كل ما تود معرفته عن الطاقة الكهرومائية:مع الدعوة العالمية للعمل لتقليل اعتمادنا على الوقود الأحفوري ، أصبحت الطاقة الكهرومائية مصدرًا مهمًا للطاقة بشكل متزايد، كواحد من أكثر مصادر الطاقة المتجددة اتساقًا وموثوقية ، ستستمر مشاريع الطاقة المائية لفترة طويلة في المستقبل.
الطاقة الكهرومائية هي واحدة من أرخص الطرق لتوليد الكهرباء ويستخدمها أكثر من 60 دولة في جميع أنحاء العالم ، لتلبية نصف طلبها على الكهرباء.
كما أنه يوفر فوائد إضافية تتمثل في كونه مصدرًا نظيفًا للطاقة ، وتوفير الطاقة “عند الطلب” وخلق آلاف الوظائف في جميع أنحاء العالم.
ما هي الطاقة الكهرومائية؟
الطاقة المائية هي الطاقة المولدة من مصادر المياه مثل المحيطات والشلالات والأنهار.
نظرًا لأن الماء يتحرك باستمرار خلال دورة عالمية ، يمكن تسخير حركته لتوليد الكهرباء أو لقيادة الآلات.
نظرًا لأن الماء مورد لا حصر له ، فإن دورته توفر نظام إعادة شحن لا نهاية له ، مما يجعله مصدرًا متجددًا للطاقة.
هناك عدة أنواع من منشآت الطاقة الكهرومائية وجميعها تعمل بواسطة حركة المياه المتدفقة.
تُستخدم التوربينات والمولدات لتحويل الطاقة الحركية للمياه إلى كهرباء ، والتي تُغذى بعد ذلك في الشبكة الكهربائية لتزويد المنازل والشركات والصناعات.
يتم استخدام تقنية جديدة تسمى microhydro بشكل متزايد في المناطق النائية لتزويد المنازل والشركات بالطاقة.
تتيح هذه التقنية للممتلكات الصغيرة توليد الطاقة الخاصة بها ، بشكل مستقل عن محطات الطاقة الكهرومائية الكبيرة.
يستخدم Microhydro تدفقات مياه أصغر لتشغيل المولدات الصغيرة التي تنتج طاقة كافية لتشغيل المنزل أو تشغيل المعدات في الموقع.
كيف تعمل الطاقة الكهرومائية؟
تعمل الطاقة الكهربائية-المائية عن طريق تسخير الطاقة التي تأتي من تدفق المياه عبر توربين متصل بمولد ، وبالتالي تحويله إلى كهرباء.
تخزن معظم محطاتها المياه في السد ، والتي يتم التحكم فيها بواسطة بوابة أو صمام لقياس كمية المياه المتدفقة.
كلما زاد ارتفاع السد ، يمكن توليد المزيد من الطاقة.
قبل أن يتدفق الماء فوق السد ، يكتسب طاقة كامنة ، والتي يتم تحويلها إلى طاقة حركية أثناء تدفقها إلى أسفل المنحدرات.
يتم استخدام الماء لتشغيل التوربين ، وهو متصل بمولد كهربائي يوزع الطاقة على المستخدمين النهائيين.
هناك أربعة أنواع رئيسية من منشآت الطاقة الكهرومائية:
-
الحجز
النوع الأكثر شيوعًا لمنشآت الطاقة الكهرومائية هو الحجز ، والذي يستخدم الخزان. يتم تخزين المياه في الخزان وعندما يتم إطلاقها ، يتم توجيهها عبر التوربينات. يدور التوربين ، ثم ينشط مولدًا ينتج الكهرباء. لا يلزم أن يكون الخزان نفسه كبيرًا ، كما هو الحال مع منشآت ميكروهيدرو.
-
التخزين بالضخ
تعمل هذه الطريقة بطريقة مماثلة للحجز ، باستثناء خزانين يستخدمان لتسخير حركة المياه. تقع الخزانات على ارتفاعات مختلفة وتوفر الكهرباء عند الطلب.
-
تشغيل النهر
يستخدم هذا النوع من المرافق لتوليد الطاقة على نطاق أصغر. عندما يتدفق الماء إلى أسفل النهر ، فإنه يدير التوربينات بطريقة مشابهة للسد. يتم توصيل التوربين بمولد ثم يتم توزيع الكهرباء. لكي تكون فعالة ، تتطلب هذه الطريقة نهرًا به تيار مستمر من الماء.
-
طاقة المد والجزر
تستخدم هذه الطريقة تدفق المياه من البحر لتوليد الطاقة. نظرًا لأن المد والجزر لها حركات يمكن التنبؤ بها ، يمكن توليد كميات كبيرة من الطاقة من منشآت المد والجزر مرتين في اليوم.
هل الطاقة الكهرومائية متجددة؟
الطاقة المائية هي طاقة متجددة لأنها تستخدم دورة المياه الطبيعية للأرض لتوليد الكهرباء. لا يتم إطلاق أي انبعاثات مباشرة في الغلاف الجوي أثناء العملية ، لذا فهي تعتبر شكلاً نظيفًا من أشكال توليد الطاقة.
ومع ذلك ، لا توجد عملية تعطل التوازن الطبيعي للنظم البيئية بدون تأثير سلبي.
على سبيل المثال ، يعتبر البعض أن الكميات الكبيرة من المياه المخزنة في محطاتها مثيرة للجدل بسبب نقص المياه العالمي.
كما يمكن للطاقة الكهرومائية أن تمنع هجرة الأسماك إلى مناطق تفريخها. يؤدي هذا غالبًا إلى انخفاض عدد الأسماك في الأنهار وفي بعض الحالات ، يمكن أن يتسبب في انقراض الأنواع.
هناك أيضًا حجة مفادها أن الغطاء النباتي يُحاصر في الخزانات ويطلق ثاني أكسيد الكربون والميثان ، مما يساهم في ظاهرة الاحتباس الحراري.
كيف يتم استخدام الطاقة الكهرومائية؟
تُستخدم لتزويد المنازل والشركات بالكهرباء.
كما أنها تستخدم لتشغيل الآلات.
تقليدياً ، تم استخدامها لتشغيل المطاحن لطحن الحبوب.
في الوقت الحاضر ، مع التضاريس المناسبة والتمويل ، يمكن إنشاء أنظمة الطاقة الكهرومائية لتوليد الكهرباء للمنازل والشركات في المناطق الريفية.
يمكن لأصحاب المنازل والشركات الاستفادة من التعريفات والاتفاقيات الحكومية وبيع الطاقة التي لا يستخدمونها مرة أخرى إلى الشبكة.
بالإضافة إلى توليد الطاقة ، توفر الخزانات التي تم إنشاؤها في محطات الطاقة الكهرومائية فرصًا ترفيهية مثل ركوب الزوارق والسباحة وصيد الأسماك. يمكن استخدامها أيضًا لتوفير إمدادات المياه والتحكم في الفيضانات والري.
ما هي مزايا الطاقة الكهرومائية؟
- تقدم العديد من الفوائد للأسر والشركات والبيئة. أولاً ، إنه مصدر طاقة يمكن التنبؤ به ومتسق للغاية. لن تنفد المياه على كوكبنا أبدًا ، وبالتالي فإن الطاقة الكهرومائية هي مصدر طاقة مستدام وخضراء.
- على هذا النحو ، فإن الطاقة الكهرومائية مناسبة تمامًا لتلبية ذروة الطلب على الطاقة وأكثر استجابة من العديد من مصادر الطاقة المتجددة الأخرى. يمكن لمحطات الطاقة الكهرومائية ضبط تدفق المياه ، مما يسمح للمحطة بإنتاج المزيد من الطاقة عند الحاجة وتقليلها عند عدم الحاجة إليها.
- تعد مولدات الطاقة الكهرومائية أكثر موثوقية من الأشكال الأخرى لتوليد الكهرباء. على سبيل المثال ، يمكن أن يصل عمر المولد إلى 100 عام ويتطلب القليل من الصيانة طوال عمره.
- يمكن أن يفيد إنشاء مواقع الطاقة الكهرومائية المدن المجاورة أيضًا. يتم خلق فرص العمل في المصنع نفسه ، ولأن السدود لا يمكن بناؤها إلا في المناطق الريفية ، هناك حاجة إلى عمال مهرة لبناء الطرق وإدارة النقل وبناء المعدات. يمكن أن يفتح هذا أيضًا مسارات جديدة للمناطق الريفية ويوفر بنية تحتية إضافية.
- تعمل أيضًا بشكل جيد مع مصادر متجددة أخرى. نظرًا لأن الطاقة المائية متسقة وموثوق بها ، يمكن استخدامها لتكملة الطاقة الشمسية وطاقة الرياح ، وكلاهما يمكن أن يكون أكثر تقطعًا في إمدادات الطاقة الخاصة بهما.
ما هي عيوب الطاقة الكهرومائية؟
على الرغم من كل مزايا الطاقة الكهرومائية ، إلا أن لها سلبيات. الأمر الأكثر وضوحًا هو أن محطات الطاقة الكهرومائية لا يمكن بناؤها إلا في مواقع محددة جدًا ، أي بجوار مصدر المياه أو في موقع ريفي.
وبالمثل ، يمكن أن تكون تكاليف تطوير محطة الطاقة الكهرومائية باهظة للغاية.
تتطلب المشاريع الكبيرة على وجه الخصوص استثمارات كبيرة ، ويمكن أن تكون هناك شروط أخرى مرتبطة بتطورها ، والتي تضيف إلى رأس المال الإجمالي.
على الرغم من أن طاقة الحجز والمد والجزر هي مصادر طاقة موثوقة للغاية ، إلا أن أنظمة جريان النهر تتطلب تدفقًا ثابتًا للمياه.
على هذا النحو ، تعتمد الطاقة المائية التي يديرها النهر على الطقس لأنها تتطلب هطول الأمطار لتوليد تدفق كافٍ لتشغيل التوربينات.
مع هذا العقل ، يمكن أن تكون الطاقة المائية التي تديرها الأنهار عرضة للجفاف.
مع استمرار تغير المناخ في رفع درجة حرارة الكوكب ، يمكن أن تصبح هذه المشكلة أكثر شيوعًا في المستقبل القريب.
في الطرف الآخر من المقياس ، يمكن أن يشكل حجز الطاقة المائية خطرًا فيضانًا.
نظرًا لأن السدود مبنية على ارتفاعات عالية ، فإنها تشكل خطرًا على أي مدينة مجاورة.
على الرغم من أن السدود مبنية لتكون قوية جدًا ، إلا أنه لا يزال من الممكن أن تنفجر وتتسبب في تدمير المناظر الطبيعية المحيطة.
كان أكبر فشل في التاريخ في عام 1975 ، عندما انفجر سد بانكياو في الصين بسبب هطول الأمطار الغزيرة من الإعصار وقتل 170 ألف شخص.
ما هي تأثيرات الطاقة الكهرومائية على البيئة؟
يعتمد تأثير مشروع الطاقة الكهرومائية على البيئة على حجمها.
سيكون لمشروع الجري الصغير النطاق تأثير أقل من مشروع الحجز الأكبر.
هناك متغيرات أخرى يمكن أن تؤثر على مشاريعها مثل نوع التكنولوجيا المستخدمة ومقدار البنية التحتية الإضافية المطلوبة في المنطقة المحيطة.
بالطبع ، يتطلب كل مشروع للطاقة الكهرومائية تخطيطًا دقيقًا والالتزام بأفضل الممارسات والامتثال. على الرغم من أن تطوير المواقع المائية يتطلب بعض الاضطراب في البيئة ، إلا أن العملية تتم مراقبتها بعناية.
ما هي نسبة الكهرباء في العالم التي يتم تزوديها بالطاقة الكهرومائية؟
وفقًا لوكالة الطاقة الدولية (IEA) ، يتم توفير 17 ٪ من الكهرباء في العالم بالطاقة الكهرومائية.
إنه مصدر الطاقة المتجددة الأكثر استخدامًا في العالم.
لإدارة معلومات الطاقة يؤكد أن الصين هي أكبر منتج للطاقة الكهرمائية، تليها كندا والبرازيل والولايات المتحدة.
خلاصة:
وفقًا لتقرير حالتها لعام 2020 ، بلغ إجمالي الطاقة الكهرومائية العالمية المركبة 1،308 جيجاوات في عام 2019 ، حيث أكملت 50 دولة وإقليمًا مشاريع جديدة وتطويرية.
مع استثمار العالم أكثر في تقليل اعتمادنا على الوقود الأحفوري ، لم يكن هناك وقت أفضل للعمل في الطاقات المتجددة.
يحدث الكثير من البحث والتطوير في هذا المجال اليوم ، وتساعد التقنيات الجديدة في تلبية احتياجات الطاقة للشركات والأفراد كل يوم.
