الطاقة الناتجة عن استثمار طاقة المياه الساقطة لتشغيل مولدات الكهرباء
الطاقة الناتجة عن استثمار طاقة المياه الساقطة لتشغيل مولدات الكهرباء
الطاقة الكهرومائية Hydroelectric Energy.
تعتبر الطاقة الكهرومائية من أكبر من مصادر الطاقة المتجددة على كوكب الأرض، وهي الطاقة الناتجة عن استثمار طاقة المياه الساقطة لتشغيل مولدات الكهرباء، وهنا المصدر الأساسي لتوليد الكهرباء، من حركة المياه المتدفقة في السدود.
ما يميز الطاقة الكهرومائية هو أنها تعتمد على الماء وحركته في توليد الطاقة الكهربائية، وبالتالي فهي من أنواع الطاقة المستدامة، ومن أمثلة الطاقة المتجددة بجانب الماء، الشمس والرياح، على عكس مصادر الطاقة غير المتجددة مثل الفحم، اليورانيوم ومشتقات البترول.
خطوات توليد الطاقة الكهرومائية
- محطات توليد الطاقة الكهرومائية تستخدم طاقة حركة تدفق المياه عن نزولها فوق قمة السد أو في النهاية لتشغيل المحركات أو التوربينات.
- تحرك طاقة المياه ريش أو مرواح وعمود التوربين.
- تتشابه عملية توليد الطاقة الكهرومائية، عملية توليد الطاقة من الفحم، عندما يحترق الفحم تقوم الأبخرة الصاعدة بتحريك التوربينات فتتولد الطاقة.
- لكن في حالة الطاقة الكهرومائية فالماء هنا وطاقته الحركية وتدفقها هي التي تحرك التوربينات.
- من أجل الحصول على كميات كبيرة من هذه الطاقة، تُبنى السدود على الأنهار، وتحفظ المياه في الخزانات للتحكم في حركتها وتوليد الطاقة الكهربائية.
إليك رسم توضيحي يوضح لك خطوات توليد الطاقة الكهرومائية داخل المحطات، حتى تتعرف جيداً على المراحل الخاصة بتوليد الطاقة الكهرومائية، وهي الطاقة الناتجة عن استثمار طاقة المياه الساقطة لتشغيل مولدات الكهرباء. [1][2]
أنواع محطات الطاقة الكهرومائية
- محطات الحجز impoundment facility.
- محطات التحويل diversion facility.
- محطة الضخ والتخزين pumped-storage facility.
محطات الحجز impoundment facility: من أنواع محطات الطاقة الكهرومائية محطات الحجز أو التي يُطلق عليها بالإنجليزية impoundment facility، والتي فيها السد يتحكم في مستوى تدفق الماء الموجود في الخزان عند توليد الطاقة، يتم فتح السدود، وبالتالي تقوم الجاذبية بدفع الماء إلى أسفل، وبالتالي الطاقة الحركية للمياه تُحرك التوربينات، ثم تتولد الطاقة الكهرومائية.
محطات التحويل diversion facility: من محطات توليد الطاقة الكهرومائية المتميزة، لأن فكرتها لا تعتمد على إقامة السدود، بل على العكس تستخدم مجموعة من القنوات، التي تدفع المياه نحو التوربينات، فتحركها ثم تتولد الطاقة الكهربائية من الماء.
محطة الضخ والتخزين pumped-storage facility: نوع أخر من محطات توليد هذا النوع من الطاقة المتجددة، وهي محطات تقوم بتجميع الطاقة من مصادر الطاقة المتجددة المختلفة وتخزنها، وفي حالة الطاقة الكهرومائية تقوم بتحرير المياه على مستوى منخفض من الخزان، الذي يوجد نفسه على مستوى مرتفع، عند توليد المياه تتدفق المياه إلى أسفل الخزان، فتتولد كميات كبيرة من الطاقة.
الجدير ذكره أن محطات الضخ والتخزين تقوم بحفظ الكثير من أنواع الطاقات، مثل الطاقة الشمسية، النووية والرياح، والحفاظ عليهم من أجل الاستخدامات المستقبلية أو الاستعانة بهم عند الحاجة.
معلومة هامة: شاهد الفيديو التالي لمعرفة مراحل توليد الطاقة الكهربائية من الماء داخل السدود.[1]
إيجابيات وسلبيات الطاقة الكهرومائية
- إيجابيات الطاقة الكهرومائية.
- سلبيات الطاقة الكهرومائية.
إيجابيات الطاقة الكهرومائية:
- هي مصدر من مصادر الطاقة المتجددة النظيفة والصديقة للبيئة.
- محطات توليد الطاقة الكهرومائية صالحة للاستمرار لعقود طويلة، أي انها مستمرة مع مختلف الأجيال، وبالتالي تقلل النفقات الخاصة بالإنشاء، لأن تكلفة المحطة الواحدة مرتفعة للغاية.
- المياه الموجودة في بحيرات السد تستخدم لري المحاصيل الزراعية.
- مولدات الطاقة الكهرومائية لا تنبعث منها غازات مضرة للبيئة، مثل الغازات المسببة لظاهرة الاحتباس الحراري.
- يتميز هذا النوع من الطاقة بأنه مصدر يُعتمد عليه، لأنه صادر عن دورة المياه المستمرة على كوكب الأرض.
- بعد تدفق المياه للحصول على الطاقة الكهربائية، تظل المياه المتراكمة داخل الخزانات لتوليد المزيد من الطاقة.
- دائماً مناطق السدود تعتبر من أماكن الجذب السياحي، بسبب البحيرات التي تتكون خلفها وهناك يمارس السياح الرياضات المائية.
- واحدة من مميزات الطاقة الكهرومائية أنها تعتمد على السدود، التي من الممكن أن تغلق أبوابها وتوقف توليد الكهرباء من طاقة الماء الحركية، في حالة عدم الحاجة إليها.
- بمجرد الانتهاء من إنشاء السد، يصبح هناك مصدر دائم للكهرباء.
- جميع محطات توليد هذا النوع من الطاقة، يمكن رفع كفاءتها من صفر إلى أقصى إنتاج ممكن من حركة تدفق المياه.
- من فوائد محطات الطاقة الكهرومائية أيضاً هو التحكم في الفيضانات وتنظيف مياه الشرب وري المزروعات.
- توفر الطاقة الكهرومائية مخزوناً كبيراً من الطاقة الكهربائية في حالة وجود عجز.
سلبيات الطاقة الكهرومائية:
- من الممكن أن تتسبب محطات توليد الطاقة الكهرومائية في تلف الأراضي، بسبب زيادة كمية مياه الفيضانات نتيجة للعوامل والكوارث الطبيعية.
- هناك أضرار بيئية تحدثها السدود الكبيرة بعد بنائها.
- لبناء محطات الطاقة المائية لتوليد الكهرباء، يجب غلق المصدر الرئيسي للمياه مما يضر بحياة الكائنات البحرية داخل الأنهار، مثل إعاقة طريق الأسماك عن التحرك في المياه او الهجرة إلى المحيط.
- يهدد حياة الكائنات الحية التي تعتمد على الأسماك كغذاء أساسي.
- إذا تقرر إنشاء محطات مائية لإنتاج الطاقة، قد يستلزم الامر إجلاء الأشخاص من بعض المناطق مما يؤثر على حياتهم بالسلب.
- ارتفاع تكلفة إنشاء محطات الطاقة الكهرومائية لما تتطلبه من تخطيط ومعدات.
- من أضرار الطاقة الكهرومائية هو تسببها في انخفاض معدلات الاكسجين المذاب في المياه.
- تتأثر محطات توليد الطاقة الكهربائية من الماء بفترات الجفاف.
- الكثير من المحطات المائية الجديدة تضر بالبيئات المحلية بشدة.[2][3]
ما هي الدول التي تستخدم الطاقة الكهرومائية
الصين هي أكبر دولة تستخدم الطاقة الكهرومائية، وعلى أرضها توجد أكبر محطات إنتاج هذا النوع من الطاقة في العالم، وهي محطة سد الممرات الثلاثة على نهر يانغستي، يبلغ ارتفاع سد الممرات الثلاثة في الصين، 185 متر وطوله 2335 متر، ولديه عدد مولدات تنتج كميات كبيرة من الطاقة الكهرومائية تصل إلى 22 ألف و500 ميجا واط.
أما عن بقية الدول التي تلي الصين من حيث أكبر استخدام للطاقة الكهرومائية، وفقاً لأحدث الإحصائيات هم:
- البرازيل.
- كندا.
- الولايات المتحدة الأمريكية.
- روسيا.
- الهند.
- النرويج.
- فيتنام.
- اليابان.
- السويد.[1][4]
