هناك العديد من أنواع الطاقة المتجددة في العالم ولكل منها عملية تشغيل مختلفة. الهدف هو نفسه: إنتاج طاقة نظيفة بدون انبعاثات غازات الدفيئة باستخدام بعض موارد الأرض غير المحدودة. في هذه الحالة ، سوف نتحدث عن ما هو الطاقة الكهرومائية.
في هذه المقالة سوف نخبرك ما هي الطاقة الكهرومائية ، وما هي خصائصها ، وكيف يتم إنتاجها وما هي مزاياها وعيوبها.
ما هي الطاقة الكهرومائية
تستخدم الطاقة الكهرومائية الطاقة الكامنة للمياه عند ارتفاع معين من قاع النهر لتحويلها إلى طاقة ميكانيكية عند أدنى نقطة في قاع النهر وأخيراً إلى طاقة كهربائية. يحول طاقة الماء إلى كهرباء. لاستخدام هذه الطاقة ، تم بناء بنية تحتية واسعة النطاق للحفاظ على المياه لتعظيمها إمكانات هذا المورد المحلي والمتجدد والخالي من الانبعاثات.
المحطة الكهرومائية عبارة عن مجموعة من المرافق والمعدات الكهروميكانيكية اللازمة لتحويل الطاقة الكهرومائية المحتملة إلى طاقة كهربائية ويمكن أن تعمل على مدار 24 ساعة في اليوم. تتناسب الطاقة الكهربائية المتاحة مع ارتفاع تدفق المياه والشلال.
أكثر محطات الطاقة الكهرومائية شيوعًا في العالم هي ما يسمى ب "الخزان المركزي". في هذه الأنواع من المحطات ، يتراكم الماء في السد ثم يسقط من ارتفاع فوق التوربين ، مما يتسبب في دوران التوربين وتوليد الكهرباء من خلال مولد موجود في الكنة. ثم يرفع جهده لنقل الطاقة دون خسائر كبيرة ثم يضاف إلى الشبكة. من ناحية أخرى ، تعود المياه المستخدمة إلى عمليتها الطبيعية.
طريقة أخرى هي "تبادل التبادلات". تستفيد هذه الأنواع من محطات الطاقة من التفاوت الطبيعي للنهر ، ثم تنقل المياه عبر القنوات إلى محطة الطاقة ، حيث يمكن أن تتحرك التوربينات عموديًا (إذا كان للنهر منحدرًا حادًا) أو أفقيًا (إذا كان المنحدر منخفضًا) ) لتشبه تلك معمل خزان على طريقة توليد الكهرباء. تعمل هذه الأنواع من المصانع بشكل مستمر لأنها لا تمتلك سعة تخزين للمياه.
أجزاء من محطة طاقة كهرومائية
يتكون مصنع الطاقة الكهرومائية من الأجزاء التالية:
- سد: وهي مسؤولة عن اعتراض الأنهار والحفاظ على المسطحات المائية (على سبيل المثال ، الخزانات) قبل الاحتواء ، مما يخلق فرقًا في المياه المستخدمة لإنتاج الطاقة. يمكن أن تكون السدود مصنوعة من الطين أو الخرسانة (الأكثر استخدامًا).
- مجاري: هم مسؤولون عن إطلاق المياه المتوقفة جزئيًا والتي تتجاوز غرفة المحرك ويمكن استخدامها لاحتياجات الري. تقع على الجدار الرئيسي للسد ويمكن أن تكون قاع أو سطح. يُفقد معظم الماء في الحوض عند سفح السد لتجنب التلف عند سقوط المياه.
- كمية الماء: هم المسؤولون عن جمع المياه المعترضة ونقلها إلى الآلة عبر القنوات أو الأنابيب القسرية. يحتوي مدخل المياه على باب لتنظيم كمية المياه التي تصل إلى التوربين وفلتر لمنع مرور الأجسام الغريبة (جذوع الأشجار والفروع وما إلى ذلك).
- محطة توليد الكهرباء: الآلات (توربينات المولدات ، التوربينات الهيدروليكية ، الأعمدة والمولدات) وعناصر التحكم والتنظيم موجودة هنا. لها أبواب دخول وخروج لترك منطقة الماكينة بدون ماء أثناء الصيانة أو التفكيك.
- التوربينات الهيدروليكية: هم مسؤولون عن استخدام طاقة الماء التي تمر عبره لتوليد حركة دورانية من خلال محوره الخاص. هناك ثلاثة أنواع رئيسية: عجلات بيلتون ، وتوربينات فرانسيس ، وتوربينات كابلان (أو المروحة).
- محول- جهاز كهربائي يستخدم لزيادة أو إنقاص جهد دائرة التيار المتردد مع الحفاظ على الطاقة.
- خط نقل الطاقة: كبل ينقل الطاقة المتولدة.
أنواع محطات الطاقة الكهرومائية
اعتمادًا على نوع التطوير ، يمكن تقسيم محطات الطاقة الكهرومائية إلى ثلاثة أنواع:
- الجريان السطحي لمحطات الطاقة الكهرومائية: تجمع هذه المحطات الكهرومائية المياه من الأنهار حسب الظروف البيئية والتدفق المتاح للتوربينات. التفاوت بين مناطق المياه صغير ، وهي المراكز التي تتطلب تدفقًا مستمرًا.
- محطات الطاقة الكهرومائية ذات الخزانات الاحتياطية: تستخدم هذه المحطات الكهرومائية حجمًا معينًا من الخزان "المنبع" عبر السد. بغض النظر عن تدفق النهر ، يفصل الخزان كمية المياه عن التوربينات التي تنتج الكهرباء على مدار العام. يمكن أن يستخدم هذا النوع من المصانع أكبر قدر من الطاقة وعادة ما تكون كيلووات ساعة أرخص.
- محطات الضخ الكهرومائية: تحتوي هذه المحطات الكهرومائية على خزانين بمستويات مختلفة من المياه ، والتي يتم استخدامها عند الحاجة إلى طاقة إضافية. يمر الماء من الخزان العلوي عبر التوربين إلى الخزان السفلي ثم يعود إلى الخزان العلوي لضخ المياه أثناء النهار عندما يكون الطلب على الطاقة منخفضًا.
الطاقة الكهرومائية في إسبانيا
نتج عن التقدم التكنولوجي أن مصادر الطاقة المائية الدقيقة لها تكاليف تنافسية للغاية في سوق الكهرباء ، على الرغم من أن هذه التكاليف تختلف وفقًا لنوع المصنع والإجراءات التي سيتم تنفيذها. إذا كانت الطاقة المركبة لمحطة توليد الطاقة أقل من 10 ميجاوات ويمكن أن تكون مياه راكدة أو جريانًا ، فإن محطة الطاقة تعتبر محطة طاقة كهرومائية صغيرة.
اليوم ، يهدف تطوير قطاع الطاقة الكهرومائية الإسباني إلى الزيادة الكفاءة من أجل تحسين أداء المرافق القائمة. تهدف هذه التوصيات إلى إصلاح أو تحديث أو تحسين أو توسيع مصنع مركب. يتم تطوير التوربينات الصغيرة الهيدروليكية بقدرة أقل من 10 كيلو وات ، وهي مفيدة جدًا للاستفادة من القوة الحركية للأنهار وتوليد الكهرباء في المناطق المعزولة. ينتج التوربين الكهرباء مباشرة في التيار المتردد ولا يتطلب سقوط الماء أو بنى تحتية إضافية أو تكاليف صيانة عالية.
تمتلك إسبانيا حاليًا حوالي 800 محطة لتوليد الطاقة الكهرومائية بأحجام مختلفة. هناك 20 محطة لتوليد الطاقة بأكثر من 200 ميغاوات ، والتي تمثل مجتمعة 50٪ من إجمالي توليد الطاقة الكهرومائية. في الطرف الآخر ، تمتلك إسبانيا عشرات السدود الصغيرة بقوة أقل من 20 ميغاواط.
آمل أن تتمكن من خلال هذه المعلومات من معرفة المزيد حول ماهية الطاقة الكهرومائية وكيف تعمل.