتائج في المزيد توليد الطاقة. وبالمثل ، إذا كان معدل تصريف المياه أكبر ، يتم توليد طاقة عالية نظرًا لأن كمية المياه المتساقطة أكبر ويعتمد معدل المياه على قدرات النهر مثل المياه الضخمة أو المزيد من المياه المتدفقة في الأنهار الكبيرة.

أجزاء / مكونات محطة الطاقة الكهرومائية

يحتاج إنشاء محطة الطاقة الكهرومائية إلى تكلفة أولية عالية لبناء سد وخزانات ومنزل للطاقة. ولكن بمجرد بدء تشغيله يحتاج إلى رسوم صيانة أقل مقارنة بالمحطات التي تعمل بالوقود.

يتم وصف بعض الأجزاء أو المكونات الرئيسية للمحطات المائية أدناه.

سد :

سد

سد

هذه هي الهياكل المبنية على الأنهار لإيقاف تدفق المياه وتخزين المياه في الخزان. يقوم السد بجمع المياه وتخزينها في مواسم الأمطار ويسمح بالتشغيل المستمر للنبات حتى خلال مواسم الصيف. يرفع رأس الماء وبالتالي يزيد ارتفاع سقوط الماء.

بوابات الدخول أو التحكم :

تستخدم هذه لإخراج أو إيقاف المياه من السد. يتم إطلاق المياه من الخزان عبر هذه البوابات إلى وحدة التوربينات. تحصل المياه على إمكانات وكذلك الطاقات الحركية أثناء تدفقها عبر بوابات التحكم.

بينستوك :

بينستوكس

بينستوكس

يساعد على زيادة سرعة الماء بمعدل أعلى لتشغيل التوربينات. وهي عبارة عن أنابيب طويلة تنقل المياه من الخزان إلى منزل التوربينات.

التوربينات المائية:

التوربينات المائية

التوربينات المائية

يتم تحويل الطاقة الكامنة والحركية للمياه من الخزان الذي يتم تغذيته على التوربينات المائية إلى حركة دورانية. عندما يضرب الماء ريش التوربينات ، فإنه يبدأ بالدوران في اتجاه صافي قوة الماء.

تشمل الأنواع المختلفة من التوربينات توربينات عجلات كابلان وفرانسيس وبيلتون. توربين فرانسيس هو التوربينات الأكثر شيوعًا المستخدمة في مختلف محطات الطاقة المائية. يعتمد نوع التوربين على رأس أو كمية المياه وقدرة توليد الطاقة الكهربائية.

مولدات كهرباء:

وتسمى هذه أيضًا مولدات حيث يقترن عمود الدوار بعمود التوربين. لذلك أثناء دوران التوربين ، فإنه يسبب قم بتدوير المولد الفتحة. يولد هذا الدوران الطاقة الكهربائية التي يتم نقلها إلى المحطات الفرعية عبر خطوط النقل.

أنواع النباتات المائية

تُصنف محطات الطاقة الكهرومائية إلى ثلاثة أنواع أساسية وفقًا لطريقة عملها. هؤلاء طرق التوليد هي محطات تخزين جريان النهر والتخزين والضخ وسيتم شرحها بإيجاز أدناه.

محطات توليد الطاقة المائية الجارية في النهر

ويسمى أيضًا نوع التحويل من النبات. في هذا ، يتم تحويل جزء من الماء إلى قنوات من النهر. قد لا تتطلب هذه الأنواع من النباتات سدًا لتخزين المياه. يختلف تصميم ومظهر هذه المحطات عن المحطات الكهرومائية التقليدية. تستخدم هذه لتزويد الطاقة للتحميل الأساسي.

تشغيل المحطة المائية النهرية

تشغيل المحطة المائية النهرية

تستخدم هذه النباتات بركة مياه صغيرة تسمى فوريباي لتلبية الأحمال الفورية لفترات أقل. ينظم فوريباي تدفق المياه إلى وحدة التوربين وبالتالي فإن صافي القدرة المولدة متنوع أيضًا. إنه يقلل من الحاجة إلى بناء خزانات كبيرة للرأس العالي أو زيادة المياه وبالتالي يتم تقليل التكلفة الأولية مقارنة بمحطات التخزين.

محطات تخزين الطاقة المائية

هذا هو النوع الأكثر شيوعًا من النباتات المائية التي تتطلب سدًا لتخزين المياه في الخزان. يسهل السد زيادة الرأس وكذلك سرعة الماء.

تنقل المواد الخام المياه من السد إلى وحدة التوربينات ، لذا فإن الطاقة المولدة تعتمد على إمدادات المياه من الخزان. تستخدم هذه كقاعدة وكذلك محطات تحميل الذروة. صافي الطاقة المولدة هو أكثر من تشغيل محطات النهر.

محطات تخزين بالضخ

في هذا ، يقوم ترتيب توربينات المضخة القابلة للانعكاس وترتيب القلم بتبادل الماء بين الرأس (الخزان العلوي) وخزانات الذيل. في حالة انخفاض الكهرباء ، يتم ضخ المياه المطلوبة إلى بركة الذيل إلى بركة الرأس بواسطة الآلات الهيدروليكية. يتم ذلك من خلال الاستفادة من الطاقة التي يتم توليدها من محطات الوقود.

محطة تخزين بالضخ

محطة تخزين بالضخ

خلال ساعات الذروة أو الأحمال ، يتم إطلاق المياه مرة أخرى من بركة الرأس إلى بركة الذيل من خلال أقلام. تتراوح كفاءة الطاقة في هذه المحطات من 70 إلى 80٪. نظرًا للحمل الأقصى الذي يوفر الطاقة بتكلفة منخفضة ، تزداد الإيرادات.

مزايا محطات الطاقة الكهرومائية

تكلفة تشغيلية منخفضة : بمجرد إنشاء السد ، يتم إنتاج الكهرباء بمعدل ثابت لعدم الحاجة إلى وقود.

• لا تلوث: لا ينتج عن محطة الطاقة الكهرومائية أي نفايات ضارة أو غازات دفيئة وبالتالي يكون تلوث الغلاف الجوي أقل مقارنة بالمحطات الحرارية والنووية.

القوة الاقتصادية : يتم توليد الطاقة من خلال الطاقة المتجددة ، لذلك لا حاجة لتكلفة الوقود أثناء توليدها. وهذا يجعل التكلفة المنخفضة للكهرباء مقارنة بارتفاع أسعار الوقود الأحفوري.

تخزين المياه: كما يسهل إنشاء هذه المحطات المياه لأغراض الري ويقلل من الفيضانات والجفاف عن طريق تخزين المياه. هذا مفيد للغاية لأنه يتغلب على الهدر غير الضروري للمياه.

آمل أن يكون لديك فهم واضح للمعرفة الأساسية حول الطاقة الكهرومائية وعملها. علاوة على ذلك ، أي استفسارات تتعلق بالمشاريع الكهربائية والإلكترونية ، يرجى كتابة اقتراحاتك وتعليقاتك حول هذه المقالة في قسم التعليقات أدناه. وأجب عن هذا السؤال إذا كنت مهتمًا - بناءً على السعة كيف يتم تصنيف المحطات المائية؟

اعتمادات الصورة:

سد على نهر ويكيميديا
Penstocks بواسطة ويكيميديا
بناء التوربينات المائية ثلجي هيدرو
تشغيل النباتات من النهر ويكيميديا
محطة تخزين بالضخ ضريبة القيمة المضافة