إن توليد الطاقة الكهرومائية هو تقنية هندسية تعمل على تحويل طاقة المياه الموجودة في مسطح مائي، مثل النهر أو البحيرة أو المحيط، إلى طاقة كهربائية.
1. المبدأ
يقوم مبدأ الطاقة الكهرومائية على استخدام الطاقة الكامنة للمسطح المائي لبذل شغل، والعامل الرئيسي هو التدفق والارتفاع. يشير التدفق إلى حجم الماء المار عبر موقع ما في وحدة زمنية. أما الارتفاع فهو الفرق في ارتفاع المسطح المائي أثناء استخدامه لتوليد الطاقة، ويُعرف أيضًا باسم الانخفاض (انظر ارتفاع الطاقة الكهرومائية).
تُعبّر القدرة على توليد الطاقة الكهرومائية عن نفسها بالطاقة الكهرومائية. الصيغة الأساسية للطاقة الكهرومائية هي:
حيث P هي القدرة، كيلوواط؛ η هي الكفاءة الكلية في عملية تطوير الطاقة وتحويلها؛ Q هو معدل التدفق المستخدم لتوليد الطاقة، م3/ثانية؛ H هو الرأس المستخدم لتوليد الطاقة، م.
2. الخصائص
توليد الطاقة الكهرومائية هو تحويل طاقة الماء إلى كهرباء، وهو عملية يتم فيها توليد الطاقة الأولية وبناء الطاقة الثانوية في آنٍ واحد. كما يتميز بالخصائص التالية:
(1) الطاقة الكهرومائية مصدر طاقة متجدد. الطاقة الكهرومائية هي استخدام الدورة الهيدرولوجية الطبيعية، أي المسطح المائي، في حركة سطح الأرض، نتيجةً لتغيرات ارتفاع الطاقة المُطلقة. تحت تأثير الشمس، تستمر الدورة الهيدرولوجية دون توقف. لذلك، تتميز الطاقة المُستخدمة في الطاقة الكهرومائية بالتجدد المستمر وعدم نفادها. في تصنيف الطاقة، تُصنف الطاقة الكهرومائية والطاقة الشمسية، وطاقة الرياح، وطاقة المحيطات، وطاقة الكتلة الحيوية، وغيرها، ضمن الطاقة المتجددة؛ بينما يُصنف الفحم والنفط والغاز الطبيعي، وغيرها، ضمن الطاقة الاستهلاكية غير المتجددة.
(٢) طاقة المياه طاقة نظيفة. الطاقة الهيدروليكية موجودة طبيعيًا في المسطح المائي، وهي طاقة فيزيائية، تُحوّل أثناء عملية التطوير إلى كهرباء دون أي تغيرات كيميائية، أو انبعاث مواد ضارة، أو تلويث للبيئة، وبالتالي فهي طاقة نظيفة. كما يمكن لمحطات الطاقة الكهرومائية المزودة بخزانات أن تُحسّن المناخ المحلي والبيئة البيئية بعد اكتمالها.
(3) الطاقة الكهرومائية طاقة رخيصة. بعد إنشاء محطة الطاقة الكهرومائية، يُمكن الاستفادة من موارد الطاقة المائية المتجددة دون الحاجة إلى استهلاك الوقود، مما يوفر تكاليف الوقود؛ كما أن تكاليف صيانة وإدارة محطة الطاقة الكهرومائية منخفضة.
(4) تتميز الطاقة الكهرومائية بمرونة التشغيل وفوائدها الاقتصادية الكبيرة. تبدأ مجموعات توليد الطاقة الكهرومائية العمل بسرعة، وتضبط الإنتاج بسرعة، وتدير التشغيل بمرونة، وهي أفضل مصدر طاقة احتياطي لنظام الطاقة من حيث الذروة والتردد والحوادث، مما يحسن تشغيل نظام الطاقة وجودة الكهرباء، ويمنع توسع الحوادث، وله دور مهم، وفوائده الاقتصادية كبيرة جدًا.
(٥) إنتاجية عمل عالية في توليد الطاقة الكهرومائية. يُعادل الاستثمار في بناء محطات الطاقة الكهرومائية، إلى حد ما، الاستثمار في استخراج الفحم، وبناء السكك الحديدية، وبناء محطات الطاقة الحرارية في جميع المشاريع. فتكاليف تشغيل وتشغيل محطات الطاقة الكهرومائية أقل، وإنتاجية العمل أعلى منها في الطاقة الحرارية.
(٦) ينطوي تطوير الطاقة الكهرومائية على استخدام شامل للفوائد. ويمكن أن يشمل تطوير الطاقة الكهرومائية موارد مياه الأنهار، والتحكم في الفيضانات، والري، وإمدادات المياه، والملاحة، والمنتجات المائية، والسياحة، وغيرها من الفوائد. ويتطلب الاستخدام الشامل لجميع الجوانب، سواءً أكانت علاقة متبادلة تكاملية أم قيودًا متبادلة أم علاقة متناقضة. لذلك، من الضروري مراعاة المتطلبات المعقولة لكل قطاع، لتحقيق أفضل الفوائد الشاملة كمبدأ أساسي.
(7) بناء خزانات كبيرة ومتوسطة الحجم لمحطات الطاقة الكهرومائية، وخسائر الفيضانات عادة ما تكون أكبر، وإعادة توطين المهاجرين أكثر تعقيدا.
(8) يتأثر توليد الطاقة الكهرومائية بتغيرات تدفق الأنهار. فمحطات الطاقة الكهرومائية التي تعاني من ضعف تنظيم خزاناتها، تشهد فرقًا كبيرًا في توليد الطاقة بين فترات الفيضان وجفاف المياه.
3. المتطلبات الأساسية لبناء محطات توليد الطاقة الكهرومائية
(1) القيام بعمل جيد في تعداد الموارد والمسوحات المختلفة.
(2) إعداد تخطيط النهر بعناية، وإجراء العمل التمهيدي، واختيار أفضل مشاريع التطوير، وتنفيذ تنمية سلم النهر.
(3) الاستفادة الكاملة من مزايا توليد الطاقة الكهرومائية في نظام الطاقة وتحسين اقتصاد وموثوقية نظام الطاقة.
(4) التقييم الصحيح للآثار الاجتماعية والاقتصادية والبيئية لبناء الطاقة الكهرومائية، بما في ذلك: فوائد الاستخدام الشامل للنهر وتنميته، وفوائد تعزيز التنمية الاقتصادية والاجتماعية الإقليمية، وفوائد توفير كمية كبيرة من الوقود، والتأثيرات المحتملة على قابلية الملاحة، والأسماك، وعبور الأخشاب.
(5) وفقاً للخصائص الطبيعية والاجتماعية، من الضروري الاهتمام بالتعامل مع الفيضانات والرواسب في إنشاء محطات الطاقة الكهرومائية، والتعامل بحذر مع غمر الأراضي في الخزانات وقضية الهجرة.
تطوير الطاقة الكهرومائية الصغيرة
كانت أولى محطات الطاقة الكهرومائية التي طُوّرت في العالم محطات صغيرة، ثم انتقلت تدريجيًا إلى محطات متوسطة وكبيرة. بعد سبعينيات القرن الماضي، وبسبب التغيرات في اقتصاد الطاقة العالمي، أولت بعض الدول اهتمامًا متجددًا لتطوير الطاقة الكهرومائية الصغيرة. أولت الصين دائمًا أهمية كبيرة لتطوير الطاقة الكهرومائية الصغيرة، وبحلول نهاية عام 1999، كانت الصين قد بنت 43364 محطة طاقة كهرومائية صغيرة، بسعة إجمالية مُركّبة تبلغ 25.58 جيجاوات، وتوليد طاقة سنوي يبلغ 72 مليار كيلووات/ساعة. أصبحت الطاقة الكهرومائية الصغيرة أحد مصادر الطاقة الرئيسية في المناطق الريفية في الصين، ولعبت دورًا كبيرًا في تحسين حياة سكان الريف، وتعزيز ثقافتهم، وتنمية الاقتصاد. تمثل الطاقة الكهرومائية الصغيرة في الصين أكبر عدد وحجم وانتشار للطاقة الكهرومائية الصغيرة في العالم.
شركة بولاند للطاقة المتجددة المحدودة، شركة متكاملة للطاقة الجديدة، تُقدم لكم حلولاً متكاملة عالية الجودة لطاقة الرياح والطاقة الشمسية وأنظمة تخزين الطاقة. بولاند الآن شركة تابعة لشركة CRRC، وهي مسؤولة عن التوسع الخارجي لأعمال CRRC في مجال طاقة الرياح والطاقة الشمسية. نمتلك سلسلة توريد داخلية متكاملة نسبيًا، وشبكة خدمات، وجودة منتجات وتقنيات ممتازة.
بولاند توفر محطة توليد الكهرباء EPC والاستثمار والاستحواذ في محطة توليد الكهرباء.
لا تتردد في الاتصال بنا إذا كنت بحاجة إلى أي دعم فني.
بريدي الإلكتروني: marketing@boland-hydroturbine.com
واشنطن: +8613923745989
