ما هي الطاقة الكهرومائية؟ وكيف تعمل؟ وما هي إيجابيات وسلبيات توليد الطاقة الكهرومائية؟
يعد الكهرباء من الأمور المهمة جدا في الحياة . لا يستطيع معظمنا تخيل الحياة بدون كهرباء والأجهزة والخدمات المختلفة التي تعمل بها. الآن ، هناك طرق متعددة لتوليد الكهرباء ، ولكن الطريقة الأكثر شيوعا والأكثر استخداما في جميع أنحاء العالم هي توليد الكهرباء باستخدام المياه ، وتسمى الطاقة الكهرومائية ، وهي تشير إلى تحويل الطاقة من المياه المتدفقة إلى كهرباء.
تعريف الطاقة الكهرومائية:
الطاقة الكهرومائية هي شكل من أشكال الطاقة التي تسخر قوة الماء المتحرك - مثل تدفق المياه فوق شلال - لتوليد الكهرباء. يتم توليد الطاقة الكهرومائية عن طريق تحويل الطاقة الحركية من الماء إلى طاقة كهربائية. لتسخير هذه الطاقة ، تم بناء بنى تحتية كهرومائية ضخمة لاستخراج أقصى طاقة من هذا المورد المحلي الخالي من الانبعاثات المتجددة. منذ القدم لقد استخدم الناس هذه القوة لآلاف السنين. منذ أكثر من ألفي عام ، استخدم الناس في اليونان المياه المتدفقة لتحويل عجلة مطحنة القمح إلى دقيق.
كيف تعمل الطاقة الكهرومائية؟
إنها عملية بسيطة إلى حد ما للشرح. لتوليد الطاقة الكهرومائية ، يتم استخدام المياه المتدفقة لتشغيل التوربينات الضخمة. عندما تدور التوربينات ، فإنها تولد طاقة ميكانيكية. يتم تحويل هذه الطاقة الميكانيكية إلى طاقة كهربائية باستخدام المولدات.
أنواع محطات الطاقة الكهرومائية:
هناك ثلاثة أنواع من منشآت الطاقة الكهرومائية: السد والتحويل والتخزين بالضخ. تستخدم بعض محطات الطاقة الكهرومائية السدود والبعض الآخر لا يستخدمها.
على الرغم من أنه لم يتم بناء جميع السدود للطاقة الكهرومائية ، فقد أثبتت فائدتها في ضخ أطنان من الطاقة المتجددة إلى الشبكة
تتراوح محطات الطاقة الكهرومائية في الحجم من أنظمة صغيرة مناسبة لمنزل أو قرية واحدة إلى مشاريع كبيرة تنتج الكهرباء للمرافق. تعرف على المزيد حول أنواع محطات الطاقة الكهرومائية.
1. السدود:
في هذه الطريقة ، يتم بناء السدود لتسخير قوة المياه. تم بناء محطة الطاقة الكهرومائية كجزء من السد. يتم تصريف المياه في السد وتوجيهها نحو التوربينات مما يؤدي إلى دورانها وبالتالي توليد الكهرباء. يمكن حتى تخزين المياه في قاعدة السد في الخزان. يمكن ضخ هذه المياه إلى السد لتلبية الطلب الكبير على الكهرباء.
أكثر أنواع محطات الطاقة الكهرومائية شيوعا هو منشأة السد. يستخدم مرفق السد ، وهو نظام كبير للطاقة الكهرومائية ، سدا لتخزين مياه النهر في خزان. تتدفق المياه المتدفقة من الخزان عبر توربين ، يقوم بدوره بتدويره ، والذي بدوره ينشط مولدا لإنتاج الكهرباء. قد يتم تصريف المياه لتلبية الاحتياجات المتغيرة للكهرباء أو الاحتياجات الأخرى ، مثل التحكم في الفيضانات ، والترفيه ، وممر الأسماك ، وغيرها من الاحتياجات البيئية واحتياجات جودة المياه.
2. التحويل:
التحويل ، الذي يطلق عليه أحيانا مرفق "مجرى النهر" ، يوجه جزءا من النهر عبر قناة و / أو Penstock للاستفادة من التدهور الطبيعي لارتفاع قاع النهر لإنتاج الطاقة. Penstock هو قناة مغلقة تقوم بتوجيه تدفق المياه إلى التوربينات مع تدفق المياه التي تنظمه البوابات والصمامات والتوربينات. قد لا يتطلب التحويل استخدام سد.
طريقة توليد الكهرباء تبقى كما هي. الاختلاف الوحيد في هذه الطريقة هو أنه بدلا من بناء المحطة كجزء من السد ، يتم بناء محطة الطاقة الكهرومائية بالقرب من النهر. يتم إعادة توجيه جزء صغير من النهر لتدوير التوربينات في المحطة وتوليد الكهرباء.
كل الطريق ممتازة ، لكن ليس بدون إيجابيات وسلبيات.
3. التخزين بالضخ:
نوع آخر من الطاقة الكهرومائية ، يسمى الطاقة الكهرومائية للتخزين بالضخ ، أو PHES، يعمل مثل بطارية عملاقة. منشأة PHES قادرة على تخزين الكهرباء المولدة من مصادر الطاقة الأخرى ، مثل الطاقة الشمسية وطاقة الرياح والنووية ، لاستخدامها لاحقا. تخزن هذه المرافق الطاقة عن طريق ضخ المياه من خزان على ارتفاع منخفض إلى خزان على ارتفاع أعلى.
عندما يكون الطلب على الكهرباء منخفضا ، تخزن منشأة PSH الطاقة عن طريق ضخ المياه من الخزان السفلي إلى الخزان العلوي. خلال فترات ارتفاع الطلب على الكهرباء ، يتم إعادة المياه إلى الخزان السفلي وتحويل التوربينات لتوليد الكهرباء.
إيجابيات وسلبيات توليد الطاقة الكهرومائية:
ومن إيجابيات الطاقة الكهرومائية:
- طابعها المتجدد.
- تكلفة منخفضة للعملية.
- انخفاض انبعاثات غازات الاحتباس الحراري.
- تساهم السعة التخزينية لخزاناتها في تعويض التغيرات في الطلب.
من بين سلبيات الطاقة الكهرومائية:
لها تأثيرات اجتماعية وبيئية ، خاصة في حالة السدود في المناطق غير الجبلية. نزوح السكان ، والفيضانات المحتملة للأراضي الصالحة للزراعة ، وتفتت وتعديل النظم البيئية المائية والبرية، وانسداد الطمي.. إلخ.
طريقة السد ممتازة لأنها تمنحنا سيطرة أكبر على عملية التوليد. يمكن تخزين المياه وإطلاقها حسب الحاجة ، مما يعني أنه يمكن تلبية الطلب على الكهرباء بشكل أكثر كفاءة. من ناحية أخرى ، فإن بناء السد أمر مكلف. ناهيك عن أن بناء السد يغير البيئة المحيطة والبيئة أيضا. كما أن عواقب الكسر أو التلف للسدود خطيرة! يمكن أن يتسبب كسر السد في أضرار واسعة النطاق للنباتات والحيوانات المحيطة به. هذه كلها عوامل مهمة يجب مراعاتها عند بناء محطة لتوليد الطاقة الكهرومائية على أساس السد.
إن طريقة مجرى النهر أكثر اعتدالا فيما يتعلق بالعواقب الطبيعية. على الجانب السلبي ، تعتمد هذه الطريقة على التوافر الطبيعي للمياه ، مما قد يعني تقلبات في إمدادات الكهرباء وتقليل التحكم في إنتاج الكهرباء.
كل الأشياء في الاعتبار ، لا تزال الطاقة الكهرومائية هي الطريقة الأكثر استخداما لتوليد الكهرباء في جميع أنحاء العالم ، ولسبب وجيه! تعتبر الطاقة الكهرومائية مصدرا نظيفا للطاقة ، حيث لا تنطوي على التلوث والانبعاثات في عملية توليد الكهرباء. كما يعتبر مصدرا متجددا للطاقة ، لأن المكون الرئيسي ، أي الماء يتجدد في دورة المياه.
