طرق توليد الطاقة الكهربائية

من طرف **bijad** الأحد 16 مارس - 16:48

إن
عملية توليد أو إنتاج الطاقة الكهربائية هي في الحقيقة عملية تحويل الطاقة
من شكل الى آخر (نظرية حفظ الطاقه ) حسب مصادر الطاقة المتوفرة في مراكز
الطلب على الطاقة الكهربائية وحسب الكميات المطلوبة لهذه الطاقة ، الأمر
الذي يحدد أنواع محطات التوليد وكذلك أنواع الاستهلاك وأنواع الوقود
ومصادره كلها تؤثر في تحديد نوع المحطة ومكانها وطاقتها .

أنواع محطات التوليد :

نذكر هنا أنواع محطات التوليد المستعملة على صعيد عالمي ونركز على الأنواع المستعملة في بلادنا :

1. محطات التوليد البخارية .
2. محطات التوليد النووية .
3. محطات التوليد المائية .
4. محطات التوليد من المد والجزر
5. محطات التوليد ذات الاحتراق الداخلي (ديزل – غازية)
6. محطات التوليد بواسطة الرياح.
7. محطات التوليد بالطاقة الشمسية.

1-محطات التوليد البخارية

تعتبر محطات التوليد البخارية محولا للطاقة (Energy Converter)

وتستعمل هذه المحطات أنواع مختلفة من الوقود حسب الأنواع المتوفرة مثل الفحم الحجري أو البترول السائل أو الغاز الطبيعي أو الصناعي .

تمتاز
المحطات البخارية بكبر حجمها ورخص تكاليفها بالنسبة لإمكاناتها الضخمة كما
تمتاز بإمكانية استعمالها لتحلية المياه المالحة ، الأمر الذي يجعلها
ثنائية الإنتاج خاصة في البلاد التي تقل فيها مصادر المياه العذبة .

اختيار مواقع المحطات البخارية Site Selection of Steam Power Station

تتحكم في اختيار المواقع المناسبة لمحطات التوليد الحرارية عدة عوامل مؤثرة نذكر منها

ما يلي :

1. القرب من مصادر الوقود وسهولة نقله إلى هذه المواقع وتوفر وسائل النقل الاقتصادية.
2.
القرب من مصادر مياه التبريد لأن المكثف يحتاج إلى كميات كبير من مياه
التبريد . لذلك تبنى هذه المحطات عادة على شواطئ البحار أو بالقرب من
مجاري الأنهار.
3. القرب من مراكز استهلاك الطاقة الكهربائية لتوفير
تكاليف إنشاء خطوط النقل . مراكز الاستهلاك هي عادة المدن والمناطق
السكنية والمجمعات التجارية والصناعية

وتعتمد محطات التوليد
البخارية على استعمال نوع الوقود المتوفر وحرقه في أفران خاصة لتحويل
الطاقة الكيميائية في الوقود الى طاقة حرارية في اللهب الناتج من عملية
الاحتراق ثم استعمال الطاقة الحرارية في تسخين المياه في مراجل خاصة
(BOILERS) وتحويلها الى بخار في درجة حرارة وضغط معين ثم تسليط هذا البخار
على عنفات أو توربينات بخارية صممت لهذه الغاية فيقوم البخار السريع
بتدوير محور التوربينات وبذلك تتحول الطاقة الحرارية الى طاقة ميكانيكية
على محور هذه التوربينات . يربط محور المولد الكهربائي ربطا مباشرا مع
محور التوربينات البخارية فيدور محور المولد الكهربائي (AL TERNATOR) بنفس
السرعة وباستغلال خاصة المغناطيسية الدوارة (ROTOR) من المولد والجزء
الثابت (STATOR) منه تتولد على طرفي الجزء الثابت من المولد الطاقة
الكهربائية اللازمة . والرسم التمثيلي رقم يبين مسلسل تحويل الطاقة من أول
حرق الوقود حتى إنتاج الطاقة الكهربائية .

لا يوجد فوارق أساسية
بين محطات التوليد البخارية التي تستعمل أنواع الوقود المختلفة إلا من حيث
طرق نقل وتخزين وتداول وحرق الوقود . وقد كان استعمال الفحم الحجري شائعا
في أواخر القرن الماضي وأوائل هذا القرن ، إلا أن اكتشاف واستخراج البترول
ومنتوجاته احدث تغييرا جذريا في محطات التوليد الحرارية حيث اصبح يستعمل
بنسبة تسعين بالمئة لسهولة نقله وتخزينه وحرقة إن كان بصورة وقود سائل أو
غازي .

مكونات محطات التوليد البخارية :

تتألف محطات التوليد البخارية بصورة عامة من الأجزاء الرئيسية التالية :

أ ) الفرن : Furnace

وهو
عبارة عن وعاء كبير لحرق الوقود . ويختلف شكل ونوع هذا الوعاء وفقا لنوع
الوقود المستعمل ويلحق به وسائل تخزين ونقل وتداول الوقود ورمي المخلفات
الصلبة

ب ) المرجل : Boiler

وهو وعاء كبير يحتوي على مياه نقية تسخن بواسطة حرق الوقود لتتحول هذه المياه

الى بخار . وفي كثير من الأحيان يكون الفرن والمرجل في حيز واحد تحقيقا للاتصال

المباشر بين الوقود المحترق والماء المراد تسخينه .د

وتختلف أنواع المراجل حسب حجم المحطة وكمية البخار المنتج في وحدة الزمن .

ج ) العنفة الحرارية أو التوربين Turbine

وهي
عبارة عن عنفة من الصلب لها محور ويوصل به جسم على شكل أسطواني مثبت به
لوحات مقعرة يصطدم فيها البخار فيعمل على دورانها ويدور المحور بسرعة
عالية جدا حوالي 3000 دورة بالدقيقة وتختلف العنفات في الحجم والتصميم
والشكل باختلاف حجم البخار وسرعته وضغطه ودرجة حرارته ، أي باختلاف حجم
محطة التوليد .

د ) المولد الكهربائي : Generator

هو عبارة
عن مولد كهربائي مؤلف من عض دوار مربوط مباشرة مع محور التوربين وعضو ثابت
.ويلف العضوين بالأسلاك النحاسية المعزولة لتنقل الحقل المغناطيسي الدوار
وتحوله إلى تيار كهربائي على أطراف العضو الثابت . ويختلف شكل هذا المولد
باختلاف حجم المحطة .

هـ ) المكثف: Condenser

وهو عبارة عن
وعاء كبير من الصلب يدخل اليه من الأعلى البخار الآتي من التوربين بعد أن
يكون قد قام بتدويرها وفقد الكثير من ضغطه ودرجة حرارته ، كما يدخل في هذا
المكثف من أسفل تيار من مياه التبريد داخل أنابيب حلزونية تعمل على تحويل
البخار الضعيف إلى مياه حيث تعود هذه المياه إلى المراجل مرة أخرى بواسطة
مضخات خاصة .

و) المدخنة : Chimney

وهي عبارة عن مدخنة من
الآجر الحراري ( Brick) أسطوانية الشكل مرتفعة جدا تعمل على طرد مخلفات
الاحتراق الغازية إلى الجو على ارتفاع شاهق للإسراع في طرد غازات الاحتراق
والتقليل من تلوث البيئة المحيطة بالمحطة .

ز) الآلات والمعدات المساعدة : Auxiliaries

وهي
عبارة عن عدد كبير من المضخات والمحركات الميكانيكية والكهربائية ومنظمات
السرعة ومعدات تحميص البخار التي تساعد على إتمام العمل في محطات التوليد .

من طرف **dutch** الأحد 16 مارس - 18:16

معلومات مفيدة :rendeer:

من طرف **lambadouza** الأحد 16 مارس - 18:32

حقا مفيده
شكرا

من طرف **NIZAR** الأحد 16 مارس - 23:08

:rendeer:

من طرف **bijad** الإثنين 17 مارس - 0:11

من طرف **Iheb** الإثنين 17 مارس - 2:39

شكرا لك معلومات جد مفيدة و أتمنى أن تكمل لنا البقية إن إستطعت

من طرف **bijad** الإثنين 17 مارس - 3:17

-محطات التوليد النووية : Nuclear Power Stationمحطات التوليد النووية نوعا من محطات التوليد الحراريةلأنها تعمل بنفس المبدأ وهو توليد البخار بالحرارة وبالتالي يعمل البخار على تدويرالتوربينات التي بدورها تدور الجزء الدوار من المولد الكهربائي وتتولد الطاقةالكهربائية على أطراف الجزء الثابت من هذا المولد .

والفرق في محطات التوليدالنووية أنه بدل الفرن الذي يحترق فيه الوقود يوجد هنا مفاعل ذري تتولد في الحرارةنتيجة انشطار ذرات اليورانيوم بضربات الإلكترونات المتحركة في الطبقة الخارجيةللذرة وتستغل هذه الطاقة الحرارية الهائلة في غليان المياه في المراجل وتحويلها إلىبخار ذي ضغط عال ودرجة مرتفعة جدا.

تحتوي محطة التوليد النووية على الفرنالذري الذي يحتاج إلى جدار عازل وواق من الإشعاع الذري وهو يتكون من طبقة من الآجرالناري وطبقة من المياه وطبقة من الحديد الصلب ثم طبقة من الأسمنت تصل إلى سمكمترين وذلك لحماية العاملين في المحطة والبيئة المحيطة من التلوث بالإشعاعات الذرية .

أن أول محطة توليد حرارية نووية في العالم نفذت في عام 1954 وكانت فيالاتحاد السوفيتي بطاقة 5 ميغاواط . .

ومحطات التوليد النووية غير مستعملةفي البلاد العربية حتى الآن . ولكن محطات التوليد الحرارية البخارية مستعملة بصورةكثيفة على البحر الأحمر والبحر الأبيض المتوسط والخليج العربي في توليد الكهرباءولتحلية المياه المالحة .

3-محطات التوليد المائية : Hydraulic Power Stations حيث توجد المياه في أماكن مرتفعة كالبحيرات ومجاريالأنهار يمكن التفكير بتوليد الطاقة ، خاصة إذا كانت طبيعة الأرض التي تهطل فيهاالأمطار أو تجري فيها الأنهار جبلية ومرتفعة. ففي هذه الحالات يمكن توليد الكهرباءمن مساقط المياه . أما إذا كانت مجاري الأنهار ذات انحدار خفيف فيقتضي عمل سدود فيالأماكن المناسبة من مجرى النهر لتخزين المياه . تنشاء محطات التوليد عادة بالقربمن هذه السدود كما هو الحال في مجرى نهر النيل. وقد بني السد العالي وبنيت معه محطةتوليد كهرباء بلغت قدرتها المركبة 1800 ميغاواط . وعلى نهر الفرات في شمال سوريابني سد ومحطة توليد كهرباء بلغت قدرتها المركبة 800 ميغاواط .

إذا كان مجرىالنهر منحدرا انحدار كبيرا فيمكن عمل تحويرة في مجرى النهر باتجاه أحد الوديانالمجاورة وعمل شلال اصطناعي . هذا بالإضافة إلى الشلالات الطبيعية التي تستخدممباشرة لتوليد الكهرباء كما هو حاصل في شلالات نياغرا بين كندا والولايات المتحدة . وبصورة عامة أن أية كمية من المياه موجودة على ارتفاع معين تحتوي على طاقة كامنة فيموقعها . فإذا هبطت كمية المياه إلى ارتفاع ادنى تحولت الطاقة الكامنة إلى طاقةحركية . وإذا سلطت كمية المياه على توربينة مائية دارت بسرعة كبيرة وتكونت على محورالتوربينة طاقة ميكانيكية . وإذا ربطت التوربينة مع محور المولد الكهربائي تولد علىأطراف العضو الثابت من المولد طاقة كهربائية .

مكونات محطة التوليد المائية : Components of Hydro-Electric Station

تتألف محطة توليد الكهرباء المائيةبصورة عامة من الأجزاء الرئيسية التالية.

مساقط المياه (المجرى المائل) Penstock
وهو عبارة عن أنبوب كبير أو أكثر يكون في اسفل السد أو من أعلى الشلالإلى مدخل التوربينة وتسيل في المياه بسرعة كبيرة . يوجد سكر في أوله (بوابة) (VALVE) وسكر آخر في آخره للتحكم في كمية المياه التي تدور التوربينة .

تجدر الإشارة الى أن السدود وبوابات التحكم وأقنية المياه الموصلة للأنابيبالمائلة تختلف حسب كمية المياه وأماكن تواجدها .

ب. التوربين: Turbine

تكون التوربينة والمولد عادة في مكان واحد مركبين على محور رأسي واحد . يركب المولد فوق التوربينة . وعندما تفتح البوابة في اسفل الأنابيب المائلة تتدفقالمياه بسرعة كبيرة في تجاويف مقعرة فتدور بسرعة وتدير معها العضو الدوار في المولدحيث تتولد الطاقة الكهربائية على أطراف هذا المولد .

ج ) أنبوبة السحب : Draught Tubes

بعد أن تعمل المياه المتدفقة في تدوير التوربين فلا بد منسحبها للخارج بسرعة ويسر حتى لا تعوق الدوران . لذا توضع أنابيب بأشكال خاصة لسحبهاللخارج السرعة اللازمة.

د) المعدات والآلات المساعدة : Auxiliaries

تحتاج محطات التوليد المائية آلي العديد من الآلات المساعدة مثل المضخاتوالبوابات والمفاتيح ومعدات تنظيم سرعة الدوران وغيرها .

من طرف **bijad** الإثنين 17 مارس - 3:18

4-محطات التوليد من المد والجزر Tidal Power Stations المد والجزر من الظواهر الطبيعية المعروفة عند سكان سواحل البحار . فهم يرون مياه البحر ترتفع في بعض ساعات اليوم وتنخفض في البعض الآخر . وقد لايعلمون أن هذا الارتفاع ناتج عن جاذبية القمر عندما يكون قريبا من هذه السواحل وانذلك الانخفاض يحدث عندما يكون القمر بعيدا عن هذه السواحل ، أي عندما يغيب القمر ،علما أن القمر يدور حول الأرض في مدار أهليجي أي بيضاوي الشكل دورة كل شهر هجري ،وأن الأرض تدور حول نفسها كل أربع وعشرين ساعة . فإذا ركزنا الانتباه على مكان معين، وكان القمر ينيره في الليل ، فهذا معناه أنه قريب من ذلك المكان وان جاذبيته قوية . لذا ترتفع مياه البحر . وبعد مضي أثنى عشرة ساعة من ذلك الوقت ، يكون القمربالجزء المقابل قطريا ، أي بعيدا عن المكان ذاته بعدا زائدا بطول قطر الكرة الأرضيةفيصبح اتجاه جاذبية القمر معاكسة وبالتالي ينخفض مستوى مياه البحر .

واكثربلاد العالم شعورا بالمد والجزر هو الطرف الشمالي الغربي من فرنسا حيث يعمل مد وجزرالمحيط الأطلسي على سواحل شبه جزيرة برنتانيا إلى ثلاثين مترا وقد أنشئت هناك محطةلتوليد الطاقة الكهربائية بقدرة 400 ميغاواط . حيث توضع توربينات خاصة في مجرى المدفتديرها المياه الصاعدة ثم تعود المياه الهابطة وتديرها مرة أخرى .

ومنالأماكن التي يكثر فيها المد والجزر السواحل الشمالية للخليج العربي في منطقةالكويت حيث يصل أعلى مد إلى ارتفاع 11 مترا ولكن هذه الظاهرة لا تستغل في هذهالمناطق لتوليد الطاقة الكهربائية .

5-محطات التوليد ذات الاحتراقالداخلي : Internal Combustion Engines محطات التوليد ذات الاحتراقالداخلي هي عبارة عن الآت تستخدم الوقود السائل (Fuel Oil) حيث يحترق داخل غرفاحتراق بعد مزجها بالهواء بنسب معينة ، فتتولد نواتج الاحتراق وهي عبارة عن غازاتعلى ضغط مرتفع تستطيع تحريك المكبس كما في حالة ماكينات الديزل أو تستطيع تدويرالتوربينات حركة دورا نية كما في حالة التوربينات الغازية .

توليد الكهرباءبواسطة الديزل Diesel Power Station
تستعمل ماكينات الديزل في توليد الكهرباءفي أماكن كثيرة في دول الخليج وخاصة في المدن الصغيرة والقرى . وهي تمتاز بسرعةالتشغيل وسرعة الإيقاف ولكنها تحتاج الى كمية مرتفعة من الوقود نسبيا وبالتالي فانكلفة الطاقة المنتجة منها تتوقف على أسعار الوقود . ومن ناحية أخرى لا يوجد منهاوحدات ذات قدرات كبيرة . (3 ميغاواط فقط). وهذا المولدات سهلة التركيب وتستعملكثيرة في حالات الطوارئ أو أثناء فترة ذروة الحمل . وفي هذه الحالة يعمل عادة عددكبير من هذه المولدات بالتوازي لسد احتياجات مراكز الاستهلاك.

توليدالكهرباء بالتوربينات الغازية Gas Turbine
تعتبر محطات توليد الكهرباء العاملةبالتوربينات الغازية حديثة العهد نسبيا ويعتبر الشرق الأوسط من اكثر البلداناستعمالا لها . وهي ذات سعات وأحجام مختلفة من 1 ميغاواط الى 250ميغاواط ، تستعملعادة أثناء ذروة الحمل في البلدان التي يوجد فيها محطات توليد بخارية أو مائية ،علما أن فترة إقلاعها وإيقافها تتراوح بين دقيقتين وعشرة دقائق.

وفي معظمالشرق الأوسط ، وخاصة في المملكة العربية السعودية ، فتستعمل التوربينات الغازيةلتوليد الطاقة طوال اليوم بما فيه فترة الذروة . ونجد اليوم في الأسواق وحداتمتنقلة من هذه المولدات لحالات الطوارئ مختلفة الأحجام والقدرات .

تمتاز هذهالمولدات ببساطتها ورخص ثمنها نسبيا وسرعة تركيبها وسهولة صيانتها وهي لا تحتاج إلىمياه كثيرة للتبريد . كما تمتاز بإمكانية استعمال العديد من أنواع الوقود ( البترولالخام النقي – الغاز الطبيعي – الغاز الثقيل وغيرها ... ) وتمتاز كذلك بسرعةالتشغيل وسرعة الإيقاف .

وأما سيئاتها فهي ضعف المردود الذي يتراوح بين 15و 25 % كما أن عمرها الزمني قصير نسبيا وتستهلك كمية اكبر من الوقود بالمقارنة معمحطات التوليد الحرارية البخارية .

مكونات محطات التوربينات الغازية Components of Gas Turbines

إن الأجزاء الرئيسية التي تتكون منها محطةالتوليد بالتوربينات الغازية هي ما يلي :

أ ) ضاغط الهواء The Air Compressor

وهو يأخذ الهواء من الجو المحيط ويرفع ضغطه الى عشرات الضغوطالجوية .

ب) غرفة الاحتراق The Combustion Chamber

وفيها يختلطالهواء المضغوط الآتي من مكبس الهواء مع الوقود ويحترقان معابواسطة وسائلخاصة بالاشتعال . وتكون نواتج الاحتراق من الغازات المختلفة على درجات حرارة عاليةوضغط مرتفع .

ج ) التوربين The Turbine

وهي عبارة عن توربين محورهاأفقي مربوط من ناحية مع محور مكبس الهواء مباشرة و من ناحية أخرى مع المولد ولكنبواسطة صندوق تروس لتخفيف السرعة لأن سرعة دوران التوربين عالية جدا لا تتناسب معسرعة دوران المولد الكهربائي . تدخل الغازات الناتجة عن الاحتراق في التوربينفتصطدم بريشها الكثيرة العدد من ناحية الضغط المنخفض ( يتسع قطر التوربين من هذهالناحية) الى الهواء عن طريق مدخنة .

د ) المولد الكهربائي The Generator

يتصل المولد الكهربائي مع التوربين بواسطة صندوق تروس لتخفيفالسرعة كما ذكرنا وفي بعض التوربينات الحديثة تقسم التوربين الى توربينتين واحدةللضغط والسرعة العالية متصلة مباشرة مع مكبس الهواء والثانية تسمى توربينة القدرةمتصلة مباشرة مع محور المولد الكهربائي .

هـ ) الآلات والمعدات المساعدة Auxiliaries

تحتاج محطات التوربينات الغازية الى بعض المعدات والآلاتالمساعدة على النحو التالي :

مصافي الهواء قبل دخوله الى مكبسالهواء .
مساعد التشغيل الأولي وهو اما محرك ديزل أو محرك كهربائي .
وسائلالمساعدة على الاشتعال .
آلات تبريد مياه تبريد المحطة .
معدات قياسالحرارة والضغط في كل مرحلة من مراحل العمل .
معدات القياس الكهربائية المعروفةالمختلفة .
6-محطات توليد الكهرباء بواسطة الرياح : Win Power Stationيمكن استغلال الرياح في الأماكن التي تعتبر مجاريدائمة لهذه الرياح في تدوير مراوح كبيرة وعالية لتوليد الطاقة الكهربائية . وعلىسبيل المثال هناك مدن صغيرة في الولايات المتحدة واوروبا تستمد الطاقة الكهربائيةاللازمة للاستهلاك اليومي من محطة توليد كهرباء تعمل بالرياح يبلغ طول شفرة مروحتها 25 مترا .

7-محطات التوليد بالطاقةالشمسية.ما يمكن أن ينتج عنه أعمال تطبيقية أصبحت في التداولالتجاري هي استغلال الطاقة الشمسية لانتاج الطاقة الكهربائية وفي تسخين مياهالاستعمال المنزلي وخاصة في التجمعات الطلابية والعمالية .

من طرف **bijad** الإثنين 17 مارس - 3:19

Iheb كتب:شكرا لك معلومات جد مفيدة و أتمنى أن تكمل لنا البقية إن إستطعت

inchallah kol chay wadha7 tawa :geek:

من طرف **bijad** الإثنين 17 مارس - 3:19

من طرف **smaylo** الإثنين 17 مارس - 3:25

:rendeer:

طرق توليد الطاقة الكهربائية

طرق توليد الطاقة الكهربائية

رد: طرق توليد الطاقة الكهربائية

رد: طرق توليد الطاقة الكهربائية

رد: طرق توليد الطاقة الكهربائية

رد: طرق توليد الطاقة الكهربائية

رد: طرق توليد الطاقة الكهربائية

رد: طرق توليد الطاقة الكهربائية

رد: طرق توليد الطاقة الكهربائية

رد: طرق توليد الطاقة الكهربائية

رد: طرق توليد الطاقة الكهربائية

رد: طرق توليد الطاقة الكهربائية