موقع التجارة ويب www.alttejarat.com

أنواع محطات الطاقة

ما هي الطاقة ومحطات الطاقة

محطات الضخ والتخزين

محطات طاقة الأمواج

محطات الطاقة الشمسية

محطات طاقة الرياح wind turbine generator

محطات الطاقة البخارية

المحطات الغازية

الطاقة النووية

المحطات الكهرومائية

——————————————————————————-

ما هي الطاقة ومحطات الطاقة

تعتبر الطاقة من أهم عناصر الحياة العصرية و يقاس تقدم l الأمم أو مدنيتها بما تستهلكه من الطاقة. فالطاقة مهمة جداً لسائر الكائنات البشرية فالإنسان في حاجة لها لاستخدامها في مجالات عديدة كتشغيل وسائل النقل المختلفة مثل محركات السيارات و السفن و القطارات و الطائرات كما أن الطاقة ضرورية لتدفئة المنازل و إنارتها هذا إلى يستخدمها لإدارة الآلات و الماكينات المصانع و المزارع جانب احتياج الإنسان لها لتشغيل الأجهزة المنزلية المختلفة.

وسعى الإنسان أن يحصل على الطاقات المختلفة وقام بإنشاء المحطات المختلفة لإنتاج الطاقة. هما مشير إلى محطات الطاقة المختلفة. كونوا معنا.

——————————————————————————-

1-      محطات الضخ والتخزين

محطات الضخ والتخزين ، هي إحدى نظم تخزين الطاقة التي بدأت تنتشر حاليا فى أماكن كثيرة بالعالم بالمناطق المناسبة طبوغرافيا .. وتعتمد فكرة تلك المحطات على تحريك المياه بين خزانين عند منسوبين مختلفين ، أحدهما عند منسوب منخفض والآخر عند منسوب مرتفع تسمح به طبوغرافيا المنطقة ، فيتم ضخ المياه من المنسوب المنخفض باستخدام فائض القدرة الكهربائية وقت انخفاض الأحمال ، وعند الحاجة لمزيد من القدرة الكهربائية وقت ذروة الأحمال يتم تحرير المياه من الخزان العلوي عند المنسوب المرتفع لتوليد القدرة الكهربائية المطلوبة. ويستخدم عادة بتلك المحطات توربينة أو توربينات عكسية reversible يمكنها الدوران فى اتجاهين عكسيين ، فتعمل كطلمبة بالطاقة الكهربائية لضخ المياه من المنسوب المنخفض للمنسوب الأعلى أوقات انخفاض الأحمال ، وتعمل كمولد للكهرباء أوقات ذروة الأحمال بنظام مماثل لمحطات القوى الهيدروكهربائية التي تستثمر طاقة وضع المياه خلف السدود لتحويلها إلى طاقة كهربائية بقوة تساقط المياه على توربينات توليد الكهرباء .

——————————————————————————-

2-      محطات طاقة الأمواج

الطاقة الموجية (بالإنجليزية: Wave power) هي نقل الطاقة من أمواج المحيطات أو البحار لتسخيرها في اعمال ميكانيكية مفيدة مثل توليد الكهرباء، تحلية المياه أو ضخ المياة إلى المخازن المائية.

تقوم محطات طاقة الأمواج لتوليد الكهرباء باستخلاص الطاقة الحركية لمياه البحار والمحيطات والاستفادة منها في تدوير عنفة,إن الرياح و تقلب الضغط تحت سطح الماء هما العاملان الأساسين في نشوء الأمواج ولكن كثافة هذه الأمواج تتغير من منطقة لأخرى من المسطحات المائية ,في بعض الأماكن من المحيطات تكون الأمواج منتظمة وذات طاقة كبيرة. تقام الأبحاث من أجل تطوير هذه المحطات,ولقد قدر العلماء الطاقة التي يمكن توليدها من الأمواج بـ مليوني ميغا واط وهو ما يزيد عن ضعفي الطاقة المولدة حالياً في العالم.و تعتبر هذه المحطات أحد أنواع محطات توليد الطاقة المتجددة وهي عديمة الانبعاثات. وهي تختلف كليا عن طاقة المد والجزر. كما تختلف هذه التقنية المتجددة عن التقنيات المتجددة الريحية وذلك بسببٍ رئيسي وهو أن كثافة الماء أكثر بـ 800 مرة من كثافة الهواء مما يجعل كثافة طاقة الأمواج أكثر بعدة أضعاف من كثافة طاقة الرياح.

——————————————————————————-

3-      محطات الطاقة الشمسية

الطاقة الشمسية (بالإنجليزية: Solar Energy) هي أحد مصادر الطاقة المتجددة وأكثرها وِفرةَ في العالم، وهي عبارة عن إشعاع شمسي يٍمكن الاستفادة منه في عدّة أمور أهمها: إنتاج تفاعلات كيميائية، وإنتاج الحرارة وتوليد الكهرباء، إضافةً لأنَّ الطاقة الشمسية منتشرة في جميع أنحاء العالم، فإنها تعتبر مصدراً نظيفاً لا يسبب تلوث، بالتالي إذا تم استغلاله والاستفادة منه بشكلٍ مناسب، فإنه سيُلبي نسبة كبيرة من حاجات العالم من الطاقة في المستقبل

محطات الطاقة الشمسية تمثل التقنيات الحرارية الركيزة الأساسية الحالية لإنتاج الكهرباء. هذا الوضع هو نتيجة لخصائص متميزة لمنظومة الإنتاج الحراري. وقد عمل الباحثون على تطوير مكونات المنظومة للتمكن من استعمال المصادر الطاقية المتجددة (Renewable energy sources).

 مرت التقنيات  الحرارية الشمسية (Thermal Solar Energy Techniques) لإنتاج الكهرباء بتطورات وهي:

• محطات الطاقة الشمسية الحرارية (Thermal Solar Energy plants) بالمرايا ذات المحور البؤري.
• محطات الطاقة الشمسية الحرارية (Thermal Solar Energy plants) للإنتاج المباشر للبخار.
• صوامع الطاقة الشمسية بالمرايا ذات المركز البؤري.
• مجمعات الطاقة الشمسية المرتبطة بمحرك ستيرلينج.

——————————————————————————-

4-      محطات طاقة الرياح wind turbine generator

طاقة الرياح هي طاقة مستخرجة من الطاقة الحركية للرياح بواسطة استخدام عنفات الرياح لإنتاج الطاقة الكهربائية، وهي تعتبر من أنواع الطاقة الكهروميكانيكية. تعد طاقة الرياح أحد أنواع الطاقة المتجددة وهي شكل من أشكال الطاقة التي تقوم فيها التوربينات بتحويل الطاقة الحركية للرياح إلى طاقةٍ ميكانيكية أو كهربائية يمكن استخدامها في توليد الطاقة.

تتألف مزارع الرياح الكبيرة من المئات من عنفات الرياح الفردية التي ترتبط بشبكة لنقل الطاقة الكهربائية. مزرعة الرياح هي مجموعة من عنفات الرياح في مكان واحد تستخدم في إنتاج الكهرباء. قد تتكون مزرعة الرياح الكبيرة من عدة مئات من عنفات الرياح الفردية الموزعة على مساحة ممتدة، ولكن الأرض بين العنفات قد تستخدم لأغراض زراعية أو غيرها.  تقريباً كل عنفات الرياح الكبيرة لها نفس التصميم، فعنفات الرياح بها المحور الأفقي الدوار بثلاث شفرات موجه عكس اتجاه الريح، تعلق على هيكل محرك على قمة برج أنبوبي طويل.

——————————————————————————-

5-      محطات الطاقة البخارية

تعتمد محطات التوليد البخارية على استعمال نوع الوقود المتوفر وحرقه في أفران خاصة لتحويل الطاقة الكيميائية في الوقود الى طاقة حرارية في اللهب الناتج من عملية الاحتراق ثم استعمال الطاقة الحرارية في تسخين المياه في مراجل خاصة (BOILERS) وتحويلها الى بخار في درجة حرارة وضغط معين ثم تسليط هذا البخار على عنفات أو توربينات بخارية صممت لهذه الغاية فيقوم البخار السريع بتدوير محور التوربينات وبذلك تتحول الطاقة الحرارية الى طاقة ميكانيكية على محور هذه التوربينات . يربط محور المولد الكهربائي ربطا مباشرا مع محور التوربينات البخارية فيدور محور المولد الكهربائي (AL TERNATOR) بنفس السرعة وباستغلال خاصة المغناطيسية الدوارة (ROTOR) من المولد والجزء الثابت (STATOR) منه تتولد على طرفي الجزء الثابت من المولد الطاقة الكهربائية اللازمة . والرسم التمثيلي رقم يبين مسلسل تحويل الطاقة من أول حرق الوقود حتى إنتاج الطاقة الكهربائية .

تتميز محطات المحركات البخارية بكبر حجمها ورخص تكاليفها مقارنة بإمكانياتها الكبيرة كما تتميزبإمكانية استخدامها لتحلية المياه المالحة، الأمر الذي يجعلها ثنائية الإنتاج لاسيما في البلاد التي تندر فيها مصادر المياه العذبة

مكونات محطات التوليد البخارية: الفرن والمرجل والعنفة الحرارية أو التوربين Turbine والمولد الكهربائي والمكثف والمدخنة والآلات والمعدات المساعدة.

——————————————————————————-

6-      المحطات الغازية

توليد الكهرباء بالتوربينات الغازية Turbine Gas

تعتبر محطات توليد الكهرباء العاملة بالتوربينات الغازية حديثة العهد نسبيا ويعتبر الشرق الأوسط من اكثر البلدان استعمالا لها . وهي ذات سعات وأحجام مختلفة من1ميغاواط الى 250ميغاواط ، تستعمل عادة أثناء ذروة الحمل في البلدان التي يوجد فيها محطات توليد بخارية أو مائية ، علما أن فترة إقلاعها وإيقافها تتراوح بين دقيقتين وعشرة دقائق.

تمتاز هذه المولدات ببساطتها ورخص ثمنها نسبيا وسرعة تركيبها وسهولة  صيانتها وهي لا تحتاج إلى مياه كثيرة للتبريد . كما تمتاز بإمكانية استعمال العديد من أنواع الوقود ( البترول الخام النقي – الغاز الطبيعي –الغاز الثقيل وغيرها…) وتمتاز كذلك بسرعة التشغيل والإيقاف. وأما سيئاتها فهي ضعف المردود الذي يتراوح بين 15 و 25% كما أن عمرها الزمني القصير نسبيا وتستهلك كمية اكبر من الوقود بالمقارنة مع محطات التوليد الحرارية البخارية.

——————————————————————————-

7-      الطاقة النووية

محطات التوليد النووية نوعا من محطات التوليد الحرارية لأنها تعمل بنفس نتيجة انشطار ذرات اليورانيوم بضربات الإلكترونات المتحركة في الطبقة أنه بدل الفرن الذي يحترق فيه الوقود يوجد هنا مفاعل ذري تتولد في الحرارة على أطراف الجزء الثابت من هذا المولد . والفرق في محطات التوليد النووية التي بدورها تدور الجزء الدوار من المولد الكهربائي وتتولد الطاقة الكهربائية المبدأ وهو توليد البخار بالحرارة وبالتالي يعمل البخار على تدوير التوربينات الخارجية للذرة وتستغل هذه الطاقة الحرارية الهائلة في غليان المياه في المراجل وتحويلها إلى بخار ذي ضغط عال ودرجة مرتفعة جدا. تحتوي محطة التوليد النووية على الفرن الذري الذي يحتاج إلى جدار عازل وواق من الإشعاع الذري وهو يتكون من طبقة من الآجر الناري وطبقة من المياه وطبقة من الحديد الصلب ثم طبقة من الأسمنت تصل إلى سمك مترين وذلك لحماية العاملين في المحطة والبيئة المحيطة من التلوث بالإشعاعات الذرية .

——————————————————————————-

8-      المحطات الكهرومائية

هي عبارة عن الأنظمة التي تولد الكهرباء وفقًا لقانون الحفاظ على الطاقة وقانون الجاذبية، وهي تتكون أساسًا من خزان مياه وتوربينات ومحرك كهربائي أو مولد ودوارات وثابتة وأنابيب توجيه، تتبع آلية محطات الطاقة الكهرومائية تحويل الطاقة الحركية للمياه المتدفقة إلى طاقة ميكانيكية للريش (الشفرات) عندما تصطدم المياه بها بقوة.

يتم نقل حركة الشفرات إلى المولد الذي يقوم ببناء مجال كهربائي قوي وبالتالي إنتاج الكهرباء عن طريق تدفق الإلكترونات، ثم يتم نقل هذه الكهرباء إلى المستهلكين عبر السفن الموجهة، تعتمد كمية الكهرباء المنتجة على الاختلاف في ارتفاعات الماء المسماة “الرأس” وحجم المياه المتدفقة.

 تتكون المحطات الكهرومائية من ثلاثة أجزاء وهي؛ محطة لتوليد الكهرباء، سد يمكن فتحه وإغلاقه للتحكم في تدفق المياه وخزان يتم تخزين المياه فيه، وتعمل هذه المحطات عن طريق تدفق مياه السد لدفع ريش التوربينات، مما يتسبب في دوران هذه الريش التي تعمل على تحويل الطاقة الميكانيكية إلى طاقة كهربائية، ومن ثم يتم نقل الكهرباء الناتجة عن طريق خطوط كهربائية.

المصدر: عدة من المقالات العلمية والمواقع المختلفة