مصر تخصص 3.4 مليار دولار لقطاع الطاقة الكهربائية

خصصت الحكومة المصرية نحو 20 مليار جنيه (3.4 مليار دولار) لقطاع الطاقة الكهربائية خلال العام المالي الجديد الذي سيبدأ في شهر يوليو/تموز المقبل.

ذكرت صحيفة "الشرق الأوسط" أن ذلك يأتي في الوقت الذي تراجع فيه وزارة الكهرباء مواصفات المحطة النووية المصرية المزمع إقامتها في شمال البلاد لتلافي الكارثة اليابانية التي أتت في أعقاب انفجار محطة نووية إثر زلزال مدمر ضربها الشهر الماضي.

وقال وزير الكهرباء والطاقة المصري "حسن يونس" الثلاثاء: "إن تلك الموازنة سيتم تدبيرها من الموارد الذاتية للشركات التابعة لوزارته، دون تحميل ميزانية الدولة سوى 2.5 مليار جنيه (418 مليون دولار) وهي موازنات الهيئات التابعة للقطاع".

وعانت مصر خلال العام الماضي من مشكلة انقطاع التيار الكهربائي بشكل متكرر، وأرجعت الوزارة تلك المشكلة إلى ارتفاع درجة الحرارة، وما صاحب ذلك من زيادة في الأحمال، ما أدى إلى تعطل مولدات الكهرباء.

تتمة المقالة في الأسفل ↓

advertisement

وأوضح "يونس" أنه لمجابهة الزيادة في الأحمال الكهربائية، وضع قطاع الكهرباء خططاً ديناميكية وقابلة للتطوير، وذلك حتى عام 2027 لإضافة قدرات توليد كهرباء جديدة لتصل إلى نحو 75 ألف ميغاواط، على أن يتم العمل على خطة عاجلة لإضافة 1500 ميغاواط إضافية قبل حلول فصل الصيف المقبل، لمواجهة الطلب المتزايد على الطاقة الكهربائية.

وأشار إلى إستراتيجية قطاع الكهرباء التي تستهدف الوصول بنسبة مشاركة الطاقة المتجددة إلى 20 بالمائة من إجمالي إنتاج الطاقة المولدة حتى عام 2020، من المخطط أن يقوم القطاع الخاص بتنفيذ نحو 63 بالمائة من مشاريعها من خلال المناقصات التنافسية والاتفاقيات الثنائية واتفاقيات الشراكة والتعريفة المميزة.

محطات توليد الطاقة الكهربائية الغازية "فاشلة

قال نائب عن ائتلاف العراقية، اليوم الاربعاء، إن مشاريع نصب المحطات الغازية "فاشلة" كونها لن تعالج أزمة الكهرباء في العراق ولاتنتج سوى 40% من قيمة التوليد العامة.

واوضح زياد الذرب لوكالة كردستان للانباء(آكانيوز)إن "المحطات الغازية التي استوردتها وزارة الكهرباء في الفترة السابقة ذات كفاءة رديئة وتولد فقط ما نسبته 40% من طاقتها الانتاجية وهي محطات فاشلة كونها تولد درجات حرارية عالية تضر بعملية انتاج الطاقة الكهربائية ".

وكان الذرب احد مرشحي القائمة العراقية البارزين لتولي وزارة الكهرباء لكنه سحب ترشيحه عن تولي الوزارة نتيجة اصرار رئيس الحكومة نوري المالكي على رفضه.

واوضح ان "الاسباب الرئيسة في عدم توفير الطاقة الكهربائية هو الفساد الاداري والمالي المتفشي داخل كوادر وزارة الكهرباء بالاضافة إلى سوء التنسيق العام لمشاريع توفير الكهرباء فضلا عن سوء التنسيق الحكومي في انشاء تلك المشاريع".

وطالبت وزارة الكهرباء رئيس الحكومة نوري المالكي اثناء زيارته الى الوزارة بحل مشكلة الضوابط الصارمة في التعاقد مع الشركات الاجنبية والمحلية لنصب المحطات الكهربائية والتي تسببت بتأخير انجاز المشاريع.

وكانت وزارة الكهرباء قد اعلنت اوائل الشهر الفائت عن نيتها اطلاق جولة التراخيص الاولى للاستثمار بقطاع الكهرباء في البلاد.

واضاف أن "العراق بحاجة إلى خطة طوارئ من خلال توفير محطات صغيرة توفر نحو 11 الف فولت تأتي جاهزة من الدول المجاورة وتقوم بنصبها شركات عالمية مهتمة بمشاريع الاستثمار الكهربائي ".

وأعلنت وزارة الكهرباء أنها حددت العاشر من الشهر الجاري موعدا نهائياً للشركات العالمية والمحلية المتخصصة بنصب المحطات لتقديم عروضها.

وتابع بالقول أن "تحسين القدرة الكهربائية يعتمد على سياسة الوزير الجديد اذا كان يمتلك مهنية عالية ونزاهة وكفاءة في عمل المنظومة الكهربائية".

واعلنت وزارة الكهرباء الاتحادية أن اللجنة الساندة التي شكلها رئيس الوزراء في صيف العام الفائت ستكفل نصب محطات صغيرة ساندة للعمل المنظومة الكهربائية.

ويعاني العراق من نقص حاد في الطاقة الكهربائية، ولا تزال الشبكة الوطنية غير قادرة على توفير إمدادات الكهرباء لأكثر من ساعات قليلة في اليوم وتأتي الانقطاعات المتكررة في الكهرباء على رأس شكاوى المواطنين.

وبحسب أرقام حكومية فإن طاقة العراق المتاحة تبلغ نحو 9 آلاف ميغاواطا. ويقدر الطلب بما يصل إلى 14 ألف ميغاواط خلال الصيف حينما تتجاوز درجات الحرارة 50 درجة مئوية.

ويخطط العراق لزيادة طاقته من الكهرباء إلى 27 ألف ميغاواط في أربع سنوات مقبلة ويحتاج لاستثمارات لا تقل عن ثلاثة إلى 4 مليارات دولار سنويا ليتمكن من تحقيق هذا الهدف.

ترشيد استهلاك الطاقة الكهربائية في الإنارة

• فتح الستائر خلال النهار للاستفادة من ضوء الشمس
• تنظيف أغطية اللمبات والثريات من الغبار المتراكم.
• طلاء الجدران والأسقف باللون الفاتح.
• استخدام ضابط الوقت للمصابيح الخارجية (الأسوار) حتى لا تبقى مضاءة خلال النهار.
• محاولة التقليل من استخدام النجف لما يترتب عليها من زيادة الاستهلاك بسبب احتوائها على عددٍ كبيرٍ من اللمبات العادية ، بالإضافة إلى تأثيرها في رفع درجة الحرارة داخل الغرفة، وبالتالي الحاجة إلى زيادة التكييف.
• إطفاء الإنارة في الغرف غير المستعملة.
• استعمال المصابيح الكهربائية الموفرة للطاقة (C.F.L) التي تعطي نفس الإضاءة.

المصابيح الكهربائية الموفرة للطاقة (C.F.L):

هي عبارة عن مصباح كهربائي قريب من حجم المصباح العادي وتمتاز بأنها:

• تستهلك 20% فقط من الطاقة الكهربائية المستهلكة من قبل اللمبة العادية.
• عمر تشغيلها 10 أضعاف عمر المصباح العادي.
• يمكن تركيبها مكان المصباح العادي.

المصابيح الكهربائية العادية:

تعتبر المصابيح العادية والتي تُعرف بالمصابيح المتوهجة أنها من أقدم المصابيح المصنعة وأكثرها شيوعا وانتشاراً نتيجة لرخص ثمنها... ولكن عيوبها كثيرة ومن هذه العيوب:

• عمر التشغيل منخفض حيث أن عمرها لا يزيد عن 1000 ساعة.
• تستهلك طاقة عالية بالمقارنة مع المصابيح الحديثة الأخرى
• تتحول أغلب الطاقة المستهلكة إلى حرارة (حوالي 89%) بينما يتحول الجزء الباقي (11%) من الطاقة إلى ضوء.

الجدول التالي يوضح قدرات المصابيح العادية والمكافئة لها في الإضاءة من المصابيح الموفرة للكهرباء:

قدرة المصباح العادي (واط)	قدرة المصباح الموفر للكهرباء (واط)
100	20 أو 23
75	5
60	11
40	7 أو 9

تكلفة المصابيح الكهربائية الموفرة للكهرباء (C.F.L) :

على الرغم من أن سعر مصابيح C.F.L عالٍ بالنسبة للمصابيح العادية فإنه بالمقارنة العادلة نجد أن التكلفة الكلية المدفوعة من المستهلك للمصابيح العادية أكبر من المصابيح الموفرة للكهرباء. وفي ما يلي مثال على هذه التكلفة وذلك بين مصباح عادي 100 واط وآخر C.F.L فلورسنتي 20 واط:

المقارنة من حيث	المصباح العادي	مصباح C.F.L
قدرة المصباح (واط)	100	20
عمر المصباح (ساعة)	1000	1000
مدة المقارنة (ساعة)	10000	10000
عدد المصابيح	10	1
ثمن المصابيح	1.5	60
سعر التيار الكهربائي	0.43	0.43
تكلفة اللمبات	15	60
استهلاك الكهرباء خلال فترة المقارنة	430	86
التكاليف الكلية ( الأصلي + التشغيل ) لمدة 10000 ساعة	445	146

نلاحظ التوفير نتيجة استعمال المصابيح الموفرة للكهرباء ( 445-146= 299 شيكل)

خطوط نقل الطاقة الكهربائية وبعض الاستفسارات

بحسب IESC توجد عدة أمور لخطواط الضغط العالي :
1 _ المتوسط وهو عادة 7200 فولط / 13800 فولط / 20000 فولط / 33000 فولط / 66000 فولط .
2 ـ الضغط العالي 72000 فولط / 96000 فولط / 110000 فولط / 230000 فولط .
3 ـ الضغط العالي جداً من 240000 ولغاية 420000 فولط .
والخطوط التي تمر عادة في الأراضي الزراعية هى الخطوط المتوسطة الفولطية ، أما العالية الفولطية فعلى أبراج متوسط ارتفاعها 38 م ، ولذا لا تشكل خطورة كبيرة سوى عند نقاط الألتفاف أو الأماكن القريبة نسبياً من محطات التحويل من المرتفع الى المتوسط .
والخطورة في أبراج الضغط المتوسط والعالي تكمن في ثلاثة أمور رئيسية هى :
ـ تيارات كورونا شبه المنتظمة .
ـ المجال الكهرطيسي الفعال " ويعتقد أن له علاقة رئيسية بالسرطان ، وبالفعل فقد لوحظ في الولايات المتحدة زيادة نسبة السرطانات لدى الأسر التي تقطن قريباً من خطوط الطاقة العالية بنسبة تزيد بأربعين ضعفاً عن الأسر التي تسكن بعيدة عنها " .
ـ تأين الهواء على أسطوانة وهمية مركزها الخط نفسه ، وتسير معه على طول الخط .، مما يجعل من الهواء الواقع في الأسطوانة الوهمية ناقلاً مثالياً للكهرباء .
وعموماً فان هامش الأمان المحدد للأشخاص العاديين تبلغ 270 سم بعيداً عن الخط على الأقل ، وتتأثر هذه المسافة بين الصيف والشتاء والمطر ، حيث ينصح بالأبتعاد عنها كلياً عند الهطول الغزير أو العواصف الرعدية شتاءً و في أوقات القيظ " الظهيرة " صيفاً .
وعلى العموم : لو كان بيتي قريباً من خطوط نقل الطاقة المتوسطة أو العالية لفضلت بيعه طالما كان هذا ممكناً
أما في حال عدم تمكن هذا فالأفضل وضع شبكة معدنية من طبقتين تبعد الخارجية عن الداخلية 30 سم على الأقل
و مؤرضة بشكل ممتاز ومنفصل كل منهما عن الأخرى ، بحيث تبعد الشبكة الخارجية عن أقرب نقطة من الخط أربعة أمتار على الأقل .وتوضع دعائم خشبية سميكه بشكل عرضي على الشبكة الخارجية بيحث تؤمن عزلاً مقبولاً عند انقطاع الخط لسبب ما وسقوطه عليها .
وهى تشكل حماية أكثر من 99 بالمئة .

نقل الطاقة الكهربائية

نقل الطاقة الكهربائية
الشركة المصرية لنقل الكهرباء أغراض الشركة
	1. إدارة وتشغيل وصيانة شبكات نقل الطاقة الكهربائية على الجهود الفائقة والعالية فى جميع أنحاء الجمهورية بالشركة مع استغلال هذه الشبكات الاستغلال الاقتصادى الأمثل . 2. تنظيم حركة الأحمال على شبكات الجهود الفائقة والعالية فى جميع أنحاء الجمهورية من خلال المركز القومى للتحكم فى الطاقة ومراكز التحكم الإقليمية . 3. شراء الطاقة الكهربائية المنتجة من محطات التوليد طبقاً للحاجة ، وبيعها للمشتركين على الجهود الفائقة والعالية ولشركات توزيع الكهرباء . 4. التنسيق مع شركات الإنتاج وشركات التوزيع فى توفير الطاقة الكهربائية على الجهود المختلفة لكافة الاستخدامات بكفاءة عالية . 5. الاشتراك مع الشركة القابضة لكهرباء مصر فى إعداد الدراسات الفنية والاقتصادية لخطط ومشروعات النقل المستقبلية لمواجهة الطلب على الطاقة واستقرارها .
06تنفيذ مشروعات نقل الطاقة الكهربائية على الجهود الفائقة والعالية التى يوافق عليها مجلس إدارة الشركة القابضة لكهرباء مصر وطبقاً للبرامج الزمنية المقررة لها . 07تنفيذ مشروعات الربط الكهربائى التى يوافق عليها مجلس إدارة الشركة القابضة لكهرباء مصر ، وتبادل الطاقة الكهربائية مع الدول الأخرى وبيعها أو شرائها طبقاً للحاجة من الشبكات الكهربائية المرتبطة مع الشبكة الكهربائية المصرية . 08إعداد دراسات خطط التنبؤ بالأحمال والطاقة للمشتركين فى نطاق الشركة ، وكذلك خطط التنبؤ المالى والاقتصادى للشركة . 09القيام بأية أعمال أو أنشطة أخرى مرتبطة أو مكملة لغرض الشركة ، بالإضافة إلى ما تعهد به إليها الشركة القابضة لكهرباء مصر من أعمال تدخل فى اختصاصها . 010القيام بما يعهد به الغير للشركة من أعمال تدخل فى نشاطها بما يحقق عائد اقتصادي للشركة.
اسم الشركة النطاق الجغرافى المركز الرئيسى العنوان رقم التليفون الشركة المصرية لنقل الكهرباء شبكات نقل الطاقة الكهربائية على الجهود الفائقة والعالية فى جميع أنحاء الجمهورية مدينة القاهرة العباسية – مدينة نصر وزارة الكهرباء والطاقة ص ب 11517 2618579 684382

الغاز المصري يساهم في توليد نصف الطاقة الكهربائية بالأردن

قال مدير عام شركة الكهرباء الوطنية الأردنية بالوكالة خالد سعيد إن كميات الغاز التي يتسلمها الأردن من الجانب المصري لتشغيل محطات توليد الكهرباء تقدر بحوالى 160 مليون قدم مكعب يوميا. ونقلت وكالة الأنباء الأردنية (بترا) عن سعيد قوله إن هذه الكميات تستخدم في توليد حوالى 50 بالمائة من إجمالي الكهرباء المولدة في الأردن.
وكانت إمدادات الغاز الطبيعي المصري للأردن قد تأثرت بالانفجار الذي استهدف خط الغاز العربي في مدينة العريش بسيناء في السادس من شهر فبراير الماضي وعادت إلى طبيعتها قبل نحو أسبوعين.

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 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 .

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 .د

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 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 .

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 ، انظر الشكل رقم (6-6) .

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 .

مكونات محطة التوليد المائية : Components of Hydro-Electric Station

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

ا.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 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 .



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 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 .


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 . ولا غرو فقد كانت طواحين الهواء المعروفة قديما في أوروبا نوعا من استغلال قدرة الرياح في تدوير حجر الرحى ، وفي هذه الأيام الذي ينتقل على الساحل الشرقي لاسكتلندا يرى العديد من هذه المراوح التي تنتج الطاقة الكهربائية وكذلك المتنزه على الشاطئ الشمالي في لبنان يرى هذه المراوح ترفع المياه من البحر الى الملاحات لانتاج الملح .

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 .

الطاقة الشمسية واستخدماتها

خلق الله الشمس والقمر كآيات دالة على كمال قدرته وعظم سلطانه وجعل شعاع الشمس مصدراً للضياء على الأرض وجعل الشعاع المعكوس من سطح القمر نوراً . قال الله تعالى في كتابه العزيز ( هو الذي جعل الشمس ضياء والقمر نوراً وقدره منازل لتعلموا عدد السنين والحساب ما خلق الله ذلك إلا بالحق يفصل الآيات لقوم يعلمون ) سورة يونس الآية(5) فالشمس تجري في الفضاء الخارجي بحساب دقيق حيث يقول الله سبحانه وتعالى في سورة الرحمن ( الشمس والقمر بحسبان ) الآية(5) . أي أن مدار الأرض حول الشمس محدد وبشكل دقيق ، وآي اختلاف في مسار الأرض سيؤدي إلى تغيرات مفاجئة في درجة حرارتها وبنيتها وغلافها الجوي ، وقد تحدث كوارث إلى حد لآيكن عندها بقاء الحياة فقدرة الله تعالى وحدها جعلت الشمس الحارقة رحمة ودفئاً ومصدراً للطاقة حيث تبلغ درجة حرارة مركزها حوالي (8ْ-40ْ) x 10 درجة مطلقة ( كفن ) ثم تتدرج درجة حرارتها في الانخفاض حتى تصل عند السطح إلى 5762ْ مطلقة ( كفن ) .

استخدام الطاقة الشمسية

استفاد الإنسان منذ القدم من طاقة الإشعاع الشمسي مباشرة في تطبيقات عديدة كتجفيف المحاصيل الزراعية وتدفئة المنازل كما استخدمها في مجالات أخرى وردت في كتب العلوم التاريخية فقد أحرق أرخميدس الأسطول الحربي الرماني في حرب عام 212 ق م عن طريق تركيز الإشعاع الشمسي على سفن الأعداء بواسطة المئات من الدروع المعدنية . وفي العصر البابلي كانت نساء الكهنة يستعملن آية ذهبية مصقولة كا لماريا لتركيز الإشعاع الشمسي للحصول على النار . كما قام علماء أمثال تشرنهوس وسويز ولافوازييه وموتشوت وأريكسون وهاردنج وغيرهم باستخدام الطاقة الشمسية في صهر المواد وطهي الطعام وتوليد بخار الماء وتقطير الماء وتسخين الهواء . كما أنشئت في مطلع القرن الميلادي الحالي أول محطة عالمية للري بوساطة الطاقة الشمسية كانت تعمل لمدة خمس ساعات في اليوم وذلك في المعادي قرب القاهرة . لقد حاول الإنسان منذ فترة بعيدة الاستفادة من الطاقة الشمسية واستغلالها ولكن بقدر قليل ومحدود ومع التطور الكبير في التقنية والتقدم العلمي الذي وصل إليه الإنسان فتحت آفاقا علمية جديدة في ميدان استغلال الطاقة الشمسية .

بالإضافة لما ذكر تمتاز الطاقة الشمسية بالمقارنة مع مصادر الطاقة الأخرى بما يلي :-

إن التقنية المستعملة فيها تبقى بسيطة نسبياً وغير معقدة بالمقارنة مع التقنية المستخدمة في مصادر الطاقة الأخرى .
توفير عامل الأمان البيئي حيث أن الطاقة الشمسية هي طاقة نظيفة لا تلوث الجو وتترك فضلات مما يكسبها وضعاً خاصا في هذا المجال وخاصة في القرن القادم.
تحويل الطاقة الشمسية

يمكن تحويل الطاقة الشمسية إلى طاقة كهربائية وطاقة حرارية من خلال آليتي التحويل الكهروضوئية والتحويل الحراري للطاقة الشمسية ، ويقصد بالتحويل الكهروضوئية تحويل الإشعاع الشمسي أو الضوئي مباشرة إلى طاقة كهربائية بوساطة الخلايا الشمسية ( الكهروضوئية ) ، وكما هو معلوم هناك بعض المواد التي تقوم بعملية التحويل الكهروضوئية تدعى اشتباه الموصلات كالسيليكون والجرمانيوم وغيرها . وقد تم اكتشاف هذه الظاهرة من قبل بعض علماء الفيزياء في أواخر القرن التاسع عشر الميلادي حيث وجدوا أن الضوء يستطيع تحرير الإلكترونات من بعض المعادن كما عرفوا أن الضوء الأزرق له قدرة أكبر من الضوء الأصفر على تحرير الإلكترونات وهكذا . وقد نال العالم اينشتاين جائزة نوبل في عام 1921م لاستطاعته تفسير هذه الظاهرة .

وقد تم تصنيع نماذج كثيرة من الخلايا الشمسية تستطيع إنتاج الكهرباء بصورة علمية وتتميز الخلايا الشمسية بأنها لا تشمل أجزاء أو قطع متحركة ، وهي لا تستهلك وقوداً ولا تلوث الجو وحياتها طويلة ولا تتطلب إلا القليل من الصيانة . ويتحقق أفضل استخدام لهذه التقنية تحت تطبيقات وحدة الإشعاع الشمسي ( وحدة شمسية ) أي بدون مركزات أو عدسات ضوئية ولذا يمكن تثبيتها على أسطح المباني ليستفاد منه في إنتاج الكهرباء وتقدر عادة كفاءتها بحوالي 20% أما الباقي فيمكن الاستفادة منه في توفير الحرارة للتدفئة وتسخين المياه . كما تستخدم الخلايا الشمسية في تشغيل نظام الاتصالات المختلفة وفي إنارة الطرق والمنشآت وفي ضخ المياه وغيرها .

أما التحويل الحراري للطاقة الشمسية فيعتمد على تحويل الإشعاع الشمسي إلى طاقة حرارية عن طريق المجمعات ( الأطباق ) الشمسية والمواد الحرارية .فإذا تعرض جسم داكن للون ومعزول إلى الإشعاع الشمسي فإنه يمتص لإشعاع وترتفع درجة حرارته . يستفاد من هذه الحرارة في التدفئة والتبريد وتسخين المياه وتوليد الكهرباء وغيرها . وتعد تطبيقات السخانات الشمسية هي الأكثر انتشاراً في مجال التحويل الحراري للطاقة الشمسية . يلي ذلك من حيث الأهمية المجففات الشمسية التي يكثر استخدامها في تجفيف بعض المحاصيل الزراعية مثل التمور وغيرها كذلك يمكن الاستفادة من الطاقة الحرارية في طبخ الطعام ، حيث أن هناك أبحاث تجري في هذا المجال لإنتاج معدات للطهي تعمل داخل المنزل بدلا من تكبد مشقة الجلوس تحت أشعة الشمس أثناء الطهي .

ورغم أن الطاقة الشمسية قد أخذت تتبوأ مكان هامة ضمن البدائل المتعلقة بالطاقة المتجددة ، إلا أن مدى الاستفادة منها يرتبط بوجود أشعة الشمس طيلة وقت الاستخدام أسوة بالطاقة التقليدية. وعليه يبدو أن المطلوب من تقنيات بعد تقنية وتطوير التحويل الكهربائي والحراري للطاقة الشمسية هو تقنية تخزين تلك الطاقة للاستفادة منها أثناء فترة احتجاب الإشعاع الشمسي . وهناك عدة طرق تقنية لتخزين الطاقة الشمسية تشمل التخزين الحراري الكهربائي والميكانيكي والكيميائي والمغناطيسي . وتعد بحوث تخزين الطاقة الشمسية من أهم مجالات التطوير اللازمة في تطبيقات الطاقة الشمسية وانتشارها على مدى واسع ، حيث أن الطاقة الشمسية رغم أنها متوفرة إلا نها ليست في متناول اليد وليست مجانية بالمعني المفهوم . فسعرها الحقيقي عبارة عن المعدات المستخدمة لتحويلها من طاقة كهرومغناطيسية إلى طاقة كهربائية أو حرارية . وكذلك تخزينها إذا دعت الضرورة . ورغم أن هذه التكاليف حالياً تفوق تكلفة إنتاج الطاقة التقليدية إلا أنها لا تعطي صورة كافية عن مستقبلها بسبب أنها أخذة في الانخفاض المتواصل بفضل البحوث الجارية والمستقبلية .

منقول ...