ما هو توليد الكهرباء؟

ما هي توليد الكهرباء؟

تعريف توليد الطاقة

يتألف نظام الطاقة من ثلاثة أجزاء رئيسية: التوليد والنقل والتوزيع. يركز هذا المقال على توليد الطاقة، حيث يتم تحويل شكل من أشكال الطاقة إلى طاقة كهربائية. يتم إنتاج الطاقة الكهربائية من مصادر طبيعية مختلفة.

 تُصنف مصادر الطاقة إلى متجددة وغير متجددة. حاليًا، يتم توليد معظم الطاقة الكهربائية من مصادر غير متجددة مثل الفحم والنفط والغاز الطبيعي.

 ومع ذلك، فإن المصادر غير المتجددة محدودة. يجب أن نستخدمها بحذر ونبحث عن مصادر بديلة أو متجددة.

 تشمل المصادر المتجددة الشمس والرياح والماء والmaree والكتلة الحيوية. هذه موارد صديقة للبيئة ومجانٍ وغير محدودة. دعونا نتعلم المزيد عن هذه المصادر المتجددة.

 المصادر المتجددة

مصادر متجددة مثل الطاقة الشمسية والرياح والمائي والmaree والكتلة الحيوية صديقة للبيئة وغير محدودة.

 توليد الكهرباء من الطاقة الشمسية

تعتبر الطاقة الشمسية بديلاً رائعاً لتوليد الكهرباء. هناك طريقتان أساسيتان لتوليد الكهرباء من ضوء الشمس.

 يمكننا إنشاء الكهرباء مباشرة باستخدام خلية الضوئية (PV). تتكون الخلية الضوئية من السيليكون. يتم توصيل العديد من الخلايا بشكل متسلسل أو متوازي لتكوين لوحة شمسية.

يمكننا إنتاج الحرارة (حرارية شمسية) بمساعدة المرايا في ضوء الشمس، ونستخدم هذه الحرارة لتحويل الماء إلى بخار. يقوم هذا البخار ذو درجة الحرارة العالية بتدوير التوربينات.

 مزايا نظام الطاقة الشمسية

• تكلفة النقل صفرية لنظام الطاقة الشمسية المستقل.

• نظام توليد الكهرباء من الطاقة الشمسية صديق للبيئة.

• تكلفة الصيانة منخفضة.

• إنه مصدر مثالي للمواقع البعيدة التي لا يمكن ربطها بالشبكة.

عيوب نظام الطاقة الشمسية

• التكاليف الأولية مرتفعة.

• يتطلب مساحة كبيرة لإنتاج الكميات الكبيرة.

• نظام توليد الكهرباء من الطاقة الشمسية يعتمد على الطقس.

• تخزين الطاقة الشمسية (البطارية) مكلف.

 نظام الطاقة الريحية

تُستخدم توربينات الرياح لتحويل طاقة الرياح إلى طاقة كهربائية. تتدفق الرياح بسبب تغيرات درجة الحرارة في الغلاف الجوي. تقوم توربينات الرياح بتحويل طاقة الرياح إلى طاقة حركية. تقوم الطاقة الحركية الدوارة بتدوير المولد الإشعاعي، ويقوم هذا المولد بتحويل الطاقة الحركية إلى طاقة كهربائية.

مزايا نظام الطاقة الريحية

• طاقة الرياح هي مصدر غير محدود ومجانٍ ونظيف للطاقة.

• تكلفة التشغيل تقريبًا صفرية.

• يمكن لنظام توليد الكهرباء من الرياح إنتاج الطاقة في موقع بعيد.

عيوب نظام الطاقة الريحية

• لا يمكنه إنتاج نفس كمية الكهرباء في جميع الأوقات.

• يتطلب مساحة كبيرة مفتوحة.

• يصدر ضجيجًا.

• عملية بناء توربين الرياح مكلفة.

• يقدم كمية أقل من الكهرباء.

• يشكل تهديدًا للطيور الطائرة.

نظام الطاقة المائية

الطاقة المستخرجة من مياه الأنهار أو المحيطات تسمى الطاقة المائية. تعمل محطات الطاقة المائية على أساس التأثيرات الجاذبية. هنا نخزن الماء في سد أو خزان. عندما نسمح للماء بالسقوط، يتسبب حركة هذا الماء أثناء تدفقه نحو الأنابيب في طاقة حركية تدور التوربينات.

 مزايا نظام الطاقة المائية

• يمكن استخدامها فورًا.

• بعد هذه العملية، يمكن استخدام الماء للري وغيرها من الأغراض.

• تم تصميم السدود لفترات طويلة، وبالتالي يمكن أن تساهم في توليد الطاقة الكهربائية لسنوات عديدة.

• تكاليف التشغيل والصيانة منخفضة.

• لا يتطلب نقل الوقود.

عيوب نظام الطاقة المائية

• تكلفة إنشاء محطة الطاقة المائية عالية.

• تقع محطات الطاقة المائية في المناطق الجبلية وهي بعيدة جدًا عن الحمل. لذلك، تحتاج إلى خطوط نقل طويلة.

• يمكن أن تؤدي عملية بناء السدود إلى غمر المدن والقرى بالمياه.

• هو أيضًا يعتمد على الطقس.

طاقة الفحم والطاقة النووية

نظام طاقة الفحم

تنتج محطة الطاقة الحرارية الكهرباء من خلال حرق الفحم في المرجل. يتم استخدام الحرارة لتحويل الماء إلى بخار. يقوم هذا البخار ذو الضغط العالي ودرجة الحرارة العالية الذي يتدفق إلى التوربين بتدوير المولد لإنتاج الطاقة الكهربائية.

بعد مروره عبر التوربين، يتم تبريده البخار في المكثف وإعادة استخدامه في المرجل لإنتاج البخار مرة أخرى. تعمل محطة الطاقة الحرارية وفقًا لدورة رانكين.

 مزايا نظام طاقة الفحم

• الفحم رخيص.

• لديه تكلفة أولية أقل مقارنة بمحطات الطاقة المتجددة.

• يتطلب مساحة أقل من محطة الطاقة المائية.

• يمكن بناء محطة طاقة حرارية في أي مكان لأن الفحم يمكن نقله إلى المحطة بغض النظر عن موقعها.

• تستغرق عملية بناء وتشغيل محطات الطاقة الحرارية وقتًا أقل من محطة الطاقة المائية.

عيوب نظام طاقة الفحم

• الفحم هو مصدر غير متجدد للطاقة.

• تكلفة التشغيل مرتفعة ومتغيرة حسب سعر الوقود.

• يُلوث الغلاف الجوي بسبب الدخان والدخان.

• يتطلب كمية هائلة من الماء.

نظام الطاقة النووية

عمل محطة الطاقة النووية شبه مشابه لمحطة الطاقة الحرارية. في محطة الطاقة الحرارية، يتم استخدام الفحم في المرجل لإنتاج الحرارة.

في محطة الطاقة النووية، يتم استخدام اليورانيوم في المفاعل النووي لإنتاج الحرارة. في كلتا المحطتين، يتم تحويل الطاقة الحرارية إلى طاقة كهربائية.

1 كجم من اليورانيوم يمكنه إنتاج طاقة تعادل الطاقة المنتجة من حرق 4500 طن من الفحم أو 2000 طن من النفط.

 مزايا نظام الطاقة النووية

• يتطلب مساحة أقل من محطة الطاقة الحرارية ومحطة الطاقة المائية.

• يمكنه إنتاج كمية غير عادية من الطاقة الكهربائية من محطة واحدة.

• لا يطلق ثاني أكسيد الكربون.

• تحتاج محطة الطاقة النووية إلى كمية صغيرة من الوقود.

 عيوب نظام الطاقة النووية

• لديه تكلفة إنشاء أولية عالية.

• لديه تكاليف تشغيل وصيانة عالية.

• لديه نفايات مشعة.

• لديه خطر عالٍ من الاشعاع والانفجار.