الجمعة، 8 أبريل 2011

أبحاث رائدة لإنتاج الكهرباء من حرارة الكمبيوتر النقال

تتسبب أجهزة الكمبيوتر المحمولة في إطلاق كميات كبيرة من الحرارة، وهذه الحرارة تنجم عن تحويل جزء لا يستهان به من الكهرباء المخزنة في البطارية، مما يشكل هدر للطاقة وتقليل مدة عمل الجهاز بسبب ضياع الطاقة الكهربائية على شكل حرارة.

هذه المعضلة كانت محط اهتمام فريق بحثي في معهد ماساشوستس، من اجل إيجاد أنجع الحلول للاستفادة القصوى من تلك الطاقة المهدورة.

يقوله البروفيسور بيتر فاغلستين استاذ الهندسة الكهربائية في المعهد، إن التكنولوجيا الحالية قادرة على تحويل الحرارة إلى كهرباء، لكنها تحول فقط 10% من الحرارة مما يفترض نظرياً أن تحوله إلى كهرباء، من هنا فإنه يأمل الاستفادة مما يسمى ( بقع الكم ) لتحقيق تحويل مجد لهذه الطاقة.

ويضيف البروفيسور فاغلستين أن ( بقع الكم ) هي عبارة عن بقع من مادة شبه موصلة تتكون كل منها من مئة ذرة تقريباً، وهي تستجيب للحرارة بتكوين تيار من الالكترونات أي كهرباء، ويقول انه إذا أمكن تصميم صفوف من هذه البقع لتوضع بالقرب من سطح ساخن، فإن الحرارة المنبعثة ستتسبب في تكوين تيار من الالكترونات يتدفق بين البقع، من هنا، فإنه وفريق البحث العامل معه، قد اظهروا نظرياً، انه يمكن الحصول على أفضل تدفق للالكترونات إذا كانت المسافة بين البقع بحدود ميكرون واحد، أي جزء بالألف من المليمتر.

ويختتم فاغلستين بقوله إن ما عملناه كان إظهار انه يمكن نظرياً الحصول على طاقة كبيرة من عملية تحويل كهذه باستخدام ( بقع الكم ) وانه إن أمكن عملياً تكوين فجوات صغيرة بين البقع ستكون الطاقة الكهربائية الناتجة كبيرة جداً.

من جانب آخر فقد كشفت عدد من الدراسات العلمية، أن جانبا كبيرا من الطاقة الكهربائية يتم فقدانها جراء تحولها إلى طاقة حرارية منبعثة من الأجهزة الكهربائية، وقد حرصت عدد من الجهات المسؤولة عن وضع المواصفات والمقاييس وترشيد استهلاك الطاقة، على وضع ضوابط صارمة لهذا الهدر، مما أدى إلى عدم سماح بعض الدول باستيراد الأجهزة الكهربائية القديمة التي تنبعث منها مقادير كبيرة من الحرارة.

وزارة العلوم والتكنلوجيا / مركز بحوث الطاقة الشمسية

العلوم والتكنلوجيا / مركز بحوث الطاقة الشمسية :

النشاطات الموجودة حالياً في المركز:

1. تصميم وتصنيع منظومة انارة الشوارع تعمل وفق الاجواء البيئية العراقية.
2. تصميم وتصنيع منظومة معالجة الغبار المتراكم على الخلايا الشمسية.
3. تصميم وتصنيع ثلاث منظومات تتبع صغيرة خاصة بإنارة الشوارع ، متوسطة لتطبيقات الإنارة الاضطرارية للمباني وكبيرة لتطبيقات الحماية الكاثودية والمولدات الكهربائية ومشاريع ضخ المياه.
4. تصميم وبناء ونصب منظومة إنارة اضطرارية لطابق معالي وزير الداخلية والعاملة بالطاقة الشمسية.
5. الاختبار الميداني وتقييم الأداء الفعلي للسخان الشمسي تحت ظروف التشغيل المحلية.
6. انجاز منظومة تدفئة الغرف والقاعات تعمل بالطاقة الشمسية الحرارية.
7. تصميم وتصنيع منظومة سقي وارواء للاراضي الزراعية تعمل بالطاقة المتجددة الهجينة (شمسية + رياح).
8. تصميم وتصنيع منظومة توليد الكهرباء باستخدام الطاقة الشمسية لتشغيل مختبرات مراكز سلامة الغذاء(دائرة بحوث البيئة والمواد الخطرة).
9. انجاز المسلك التكنولوجي لمنظومة انارة الشوارع .
10. إعداد التصاميم الخاصة بإنتاج سخان شمسي محلي يلائم البيئة العراقية.
11. إعداد الدراسات والتصاميم لتصنيع خلايا شمسية بطريقة الرش الحراري الكيمياوي CIS.
12. إعداد الدراسات والتصاميم الخاصة بتصنيع الطباخ الشمسي يعمل بتقنية خزن الطاقة.
13. إعداد الدراسات والتصاميم الخاصة بتصنيع المولد الكهربائي المنزلي بالتأثير الشمسي الحراري.
14. تصميم وتصنيع مصباح إنارة حديث يتكون من الدايودات الباعثة للضوء والتي لها مزايا خاصة في الإنارة تختلف عن بقية المصابيح العاملة في إنارة الشوارع بالطاقة الشمسية.
15. اعداد الدراسات والتصاميم لمشروع الكهرباء البديلة للمتحف العراقي.
16. اعداد التصاميم لمحطة هجينة للحماية الكاثودية لانابيب النفط .
17. اعداد التصاميم لمشروع انارة المجمعات السكنية في مختلف مواقع وزارة النفط.
18. اعداد الدراسات لتصنيع منظومة متكاملة تعمل بالطاقة الشمسية لتشغيل حضيرة تربية دواجن لصالح الدائرة الزراعية.
19. اعداد التصاميم لتصنيع مركز حوضي لانتاج الكهرباء المنزلية .
20. اعداد التصاميم لتصنيع منظومة لتعقيم المياه تعمل بالطاقة الشمسية.
21. اعداد دراسة حول العواصف الغبارية وادارة البيئة.
22. الاشراف على 7 طلاب دراسات عليا (2 دكتوراه، 5 ماجستير) جميعهم في الطاقة الشمسية.
23. تقديم بحث في دور المراكز البحثية غير الاكاديمية في دعم الصناعات الصغيرة.
24. المشاركة في معرضين (بغداد ، كردستان)
25. تقييم عدة دراسات علمية لمكتب رئيس الوزراء مع 12 براءة اختراع.

المخطط المستقبلي:

1. الدعم المادي والمعنوي وتنشيط حركة البحث في مجالات الطاقة الشمسية.
2. القيام بمشاريع رائدة وكبيرة نوعاً ما وعلى مستوى يفيد البلد كمصدر آخر من الطاقة وتدريب الكوادر الفنية المحلية عليها.
3. تنشيط طرق التبادل العلمي والمشورة العلمية مع بقية الدول.
4. تطبيق جميع سبل ترشيد الحفاظ على الطاقة ودراسة أفضل طرقها بالإضافة إلي دعم المواطنين الذين يستعملون الطاقة الشمسية في منازلهم أسوة بدعم تكلفة الطاقة الكهربائية المولدة من المصادر التقليدية.
5. تشجـيع التعاون مع الـــدول المتقدمــة في هـذا المجال والاستفــادة من خبراتهــا على أن يكـون ذلك مبنيــاً على أســاس المنفعة المتبادلة.
************************************

الرياح مصدر متجدد للطاقة



استخدم الناس طاقة الرياح للمرة الأولى في عام 3000 قبل الميلاد تقريباً على شكل مراكب شراعية في مصر إذ قامت الأشرعة بأسر طاقة الريح لسحب المركب عبر الماء، واستخدمت الطواحين الأولى لطحن الحبوب إمّا في عام 2000 قبل الميلاد في بابل القديمة أو في عام 200 قبل الميلاد في بلاد فارس القديمة، احتوت هذه الأدوات الأولى عارضة خشبية عمودية واحدة أو أكثر والأسفل المسن ربط بعمود تدوير يدار بالريح وإن المفهوم من استخدام طاقة الرياح لطحن الحبوب انتشرت بسرعة في الشرق الأوسط وكانت في استخدام واسع قبل فترة طويلة من استخدام الطاحونة الأولى التي ظهرت في أوروبا
التطوير الحديث لتقنية وتطبيقات طاقة الرياح كانت جارية بشكل جيد جدا بالثلاثينات، عندما قامت 600,000 طاحونة بسد حاجة المناطق الريفية البعيدة بالكهرباء والماء وعندما بدأ انتشار توزيع الكهرباء بدرجة واسعة في البلدات والمزارع بدأ ينحسر استعمال طاقة الرياح في الولايات المتّحدة ولكنّه ارتفع ثانية بعد نقص النفط الأمريكي في أوائل السبعينات وخلال السنوات الـ30 الماضية تقلب البحث والتطوير مع اهتمامات الحكومة الاتحادية وحوافز الضريبة وفي وسط الثمانينات كان تقدير طاقة توربينات الرياح يصل كحد أقصى إلى 150 كيلو واط وفي عام 2006 قدّر مقياس التوربينات التجارية عموماً بأكثر من 1 ميغا واط ومتوفرة أيضاً بقدرة تصل إلى 4 ميغا واط.






يعتبر الحصول على الطاقة الكهربائية ، أمرا حيويا وهاما للغاية ، وقد بذل الإنسان جهودا كبيرة للحصول على الطاقة الكهربائية من مختلف المصادر ، فاستخدم الفحم والنفط والتفاعلات النووية ، كما لجأ إلى استخدام الطاقة الشمسية والمساقط المائية والرياح ، لتلبية بعض احتياجاته المتزايدة من الطاقة ، فما هو مدى استخدام طاقة الرياح Wind Energy حاليا ؟.

مصدر لا ينضب من الطاقة

تعتبر الرياح مصدرا مثاليا للطاقة ، فهي لا تنضب ولا تخلف أي غازات ضارة أو نفايات خطيرة تلوث البيئة وتهدم التوازن الأيكولوجي لكوكب الأرض ، وقد سخرها الإنسان لخدمته منذ القِدم وشاع استخدامها في بعض مناطق أوروبا لطحن الحبوب ورفع المياه وقطع الأخشاب.
إن حركة الرياح الديناميكية المستمرة ، تمكننا من تحويلها إلى طاقة توربينية دورانية منتظمة ، وباستخدام مولدات كهربائية Electric Generator خاصة ، يمكن تحويل هذه الطاقة الحركية إلى طاقة كهربائية .
يقدر حجم طاقة الرياح في العالم وعلى سرعة 4 متر / ثانية بأكثر من 53000 تريليون واط ساعة سنويا ، وهذا الرقم المذهل يفوق أربع مرات عن ما تم استهلاكه من الطاقة الكهربائية في عام واحد وفي جميع أنحاء العالم.
إن الدراسات التي قامت بها منظمة الطاقة العالمية IFA تدل على أن استهلاك البشرية من الطاقة الكهربائية سوف يتضاعف مرتين بحلول عام 2020 وهذا سوف يشكل استنزافا للمصادر التقليدية للطاقة ، وتوصى هذه اللجنة بضرورة أن تلبي طاقة الرياح ما مجمله 20% من احتياجات الإنسان اليومية.



مميزات طاقة الرياح

تتمتع طاقة الرياح بالكثير من المميزات التي تؤهلها لأن تكون مصدرا مثاليا للطاقة في ظل تطوير الكثير من المولدات الكهربائية التي تدار بواسطة الهواء المتحرك ، وقد أثبتت هذه المولدات قدرات تقنية متميزة ، فهي لا تحتاج إلى صيانة مستمرة ولا ينجم عنها غازات ضارة تلوث البيئة ، كما أنها تعمل بشكل جيد على سرعات منخفضة للرياح ، لكن من مساوئ هذا المصدر للطاقة ، تذبذب حركة الرياح مما يؤدي إلى عدم انتظام حصولنا على الطاقة الكهربائية ، وقد تم معالجة هذا الأمر بعدة طرق ، منها استخدام الطاقة الناتجة في ساعات ذروة هبوب الرياح وتخزينها في بطاريات أو تحويلها إلى خلايا تحليل مائية للحصول على الهيدروجين والذي سوف يستخدم لاحقا عندما يسكن الهواء.
لقد انتشرت مزارع الرياح عالميا وقد تولت إنتاج حصادات الرياح ( مضخات الرياح ) كبرى شركات إنتاج الطاقة في العالم ، ويقدر عدد الحصادات التي تباع سنويا بأكثر من عشرة ألاف وهذا الرقم آخذ في التزايد سنويا.
إن طاقة الرياح تلعب دورا هاما في بعض المناطق النائية والتي يصعب إيصال التيار الكهربائي لها بواسطة شبكة الكهرباء الوطنية في تلك الدول ، وقد وضعت الكثير من دول العالم خططا طموحة لاستخدام هذا المصدر من الطاقة وتقليل كلفة إنتاج الطاقة الكهربائية من الرياح بحيث تصل إلى .025 يورو لكل كيلو واط بحلول عام 2020 ، ويبين الجدول التالي كمية إنتاج الطاقة الكهربائية من الرياح في بعض دول العالم . *

بحث عن محرك الديزل و توليد الطاقة الكهربائية . بحوث . بحوث متكامله . بحث جاهز . بحوث علمية و ادبيه محرك الديزل ومستقبل توليد الطاقة الكهربائية


محرك الديزل هو محرك احتراق داخلي اخترعه المهندس الالماني رودلف ديزل عام 1892 وذلك بعد خمسة اعوام من اعمال البحث والتطوير. لقد كان محرك الديزل منذ نشأته الاولى، وعلى امتداد القرن العشرين بأسره، حلا جذابا للكثير من التطبيقات الصناعية المدنية والعسكرية، حيث رأى فيه رجال الاعمال ضالتهم المنشودة في الحصول على مصدر للطاقة عملي، وموثوق، ورخيص الكلفة. والان وفي ضوء المتغيرات الكثيرة التي لحقت بقطاع الطاقة على امتداد القرن، فان هذا المحرك سيجتاز الخط الفاصل بين القرنين العشرين والحادي والعشرين وهو اكثر تفاؤلا بمستقبله في خدمة الانسان. ان محرك الديزل يستطيع ان يلعب دورا رئيسيا في محطات توليد الطاقة المستقبلية. ولكن قبل ان يحدث ذلك لابد من تطوير محركات الديزل بحيث يتم التحكم بغازات العادم المنطلقة منها، بالاضافة الى التصدي الى التحديات الشديدة والكثيرة التي تواجه صانعي هذا النوع من المحركات.

ومع ان محرك الديزل، شأنه شأن محرك البنزين، مستعمل في السيارات منذ عقود كثيرة، الا ان الاختلافات بين المحركين عديدة، وهذه الاختلافات هي التي أهلت وتؤهل محرك الديزل الى دور حضاري متميز في القرن القادم. ان محرك الديزل على عكس محرك البنزين المستعمل في السيارات الصغيرة، لا يشعل الوقود اعتمادا على طاقة حرارية خارجية، مثل شمعات الاشتعال وما تتطلبه من دارة كهربائية ذات جهد عال لتأمين الشرارة وتقطيعها بواسطة البلاتين، ولكنه يستعمل الحرارة المتولدة عن انضغاط الهواء لاشعال خليطة الهواء - الوقود في اسطوانته.

وبغية الوصول الى درجة الحرارة العالية اللازمة للاحتراق فإن نسبة الانضغاط اللازمة في محركات الديزل يجب ان تكون عالية تصل الى 1:16 وهي النسبة الاكثر استعمالا. وعند نسبة الانضغاط هذه فإن درجة الحرارة ترتفع الى 500 درجة مئوية كما يرتفع الضغط الى 40كلغ سم2، علما بان نسبة انضغاط الهواء في محرك البنزين العادي تقع في المجال 4:1 و10:1.


التشغيل
محرك الديزل يمكن ان يكون اما بدورة ذات اربعة اشواط او ذات شوطين. بالنسبة للدورة ذات الاشواط الاربعة فإن المكبس يتحرك أولا نحو الاسفل بينما تكون فتحة الدخول مفتوحة (مرحلة الامتصاص). وهذه المرحلة تؤدي الى امتلاء الاسطوانة بالهواء ثم تنغلق فتحة دخول الهواء، وعندما يبتدىء المكبس مرحلة الصعود الى الاعلى حيث يضغط الهواء في الاسطوانة (شوط الانضغاط) وقبل ان يصل المكبس الى ذروة ارتفاعه يتم حقن الوقود عبر فوهة خاصة. عندها يمتزج الوقود مع الهواء المضغوط ويشتعل المزيج بتأثير درجة الحرارة الناتجة عن الانضغاط الشديد. وهكذا يندفع المكبس بشدة نحو الاسفل بتأثير انفجار مزيج الهواء فى الوقود (شوط التمدد او شوط الطاقة). بعدها يرتفع المكبس من جديد حيث يكون صمام الطرد مفتوحا هذه المرة حيث يدفع امامه غازات الاحتراق بأسرها (شوط التفريغ). وهكذا تبدأ العملية من جديد باستقدام هواء جديد بينما يبدأ المكبس شوطا جديدا للامتصاص.

ان محرك الديزل ذا الشوطين مماثل لنظيره ذي الاشواط الاربعة باستثناء ان غازات الافلات تطرد من الاسطوانة بواسطة طارد خاص عندما يكون المكبس في وضعية الحجم الاعظمي تقريبا. وفي الوقت ذاته فان مروحة الطرف تقدم امدادا جديدا من الهواء لمزجه مع الوقود عندما يصل المكبس الى وضعية الحجم الاعظمي. في هذا المحرك فان الاحتراق يحدث كل دورة، بينما يحدث كل دورتين بالنسبة للمحرك رباعي الاشواط، كما ان معظم محركات الديزل الكبيرة تستعمل الدورة ذات الشوطين.


رسم يوضح الأشواط الأربعة في محرك الديزل

ان تشغيل محركات الديزل اقتصادية نظرا لأن هذه المحركات تستخدم وقودا ارخص من البنزين وهي تقدم طاقة اكبر. كما انها ابسط ميكانيكيا وهي ليست بحاجة الى نظام الاشعال المعقد ولا تحتاج الى الكاربويتور (المفحم) الموجود في محركات الاحتراق الداخلي العادية. الا انها اثقل - لأن جدران الاسطوانة اسمك كي تكون اقوى لتتحمل الضغط العالي المطلوب - فهي تستعمل عموما لتزويد السيارات بالطاقة. وهي تلاقي تطبيقا واسعا مع ذلك في الشاحنات الضخمة، والاتوبيسات، عربات الجر في القطارات، والسفن، وفي المعدات الصناعية ذات الاداء العنيف حيث تتطلب الامور استطاعات تصل الى 5000 حصان بخاري. وفي هذه الحالة فانها الأكفأ أداء من المحركات الأخرى.

لقد مضى اكثر من قرن منذ ان نجح رودلف ديزل بابتكار المحرك المعروف باسمه، ذي الاستطاعات المتدرجة، القادر على استعمال انواع الوقود المحلية المتوفرة. وقد شكل هذا الاختراع نقطة التفاف مصيرية حاسمة في مجال استعمال الطاقة عموما، والكهرباء خصوصا، في الصناعة.



ولكن ديزل كان سيصعب عليه التعرف على محركه اليوم، على الجيل الجديد من محركات الديزل. فمحرك الديزل الآن لا يزال اكثر انواع المحركات كفاءة ضمن جميع انواع محركات الاحتراق الداخلي، والشيء الذي تغير هو سلسلة التطويرات والتحسينات في تكنولوجيا هذا المحرك في غضون هذا القرن، مع حقن الوقود وعنفات (توربينات) الدورة المشتركة التي ادت الى زيادة المردود بشكل كبير في الوقت الذي انقصت ضمنه كمية الغازات الضارة المنطلقة الى الجو. واصبحت محركات الديزل المشتركة مع الغاز المحركات الرئيسية في سوق محطات توليد الطاقة، مع حصة مشتركة في السوق تبلغ حوالي 10% من محطات التوليد جميعها التي تبنى سنويا حول العالم.

وبما ان المجتمع الحديث يعتمد كليا وبشكل مستمر على الطاقة الكهربائية فان مجموعة مختلفة من الصانعين تنتج الان انواعا من الديزل في تشكيلة واسعة من احجام المحركات وذلك لتلبية احتياجات متنوعة بشكل هائل من التطبيقات المؤقتة والدائمة على السواء. ونظرا لمردود المحرك، ووثوقيته، وتكاليفه التأسيسية المنخفضة، فان محركات الديزل الصغيرة (ذات الاستطاعة الاقل من 1 ميغاوات) والمتوسطة (باستطاعة تتراوح بين 1 - 30 ميغاوات) تستعمل غالبا في الدول النامية من اجل اغراض التغذية الكهربائية الرئيسية، وكذلك في العالم المتقدم كمصدر داعم للاستطاعة او كبديل منافس للاستطاعة المستجرة من الشبكة العامة (القومية). ولكن يرى بعضهم في الدول المتقدمة ان هناك امكانية كبيرة لاستعمال محرك الديزل في توليد الحمولة الأساسية.

ان مجموعات التوليد المتوسطة والكبيرة ذات الاستطاعة الاكبر من 30 ميغاوات المصممة من اجل توليد الكهرباء يمكن ان يبلغ مردودها 50 - 55 بالمائة. كما ان وحدات الديزل الكبيرة قابلة للمقارنة (حسب سعر وحدة الكيلووات) مع محطات توليد الكهرباء العاملة بالفحم الحجري. وتتميز بالعمر الطويل وتقدم حلا بديلا اقتصاديا في التطبيقات حيث لا يمكن اللجوء الى انشاء محطات للتوليد كبيرة.

محطات الديزل الكهربائية
كانت معامل توليد الكهرباء بواسطة محركات الديزل هي المعامل السائدة في سوريا الى عهد قريب. ولا تزال معظم البلدان الصغيرة والقرى تعتمد اعتمادا كليا على محركات الديزل في توليد الكهرباء. كما ان المعامل الصناعية في سوريا كانت تستخدم مجموعات الديزل الكهربائية لتوليد القدرة اللازمة لأغراضها الصناعية. وقد بدأ استخدام محطات التوليد البخارية في كل من دمشق وحمص وحلب بعد ان زادت الاستطاعة المطلوبة عن الحدود العملية التي تصلح لها مجموعات الديزل. وبعد ان تم استكمال شبكة التوتر العالي التي تصل المدن السورية بعضها ببعض، فان الاعتمادات على محركات الديزل قلت بالتدريج، كما هي الحال الان في البلدان الصناعية. وسوف تبقى لمجموعات الديزل الكهربائية اهميتها في المناطق البعيدة التي سيتأخر ربطها بالشبكة العامة.

وعلى النطاق العالمي العام تستخدم محركات الديزل في توليد الكهرباء على الاشكال التالية:

1 - وحدات توليد متنقلة يمكن تحريكها من مكان الى اخر حيثما تكون القدرة الكهربائية ضرورية.

2 - وحدات احتياطية لا تعمل في الاحوال العادية، تجهز بها المنشآت التي يسبب انقطاع الكهرباء عنها خطرا او خسارة لا تعوض، كالمستشفيات وبرادات الاغذية وغيرها. وهذه المجموعات تنطلق للحركة تلقائيا فور حدوث عطل ما في الشبكة الكهربائية العامة.

3 - وحدات توليد رئيسية في المحطات الخاصة بالبلدان الصغيرة او المصانع او المؤسسات الاخرى المستقلة، التي لا تستطيع ان تستمد القدرة من شبكة الارتباط العامة.

وعندما تستخدم محركات الديزل في معامل التوليد الثابتة فانها تتصل مع المولدات الكهربائية وتتراوح السرعة المستعملة بين 250 - 1500 دورة في الدقيقة. وهي تحتاج عادة الى مولدات كهربائية كبيرة القطر من النوع ذي الاقطاب البارزة وطول محوري قصير. ان المجموعات البطيئة ثقيلة لكنها متينة وهذا ما يجعل هذه المجموعات مفضلة لتوليد الكهرباء في المحطات المركزية على الرغم مما تتطلبه هذه المجموعات من رأس مال كبير، يزيد كثيرا على تكاليف المجموعات السريعة.

كما ان محرك الديزل من افضل انواع المحركات لتوليد الكهرباء في الاستطاعات التي تصل حتى 5000 حصان، وهناك العديد من المزايا التي يتمتع بها هذا المحرك، كمحرك رئيسي في معامل التوليد وهي:

1 - الكلفة المنخفضة نسبيا لوقود محركات الديزل.

2 - سرعة اقلاعه وأخذ الحمل كاملا في أقل من دقيقة.

3 - المردود العالي للمحركات مهما كانت استطاعاتها.

4 - بساطة تكوين المعمل.

5 - عدم الحاجة الى مقادير كبيرة من الماء.

ومن الناحية الأخرى هناك مساوىء لاستخدام محركات الديزل في توليد الكهرباء منها:

1 - الكلفة العالية للتجهيزات التأسيسية بالنسبة للكيلوواط.

2 - مساحة المعمل اللازمة تصبح كبيرة.

3 - كما أن رأس المال المطلوب يصبح باهظا عندما تزيد الاستطاعة، بحيث ان هناك حدا اقتصاديا يقف عنده استخدام هذه المحركات، وتحدد هذه الاستطاعة الاجمالية في المحطة الواحدة عادة بمقدار 15 - 20 ميغاوات.

أجهزة في منزلك تستنزف الطاقة الكهربائية بدون أن نشعري

في حياتنا اليومية ومن ضمن الأجهزة الكهربائية التي نستعملها بشكل مستمر في البيت هناك أجهزة صغيرة تستهلك قدراً كبيراً لا نتصوره من الطاقة الكهربائية. ويصعب تخيل انها من أسباب استنزاف الطاقة مثل إطارات الصور الكهربائية .

ويقول معهد أبحاث الطاقة الكهربائية الامريكية المتخصص في مجال التنمية والأبحاث الكهربائية إننا لو تصورنا أن كل عائلة أميركية لديها واحد من تلك الاطارات وتركته مفتوحاً على مدار الساعة فإن الأمر سيتطلب تشغيل خمس محطات لتوليد الكهرباء لتغذيتها معاً .

أما بالنسبة للأجهزة المنزلية الكبيرة، مثل الثلاجات ومجففات الملابس، طالما اعتبرت مثالاً نموذجياً على الأجهزة المستنزفة للطاقة، ولكن الأجهزة الكبيرة الإستهلاك لا يشترط فيها أن تكون كبيرة الحجم.

فالأجهزة الصغيرة تمتص باجتماعها معاً كمية كبيرة جداً من الطاقة من شبكة الكهرباء، ومع تزايد إنتشار تلك الأجهزة يتزايد استهلاكها بشكل مطرد هو الآخر.

تشمل الأدوات الصغيرة الأخرى المستنزفة للطاقة: شاحنات الهواتف النقالة ومحولات التيار للحواسيب المحمولة، التي تبقى موصلة على الدوام بالقابس الكهربائي. فتلك الشاحنات تستمر بسحب الطاقة حتى عند فصلها عن الأجهزة التي تشحنها. وتلقب هذه الأجهزة "الشغّالة على الدوام"، مثل الطابعات أو مكبرات الصوت وغيرها، بـ "مصاصة دماء الطاقة" لأنها تواصل امتصاص الطاقة حتى عندما تكون مطفأة او في حالة انتظار.

لكن الأسوأ لم يأت بعد، اذ ان أعداد الأجهزة "الشغالة على الدوام" مستمرة في التزايد. فالبيت الذي كان يحوي على ثلاثة أجهزة قبل 30 عام يمتلك الآن أكثر من ثلاثين نوع من الأجهزة اليوم .

هذا الواقع يجعل من مكافحة "مصاصات دماء الطاقة" مسألة جديرة بالاهتمام على المدى البعيد، فبينما تستهلك الثلاجة في العادة حوالي 8 بالمئة من الاستهلاك المنزلي السنوي للطاقة، تستهلك تلك الأجهزة الصغيرة مجتمعة حوالي 4 بالمئة.

أما أفضل الطرق تقدم عليها العائلة لكبح جماح جميع تلك الأجهزة المستنزفة للطاقة هو إطفاء الأدوات وفصلها عن الكهرباء عندما لا تكون قيد الإستعمال.

وإذا لم يكن فصلها عن القابس أمراً عملياً أو ملائماً قد يترتب علينا استعمال قاطع دورة ذكي يتحكم في وقف تدفق الكهرباء الى أي جهاز عندما يكون موضوعاً بحالة السبات أو الإنتظار. على سبيل المثال هناك قاطعات دورة ذكية تسمح لك بتنظيم الجهاز الرئيس، مثل الكمبيوتر، بحيث تنطفئ جميع الأجهزة الفرعية الأخرى الداعمة له كالطابعة والسماعات عندما تقوم باطفائه.

نحن لا نكترث عادة بإعادة تغيير التنظيمات الأفتراضية لأجهزتنا، ولكننا في الحقيقة قادرون على توفير مقدار لا يستهان به من الطاقة في هذا المجال أيضا. مثلا، نحن نستطيع يدويا أن نعيد تنظيم شدة سطوع شاشة التلفزيون والحدة الافتراضية لصورته.

اطلاعنا على حقيقة الطاقة التي نهدرها بإبقائنا أجهزتنا مشتغلة طول الوقت ينبغي ان تدفعنا ايضا لتغيير عاداتنا. ويوصي كايل تانجر، وهو المدير التنفيذي لإحدى المؤسسات البيئية الإستشارية، باستعمال جهاز مراقبة على غرار الجهاز المعروف باسم "تقليص الواط" وهو جهاز يقيس كفاءة استهلاك الأجهزة المنزلية للطاقة، وهو يعطي المستهلك إحساساً افضل بتكاليف ما يستهلكه من الكهرباء.

الأجهزة الأكثر استهلاكا للطاقة

تلفزيون البلازما: هذا الجهاز هو آخر الصيحات في هذه الأيام، ولكنه رغم شعبيته الآخذة في التوسع يستهلك كمية كبيرة من الكهرباء، ويطلق حرارة عالية أثناء الإشتغال. فالتلفزيون الذي بحجم 27 بوصة يستهلك ما بين 110 الى 120 واطاً والتلفزيون ال سي دي بحجم 42 بوصة يستهلك حوالي 200 واط، بينما أجهزة تلفزيون البلازما فإنها، وبكل سهولة، قادرة على التهام المقدار الأكبر: فتلفزيون البلازما بحجم 42 بوصة يستهلك 325 واطاً.

اطارات عرض الصور الرقمية: رغم انها كانت إلى وقت قريب من الأجهزة الجديدة الغالية الثمن فهي تتحول بسرعة إلى أجهزة متاحة للجميع بشكل اوسع بفضل انخفاض سعرها الى ما بين 20 و30 دولاراً. ولو كان كل منزل يمتلك واحدا من تلك الاطارات، وتركه مفتوحاً على مدار الساعة، فإن هذه الأجهزة لوحدها مجتمعة ستحتاج الى جهد خمس محطات طاقة، كما يقدر معهد أبحاث الطاقة الكهربائية.

لوحات مفاتيح العاب الفيديو: تشغيل الرسومات البيانية عالية المستوى، التي تنشئ هذه الالعاب الخلابة بصريا، على تلك الأجهزة تتطلب ايضا الكثير من الطاقة. وإذا ما كانت معايير كفاءة الطاقة ضعيفة في لوحات مفاتيح تلك الأجهزة، مثل اكس بوكس 360 وبلاي ستيشن 3 فإن ذلك سيضر بنا من هذا الجانب أيضاً.

فمجلس الدفاع عن الموارد الطبيعية الاميركي يتوقع ان لوحات المفاتيح في اميركا مجتمعة تستهلك حوالي 16 مليار كيلو واط في الساعة سنويا، أي ما يعادل كمية الطاقة التي تستهلكها مدينة سان دييغو.

أجهزة استقبال الاشارة التلفزيونية "الريسيفر": تبدو هذه الأجهزة أقل استنزافا للطاقة: اذ انها تسحب عادة حوالي 30 واطاً من الكهرباء. لكن نظرا لأن هذه الأجهزة تترك مشتغلة بشكل دائم يصل استهلاك الواحد منها على مدار العام إلى حوالي 256 كيلو واطاً في الساعة، أي ما يعادل الاستهلاك السنوي لتلفزيون سي أر تي 28 بوصة.

شاحنات البطاريات: الشاحنات الفردية الخاصة بالأجهزة النقالة، مثل الهواتف المحمولة وأجهزة بي دي أي، تعتبر واطئة الإستهلاك للطاقة حيث أنها تستهلك ما معدله 7 الى 10 واطات. ولكن اذا ما تركت متصلة بمخارج الكهرباء فإنها سوف تستمر بسحب الطاقة حتى عندما لا تكون تلك الأجهزة موصولة بها.

الأبحاث عن مجلة فوربس

مركز بحوث الطاقة والوقود قام بتحوير عربة (Golf) كهربائية للعمل بالطاقة الشمسية

ضمن آلية التعاون بين الجامعة التكنولوجية ودوائر الدولة, تم التعاون بين مركز بحوث الطاقة والوقود وديوان الوقف الشيعي / العتبة الكاظمية المقدسة على تحوير عربات العتبة الكاظمية المقدسة لتعمل بالطاقة الشمسية كبديل للشاحنة الكهربائية المستخدمة سابقا. استخدمت الألواح الشمسية ومنظمات الشحن في التحوير حيث أثبتت النتائج عن نجاح التجربة لتعطي زيادة في ساعات اشتغال العربة واستخدام امثل للبطاريات المستخدمة في العربة ولا تحتاج العربة إلى مصدر للطاقة الكهربائية أثناء وقوفها، ولإعادة شحنها دائما تترك في أي مكان معرض للإضاءة أو للأشعة الشمسية . وقد تم فحص وإقرار النموذج المحورمن قبل الجهة المستفيدة بموجب محضر بين المركز (الجهة المنفذة للمشروع) وديوان الوقف الشيعي / العتبة الكاظمية المقدسة( الجهة المستفيدة) بتاريخ 13/2/2011 علماً بان نظام عمل الطاقة الشمسية لايلغي نظام العمل السابق للعربة.

تصميم وتصنيع منظومة توجيه كهربائية لمراوح إنتاج الكهرباء

أجرى باحثون في مركز بحوث الطاقة في نينوى تجارب عديدة لغرض دراسة ضرورة تصنيع منظومة التوجيه والسيطرة (Yawing System) للحصول على الطاقة الكهربائية، من خلال منظومات توليد الكهرباء من الرياح.
وقد تحدث أحد الباحثين في هذا المجال قائلاً :"إن هناك العديد من البحوث والدراسات التي وضعت لإنتاج الطاقة الكهربائية بواسطة الرياح، وبمشاركة وزارة الصناعة التي كان لها الفضل الأكبر في إكمالها، مستندة على فكرة أن استخدام طاقة الرياح كمصدر من مصادر الطاقة ليست فكرة جديدة بل هي فكرة خدمت الإنسان منذ أكثر من (2000) سنة، وهذا ما جاء في التاريخ القديم عن كيفية استخدام طواحين الهواء من خلال الحضارات القديمة في كل من العراق وايران ومصر والصين، ونقل هذه التقنية إلى أوربا لتظهر في ايطاليا، وفرنسا، واسبانيا والبرتغال وبعدها في أنكلترا، وهولندا، وألمانيا)، والتي اعتبرت طاقة الرياح فيها هي أحدى أنواع تحولات الطاقة الشمسية، إذ تتكون الرياح كمحصلة لتيار الهواء الذي يهب من منطقة الضغط العالي ذات درجة الحرارة المرتفعة نتيجة الأشعة الشمسية التي تصل إلى منطقة الضغط الواطئ ذات درجة الحرارة الواطئة".

وتابع في حديثه :"إن الطاقة المتولدة من الرياح، أي تكنولوجيا استخدام الرياح لتوليد الطاقة الكهربائية، هي أسرع مصادر توليد الكهرباء الجديدة نموا على الصعيد العالمي، حيث يتم من خلالها إنتاج الطاقة من الرياح بواسطة توربينات ذات ثلاث ريش تديرها الرياح عند وضعها على قمة أبراج مرتفعة، وتعمل كما تعمل المراوح ولكن بطريقة عكسية، فبدل استخدام الكهرباء لإنتاج الرياح تقوم هذه التوربينات باستعمال الهواء لإنتاج الطاقة".

وبين :"انه في هذه التجارب تم تصنيع توربين هواء بقطر (1,5) متر مع منظومة توجيه كهربائية يتم تغذيتها بالطاقة من المولد الخاص بالتوربين عن طريق مؤشر الرياح (Vane pointer ) المرتبط بمفتاح كهربائي ثنائي (duel switch)، بحيث تكون حركة المحرك الكهربائي وحركة مؤشر الرياح بتوافق تام لمواجهة الرياح وبالاتجاهين المتعاكسين، كما وتضمنت التجربة دراسة تأثير سرعة الرياح المختلفة ومقدار تيار المحرك الكهربائي على مقدار تطابق محوري مؤشر الرياح ومحور التوربين أي ما يسمى بزاوية التطابق".

ومن جانبه أكد الباحث (حقي اسماعيل محمود) احد المختصين في المركز (لوكالتنا) :"إن احد الأجزاء المهمة في منظومات توليد الكهرباء من الرياح هي منظومة التوجيه والسيطرة أو ما يسمى بالـ (Yawing System) وواجبها هو جعل توربين الهواء مواجها للرياح بشكل دائم للحصول على أقصى طاقة ممكنة، كما تسيطر على إيقاف التوربين عند سرعة الرياح العالية تجنبا للأضرار وإعادته للعمل بعد زوال الخطر".

أما عن الجوانب العلمية في هذا المجال تحدث قائلاً :"ابتدأ العمل الجاد لمشاريع طاقة الرياح في مجالي الضخ وتوليد الكهرباء لأول مرة في العراق وبالتحديد في مركز بحوث الطاقة والبيئة عام 1993 بعد إن كان يقتصر على جمع البيانات والبحوث النظرية فقط، حيث هدف البحث إلى تصميم وتصنيع منظومة توجيه كهربائية تتألف من محرك كهربائي ( 12v , 20w ) الذي يعمل بالتيار المستمر مع تشكيلة تروس (Gear & pinion) ملحقه به لتدوير توربين الهواء مع منظومة سيطرة تعمل مجتمعة لكي يواجه التوربين الرياح ويحصل على أقصى طاقة منها، هذا المحرك الكهربائي يستمد طاقته من نفس مولد المروحة المسؤول عن شحن بطارية المنظومة، وتم فعلاً تصنيع توربين هواء بسيط خاص بشحن بطارية (12 فولت) مع استخدام محرك كهربائي يعمل بالتيار المستمر وبالمواصفات ( 12v,20w ) مثبت عليه ترس صغير (pinion) متعشق مع ترس كبير (Race) ذي أسنان خارجية، كانت نسبه عدد الأسنان بين الترسين هي ( 1/5 ) بحيث أن الترس الكبير مثبت على الطبلة الدوارة (Turn Table) للتوربين، أما المحرك فمثبت على قاعدة متصلة بالبرج (ثابت)، عند دورانه يحرك التوربين والنصل ومؤشر الرياح (كامل المنظومة)حسب اتجاه الدوران عن طريق الـ (Tail Vane) المرتبط بحدبة (Cam) تعمل مع مفتاح كهربائي ثنائي (Duel Switch) الذي بدوره يعكس حركة المحرك في الاتجاهين بحركة توافقية مع حركة المؤشر عن طريق منظومة سيطرة مؤلفة من ريليات (Relays) ومقاومة متغيرة كاربونية لضبط مقدار التيار المناسب وجعل الحركة للمحرك والمؤشر بنفس التوافق، لضمان الاستجابة الصحيحة لمواجهة التوربين للرياح".

وعن أهم الاستنتاجات التي خرجت بها تلك البحوث والتجارب تحدث قائلاً :"استنتجنا من هذه البحوث مدا أهمية هذا الموضوع بعد تسجيل البيانات المستحصلة باستخدام الأجهزة (مقياس التيار الكهربائي الرقمي (Digital Ammeter) وجهاز قياس سرعة الرياح ذي السلك الحار الرقمي (Hot Wire Digital Anemometer ) )، والتي بينت العلاقة بين التيار الخاص بالمحرك الكهربائي ومقدار زاوية التطابق بين محوري المؤشر والتوربين باستخدام سرعة رياح مختلفة وان الزاوية أعلاه تصبح (صفرا) عند التيارات (3,3 ، 2,9 ، 2,25) أمبير مع سرعة الرياح (7,5,3) م/ثا على التوالي، والتفسير لهذه النتائج هو عند زيادة سرع الرياح نحتاج إلى تيار أقل للتوجيه وذلك لزيادة السرعة للهواء على نفس مساحة المؤشر، بذلك تزداد الاستجابة والعكس صحيح، وان العلاقة بين سرعة الرياح وزاوية التطابق بين المحورين باستخدام التيار الأمثل 3,3 أمبير، حيث أن الزاوية تصبح صفراً عند سرعة رياح مقدارها 6 م/ ثا لهذا النوع من التوربينات".

مشيراً إلى :"إن استخدام المنظومة الكهربائية للتوجيه هي أفضل من المنظومة الميكانيكية (Tail)، وذلك لتقليل الأوزان والمساحات وسرعة الاستجابة فيها"...(أ.ر)

طرق توفير الطاقة الكهربائية ؟؟؟؟

كيفية الاستخدام الأمثل للأجهزة الكهربائية وترشيد الاستهلاك

تستهلك مكيفات الفريون الجدارية بسعاتها المختلفة ( 12000 – 24000 وحدة حرارية ) طاقة كهربائية تتراوح بين 2000 إلى 4000 وات/ ساعة ( 2 – 4 كيلوات/ ساعة ) وتعادل هذه الطاقة تقريبا استهلاك 100 – 250 وحدة إضاءة فلورسنت عادية . ويتوقف مقدار الطاقة المستهلكة على فترة التشغيل ، فكلما طالت هذه الفترة كلما زادت الطاقة المستهلكة والعكس صحيح .

ونظرا لزيادة استهلاك المكيف للكهرباء ،ولترشيد هذا الاستهلاك و الحد من هذه الزيادة ينصح باتباع الإرشادات التالية:
مكيف الفريون :
التأكد من سلامة عمل منظم الحرارة (الترموستات ) حيث يتسبب عطل المنظم في استمرار المكيف بالعمل دون فصل الضاغط الكمبرسور

إغلاق الأبواب والنوافذ وأي فتحات في الجدران أثناء تشغيل المكيف لمنع تسرب الهواء

تجنب تركيب المكيف الجداري في المناور الضيقة ما أمكن ذلك

تنظيف مرشح الهواء (الفلتر) بصفة دورية ( كل أسبوعين تقريبا

اختيار سعات وأحجام المكيفات المناسبة لأحجام وسعات الغرف المراد تكييفها مع الأخذ في الاعتبار الكفاءة الجيدة عند الاختيار

ضبط منظم الحرارة (الترموستات ) على الدرجة المعتدلة حيث يؤدي ضبط الترموستات على الدرجة القصوى إلى تكون الجليد في المكيف وبالتالي تقليل كفاءته بشكل كبير

إجراء الفحص والصيانة الدورية للمكيف للتأكد من سلامة الأجزاء الداخلية وعدم وجود تسرب لغاز الفريون

يستخدم هذا الجهاز لتبريد الهواء داخل المباني فى فصل الصيف وذلك بسحب الهواء الخارجي بواسطة مروحة و تمريره خلال سطح رطب لتخفيض درجة حرارته ثم دفعه داخل المبني .

طريقة عمل االمكيف الصحراوي : -
يتم عمل المكيف الصحراوي على أساس تمرير الهواء الخارجي على القش المشبع بالماء ودفعه إلى الداخل وبالتالي تبريد الهواء الداخل إلى الغرفة . وبسبب مرور هذا الهواء على سطح رطب فإنه يحصل على نسبة من الرطوبة مع الهواء البارد بعكس المكيف الجداري (الفريون ) الذي يبرد الهواء جافا .

استهلاك المكيف الصحراوي للكهرباء

يستهلك المكيف الصحراوي طاقة كهربائية قليلة جدا مقارنة بما يستهلكه مكيف الفريون ، حيث أن الطاقة الكهربائية التي يستهلكها المكيف الصحراوي لتبريد حجم معين من المبني تمثل أقل من 1/8 الطاقة التي يستهلكها مكيف الفريون لتبريد نفس الحجم ، أي أن المكيف الفريون يستهلك أكثر من ثمانية أضعاف الطاقة التي يستهلكها مكيف صحراوي ليعطي نفس النتيجة .
المكيف الصحراوي :
استبدال “القش ” بصفة دورية لأنه معرض لتراكم الأملاح المذابة في الماء بالإضافة لبعض العوالق والأتربة حيث يقلل ذلك من كفاءة المكيف الصحراوي .

التأكد من صلاحية عمل المضخة والمروحة مع إجراء الصيانة اللازمة لهما .

ينصح باستخدام المكيف الصحراوي في الأماكن المفتوحة أو المعرضة إلى الهواء الخارجي من خلال فتح الأبواب أو النوافذ أو مراوح الشفط كالصالات والمطابخ.

ينتشر استخدام السخانات الكهربائية بالمساكن والمرافق العامة حيث تستخدم لتسخين المياه في فصل الشتاء ، وهي تتكون أساسا من ملف حراري موصل بالكهرباء يعمل على تسخين المياه داخل الخزان مع وجود منظم حرارة (ثيرموستات ) وظيفته فصل الكهرباء عن الملف عند تحقيق درجة التسخين المطلوبة .

ويتراوح استهلاك الطاقة لهذا النوع من سخانات المياه من 1000 إلى 3000 وات ساعة ( ا إلى 3 كيلوات في الساعة ) أي يعادل تقريبا استهلاك مكيف جداري حجم1800 وحدة حرارية.

واستخدام هذه السخانات في الغالب لا يعطى الاهتمام الكافي على اعتبار أن الشعور بالحاجة الفعلية له تكون في أوقات معينة بجانب عدم التعامل مع الجهاز بصورة مستمرة . إلا أن هذه النظرة بجانب ما فيها من مخاطر السلامة فهي أيضا مؤدية إلى زيادة معدل الاستهلاك الكهربائي بدون حاجة فعلية.

لذا ينصح بالاهتمام بالاستخدام الأمثل لهذه السخانات حتى نقلل من استهلاكها وذلك بالآتي : -
سخانات الماء الكهربائية

وضع المنظم عند درجة حرارة 60 مئوية أو أقل من الدرجة القصوى لتفادى الانفجار بسبب غليان الماء

التأكد من سلامة عمل منظم الحرارة إذ أن تعطله يؤدي إلى استمرار عمل السخان واستهلاك طاقة أكثر بجانب الخطورة في احتمال انفجار السخان

العمل على فصل الكهرباء عن السخان وعدم تشغيله في موسم الصيف

التأكد من عدم وجود تسرب في توصيلات المياه الساخنة إذ أن التسرب يتسبب أيضا في استمرار عمل السخان وربما بدون توقف

عمل نظافة دورية لخزان مياه السخان لإزالة التراكمات الداخلية مع التأكد من سلامة وصلاحية العازل الحراري الداخلي وذلك لضمان الكفاءة العالية للسخان وبالتالي استهلاك كهرباء أقل

ينصح باستخدام سخانات الماء التي تعمل على الطاقة الشمسية إذ أنها لا تحتاج للكهرباء

نظرا لتدني أسعار التعرفة الكهربائية فقد لجأ البعض إلى استخدام أفران الطبخ الكهربائية بدلا من الأفران العاملة بالغاز مما أدى إلى زيادة استهلاك الطاقة الكهربائية بالنسبة لبعض المنشآت. ويعتبر الحمل الكهربائي لهذه الأفران من الأحمال الكبيرة بالنسبة للقطاع السكني خاصة عندما يتم تشغيل الجزء العلوي وداخل الفرن في وقت واحد . وتتراوح قدرة الموقد الواحد للفرن من 1000 إلى 2000 وات ، إضافة إلى أن قدرة الفرن الداخلي قد تزيد عن2000 وات.

لهذا فانه ينصح بالتقليل بقدر الإمكان من استخدام أفران الطبخ الكهربائية مع العمل على ترشيد استهلاكها بالاستخدام الأمثل لها متمثلا ذلك في الآتي:-
فرن الطبخ الكهربائي:

.تشغيل أفران الطبخ الكهربائية عند الضرورة القصوى

.العمل على عدم تشغيل كامل الفرن في وقت واحد

.تفادي تشغيله خلال فترة ذروة الأحمال الكهربائية

.استخدام الأفران التي تعمل بالغاز لتخفيض الاستهلاك

تتراوح قدرة جهاز المكواة رغم صغر حجمها من 1000 إلى 1500 وات وهذه تعادل تقريبا قدرة عدد 50 – 75 وحدة إضاءة فلورسنت عادية ( 20 وات ) أو نصف قدرة مكيف فريون جداري .

ينصح بالاستخدام الأمثل لهذا الجهاز باتباع ا لآتي : -
المكواة الكهربائية : -

.استخدام الجهاز عند الحاجة الفعلية

.فصل الجهاز عن الكهرباء في حالة عدم استخدامه

.تفادي استخدام المكواة خلال فترة ذروة الأحمال الكهربائية

تعتبر من أكثر الأجهزة الكهربائية انتشارا حيث تستخدم بكميات كبيرة فى القطاعين السكني والتجاري . وتمثل استهلاكا مرتفعا في المحلات التجارية والمرافق العامة ، كما أن بعض المباني تبلغ نسبة استهلاك الإنارة فيها أكثر من 30 % من إجمالي الطاقة المستهلكة.

ومن أنواع مصابيح الإضاءة الأكثر انتشارا :

* مصابيح الإنارة العادية ( التنجستن ) : وقدرتهاغالبآ من 20 – 100 وات .

* مصابيح الإنارة فلورسنت : وقدرتها من 20 – 40 وات (طول 60 و. 120 سم ) .

وفيما يلي بعض الإرشادات التي يمكننا اتباعها لترشيد الاستهلاك الكهربائي في مجال الإضاءة : -
مصابيح الإضاءة

* يفضل – في المباني السكنية والمرافق العامة خاصة – استخدام مصابيح الفلورسنت إذ أنها تكون أقل عددا وتستهلك طاقة كهربائية أقل مقارنة مع المصابيح العادية (التنجستن ) لإعطاء نفس شدة الإضاءة .

فمثلا للحصول على شدة إضاءة ناتجة من مصباح فلورسنت واحد قدرة 40 وات

نحتاج إلى وحدتين ( أو أكثر ) من المصابيح العادية قدرة الواحدة منها 60 وات . .

* استخدام العدد المناسب من مصابيح الإضاءة حسب الحاجة الفعلية لشدة الإنارة

* استخدام العاكس الضوئي و الدهانات ذات الألوان الزاهية ( ا لفاتحة ) للجدران الداخلية للمبنى لأن هذا يساعد في انعكاس الضوء والحصول على إضاءة جيدة بأقل عدد من المصابيح .

الطاقة الكهربائية تنتقل لاسلكياً !؟


هل تعلم يا صديقي العزيز ، و الذي تعيش في العام 2007، أن الطاقة الكهربائية يمكن أن تنتقل لاسلكياً ؟! هل تعلم أن هذه التقنية عرفت منذ أكثر من قرن ؟! و تحديداً في العام 1899م ! . حيث قام المخترع العظيم "نيكولا تيسلا " ، (مخترع التيار الكهربائي المتناوب) ، في العام 1899م بابتكار وسيلة تمكّن من خلالها بإرسال 100 فولت من الطاقة الكهربائية ذات التوتّر العالي ، لمسافة 26 ميل دون استخدام أسلاك ! .. و قام بتزويد أحد البنوك بالطاقة الكهربائية لاسلكياً ! حيث أضاءت 200 لمبة و شغّلت محرّك كهربائي كبير ! و لم يهدر من الطاقة المنقولة سوى خمسة في المائة فقط



و قد تعهّد رجل المال ج.ب مورغان صاحب البنك المذكور فكرة تيسلا الجديدة ، و التي يمكنها توفير الكثير من الأموال المهدورة في عملية نقل الطاقة بالطريقة التقليدية ، و بالتالي يدر للمتعهّد أموال خيالية ! فأقيم المشروع في " واردن كليف " في نيويورك ، و شيّد بناء غريب الشكل و فيه عواميد ملفوفة بأشباك يصل ارتفاعها إلى 200 قدم ، لكن لسبب لازال مجهولاً حتى الآن ، انسحب "مورغان " من المشروع بشكل مفاجئ في العام 1906م ! . (هذه أحداث موثقة في أرشيف الصحف و المجلات التي صدرت في تلك الفترة ، لكن للشعوب ذاكرة ضعيفة !) . و ضلّ البناء الغير مكتمل مهملاً لفترة طويلة من الزمن إلى أن هدّم تماماً في العام 1917م !. من الذي أوعز للمتعهّد " مورغان " بأن ينسحب من هذا المشروع ؟ ، من له مصلحة في ذلك ؟ ، لماذا حرمت الشعوب من هذه الوسيلة الرخيصة جداً في استخدام الطاقة الكهربائية ؟ .



سببت هذه الحسرة ألماً كبيراً في نفس نيكولا تيسلا . فطالما أراد التفاخر بهذا الإنجاز العظيم . و تخيّل بهجة الجماهير أثناء الإعلان عن هذا المشروع .

لكن سماسرة الخطوط الكهربائية التقليدية اكتشفوا تلك الحقيقة المفاجئة التي سببت لهم الرعب !. الحقيقة فحواها أنه بفضل فكرة تيسلا الجديدة في نقل الطاقة الكهربائية ، يمكن لأي مواطن أمريكي أن ينصب هوائي (أنتين)، و يبدأ باستقبال الطاقة الكهربائية عبر الأثير ! كما يستقبل إرسال الراديو أو التلفزيون !. أي أن الطاقة الكهربائية سوف تتحوّل إلى خدمة غير قابلة للضبط و التحكم ! و قد تتحوّل فيما بعد إلى خدمة مجانية يستفيد منها كل المواطنين !. و هذا لم يرق للقائمين على مؤسسات نقل الطاقة بالوسائل التقليدية ، الذين شعروا بخطر داهم يؤدي إلى إفلاسهم ! أي مليارات من الدولارات سوف تختفي في الهواء فجأة !. فقاموا بالإجراءات اللازمة !.. و حصلت المؤامرة الكبرى ! و اختفى بعدها كل ما له علاقة بمفهوم الطاقة الكهربائية اللاسلكية !.

لكن في السنوات الأخيرة ، اكتشف العلماء ، مثل العالم البروفيسور " جيمس كوروم " ، أن تيسلا استطاع فعلاً إرسال الطاقة الكهربائية لاسلكياً في القرن الماضي !.
يملك العلماء سجلات قديمة تعود لنيكولا تيسلا ، و ذكر فيها ما يشير إلى أنه توصّل إلى معرفة ترددات محدّدة لها علاقة بالموجات الأيونية الأرضية . فعرفوا حينها أن هذه المعلومات الدقيقة لا يمكن لأحد معرفتها لولا نجاحه بعملية إرسال التذبذبات الكهربائية لاسلكياً عبر الأثير .
منقول.................

الطاقة , الكهربائية , توليد طرق توليد الطاقة الكهربائية طرق توليد الطاقة الكهربائية Generation of Electrical Energy

إن عملية توليد أو إنتاج الطاقة الكهربائية هي في الحقيقة عملية تحويل الطاقة من شكل الى آخر حسب مصادر الطاقة المتوفرة في مراكز الطلب على الطاقة الكهربائية وحسب الكميات المطلوبة لهذه الطاقة ، الأمر الذي يحدد أنواع محطات التوليد وكذلك أنواع الاستهلاك وأنواع الوقود ومصادره كلها تؤثر في تحديد نوع المحطة ومكانها وطاقتها .

أنواع محطات التوليد :

نذكر هنا أنواع محطات التوليد المستعملة على صعيد عالمي ونركز على الأنواع المستعملة في بلادنا :

محطات التوليد البخارية .
محطات التوليد النووية .
محطات التوليد المائية .
محطات التوليد من المد والجزر
محطات التوليد ذات الاحتراق الداخلي (ديزل – غازية)
محطات التوليد بواسطة الرياح.
محطات التوليد بالطاقة الشمسية.
1-محطات التوليد البخارية

تعتبر محطات التوليد البخارية محولا للطاقة (Energy Converter)

وتستعمل هذه المحطات أنواع مختلفة من الوقود حسب الأنواع المتوفرة مثل الفحم الحجري أو البترول السائل أو الغاز الطبيعي أو الصناعي .

تمتاز المحطات البخارية بكبر حجمها ورخص تكاليفها بالنسبة لإمكاناتها الضخمة كما تمتاز بإمكانية استعمالها لتحلية المياه المالحة ، الأمر الذي يجعلها ثنائية الإنتاج خاصة في البلاد التي تقل فيها مصادر المياه العذبة .

اختيار مواقع المحطات البخارية Site Selection of Steam Power Station

تتحكم في اختيار المواقع المناسبة لمحطات التوليد الحرارية عدة عوامل مؤثرة نذكر منها

ما يلي :

القرب من مصادر الوقود وسهولة نقله إلى هذه المواقع وتوفر وسائل النقل الاقتصادية.
القرب من مصادر مياه التبريد لأن المكثف يحتاج إلى كميات كبير من مياه التبريد . لذلك تبنى هذه المحطات عادة على شواطئ البحار أو بالقرب من مجاري الأنهار.
القرب من مراكز استهلاك الطاقة الكهربائية لتوفير تكاليف إنشاء خطوط النقل . مراكز الاستهلاك هي عادة المدن والمناطق السكنية والمجمعات التجارية والصناعية
وتعتمد محطات التوليد البخارية على استعمال نوع الوقود المتوفر وحرقه في أفران خاصة لتحويل الطاقةالكيميائية 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 .

لا يوجد فوارق أساسية بين محطات التوليد البخارية التي تستعمل أنواع الوقود المختلفة إلا من حيث طرق نقل وتخزين وتداول وحرق الوقود . وقد كان استعمال الفحم الحجري شائعا في أواخر القرن الماضي وأوائل هذا القرن ، إلا أن اكتشاف واستخراج البترول ومنتوجاته احدث تغييرا جذريا في محطات التوليد الحرارية حيث اصبح يستعمل بنسبة تسعين بالمئة لسهولة نقله وتخزينه وحرقة إن كان بصورة وقود سائل أو غازي .

مكونات محطات التوليد البخارية :

تتألف محطات التوليد البخارية بصورة عامة من الأجزاء الرئيسية التالية :



أ ) الفرن : Furnace

وهو عبارة عن وعاء كبير لحرق الوقود . ويختلف شكل ونوع هذا الوعاء وفقا لنوع الوقود المستعمل ويلحق به وسائل تخزين ونقل وتداول الوقود ورمي المخلفات الصلبة

ب ) المرجل : Boiler

وهو وعاء كبير يحتوي على مياه نقية تسخن بواسطة حرق الوقود لتتحول هذه المياه

الى بخار . وفي كثير من الأحيان يكون الفرن والمرجل في حيز واحد تحقيقا للاتصال

المباشر بين الوقود المحترق والماء المراد تسخينه .

وتختلف أنواع المراجل حسب حجم المحطة وكمية البخار المنتج في وحدة الزمن .

ج ) العنفة الحرارية أو التوربين Turbine

وهي عبارة عن عنفة من الصلب لها محور ويوصل به جسم على شكل أسطواني مثبت به لوحات مقعرة يصطدم فيها البخار فيعمل على دورانها ويدور المحور بسرعة عالية جدا حوالي 3000 دورة بالدقيقة وتختلف العنفات في الحجم والتصميم والشكل باختلاف حجم البخار وسرعته وضغطه ودرجة حرارته ، أي باختلاف حجم محطة التوليد .

د ) المولد الكهربائي : Generator

هو عبارة عن مولد كهربائي مؤلف من عض دوار مربوط مباشرة مع محور التوربين وعضو ثابت .ويلف العضوين بالأسلاك النحاسية المعزولة لتنقل الحقل المغناطيسي الدوار وتحوله إلى تيار كهربائي على أطراف العضو الثابت . ويختلف شكل هذا المولد باختلاف حجم المحطة .

هـ ) المكثف: Condenser

وهو عبارة عن وعاء كبير من الصلب يدخل اليه من الأعلى البخار الآتي من التوربين بعد أن يكون قد قام بتدويرها وفقد الكثير من ضغطه ودرجة حرارته ، كما يدخل في هذا المكثف من أسفل تيار من مياه التبريد داخل أنابيب حلزونية تعمل على تحويل البخار الضعيف إلى مياه حيث تعود هذه المياه إلى المراجل مرة أخرى بواسطة مضخات خاصة .

و) المدخنة : Chimney

وهي عبارة عن مدخنة من الآجر الحراري ( Brick) أسطوانية الشكل مرتفعة جدا تعمل على طرد مخلفات الاحتراق الغازية إلى الجو على ارتفاع شاهق للإسراع في طرد غازات الاحتراق والتقليل من تلوث البيئة المحيطة بالمحطة .

ز) الآلات والمعدات المساعدة : Auxiliaries

وهي عبارة عن عدد كبير من المضخات والمحركات الميكانيكية والكهربائية ومنظمات السرعة ومعدات تحميص البخار التي تساعد على إتمام العمل في محطات التوليد .



2-محطات التوليد النووية : Nuclear Power Station

محطات التوليد النووية نوعا من محطات التوليد الحرارية لأنها تعمل بنفس المبدأ وهو توليد البخار بالحرارة وبالتالي يعمل البخار على تدوير التوربينات التي بدورها تدور الجزء الدوار من المولد الكهربائي وتتولدالطاقة الكهربائية على أطراف الجزء الثابت من هذا المولد .

والفرق في محطات التوليد النووية أنه بدل الفرن الذي يحترق فيه الوقود يوجد هنا مفاعل ذري تتولد في الحرارة نتيجة انشطار ذرات اليورانيوم بضربات الإلكترونات المتحركة في الطبقة 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 .

أن أول محطة توليد حرارية نووية في العالم نفذت في عام 1954 وكانت في الاتحاد السوفيتي بطاقة 5 ميغاواط . .

ومحطات التوليد النووية غير مستعملة في البلاد العربية حتى الآن . ولكن محطات التوليد الحرارية البخارية مستعملة بصورة كثيفة على البحر الأحمر والبحر الأبيض المتوسط والخليج العربي في توليد الكهرباء ولتحلية المياه المالحة .

3-محطات التوليد المائية : Hydraulic Power Stations حيث توجد المياه في أماكن مرتفعة كالبحيرات ومجاري الأنهار يمكن التفكير بتوليد الطاقة ، خاصة إذا كانت طبيعة الأرض التي تهطل فيها الأمطار أو تجري فيها الأنهار جبلية ومرتفعة. ففي هذه الحالات يمكن توليد الكهرباء من مساقط المياه . أما إذا كانت مجاري الأنهار ذات انحدار خفيف فيقتضي عمل سدود في الأماكن المناسبة من مجرى النهر لتخزين المياه . تنشاء محطات التوليد عادة بالقرب من هذه السدود كما هو الحال في مجرى نهر النيل. وقد بني السد العالي وبنيت معه محطة توليد كهرباء بلغت قدرتها المركبة 1800 ميغاواط . وعلى نهر الفرات في شمال سوريا بني سد ومحطة توليد كهرباء بلغت قدرتها المركبة 800 ميغاواط .

إذا كان مجرى النهر منحدرا انحدار كبيرا فيمكن عمل تحويرة في مجرى النهر باتجاه أحد الوديان المجاورة وعمل شلال اصطناعي . هذا بالإضافة إلى الشلالات الطبيعية التي تستخدم مباشرة لتوليد الكهرباء كما هو حاصل في شلالات نياغرا بين كندا والولايات المتحدة . وبصورة عامة أن أية كمية من المياه موجودة على ارتفاع معين تحتوي على طاقة كامنة في موقعها . فإذا هبطت كمية المياه إلى ارتفاع ادنى تحولت الطاقةالكامنة إلى طاقة حركية . وإذا سلطت كمية المياه على توربينة مائية دارت بسرعة كبيرة وتكونت على محور التوربينة طاقة ميكانيكية . وإذا ربطت التوربينة مع محور المولد الكهربائي تولد على أطراف العضو الثابت من المولد طاقة كهربائية .

مكونات محطة التوليد المائية : Components of Hydro-Electric Station

تتألف محطة توليد الكهرباء المائية بصورة عامة من الأجزاء الرئيسية التالية.

مساقط المياه (المجرى المائل) Penstock
وهو عبارة عن أنبوب كبير أو أكثر يكون في اسفل السد أو من أعلى الشلال إلى مدخل التوربينة وتسيل في المياه بسرعة كبيرة . يوجد سكر في أوله (بوابة) (VALVE) وسكر آخر في آخره للتحكم في كمية المياه التي تدور التوربينة .

تجدر الإشارة الى أن السدود وبوابات التحكم وأقنية المياه الموصلة للأنابيب المائلة تختلف حسب كمية المياه وأماكن تواجدها .

ب. التوربين: Turbine

تكون التوربينة والمولد عادة في مكان واحد مركبين على محور رأسي واحد . يركب المولد فوق التوربينة . وعندما تفتح البوابة في اسفل الأنابيب المائلة تتدفق المياه بسرعة كبيرة في تجاويف مقعرة فتدور بسرعة وتدير معها العضو الدوار في المولد حيث تتولد الطاقة الكهربائية على أطراف هذا المولد .

ج ) أنبوبة السحب : Draught Tubes

بعد أن تعمل المياه المتدفقة في تدوير التوربين فلا بد من سحبها للخارج بسرعة ويسر حتى لا تعوق الدوران . لذا توضع أنابيب بأشكال خاصة لسحبها للخارج السرعة اللازمة.

د) المعدات والآلات المساعدة : Auxiliaries

تحتاج محطات التوليد المائية آلي العديد من الآلات المساعدة مثل المضخات والبوابات والمفاتيح ومعدات تنظيم سرعة الدوران وغيرها .

4-محطات التوليد من المد والجزر Tidal Power Stations

المد والجزر من الظواهر الطبيعية المعروفة عند سكان سواحل البحار . فهم يرون مياه البحر ترتفع في بعض ساعات اليوم وتنخفض في البعض الآخر . وقد لا يعلمون أن هذا الارتفاع ناتج عن جاذبية القمر عندما يكون قريبا من هذه السواحل وان ذلك الانخفاض يحدث عندما يكون القمر بعيدا عن هذه السواحل ، أي عندما يغيب القمر ، علما أن القمر يدور حول الأرض في مدار أهليجي أي بيضاوي الشكل دورة كل شهر هجري ، وأن الأرض تدور حول نفسها كل أربع وعشرين ساعة . فإذا ركزنا الانتباه على مكان معين ، وكان القمر ينيره في الليل ، فهذا معناه أنه قريب من ذلك المكان وان جاذبيته قوية . لذا ترتفع مياه البحر . وبعد مضي أثنى عشرة ساعة من ذلك الوقت ، يكون القمر بالجزء المقابل قطريا ، أي بعيدا عن المكان ذاته بعدا زائدا بطول قطر الكرة الأرضية فيصبح اتجاه جاذبية القمر معاكسة وبالتالي ينخفض مستوى مياه البحر .

واكثر بلاد العالم شعورا بالمد والجزر هو الطرف الشمالي الغربي من فرنسا حيث يعمل مد وجزر المحيط الأطلسي على سواحل شبه جزيرة برنتانيا إلى ثلاثين مترا وقد أنشئت هناك محطة لتوليد الطاقة الكهربائيةبقدرة 400 ميغاواط . حيث توضع توربينات خاصة في مجرى المد فتديرها المياه الصاعدة ثم تعود المياه الهابطة وتديرها مرة أخرى .

ومن الأماكن التي يكثر فيها المد والجزر السواحل الشمالية للخليج العربي في منطقة الكويت حيث يصل أعلى مد إلى ارتفاع 11 مترا ولكن هذه الظاهرة لا تستغل في هذه المناطق لتوليد الطاقة الكهربائية .

5-محطات التوليد ذات الاحتراق الداخلي : Internal Combustion Engines

محطات التوليد ذات الاحتراق الداخلي هي عبارة عن الآت تستخدم الوقود السائل (Fuel Oil) حيث يحترق داخل غرف احتراق بعد مزجها بالهواء بنسب معينة ، فتتولد نواتج الاحتراق وهي عبارة عن غازات على ضغط مرتفع تستطيع تحريك المكبس كما في حالة ماكينات الديزل أو تستطيع تدوير التوربينات حركة دورا نية كما في حالة التوربينات الغازية .

توليد الكهرباء بواسطة الديزل Diesel Power Station
تستعمل ماكينات الديزل في توليد الكهرباء في أماكن كثيرة في دول الخليج وخاصة في المدن الصغيرة والقرى . وهي تمتاز بسرعة التشغيل وسرعة الإيقاف ولكنها تحتاج الى كمية مرتفعة من الوقود نسبيا وبالتالي فان كلفة الطاقة المنتجة منها تتوقف على أسعار الوقود . ومن ناحية أخرى لا يوجد منها وحدات ذات قدرات كبيرة . (3 ميغاواط فقط). وهذا المولدات سهلة التركيب وتستعمل كثيرة في حالات الطوارئ أو أثناء فترة ذروة الحمل . وفي هذه الحالة يعمل عادة عدد كبير من هذه المولدات بالتوازي لسد احتياجات مراكز الاستهلاك.

توليد الكهرباء بالتوربينات الغازية Gas Turbine
تعتبر محطات توليد الكهرباء العاملة بالتوربينات الغازية حديثة العهد نسبيا ويعتبر الشرق الأوسط من اكثر البلدان استعمالا لها . وهي ذات سعات وأحجام مختلفة من 1 ميغاواط 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.

وفي معظم الشرق الأوسط ، وخاصة في المملكة العربية السعودية ، فتستعمل التوربينات الغازية لتوليد الطاقةطوال اليوم بما فيه فترة الذروة . ونجد اليوم في الأسواق وحدات متنقلة من هذه المولدات لحالات الطوارئ مختلفة الأحجام والقدرات .

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 وسرعة الإيقاف .

وأما سيئاتها فهي ضعف المردود الذي يتراوح بين 15 و 25 % كما أن عمرها الزمني قصير نسبيا وتستهلك كمية اكبر من الوقود بالمقارنة مع محطات التوليد الحرارية البخارية .

مكونات محطات التوربينات الغازية Components of Gas Turbines

إن الأجزاء الرئيسية التي تتكون منها محطة التوليد بالتوربينات الغازية هي ما يلي :

أ ) ضاغط الهواء The Air Compressor

وهو يأخذ الهواء من الجو المحيط ويرفع ضغطه الى عشرات الضغوط الجوية .

ب) غرفة الاحتراق The Combustion Chamber

وفيها يختلط الهواء المضغوط الآتي من مكبس الهواء مع الوقود ويحترقان معا

بواسطة وسائل خاصة بالاشتعال . وتكون نواتج الاحتراق من الغازات المختلفة على درجات حرارة عالية وضغط مرتفع .

ج ) التوربين The Turbine

وهي عبارة عن توربين محورها أفقي مربوط من ناحية مع محور مكبس الهواء مباشرة و من ناحية أخرى مع المولد ولكن بواسطة صندوق تروس لتخفيف السرعة لأن سرعة دوران التوربين عالية جدا لا تتناسب مع سرعة دوران المولد الكهربائي . تدخل الغازات الناتجة عن الاحتراق في التوربين فتصطدم بريشها الكثيرة العدد من ناحية الضغط المنخفض ( يتسع قطر التوربين من هذه الناحية) الى الهواء عن طريق مدخنة .

د ) المولد الكهربائي The Generator

يتصل المولد الكهربائي مع التوربين بواسطة صندوق تروس لتخفيف السرعة كما ذكرنا وفي بعض التوربينات الحديثة تقسم التوربين الى توربينتين واحدة للضغط والسرعة العالية متصلة مباشرة مع مكبس الهواء والثانية تسمى توربينة القدرة متصلة مباشرة مع محور المولد الكهربائي .

هـ ) الآلات والمعدات المساعدة Auxiliaries

تحتاج محطات التوربينات الغازية الى بعض المعدات والآلات المساعدة على النحو التالي :



مصافي الهواء قبل دخوله الى مكبس الهواء .
مساعد التشغيل الأولي وهو اما محرك ديزل أو محرك كهربائي .
وسائل المساعدة على الاشتعال .
آلات تبريد مياه تبريد المحطة .
معدات قياس الحرارة والضغط في كل مرحلة من مراحل العمل .
معدات القياس الكهربائية المعروفة المختلفة .
6-محطات توليد الكهرباء بواسطة الرياح : Win Power Station

يمكن استغلال الرياح في الأماكن التي تعتبر مجاري دائمة لهذه الرياح في تدوير مراوح كبيرة وعالية لتوليدالطاقة الكهربائية . وعلى سبيل المثال هناك مدن صغيرة في الولايات المتحدة واوروبا تستمد الطاقةالكهربائية اللازمة للاستهلاك اليومي من محطة توليد كهرباء تعمل بالرياح يبلغ طول شفرة مروحتها 25 مترا .

7-محطات التوليد بالطاقة الشمسية.

ما يمكن أن ينتج عنه أعمال تطبيقية أصبحت في التداول التجاري هي استغلال الطاقة الشمسية لانتاج الطاقةالكهربائية وفي تسخين مياه الاستعمال المنزلي وخاصة في التجمعات الطلابية والعمالية . للتفصيل انتقل الىالطاقة الشمسية

توليد الطاقة الكهربائية عبر الفضاء

توليد الطاقة الكهربائية عبر الفضاء

في ظل الارتفاع الحاد والمتواصل في أسعار الطاقة والطلب عليها، يعيد العلماء النظر في تقنيات جديدة بديلة لدفع عجلة الاقــتصاد الــمتنامي فــي الــكثير مــن الدول .

ويرى براناف ميهتا، من «مجموعة سبيس أيلاند» لتطوير أقمار الطاقة الشمسية،أن حل أزمة الهند لشح الطاقة الكهربائية لا يمكن على وجه الأرض الا عبر أقمار اصطناعية لجمع الطاقة الشمسية من المدارات «جيوسينكرونوس» على بعد 22 ألف ميل في الفضاء .
وتبعث تلك الأقمار ترددات كهرومغناطيسية إلى أجهزة استقبال ، حيث يتم تحويلها إلى كهرباء تنقل عبر قضبان الطاقة .
ويقول ميهتا إن تمركز الأقمار الاصطناعية في المدارات البعيدة، ونظراً لعدم انعكاس ظل الأرض عليها ، يعني فيضاً لا ينضب ومتواصلاً على مدار الساعة من الطاقة الكهربائية المتجددة .
وخلصت دراسة «دائرة الطاقة» في وكالة الفضاء والطيران الأميركية «ناسا» للمقترح خلال فترة السبعينات، إلى أن التقنية قابلة للتطبيق ، باستثناء تكلفتها الباهظة وقال جون مانكينز، التقني السابق في ناسا ورئيس «جمعية طاقة الفضاء» إن التكلفة المقدرة لتشييد البنية الهيكلية للمشروع قدرت بمبلغ خيالي ( نحو تريليون دولار) .

مترجم من قبلي عن مجلة Electrical Technology البريطانية

Popularity: 29% [?]

تمارين في الطاقة الكهربائية

السلام عليكم ورحمة الله وبركاته
بسم الله الرحمن الرحيم
التمرين 1
اتمم مايلي
......... المستهلكة من طرف جهاز كهربائي يتغذى بتوتر .....
ويعبره تيار كهربائي شدته I هي I. P=U*
العدد المسجل على المصباح والمصحوب بالرمزWهو .......للمصباح.
القدرة الاسمية هي القدرة.............. الجهاز عند تشغيله تحت...............
تقاس الطاقة الكهربائية المستهلكة في تركيب منزلي بواسطة .........ويعبر عنها ب........إلا أن الوحدة العالمية للطاقة هي ..........حيث 1J=……..
يوافق كل دورة لقرص العداد استهلاك معين للطاقة يسمى ..............ويرمز له بالحرف.........
التمرين2
لدينا مصباحانL1وL2 قدرتاهما علي التواليP1وP2 بحيث يغذى هاذين المصباحين بنفس التوتر, فنلاحظ أن:
- لهما نفس الإضاءة.
- L2 يضئ أكثر منL1.
- L1 يضئ أكثر من L2.
التمرين3
كتب على مصباح الإشارة التالية:
12V- 50W ) )
1- حدد التوتر الاسمي والقدرة الاسمية للمصباح.
2- احسب شدة التيار عندما يشتغل المصباح بشكل عادي, وتحت توتره 12V
التمرين4
كتب على صفيحة وصفية لمدفأة كهربائية الإشارتان: 2kw-230V
1- أعط مدلول الإشارتين
2- احسب الطاقة الكهربائية التي تستهلكها المدفأة عند اشتغالها بصفة عادية.
3- احسب شدة التيار الكهربائي التي يمر في المدفأة عند اشتغالها بصفة عادية.
4- الفاصل الكهربائي المنزلي مضبوطا على 20A
و التوتر المسموح به .220v

أعلل انقطاع التيار الكهربائي تلقائيا من طرف الفاصل عندما نستعمل في آن واحد المدفأة السابقة مع فرن كهربائي مسجل عليه (230v - 2kw ).
التمرين 5
قام احد التلاميذ بتشغيل جهاز التسخين بتوتره الاسمي V 220 لمدة 1h15min فراقب عدد دورات قرص العداد فوجد 375 دورة
علما أن ثابتة العداد هي C=4wh/tr.
1-عرف القدرة الاسمية
2- احسب الطاقة المستهلكة من طرف الجهاز ب whثم jب
3- استنتج القدرة الاسمية للجهاز.
'- هل يمكن تشغيل الأجهزة الكهربائية التالية في نفس الوقت مع الجهاز السابق دون انقطاع التيار ؟
علما أن الفاصل يحمل إشارة A Imax=10
- مكواة (220V-770W),فرن كهربائي(220V-5A),
التمرين 6
استعملت مآخذ تيار منزلي توثر ه 220V ،حيث ربط : بمصباح قدرتهW 50 و
بالة تسخين قدرتهاW 1200 و مكواة قدرتها W600 .
1) احسب القدرة الكلية المستهلكة في المآخذ الثلاثة .
2) احسب شدة التيار التي تمر في كل جهاز .
3) احسب شدة التيار الكلية التي تمر في العداد المنزلي .
4) احسب بطريقة ثانية شدة التيار الكلية.
التمرين 7
نشغل تحت توثر قيمته V220 بصفة عادية لمدة ساعة الأجهزة التالية:
- فرن كهربائي يحمل الإشارتين (220V-1,5KW) .
- مكواة كهربائية تحمل الإشارتين (220V-800W).
1) اعط المدلول الفيزيائي للإشارتين المسجلتين على المكواة.
2) احسب القدرة المستهلكة من طرف الجهازين عند اشتغالهما بصفة عادية.
3) احسب بالواط –ساعة و بالجول الطاقة المستهلكة من طرف الجهازين أثناء مدة الاشتغال .
4) احسب تابثة عداد الطاقة علما أن قرصه أنجز 1000 دورة .
5) اشرح سبب انقطاع التيار الكهربائي عند تشغيل آلة غسيل مميزاتها الاسمية (220V-3KW) مع الأجهزة السابقة
علما أن الشدة القصوية هي 20A .
التمرين 8
نعتبر مصباحا يحمل الإشارتين(220V-100W) يشتغل لمدة 3 ساعات يوميا.
1) أ- عرف المميزات الاسمية لجهاز كهربائي.
ب‌- اعط قيمة كل منها بالنسبة للمصباح .
2) احسب بالواط-ساعة الطاقة الكهربائية التي يستهلكها المصباح خلال 30 يوما.
3) أحسب عدد أيام استعمال مدفأة كهربائية قدرتها 1800W تشتغل 30 دقيقة يوميا لاستهلاك نفس الطاقة التي يستهلكها المصباح خلال 30 يوما

التمرين 9
يستهلك جهاز تسخين ، توتره الاسمي U = 220V ، عند تشغيله لمدة ساعة و نصف طاقة كهربائية E = 1800 Wh .
1) احسب E بالجول .
2) احسب القدرة الاسمية لجهاز التسخين .
3) استنتج شدة التيار المار في الجهاز .
4) القدرة القصوية للاستهلاك المنزلي محددة في القيمة 4kW . هل يمكن تشغيل ، في آن واحد ، جهاز التسخين و مكواة قدرتها الاسمية 1000W و مقلاة كهربائية قدرتها الاسمية 2000W ؟ علل جوابك .

جهود عراقية لمواجهة نقص الطاقة الكهربائية

أكد الدكتور حسين الشهرستاني نائب رئيس الوزراء لشؤون الطاقة تحسين إنتاج الطاقة الكهربائية خلال المرحلة المقبلة لتخفيف معاناة العراقيين من نقص حاد في الطاقة الكهربائية.
وقال مصدر مسئول بوزارة الكهرباء العراقية أن هذا التأكيد جاء خلال توقيع عقد بناء محطة نينوى الغازية بطاقة إنتاجية قدرها 750 ميكاواط مع شركة شارلك التركية.
وأوضح المصدر أن توقيع هذا العقد والعقود الأخرى لبناء محطات الخيرات والقدس وعقد تطوير محطة الزبيدية فضلا عن الجهود الكبيرة في بناء محطات أخرى إلى جانب الإجراءات الإستثنائية التي تتخذها وزارة الكهرباء الآن لإستيراد مولدات سريعة النصب لتكون جاهزة للربط مع الشبكة الوطنية إبتداءً من الأشهر المقبلة.
وبين أنه سوف يتم توفير كميات كبيرة من الطاقة الكهربائية تصل إلى 5000 ميجاواط والتي تمثل الفجوة مابين الإنتاج الحالي والحاجة الفعلية، مشيرا في الوقت نفسه إلى أن المحطة التي سوف تبنيها الشركة التركية تصل تكاليفها إلى 388 مليون دولار وتدخل الخدمة بعد 16 شهرا.

كما تضم 6 وحدات طاقة تنتج الواحدة منها 125 ميجاوات.

طرق توليد الطاقة الكهربائية Generation of Electrical Energy

إن عملية توليد أو إنتاج الطاقة الكهربائية هي في الحقيقة عملية تحويل الطاقة من شكل الى آخر حسب مصادر الطاقة المتوفرة في مراكز الطلب على الطاقة الكهربائية وحسب الكميات المطلوبة لهذه الطاقة ، الأمر الذي يحدد أنواع محطات التوليد وكذلك أنواع الاستهلاك وأنواع الوقود ومصادره كلها تؤثر في تحديد نوع المحطة ومكانها وطاقتها .
شبكة العمالقة
أنواع محطات التوليد :
نذكر هنا أنواع محطات التوليد المستعملة على صعيد عالمي ونركز على الأنواع المستعملة في بلادنا :
- محطات التوليد البخارية .
- محطات التوليد النووية .
- محطات التوليد المائية .
- محطات التوليد من المد والجزر
- محطات التوليد ذات الاحتراق الداخلي (ديزل – غازية)
- محطات التوليد بواسطة الرياح.
- محطات التوليد بالطاقة الشمسية.

شبكة العمالقة
1-محطات التوليد البخارية
تعتبر محطات التوليد البخارية محولا للطاقة (Energy Converter)
وتستعمل هذه المحطات أنواع مختلفة من الوقود حسب الأنواع المتوفرة مثل الفحم الحجري أو البترول السائل أو الغاز الطبيعي أو الصناعي .
تمتاز المحطات البخارية بكبر حجمها ورخص تكاليفها بالنسبة لإمكاناتها الضخمة كما تمتاز بإمكانية استعمالها لتحلية المياه المالحة ، الأمر الذي يجعلها ثنائية الإنتاج خاصة في البلاد التي تقل فيها مصادر المياه العذبة .
شبكة العمالقة
اختيار مواقع المحطات البخارية Site Selection of Steam Power Station
تتحكم في اختيار المواقع المناسبة لمحطات التوليد الحرارية عدة عوامل مؤثرة نذكر منهاما يلي :
القرب من مصادر الوقود وسهولة نقله إلى هذه المواقع وتوفر وسائل النقل الاقتصادية.
القرب من مصادر مياه التبريد لأن المكثف يحتاج إلى كميات كبير من مياه التبريد . لذلك تبنى هذه المحطات عادة على شواطئ البحار أو بالقرب من مجاري الأنهار.
القرب من مراكز استهلاك الطاقة الكهربائية لتوفير تكاليف إنشاء خطوط النقل . مراكز الاستهلاك هي عادة المدن والمناطق السكنية والمجمعات التجارية والصناعية
وتعتمد 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 .

لا يوجد فوارق أساسية بين محطات التوليد البخارية التي تستعمل أنواع الوقود المختلفة إلا من حيث طرق نقل وتخزين وتداول وحرق الوقود . وقد كان استعمال الفحم الحجري شائعا في أواخر القرن الماضي وأوائل هذا القرن ، إلا أن اكتشاف واستخراج البترول ومنتوجاته احدث تغييرا جذريا في محطات التوليد الحرارية حيث اصبح يستعمل بنسبة تسعين بالمئة لسهولة نقله وتخزينه وحرقة إن كان بصورة وقود سائل أو غازي .
شبكة العمالقة
مكونات محطات التوليد البخارية :
تتألف محطات التوليد البخارية بصورة عامة من الأجزاء الرئيسية التالية :
أ ) الفرن : Furnace
وهو عبارة عن وعاء كبير لحرق الوقود . ويختلف شكل ونوع هذا الوعاء وفقا لنوع الوقود المستعمل ويلحق به وسائل تخزين ونقل وتداول الوقود ورمي المخلفات الصلبة

ب ) المرجل : Boiler
وهو وعاء كبير يحتوي على مياه نقية تسخن بواسطة حرق الوقود لتتحول هذه المياه الى بخار . وفي كثير من الأحيان يكون الفرن والمرجل في حيز واحد تحقيقا للاتصال المباشر بين الوقود المحترق والماء المراد تسخينه .

وتختلف أنواع المراجل حسب حجم المحطة وكمية البخار المنتج في وحدة الزمن .

ج ) العنفة الحرارية أو التوربين Turbine
وهي عبارة عن عنفة من الصلب لها محور ويوصل به جسم على شكل أسطواني مثبت به لوحات مقعرة يصطدم فيها البخار فيعمل على دورانها ويدور المحور بسرعة عالية جدا حوالي 3000 دورة بالدقيقة وتختلف العنفات في الحجم والتصميم والشكل باختلاف حجم البخار وسرعته وضغطه ودرجة حرارته ، أي باختلاف حجم محطة التوليد .

د ) المولد الكهربائي : Generator
هو عبارة عن مولد كهربائي مؤلف من عض دوار مربوط مباشرة مع محور التوربين وعضو ثابت .ويلف العضوين بالأسلاك النحاسية المعزولة لتنقل الحقل المغناطيسي الدوار وتحوله إلى تيار كهربائي على أطراف العضو الثابت . ويختلف شكل هذا المولد باختلاف حجم المحطة .

هـ ) المكثف: Condenser
وهو عبارة عن وعاء كبير من الصلب يدخل اليه من الأعلى البخار الآتي من التوربين بعد أن يكون قد قام بتدويرها وفقد الكثير من ضغطه ودرجة حرارته ، كما يدخل في هذا المكثف من أسفل تيار من مياه التبريد داخل أنابيب حلزونية تعمل على تحويل البخار الضعيف إلى مياه حيث تعود هذه المياه إلى المراجل مرة أخرى بواسطة مضخات خاصة .

و) المدخنة : Chimney
وهي عبارة عن مدخنة من الآجر الحراري ( Brick) أسطوانية الشكل مرتفعة جدا تعمل على طرد مخلفات الاحتراق الغازية إلى الجو على ارتفاع شاهق للإسراع في طرد غازات الاحتراق والتقليل من تلوث البيئة المحيطة بالمحطة .

ز) الآلات والمعدات المساعدة : Auxiliaries

وهي عبارة عن عدد كبير من المضخات والمحركات الميكانيكية والكهربائية ومنظمات السرعة ومعدات تحميص البخار التي تساعد على إتمام العمل في محطات التوليد .
شبكة العمالقة
2-محطات التوليد النووية : Nuclear Power Station
محطات التوليد النووية نوعا من محطات التوليد الحرارية لأنها تعمل بنفس المبدأ وهو توليد البخار بالحرارة وبالتالي يعمل البخار على تدوير التوربينات التي بدورها تدور الجزء الدوار من المولد الكهربائي وتتولد الطاقة الكهربائية على أطراف الجزء الثابت من هذا المولد .
والفرق في محطات التوليد النووية أنه بدل الفرن الذي يحترق فيه الوقود يوجد هنا مفاعل ذري تتولد في الحرارة نتيجة انشطار ذرات اليورانيوم بضربات الإلكترونات المتحركة في الطبقة 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 .

* أن أول محطة توليد حرارية نووية في العالم نفذت في عام 1954 وكانت في الاتحاد السوفيتي بطاقة 5 ميغاواط . .

ومحطات التوليد النووية غير مستعملة في البلاد العربية حتى الآن . ولكن محطات التوليد الحرارية البخارية مستعملة بصورة كثيفة على البحر الأحمر والبحر الأبيض المتوسط والخليج العربي في توليد الكهرباء ولتحلية المياه المالحة .
شبكة العمالقة
3-محطات التوليد المائية : Hydraulic Power Stations


حيث توجد المياه في أماكن مرتفعة كالبحيرات ومجاري الأنهار يمكن التفكير بتوليد الطاقة ، خاصة إذا كانت طبيعة الأرض التي تهطل فيها الأمطار أو تجري فيها الأنهار جبلية ومرتفعة. ففي هذه الحالات يمكن توليد الكهرباء من مساقط المياه . أما إذا كانت مجاري الأنهار ذات انحدار خفيف فيقتضي عمل سدود في الأماكن المناسبة من مجرى النهر لتخزين المياه . تنشاء محطات التوليد عادة بالقرب من هذه السدود كما هو الحال في مجرى نهر النيل. وقد بني السد العالي وبنيت معه محطة توليد كهرباء بلغت قدرتها المركبة 1800 ميغاواط . وعلى نهر الفرات في شمال سوريا بني سد ومحطة توليد كهرباء بلغت قدرتها المركبة 800 ميغاواط .
إذا كان مجرى النهر منحدرا انحدار كبيرا فيمكن عمل تحويرة في مجرى النهر باتجاه أحد الوديان المجاورة وعمل شلال اصطناعي . هذا بالإضافة إلى الشلالات الطبيعية التي تستخدم مباشرة لتوليد الكهرباء كما هو حاصل في شلالات نياغرا بين كندا والولايات المتحدة . وبصورة عامة أن أية كمية من المياه موجودة على ارتفاع معين تحتوي على طاقة كامنة في موقعها . فإذا هبطت كمية المياه إلى ارتفاع ادنى تحولت الطاقة الكامنة إلى طاقة حركية . وإذا سلطت كمية المياه على توربينة مائية دارت بسرعة كبيرة وتكونت على محور التوربينة طاقة ميكانيكية . وإذا ربطت التوربينة مع محور المولد الكهربائي تولد على أطراف العضو الثابت من المولد طاقة كهربائية .

شبكة العمالقة
مكونات محطة التوليد المائية : Components of Hydro-Electric Station
تتألف محطة توليد الكهرباء المائية بصورة عامة من الأجزاء الرئيسية التالية.
أ0مساقط المياه (المجرى المائل) Penstock
وهو عبارة عن أنبوب كبير أو أكثر يكون في اسفل السد أو من أعلى الشلال إلى مدخل التوربينة وتسيل في المياه بسرعة كبيرة . يوجد سكر في أوله (بوابة) (VALVE) وسكر آخر في آخره للتحكم في كمية المياه التي تدور التوربينة .
تجدر الإشارة الى أن السدود وبوابات التحكم وأقنية المياه الموصلة للأنابيب المائلة تختلف حسب كمية المياه وأماكن تواجدها .

ب. التوربين: Turbine
تكون التوربينة والمولد عادة في مكان واحد مركبين على محور رأسي واحد . يركب المولد فوق التوربينة . وعندما تفتح البوابة في اسفل الأنابيب المائلة تتدفق المياه بسرعة كبيرة في تجاويف مقعرة فتدور بسرعة وتدير معها العضو الدوار في المولد حيث تتولد الطاقة الكهربائية على أطراف هذا المولد .

ج ) أنبوبة السحب : Draught Tubes
بعد أن تعمل المياه المتدفقة في تدوير التوربين فلا بد من سحبها للخارج بسرعة ويسر حتى لا تعوق الدوران . لذا توضع أنابيب بأشكال خاصة لسحبها للخارج السرعة اللازمة.

د) المعدات والآلات المساعدة : Auxiliaries
تحتاج محطات التوليد المائية آلي العديد من الآلات المساعدة مثل المضخات والبوابات والمفاتيح ومعدات تنظيم سرعة الدوران وغيرها .
شبكة العمالقة
4-محطات التوليد من المد والجزر Tidal Power Stations
المد والجزر من الظواهر الطبيعية المعروفة عند سكان سواحل البحار . فهم يرون مياه البحر ترتفع في بعض ساعات اليوم وتنخفض في البعض الآخر . وقد لا يعلمون أن هذا الارتفاع ناتج عن جاذبية القمر عندما يكون قريبا من هذه السواحل وان ذلك الانخفاض يحدث عندما يكون القمر بعيدا عن هذه السواحل ، أي عندما يغيب القمر ، علما أن القمر يدور حول الأرض في مدار أهليجي أي بيضاوي الشكل دورة كل شهر هجري ، وأن الأرض تدور حول نفسها كل أربع وعشرين ساعة . فإذا ركزنا الانتباه على مكان معين ، وكان القمر ينيره في الليل ، فهذا معناه أنه قريب من ذلك المكان وان جاذبيته قوية . لذا ترتفع مياه البحر . وبعد مضي أثنى عشرة ساعة من ذلك الوقت ، يكون القمر بالجزء المقابل قطريا ، أي بعيدا عن المكان ذاته بعدا زائدا بطول قطر الكرة الأرضية فيصبح اتجاه جاذبية القمر معاكسة وبالتالي ينخفض مستوى مياه البحر .
واكثر بلاد العالم شعورا بالمد والجزر هو الطرف الشمالي الغربي من فرنسا حيث يعمل مد وجزر المحيط الأطلسي على سواحل شبه جزيرة برنتانيا إلى ثلاثين مترا وقد أنشئت هناك محطة لتوليد الطاقة الكهربائية بقدرة 400 ميغاواط . حيث توضع توربينات خاصة في مجرى المد فتديرها المياه الصاعدة ثم تعود المياه الهابطة وتديرها مرة أخرى .
ومن الأماكن التي يكثر فيها المد والجزر السواحل الشمالية للخليج العربي في منطقة الكويت حيث يصل أعلى مد إلى ارتفاع 11 مترا ولكن هذه الظاهرة لا تستغل في هذه المناطق لتوليد الطاقة الكهربائية .

شبكة العمالقة
5-محطات التوليد ذات الاحتراق الداخلي : Internal Combustion Engines
محطات التوليد ذات الاحتراق الداخلي هي عبارة عن الآت تستخدم الوقود السائل (Fuel Oil) حيث يحترق داخل غرف احتراق بعد مزجها بالهواء بنسب معينة ، فتتولد نواتج الاحتراق وهي عبارة عن غازات على ضغط مرتفع تستطيع تحريك المكبس كما في حالة ماكينات الديزل أو تستطيع تدوير التوربينات حركة دورا نية كما في حالة التوربينات الغازية .
شبكة العمالقة
توليد الكهرباء بواسطة الديزل Diesel Power Station
تستعمل ماكينات الديزل في توليد الكهرباء في أماكن كثيرة في دول الخليج وخاصة في المدن الصغيرة والقرى . وهي تمتاز بسرعة التشغيل وسرعة الإيقاف ولكنها تحتاج الى كمية مرتفعة من الوقود نسبيا وبالتالي فان كلفة الطاقة المنتجة منها تتوقف على أسعار الوقود . ومن ناحية أخرى لا يوجد منها وحدات ذات قدرات كبيرة . (3 ميغاواط فقط). وهذا المولدات سهلة التركيب وتستعمل كثيرة في حالات الطوارئ أو أثناء فترة ذروة الحمل . وفي هذه الحالة يعمل عادة عدد كبير من هذه المولدات بالتوازي لسد احتياجات مراكز الاستهلاك.
شبكة العمالقة
توليد الكهرباء بالتوربينات الغازية Gas Turbine
تعتبر محطات توليد الكهرباء العاملة بالتوربينات الغازية حديثة العهد نسبيا ويعتبر الشرق الأوسط من اكثر البلدان استعمالا لها . وهي ذات سعات وأحجام مختلفة من 1 ميغاواط 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.
وفي معظم الشرق الأوسط ، وخاصة في المملكة العربية السعودية ، فتستعمل التوربينات الغازية لتوليد الطاقة طوال اليوم بما فيه فترة الذروة . ونجد اليوم في الأسواق وحدات متنقلة من هذه المولدات لحالات الطوارئ مختلفة الأحجام والقدرات .
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 وسرعة الإيقاف .
وأما سيئاتها فهي ضعف المردود الذي يتراوح بين 15 و 25 % كما أن عمرها الزمني قصير نسبيا وتستهلك كمية اكبر من الوقود بالمقارنة مع محطات التوليد الحرارية البخارية .
مكونات محطات التوربينات الغازية Components of Gas Turbines

إن الأجزاء الرئيسية التي تتكون منها محطة التوليد بالتوربينات الغازية هي ما يلي :
أ ) ضاغط الهواء The Air Compressor
وهو يأخذ الهواء من الجو المحيط ويرفع ضغطه الى عشرات الضغوط الجوية .

ب) غرفة الاحتراق The Combustion Chamber
وفيها يختلط الهواء المضغوط الآتي من مكبس الهواء مع الوقود ويحترقان معا بواسطة وسائل خاصة بالاشتعال . وتكون نواتج الاحتراق من الغازات المختلفة على درجات حرارة عالية وضغط مرتفع .

ج ) التوربين The Turbine
وهي عبارة عن توربين محورها أفقي مربوط من ناحية مع محور مكبس الهواء مباشرة و من ناحية أخرى مع المولد ولكن بواسطة صندوق تروس لتخفيف السرعة لأن سرعة دوران التوربين عالية جدا لا تتناسب مع سرعة دوران المولد الكهربائي . تدخل الغازات الناتجة عن الاحتراق في التوربين فتصطدم بريشها الكثيرة العدد من ناحية الضغط المنخفض ( يتسع قطر التوربين من هذه الناحية) الى الهواء عن طريق مدخنة .

د ) المولد الكهربائي The Generator
يتصل المولد الكهربائي مع التوربين بواسطة صندوق تروس لتخفيف السرعة كما ذكرنا وفي بعض التوربينات الحديثة تقسم التوربين الى توربينتين واحدة للضغط والسرعة العالية متصلة مباشرة مع مكبس الهواء والثانية تسمى توربينة القدرة متصلة مباشرة مع محور المولد الكهربائي .

هـ ) الآلات والمعدات المساعدة Auxiliaries
تحتاج محطات التوربينات الغازية الى بعض المعدات والآلات المساعدة على النحو التالي :
مصافي الهواء قبل دخوله الى مكبس الهواء .
مساعد التشغيل الأولي وهو اما محرك ديزل أو محرك كهربائي .
وسائل المساعدة على الاشتعال .
آلات تبريد مياه تبريد المحطة .
معدات قياس الحرارة والضغط في كل مرحلة من مراحل العمل .
معدات القياس الكهربائية المعروفة المختلفة .

شبكة العمالقة
6-محطات توليد الكهرباء بواسطة الرياح : Win Power Station
يمكن استغلال الرياح في الأماكن التي تعتبر مجاري دائمة لهذه الرياح في تدوير مراوح كبيرة وعالية لتوليد الطاقة الكهربائية . وعلى سبيل المثال هناك مدن صغيرة في الولايات المتحدة واوروبا تستمد الطاقة الكهربائية اللازمة للاستهلاك اليومي من محطة توليد كهرباء تعمل بالرياح يبلغ طول شفرة مروحتها 25 مترا .

شبكة العمالقة
7-محطات التوليد بالطاقة الشمسية.
ما يمكن أن ينتج عنه أعمال تطبيقية أصبحت في التداول التجاري هي استغلال الطاقة الشمسية لانتاج الطاقة الكهربائية
وفي تسخين مياه الاستعمال المنزلي وخاصة في التجمعات الطلابية
والعمالية . للتفصيل انتقل الى الطاقة الشمسية