تُعتبر توليد الكهرباء من الماء، أو ما يُعرف بالطاقة الكهرومائية، واحدة من الأساليب الحديثة في إنتاج الطاقة الكهربائية، مما يجعلها خيارًا منخفض التكلفة نسبيًا مقارنةً بأساليب أخرى. في هذا المقال عبر موقع مقال maqall.net، سنستعرض كيفية توليد الكهرباء من الماء وأهمية هذه العملية.
توليد الكهرباء من الماء
تقوم عملية توليد الطاقة الكهربائية من الماء على استغلال جريان المياه بالضغط القوي، وفيما يلي تفاصيل هذه العملية:
- عندما يتدفق الماء عبر السدود، يتم إنشاء قنوات في السدود العليا والسفلى تحتوي على أجهزة خاصة لتوليد الطاقة الكهربائية.
- تُركّب التوربينات في نهاية هذه القنوات، حيث تسمح للماء بالعبور، وهذا الاندفاع القوي يولد طاقة ميكانيكية.
- بعد اكتساب الطاقة الميكانيكية، تُنقل إلى مولدات الطاقة الكهربائية:
- حيث يتم تحويل الطاقة الميكانيكية إلى كهربائية، وبالتالي يتم توليد الطاقة الكهربائية من الماء.
- يمكن أيضًا إنتاج الطاقة الكهربائية من حركة المد والجزر في البحر، من خلال تركيب توربينات في المياه.
- عند حدوث المد والجزر، يُستعاد الماء إلى البحر، وتقوم القنوات داخل الماء بإطلاق الماء فيها.
- عند نهاية القنوات، توجد التوربينات التي تولّد الطاقة الميكانيكية نتيجة اندفاع الماء.
- بعد ذلك، تقوم التوربينات بنقل الطاقة إلى مولدات الطاقة الكهربائية.
- لتحويلها إلى طاقة كهربائية، وهكذا نحصل على الطاقة الكهربائية عبر المد والجزر.
ما هي الطاقة الكهربائية؟
تُعتبر الطاقة الكهربائية واحدة من أهم مصادر الطاقة التي يعتمد عليها الإنسان في حياته اليومية. فيما يلي كيفية إنتاج الطاقة الكهربائية:
- تُنتج الطاقة الكهربائية عادةً من تحويل مصادر طاقة أخرى مثل الطاقة الميكانيكية إلى كهربائية، بالإضافة إلى الطاقة الحرارية والكيميائية.
- تُعتبر الطاقة الكهربائية من العناصر الأساسية للحياة، إذ تُستخدم لتشغيل الأجهزة المختلفة مثل الحواسيب، وأجهزة التلفزيون، ومحطات الإذاعة وغيرها.
- تتكون الطاقة الكهربائية نتيجة تدفق شحنات كهربائية عبر الأسلاك وموصلات الطاقة.
- هذا التدفق يُنتج فرق جهد كهربائي يسمح بتدفق التيار الكهربائي.
- المولد الكهربائي يُعتبر أحد أهم الوسائل في توليد الطاقة الكهربائية يومياً.
- إذ يقوم بتحويل الطاقة الميكانيكية إلى طاقة كهربائية قابلة للاستخدام.
- توجد أنواع أخرى من الطاقة مثل الطاقة الميكانيكية، الحرارية، الذرية، وطاقة الجاذبية، وطاقة الوضع.
- تُعتبر الطاقة الكهرومائية مصدراً تنافسياً مع غيرها من مصادر الطاقة المتجددة، نظرًا لتكلفتها المنخفضة نسبيًا.
أكبر محطات إنتاج الطاقة الكهرومائية في العالم
كما تم الإشارة سابقًا، فإن الطاقة الكهرومائية تُستخدم بشكل واسع حاليًا بسبب سهولة إنتاجها وتكلفتها الاقتصادية. إليكم بعض أكبر محطات إنتاج الطاقة الكهرومائية في العالم:
- تنتج محطة سد إيتايبو الواقعة بين البرازيل وباراغواي، الكمية الأكبر من الكهرباء على مستوى العالم، حيث تقع على ضفاف نهر بارانا.
- توجد أيضًا محطة كهرباء جراند كولي في ولاية واشنطن، والتي تُعتبر الأكبر في الولايات المتحدة، إذ تغطي أكثر من ثلثي استهلاك الكهرباء في الولاية.
- وتمثل محطة Three Gorges (السد الثلاثي) أكبر محطة لإنتاج الكهرباء في الصين، وتقع على ضفاف نهر اليانغتسي.
مزايا الطاقة الكهرومائية والاستخدام العالمي لها
تتمتع الطاقة الكهرومائية بمزايا عديدة؛ ويمكن تلخيصها من خلال النقاط التالية، بالإضافة إلى استخدامها العالمي:
- حوالي 19% من الطاقة الكهربائية عالمياً يتم إنتاجها من خلال الطاقة الكهرومائية.
- تُعتبر الطاقة الكهرومائية منخفضة التكلفة مقارنةً بأساليب توليد الطاقة الأخرى.
- تتميز بأنها من الطاقات الأقل تأثيرًا بالسلب على البيئة مقارنةً بدورات إنتاج الكهرباء التقليدية:
- مثل توليد الكهرباء من الوقود الحفري، فضلاً عن كونها مصدرًا للطاقة المتجددة.
- يعتبر السد العظيم في الصين من بين أكبر مولدات الطاقة الكهربائية في العالم، بطاقة تصل إلى نحو 18 جيجاوات.
- تعتبر طريقة ضغط المياه إلى خزانات علوية من أهم وسائل المحافظة على الطاقة الكهرومائية.
- حيث تُساهم هذه الطريقة في حفظ كميات كبيرة من الطاقة المسترجعة والمخزنة.
- تُستخدم هذه الخزانات لتخزين المياه حتى يتم استخدامها في توليد الطاقة الكهربائية.
- وتُعرف هذه العملية باسم تخزين الطاقة الكهرومائية بالضخ والتخزين وتكون دورات التخزين موسمية أو أسبوعية وأحيانًا يومية.
- من المتوقع أن يكون الإنتاج الدولي للطاقة الكهرومائية محدودًا في المستقبل، إلا أن الإحصائيات توضح وجود إمكانيات كبيرة لتطويرها لاحقًا لتحسين الإنتاج.
- تشير التقديرات المستقبلية إلى أن نسبة إنتاج الطاقة الكهرومائية ستكون 95% في أفريقيا، 75% في أمريكا الشمالية، 71% في أوروبا، 79% في أمريكا الجنوبية، و82% في آسيا، و95% في الشرق الأوسط.
