محطة كهرباء ( محطة قوى )

محطة كهرباء ( محطة قوى )

معلومات اكثر ستجدها هنا   https://sites.google.com/site/e4poor/renewables/powerplant

   محطة الكهرباء هي المنشأة التي تمد منازلنا ومنشأتنا ومرافقنا بالطاقة الكهربة ويطلق عليها عادة الاسم الاعم ( محطة قوى ) لانها في كثير من الاحيان ما تعطي شكل اخر للطاقة كمنتج جانبي مثل الطاقة الحرارية لاغراض التدفئة في البلدان الباردة .
   كيف تصنع الكهرباء ؟
   الكهرباء ( صورة من صور الطاقة سهلة النقل وطيعة في الاستعمال وصعبة التخزين ) تولد في محطات القوى من الطاقة الميكانيكية ( طاقة حركة ) .
   طاقة الحركة هذه تنشأ بعدة طرق .

صورة لمحط قوى حرارية 

• بتحويل الطاقة الكامنة في انواع الوقود المختلفة ( الفحم , النفط ومشتقاتة , الوقود النووي , الطاقة الشمسية)  الى طاقة حرارية ومنها الى  طاقة ميكانيكية , وتسمى هذه المحطات بالمحطات الحرارية . وهي الاولى في الشيوع , وهي نوعين , وحدات بخارية ( تستعمل الماء كوسيط لنقل الطاقة الحرارية) , ووحدات غازية ( تستعمل الهواء كوسيط لنقل الطاقة الحرارية )

         المحطات الحرارية الحديثة بدورات مركبة حيث تستعمل النظامين ( البخاري            والغازي) لتحسين كفاءة المنظومة ككل .

رسم توضيحي لمحطة قوى هيدروليكية 

• بتخويل طاقة الوضع ( طاقة ميكانيكية) الكامنة في كتلة المياة المحتجزة خلف حاجز(سد) العالي ) .   الى طاقة حركة (طاقة ميكانيكية ) فى العنفات المائية . وتسمى هذه المحطات بالمحطات الهيدروليكية ( كما محطة كهرباء السد العالي) وهي التالية في الشيوع  .

مزرعة ريح منشأة في مياة البحر لتوفير رقعة الارض
 من ناحية واستغلال استمرارية وانتظام التيارات
 الهوائية البحرية

• بتحويل طاقة الرياح الى طاقة حركة في التربينات الهوائية . تسمى هذة المحطات بمزارع الرياح او حقول الرياح , وهي من انواع الطاقة المتجددة الواعدة 

محطة خلايا شمسية تبنى في الهند وتحقق غرض اخر
وهو تقليل تبخر المياة من المجرى المنشأة علية 

قلنا ان محطات القوي تعتمد على تحويل الطاقة الميكانيكية الى طاقة كهربية , ولكن هنالك نوع اخر جديد من انواع المحطات الكهربية لاتعتمد على وسيط الطاقة الميكانيكية المزعجة ( تأكل مستمر , عمليات صيانة متصلة , عمر افتراضي قصير ...) تلك هي محطات الخلايا الشمسية والتي تحول الطاقة الشمسية الى طاقة كهربية مباشرة . اسعار الخلايا الشمسية تنخفض بأستمرار , وكفاءتها في تزايد مستمر وبلادنا تتميز بأعلى معدلات توفر الطاقة الشمسية في اراضيها , اليست جديرة بالانتباة ؟

------------------------------------------------------------------

انواع محطات الكهرباء (محطات القوى)
 محطة كهرباء بخارية

 وهي اكثر المحطات شيوعا في توليد الكهرباء
 الماء المعالج هو بمثابة الدم في المحطة البخارية فهو  الناقل للطاقة بين مكونات المحطة :

1. الغلاية :(Boiler) وفيها يحرق الوقود مصدر الطاقة ويمكن ان يكون صلب كالفحم مثلا او الاخشاب ,او سائل كالنفط ومشتقاتة , اوغاز او طاقة شمسية مركزة . في الغلاية يتحول الماء الى بخار بضغط عالي .
2. التربينة :(Steam Turbine) وفيها تتحول طاقة الوضع المتكونة في البخار الى طاقة حركة .
3. المكثف :(Condenser) وفية يكثف بخار الماء (المضعضع والفاقد لحرارتة وضغطة) الى ماء .
4. المضخة :(بين المكثف والغلاية... غير متضمنة في الرسم ) تدفع الماء الى الغلاية لتستمر دورة الماء ... البخار
5. المولد :(Generator) وفية تتحول طاقة الحركة الصادرة من التربينة الى طاقة كهربية .

 تنقل الكهرباء المولدة في المولدات الى المستهلكين عبر شبكة من الموصلات ومحولات الجهد .

---

 محطة كهرباء غازية 

 تستخدم هذة الوحدات لتغطية الحاجة للكهرباء في اوقات الذروة ,فهي سهلة التشغيل ولا تحتاج لاعدادات طويلة المدي لتشغيلها  سميت غازية لانها تستخدم الهواء الجوي كناقل للطاقة بين مكوناتها :

1. الضاغط : (Compressor) يسحب الهواء من الجو عبر مصافي ويرفع ضغطة الى عدة ضغوط جوية 
2. الحارق : (Combustor)وفية يتم حرق الوقود(Fuel) السائل او الغازي فيزداد حجم الهواء المضغوط عدة مرات ( اي يكتسب طاقة وضع )
3. التربينة : (Turbine) وفيها تتحول طاقة الوضع المكتسبة الى طاقة حركة تدير التربينة 
4. المولد : (Generator)  وفية تتحول طاقة الحركة الصادرة من التربينة الى طاقة كهربية .

 لاحظ التالي :

•  ان المولد والتربينة والضاغط على نفس عمود الدوران .
•  ان جزء كبير من طاقة التربينة يذهب للضاغط والمتبقي يذهب للمولد لتوليد الكهرباء 
•  ان كمية كبيرة من الطاقة تفقد في الهواء الساخن الخارج كعادم  (Exhaust) لذا فغالبا ما تستغل طاقة العادم في عمليات اخرى( توليد بخار لاغراض تحلية المياة مثلا  
•  لذا فوحدات التربينات الغازية اقل كفاءة بصفة عامة , ولكنها طيعة في التشغيل وتسد حاجات طوارئ الذروة .

                                                                                   

تعال نحسب

الحسبة الاولى

الاسكندرية بتعداد 5,000,000 نسمة = 1,000,000 = اسرة , بمعدل كيلووات / للاسرة يعني 1,000,000 كيلو وات + 500,000 كيلو وات صناعة + مرافق يعني الاسكندرية يلزمها طاقة كهربية بقدرة 1,500,000 كيلووات يعني 1500 ميجاوات .يلزم لتوليد كيلووات ساعة من الطاقة الكهربية 860 كيلوكالوري طاقة حرارية ( بفرض كفاءة 100% )اذن يلزمنا 1,500,000x860 كيلو كالوري في الساعة . ولما كانت الكفاءة الكلية لمحطة القوى = 30% تقريبااذن يلزمنا 1,500,000x860/.3=43,000,000,000كيلوكالوري/ساعة1 كيلوجرام محروقات = 10,000 كيلو كالورياذن يلزمنا لتوليد طاقة كهربة للاسكندرية 43000000000/10000= 430000 كيلوجرام محروقات/ ساعة =430 طن/ ساعةبمعنى حوالي 700 متر مكعب في الساعة , بمعنى حوالي 20 فنطاس مشتقات بترولية في الساعة .

يعني فنطاس مشتقات بترولية كل ثلاث دقائق

الحسبة الثانية

يسقط من الشمس 1 كيلووات/متر المربع ( في مصر)تحول الخلايا الشمسية الطاقة بكفاءة 15% ( المتاح حاليا ومنتظر الارتفاع )تسطع الشمس 10 ساعات يوميا من المعطيات السابقة كم يلزم الاسكندرية من الامتار المربعة من الخلايا الشمسية لامدادها بالطاقة الكهربية ؟24000000 متر مربع = 24 كيلومتر مربع .مساحة مدينة الاسكندرية 40x10 =400 كيلو متر مربع

 
ماذا يعني الحساب السابق 

• ان ما يسقط على مدننا ( صحارينا خارج الحسبة) من الطاقة الشمسية اضعاف ما نحتاجة .

• بعد ان تعدل حكومتنا سياسة الطاقة وتشجع الاهالي على الاستثمار في مشاريع الطاقة الشمسية سترى تدريجيا مجمعات الخلايا الشمسية وسخانات المياة الشمسية منتشرة على اسطح المنازل اكثر من اطباق الاقمار الصناعية .

• وسترى الاف يمتهنون مهنة تركيب وتشغيل الخلايا الشمسية وسخانات المياة الشمسية .

• وسترى الاف يستثمرون في انتاج الطاق كمصدر دخل .

• تدريجيا ستزول الكابلات البشعة المعلقة في كل مكان .