Electric power

أبحاث رائدة لإنتاج الكهرباء من حرارة الكمبيوتر النقال

2011-04-08T08:40:00.000-07:00

تتسبب أجهزة الكمبيوتر المحمولة في إطلاق كميات كبيرة من الحرارة، وهذه الحرارة تنجم عن تحويل جزء لا يستهان به من الكهرباء المخزنة في البطارية، مما يشكل هدر للطاقة وتقليل مدة عمل الجهاز بسبب ضياع الطاقة الكهربائية على شكل حرارة.

هذه المعضلة كانت محط اهتمام فريق بحثي في معهد ماساشوستس، من اجل إيجاد أنجع الحلول للاستفادة القصوى من تلك الطاقة المهدورة.

يقوله البروفيسور بيتر فاغلستين استاذ الهندسة الكهربائية في المعهد، إن التكنولوجيا الحالية قادرة على تحويل الحرارة إلى كهرباء، لكنها تحول فقط 10% من الحرارة مما يفترض نظرياً أن تحوله إلى كهرباء، من هنا فإنه يأمل الاستفادة مما يسمى ( بقع الكم ) لتحقيق تحويل مجد لهذه الطاقة.

ويضيف البروفيسور فاغلستين أن ( بقع الكم ) هي عبارة عن بقع من مادة شبه موصلة تتكون كل منها من مئة ذرة تقريباً، وهي تستجيب للحرارة بتكوين تيار من الالكترونات أي كهرباء، ويقول انه إذا أمكن تصميم صفوف من هذه البقع لتوضع بالقرب من سطح ساخن، فإن الحرارة المنبعثة ستتسبب في تكوين تيار من الالكترونات يتدفق بين البقع، من هنا، فإنه وفريق البحث العامل معه، قد اظهروا نظرياً، انه يمكن الحصول على أفضل تدفق للالكترونات إذا كانت المسافة بين البقع بحدود ميكرون واحد، أي جزء بالألف من المليمتر.

ويختتم فاغلستين بقوله إن ما عملناه كان إظهار انه يمكن نظرياً الحصول على طاقة كبيرة من عملية تحويل كهذه باستخدام ( بقع الكم ) وانه إن أمكن عملياً تكوين فجوات صغيرة بين البقع ستكون الطاقة الكهربائية الناتجة كبيرة جداً.

من جانب آخر فقد كشفت عدد من الدراسات العلمية، أن جانبا كبيرا من الطاقة الكهربائية يتم فقدانها جراء تحولها إلى طاقة حرارية منبعثة من الأجهزة الكهربائية، وقد حرصت عدد من الجهات المسؤولة عن وضع المواصفات والمقاييس وترشيد استهلاك الطاقة، على وضع ضوابط صارمة لهذا الهدر، مما أدى إلى عدم سماح بعض الدول باستيراد الأجهزة الكهربائية القديمة التي تنبعث منها مقادير كبيرة من الحرارة.

وزارة العلوم والتكنلوجيا / مركز بحوث الطاقة الشمسية

2011-04-08T08:39:00.002-07:00

العلوم والتكنلوجيا / مركز بحوث الطاقة الشمسية :

النشاطات الموجودة حالياً في المركز:

1. تصميم وتصنيع منظومة انارة الشوارع تعمل وفق الاجواء البيئية العراقية.
2. تصميم وتصنيع منظومة معالجة الغبار المتراكم على الخلايا الشمسية.
3. تصميم وتصنيع ثلاث منظومات تتبع صغيرة خاصة بإنارة الشوارع ، متوسطة لتطبيقات الإنارة الاضطرارية للمباني وكبيرة لتطبيقات الحماية الكاثودية والمولدات الكهربائية ومشاريع ضخ المياه.
4. تصميم وبناء ونصب منظومة إنارة اضطرارية لطابق معالي وزير الداخلية والعاملة بالطاقة الشمسية.
5. الاختبار الميداني وتقييم الأداء الفعلي للسخان الشمسي تحت ظروف التشغيل المحلية.
6. انجاز منظومة تدفئة الغرف والقاعات تعمل بالطاقة الشمسية الحرارية.
7. تصميم وتصنيع منظومة سقي وارواء للاراضي الزراعية تعمل بالطاقة المتجددة الهجينة (شمسية + رياح).
8. تصميم وتصنيع منظومة توليد الكهرباء باستخدام الطاقة الشمسية لتشغيل مختبرات مراكز سلامة الغذاء(دائرة بحوث البيئة والمواد الخطرة).
9. انجاز المسلك التكنولوجي لمنظومة انارة الشوارع .
10. إعداد التصاميم الخاصة بإنتاج سخان شمسي محلي يلائم البيئة العراقية.
11. إعداد الدراسات والتصاميم لتصنيع خلايا شمسية بطريقة الرش الحراري الكيمياوي CIS.
12. إعداد الدراسات والتصاميم الخاصة بتصنيع الطباخ الشمسي يعمل بتقنية خزن الطاقة.
13. إعداد الدراسات والتصاميم الخاصة بتصنيع المولد الكهربائي المنزلي بالتأثير الشمسي الحراري.
14. تصميم وتصنيع مصباح إنارة حديث يتكون من الدايودات الباعثة للضوء والتي لها مزايا خاصة في الإنارة تختلف عن بقية المصابيح العاملة في إنارة الشوارع بالطاقة الشمسية.
15. اعداد الدراسات والتصاميم لمشروع الكهرباء البديلة للمتحف العراقي.
16. اعداد التصاميم لمحطة هجينة للحماية الكاثودية لانابيب النفط .
17. اعداد التصاميم لمشروع انارة المجمعات السكنية في مختلف مواقع وزارة النفط.
18. اعداد الدراسات لتصنيع منظومة متكاملة تعمل بالطاقة الشمسية لتشغيل حضيرة تربية دواجن لصالح الدائرة الزراعية.
19. اعداد التصاميم لتصنيع مركز حوضي لانتاج الكهرباء المنزلية .
20. اعداد التصاميم لتصنيع منظومة لتعقيم المياه تعمل بالطاقة الشمسية.
21. اعداد دراسة حول العواصف الغبارية وادارة البيئة.
22. الاشراف على 7 طلاب دراسات عليا (2 دكتوراه، 5 ماجستير) جميعهم في الطاقة الشمسية.
23. تقديم بحث في دور المراكز البحثية غير الاكاديمية في دعم الصناعات الصغيرة.
24. المشاركة في معرضين (بغداد ، كردستان)
25. تقييم عدة دراسات علمية لمكتب رئيس الوزراء مع 12 براءة اختراع.

المخطط المستقبلي:

1. الدعم المادي والمعنوي وتنشيط حركة البحث في مجالات الطاقة الشمسية.
2. القيام بمشاريع رائدة وكبيرة نوعاً ما وعلى مستوى يفيد البلد كمصدر آخر من الطاقة وتدريب الكوادر الفنية المحلية عليها.
3. تنشيط طرق التبادل العلمي والمشورة العلمية مع بقية الدول.
4. تطبيق جميع سبل ترشيد الحفاظ على الطاقة ودراسة أفضل طرقها بالإضافة إلي دعم المواطنين الذين يستعملون الطاقة الشمسية في منازلهم أسوة بدعم تكلفة الطاقة الكهربائية المولدة من المصادر التقليدية.
5. تشجـيع التعاون مع الـــدول المتقدمــة في هـذا المجال والاستفــادة من خبراتهــا على أن يكـون ذلك مبنيــاً على أســاس المنفعة المتبادلة.
************************************

الرياح مصدر متجدد للطاقة

2011-04-08T08:39:00.001-07:00

استخدم الناس طاقة الرياح للمرة الأولى في عام 3000 قبل الميلاد تقريباً على شكل مراكب شراعية في مصر إذ قامت الأشرعة بأسر طاقة الريح لسحب المركب عبر الماء، واستخدمت الطواحين الأولى لطحن الحبوب إمّا في عام 2000 قبل الميلاد في بابل القديمة أو في عام 200 قبل الميلاد في بلاد فارس القديمة، احتوت هذه الأدوات الأولى عارضة خشبية عمودية واحدة أو أكثر والأسفل المسن ربط بعمود تدوير يدار بالريح وإن المفهوم من استخدام طاقة الرياح لطحن الحبوب انتشرت بسرعة في الشرق الأوسط وكانت في استخدام واسع قبل فترة طويلة من استخدام الطاحونة الأولى التي ظهرت في أوروبا
التطوير الحديث لتقنية وتطبيقات طاقة الرياح كانت جارية بشكل جيد جدا بالثلاثينات، عندما قامت 600,000 طاحونة بسد حاجة المناطق الريفية البعيدة بالكهرباء والماء وعندما بدأ انتشار توزيع الكهرباء بدرجة واسعة في البلدات والمزارع بدأ ينحسر استعمال طاقة الرياح في الولايات المتّحدة ولكنّه ارتفع ثانية بعد نقص النفط الأمريكي في أوائل السبعينات وخلال السنوات الـ30 الماضية تقلب البحث والتطوير مع اهتمامات الحكومة الاتحادية وحوافز الضريبة وفي وسط الثمانينات كان تقدير طاقة توربينات الرياح يصل كحد أقصى إلى 150 كيلو واط وفي عام 2006 قدّر مقياس التوربينات التجارية عموماً بأكثر من 1 ميغا واط ومتوفرة أيضاً بقدرة تصل إلى 4 ميغا واط.

يعتبر الحصول على الطاقة الكهربائية ، أمرا حيويا وهاما للغاية ، وقد بذل الإنسان جهودا كبيرة للحصول على الطاقة الكهربائية من مختلف المصادر ، فاستخدم الفحم والنفط والتفاعلات النووية ، كما لجأ إلى استخدام الطاقة الشمسية والمساقط المائية والرياح ، لتلبية بعض احتياجاته المتزايدة من الطاقة ، فما هو مدى استخدام طاقة الرياح Wind Energy حاليا ؟.

مصدر لا ينضب من الطاقة

تعتبر الرياح مصدرا مثاليا للطاقة ، فهي لا تنضب ولا تخلف أي غازات ضارة أو نفايات خطيرة تلوث البيئة وتهدم التوازن الأيكولوجي لكوكب الأرض ، وقد سخرها الإنسان لخدمته منذ القِدم وشاع استخدامها في بعض مناطق أوروبا لطحن الحبوب ورفع المياه وقطع الأخشاب.
إن حركة الرياح الديناميكية المستمرة ، تمكننا من تحويلها إلى طاقة توربينية دورانية منتظمة ، وباستخدام مولدات كهربائية Electric Generator خاصة ، يمكن تحويل هذه الطاقة الحركية إلى طاقة كهربائية .
يقدر حجم طاقة الرياح في العالم وعلى سرعة 4 متر / ثانية بأكثر من 53000 تريليون واط ساعة سنويا ، وهذا الرقم المذهل يفوق أربع مرات عن ما تم استهلاكه من الطاقة الكهربائية في عام واحد وفي جميع أنحاء العالم.
إن الدراسات التي قامت بها منظمة الطاقة العالمية IFA تدل على أن استهلاك البشرية من الطاقة الكهربائية سوف يتضاعف مرتين بحلول عام 2020 وهذا سوف يشكل استنزافا للمصادر التقليدية للطاقة ، وتوصى هذه اللجنة بضرورة أن تلبي طاقة الرياح ما مجمله 20% من احتياجات الإنسان اليومية.

مميزات طاقة الرياح

تتمتع طاقة الرياح بالكثير من المميزات التي تؤهلها لأن تكون مصدرا مثاليا للطاقة في ظل تطوير الكثير من المولدات الكهربائية التي تدار بواسطة الهواء المتحرك ، وقد أثبتت هذه المولدات قدرات تقنية متميزة ، فهي لا تحتاج إلى صيانة مستمرة ولا ينجم عنها غازات ضارة تلوث البيئة ، كما أنها تعمل بشكل جيد على سرعات منخفضة للرياح ، لكن من مساوئ هذا المصدر للطاقة ، تذبذب حركة الرياح مما يؤدي إلى عدم انتظام حصولنا على الطاقة الكهربائية ، وقد تم معالجة هذا الأمر بعدة طرق ، منها استخدام الطاقة الناتجة في ساعات ذروة هبوب الرياح وتخزينها في بطاريات أو تحويلها إلى خلايا تحليل مائية للحصول على الهيدروجين والذي سوف يستخدم لاحقا عندما يسكن الهواء.
لقد انتشرت مزارع الرياح عالميا وقد تولت إنتاج حصادات الرياح ( مضخات الرياح ) كبرى شركات إنتاج الطاقة في العالم ، ويقدر عدد الحصادات التي تباع سنويا بأكثر من عشرة ألاف وهذا الرقم آخذ في التزايد سنويا.
إن طاقة الرياح تلعب دورا هاما في بعض المناطق النائية والتي يصعب إيصال التيار الكهربائي لها بواسطة شبكة الكهرباء الوطنية في تلك الدول ، وقد وضعت الكثير من دول العالم خططا طموحة لاستخدام هذا المصدر من الطاقة وتقليل كلفة إنتاج الطاقة الكهربائية من الرياح بحيث تصل إلى .025 يورو لكل كيلو واط بحلول عام 2020 ، ويبين الجدول التالي كمية إنتاج الطاقة الكهربائية من الرياح في بعض دول العالم . *

بحث عن محرك الديزل و توليد الطاقة الكهربائية . بحوث . بحوث متكامله . بحث جاهز . بحوث علمية و ادبيه محرك الديزل ومستقبل توليد الطاقة الكهربائية

2011-04-08T08:38:00.000-07:00

محرك الديزل هو محرك احتراق داخلي اخترعه المهندس الالماني رودلف ديزل عام 1892 وذلك بعد خمسة اعوام من اعمال البحث والتطوير. لقد كان محرك الديزل منذ نشأته الاولى، وعلى امتداد القرن العشرين بأسره، حلا جذابا للكثير من التطبيقات الصناعية المدنية والعسكرية، حيث رأى فيه رجال الاعمال ضالتهم المنشودة في الحصول على مصدر للطاقة عملي، وموثوق، ورخيص الكلفة. والان وفي ضوء المتغيرات الكثيرة التي لحقت بقطاع الطاقة على امتداد القرن، فان هذا المحرك سيجتاز الخط الفاصل بين القرنين العشرين والحادي والعشرين وهو اكثر تفاؤلا بمستقبله في خدمة الانسان. ان محرك الديزل يستطيع ان يلعب دورا رئيسيا في محطات توليد الطاقة المستقبلية. ولكن قبل ان يحدث ذلك لابد من تطوير محركات الديزل بحيث يتم التحكم بغازات العادم المنطلقة منها، بالاضافة الى التصدي الى التحديات الشديدة والكثيرة التي تواجه صانعي هذا النوع من المحركات.

ومع ان محرك الديزل، شأنه شأن محرك البنزين، مستعمل في السيارات منذ عقود كثيرة، الا ان الاختلافات بين المحركين عديدة، وهذه الاختلافات هي التي أهلت وتؤهل محرك الديزل الى دور حضاري متميز في القرن القادم. ان محرك الديزل على عكس محرك البنزين المستعمل في السيارات الصغيرة، لا يشعل الوقود اعتمادا على طاقة حرارية خارجية، مثل شمعات الاشتعال وما تتطلبه من دارة كهربائية ذات جهد عال لتأمين الشرارة وتقطيعها بواسطة البلاتين، ولكنه يستعمل الحرارة المتولدة عن انضغاط الهواء لاشعال خليطة الهواء - الوقود في اسطوانته.

وبغية الوصول الى درجة الحرارة العالية اللازمة للاحتراق فإن نسبة الانضغاط اللازمة في محركات الديزل يجب ان تكون عالية تصل الى 1:16 وهي النسبة الاكثر استعمالا. وعند نسبة الانضغاط هذه فإن درجة الحرارة ترتفع الى 500 درجة مئوية كما يرتفع الضغط الى 40كلغ سم2، علما بان نسبة انضغاط الهواء في محرك البنزين العادي تقع في المجال 4:1 و10:1.

التشغيل
محرك الديزل يمكن ان يكون اما بدورة ذات اربعة اشواط او ذات شوطين. بالنسبة للدورة ذات الاشواط الاربعة فإن المكبس يتحرك أولا نحو الاسفل بينما تكون فتحة الدخول مفتوحة (مرحلة الامتصاص). وهذه المرحلة تؤدي الى امتلاء الاسطوانة بالهواء ثم تنغلق فتحة دخول الهواء، وعندما يبتدىء المكبس مرحلة الصعود الى الاعلى حيث يضغط الهواء في الاسطوانة (شوط الانضغاط) وقبل ان يصل المكبس الى ذروة ارتفاعه يتم حقن الوقود عبر فوهة خاصة. عندها يمتزج الوقود مع الهواء المضغوط ويشتعل المزيج بتأثير درجة الحرارة الناتجة عن الانضغاط الشديد. وهكذا يندفع المكبس بشدة نحو الاسفل بتأثير انفجار مزيج الهواء فى الوقود (شوط التمدد او شوط الطاقة). بعدها يرتفع المكبس من جديد حيث يكون صمام الطرد مفتوحا هذه المرة حيث يدفع امامه غازات الاحتراق بأسرها (شوط التفريغ). وهكذا تبدأ العملية من جديد باستقدام هواء جديد بينما يبدأ المكبس شوطا جديدا للامتصاص.

ان محرك الديزل ذا الشوطين مماثل لنظيره ذي الاشواط الاربعة باستثناء ان غازات الافلات تطرد من الاسطوانة بواسطة طارد خاص عندما يكون المكبس في وضعية الحجم الاعظمي تقريبا. وفي الوقت ذاته فان مروحة الطرف تقدم امدادا جديدا من الهواء لمزجه مع الوقود عندما يصل المكبس الى وضعية الحجم الاعظمي. في هذا المحرك فان الاحتراق يحدث كل دورة، بينما يحدث كل دورتين بالنسبة للمحرك رباعي الاشواط، كما ان معظم محركات الديزل الكبيرة تستعمل الدورة ذات الشوطين.

رسم يوضح الأشواط الأربعة في محرك الديزل

ان تشغيل محركات الديزل اقتصادية نظرا لأن هذه المحركات تستخدم وقودا ارخص من البنزين وهي تقدم طاقة اكبر. كما انها ابسط ميكانيكيا وهي ليست بحاجة الى نظام الاشعال المعقد ولا تحتاج الى الكاربويتور (المفحم) الموجود في محركات الاحتراق الداخلي العادية. الا انها اثقل - لأن جدران الاسطوانة اسمك كي تكون اقوى لتتحمل الضغط العالي المطلوب - فهي تستعمل عموما لتزويد السيارات بالطاقة. وهي تلاقي تطبيقا واسعا مع ذلك في الشاحنات الضخمة، والاتوبيسات، عربات الجر في القطارات، والسفن، وفي المعدات الصناعية ذات الاداء العنيف حيث تتطلب الامور استطاعات تصل الى 5000 حصان بخاري. وفي هذه الحالة فانها الأكفأ أداء من المحركات الأخرى.

لقد مضى اكثر من قرن منذ ان نجح رودلف ديزل بابتكار المحرك المعروف باسمه، ذي الاستطاعات المتدرجة، القادر على استعمال انواع الوقود المحلية المتوفرة. وقد شكل هذا الاختراع نقطة التفاف مصيرية حاسمة في مجال استعمال الطاقة عموما، والكهرباء خصوصا، في الصناعة.

ولكن ديزل كان سيصعب عليه التعرف على محركه اليوم، على الجيل الجديد من محركات الديزل. فمحرك الديزل الآن لا يزال اكثر انواع المحركات كفاءة ضمن جميع انواع محركات الاحتراق الداخلي، والشيء الذي تغير هو سلسلة التطويرات والتحسينات في تكنولوجيا هذا المحرك في غضون هذا القرن، مع حقن الوقود وعنفات (توربينات) الدورة المشتركة التي ادت الى زيادة المردود بشكل كبير في الوقت الذي انقصت ضمنه كمية الغازات الضارة المنطلقة الى الجو. واصبحت محركات الديزل المشتركة مع الغاز المحركات الرئيسية في سوق محطات توليد الطاقة، مع حصة مشتركة في السوق تبلغ حوالي 10% من محطات التوليد جميعها التي تبنى سنويا حول العالم.

وبما ان المجتمع الحديث يعتمد كليا وبشكل مستمر على الطاقة الكهربائية فان مجموعة مختلفة من الصانعين تنتج الان انواعا من الديزل في تشكيلة واسعة من احجام المحركات وذلك لتلبية احتياجات متنوعة بشكل هائل من التطبيقات المؤقتة والدائمة على السواء. ونظرا لمردود المحرك، ووثوقيته، وتكاليفه التأسيسية المنخفضة، فان محركات الديزل الصغيرة (ذات الاستطاعة الاقل من 1 ميغاوات) والمتوسطة (باستطاعة تتراوح بين 1 - 30 ميغاوات) تستعمل غالبا في الدول النامية من اجل اغراض التغذية الكهربائية الرئيسية، وكذلك في العالم المتقدم كمصدر داعم للاستطاعة او كبديل منافس للاستطاعة المستجرة من الشبكة العامة (القومية). ولكن يرى بعضهم في الدول المتقدمة ان هناك امكانية كبيرة لاستعمال محرك الديزل في توليد الحمولة الأساسية.

ان مجموعات التوليد المتوسطة والكبيرة ذات الاستطاعة الاكبر من 30 ميغاوات المصممة من اجل توليد الكهرباء يمكن ان يبلغ مردودها 50 - 55 بالمائة. كما ان وحدات الديزل الكبيرة قابلة للمقارنة (حسب سعر وحدة الكيلووات) مع محطات توليد الكهرباء العاملة بالفحم الحجري. وتتميز بالعمر الطويل وتقدم حلا بديلا اقتصاديا في التطبيقات حيث لا يمكن اللجوء الى انشاء محطات للتوليد كبيرة.

محطات الديزل الكهربائية
كانت معامل توليد الكهرباء بواسطة محركات الديزل هي المعامل السائدة في سوريا الى عهد قريب. ولا تزال معظم البلدان الصغيرة والقرى تعتمد اعتمادا كليا على محركات الديزل في توليد الكهرباء. كما ان المعامل الصناعية في سوريا كانت تستخدم مجموعات الديزل الكهربائية لتوليد القدرة اللازمة لأغراضها الصناعية. وقد بدأ استخدام محطات التوليد البخارية في كل من دمشق وحمص وحلب بعد ان زادت الاستطاعة المطلوبة عن الحدود العملية التي تصلح لها مجموعات الديزل. وبعد ان تم استكمال شبكة التوتر العالي التي تصل المدن السورية بعضها ببعض، فان الاعتمادات على محركات الديزل قلت بالتدريج، كما هي الحال الان في البلدان الصناعية. وسوف تبقى لمجموعات الديزل الكهربائية اهميتها في المناطق البعيدة التي سيتأخر ربطها بالشبكة العامة.

وعلى النطاق العالمي العام تستخدم محركات الديزل في توليد الكهرباء على الاشكال التالية:

1 - وحدات توليد متنقلة يمكن تحريكها من مكان الى اخر حيثما تكون القدرة الكهربائية ضرورية.

2 - وحدات احتياطية لا تعمل في الاحوال العادية، تجهز بها المنشآت التي يسبب انقطاع الكهرباء عنها خطرا او خسارة لا تعوض، كالمستشفيات وبرادات الاغذية وغيرها. وهذه المجموعات تنطلق للحركة تلقائيا فور حدوث عطل ما في الشبكة الكهربائية العامة.

3 - وحدات توليد رئيسية في المحطات الخاصة بالبلدان الصغيرة او المصانع او المؤسسات الاخرى المستقلة، التي لا تستطيع ان تستمد القدرة من شبكة الارتباط العامة.

وعندما تستخدم محركات الديزل في معامل التوليد الثابتة فانها تتصل مع المولدات الكهربائية وتتراوح السرعة المستعملة بين 250 - 1500 دورة في الدقيقة. وهي تحتاج عادة الى مولدات كهربائية كبيرة القطر من النوع ذي الاقطاب البارزة وطول محوري قصير. ان المجموعات البطيئة ثقيلة لكنها متينة وهذا ما يجعل هذه المجموعات مفضلة لتوليد الكهرباء في المحطات المركزية على الرغم مما تتطلبه هذه المجموعات من رأس مال كبير، يزيد كثيرا على تكاليف المجموعات السريعة.

كما ان محرك الديزل من افضل انواع المحركات لتوليد الكهرباء في الاستطاعات التي تصل حتى 5000 حصان، وهناك العديد من المزايا التي يتمتع بها هذا المحرك، كمحرك رئيسي في معامل التوليد وهي:

1 - الكلفة المنخفضة نسبيا لوقود محركات الديزل.

2 - سرعة اقلاعه وأخذ الحمل كاملا في أقل من دقيقة.

3 - المردود العالي للمحركات مهما كانت استطاعاتها.

4 - بساطة تكوين المعمل.

5 - عدم الحاجة الى مقادير كبيرة من الماء.

ومن الناحية الأخرى هناك مساوىء لاستخدام محركات الديزل في توليد الكهرباء منها:

1 - الكلفة العالية للتجهيزات التأسيسية بالنسبة للكيلوواط.

2 - مساحة المعمل اللازمة تصبح كبيرة.

3 - كما أن رأس المال المطلوب يصبح باهظا عندما تزيد الاستطاعة، بحيث ان هناك حدا اقتصاديا يقف عنده استخدام هذه المحركات، وتحدد هذه الاستطاعة الاجمالية في المحطة الواحدة عادة بمقدار 15 - 20 ميغاوات.

أجهزة في منزلك تستنزف الطاقة الكهربائية بدون أن نشعري

2011-04-08T08:37:00.000-07:00

في حياتنا اليومية ومن ضمن الأجهزة الكهربائية التي نستعملها بشكل مستمر في البيت هناك أجهزة صغيرة تستهلك قدراً كبيراً لا نتصوره من الطاقة الكهربائية. ويصعب تخيل انها من أسباب استنزاف الطاقة مثل إطارات الصور الكهربائية .

ويقول معهد أبحاث الطاقة الكهربائية الامريكية المتخصص في مجال التنمية والأبحاث الكهربائية إننا لو تصورنا أن كل عائلة أميركية لديها واحد من تلك الاطارات وتركته مفتوحاً على مدار الساعة فإن الأمر سيتطلب تشغيل خمس محطات لتوليد الكهرباء لتغذيتها معاً .

أما بالنسبة للأجهزة المنزلية الكبيرة، مثل الثلاجات ومجففات الملابس، طالما اعتبرت مثالاً نموذجياً على الأجهزة المستنزفة للطاقة، ولكن الأجهزة الكبيرة الإستهلاك لا يشترط فيها أن تكون كبيرة الحجم.

فالأجهزة الصغيرة تمتص باجتماعها معاً كمية كبيرة جداً من الطاقة من شبكة الكهرباء، ومع تزايد إنتشار تلك الأجهزة يتزايد استهلاكها بشكل مطرد هو الآخر.

تشمل الأدوات الصغيرة الأخرى المستنزفة للطاقة: شاحنات الهواتف النقالة ومحولات التيار للحواسيب المحمولة، التي تبقى موصلة على الدوام بالقابس الكهربائي. فتلك الشاحنات تستمر بسحب الطاقة حتى عند فصلها عن الأجهزة التي تشحنها. وتلقب هذه الأجهزة "الشغّالة على الدوام"، مثل الطابعات أو مكبرات الصوت وغيرها، بـ "مصاصة دماء الطاقة" لأنها تواصل امتصاص الطاقة حتى عندما تكون مطفأة او في حالة انتظار.

لكن الأسوأ لم يأت بعد، اذ ان أعداد الأجهزة "الشغالة على الدوام" مستمرة في التزايد. فالبيت الذي كان يحوي على ثلاثة أجهزة قبل 30 عام يمتلك الآن أكثر من ثلاثين نوع من الأجهزة اليوم .

هذا الواقع يجعل من مكافحة "مصاصات دماء الطاقة" مسألة جديرة بالاهتمام على المدى البعيد، فبينما تستهلك الثلاجة في العادة حوالي 8 بالمئة من الاستهلاك المنزلي السنوي للطاقة، تستهلك تلك الأجهزة الصغيرة مجتمعة حوالي 4 بالمئة.

أما أفضل الطرق تقدم عليها العائلة لكبح جماح جميع تلك الأجهزة المستنزفة للطاقة هو إطفاء الأدوات وفصلها عن الكهرباء عندما لا تكون قيد الإستعمال.

وإذا لم يكن فصلها عن القابس أمراً عملياً أو ملائماً قد يترتب علينا استعمال قاطع دورة ذكي يتحكم في وقف تدفق الكهرباء الى أي جهاز عندما يكون موضوعاً بحالة السبات أو الإنتظار. على سبيل المثال هناك قاطعات دورة ذكية تسمح لك بتنظيم الجهاز الرئيس، مثل الكمبيوتر، بحيث تنطفئ جميع الأجهزة الفرعية الأخرى الداعمة له كالطابعة والسماعات عندما تقوم باطفائه.

نحن لا نكترث عادة بإعادة تغيير التنظيمات الأفتراضية لأجهزتنا، ولكننا في الحقيقة قادرون على توفير مقدار لا يستهان به من الطاقة في هذا المجال أيضا. مثلا، نحن نستطيع يدويا أن نعيد تنظيم شدة سطوع شاشة التلفزيون والحدة الافتراضية لصورته.

اطلاعنا على حقيقة الطاقة التي نهدرها بإبقائنا أجهزتنا مشتغلة طول الوقت ينبغي ان تدفعنا ايضا لتغيير عاداتنا. ويوصي كايل تانجر، وهو المدير التنفيذي لإحدى المؤسسات البيئية الإستشارية، باستعمال جهاز مراقبة على غرار الجهاز المعروف باسم "تقليص الواط" وهو جهاز يقيس كفاءة استهلاك الأجهزة المنزلية للطاقة، وهو يعطي المستهلك إحساساً افضل بتكاليف ما يستهلكه من الكهرباء.

الأجهزة الأكثر استهلاكا للطاقة

تلفزيون البلازما: هذا الجهاز هو آخر الصيحات في هذه الأيام، ولكنه رغم شعبيته الآخذة في التوسع يستهلك كمية كبيرة من الكهرباء، ويطلق حرارة عالية أثناء الإشتغال. فالتلفزيون الذي بحجم 27 بوصة يستهلك ما بين 110 الى 120 واطاً والتلفزيون ال سي دي بحجم 42 بوصة يستهلك حوالي 200 واط، بينما أجهزة تلفزيون البلازما فإنها، وبكل سهولة، قادرة على التهام المقدار الأكبر: فتلفزيون البلازما بحجم 42 بوصة يستهلك 325 واطاً.

اطارات عرض الصور الرقمية: رغم انها كانت إلى وقت قريب من الأجهزة الجديدة الغالية الثمن فهي تتحول بسرعة إلى أجهزة متاحة للجميع بشكل اوسع بفضل انخفاض سعرها الى ما بين 20 و30 دولاراً. ولو كان كل منزل يمتلك واحدا من تلك الاطارات، وتركه مفتوحاً على مدار الساعة، فإن هذه الأجهزة لوحدها مجتمعة ستحتاج الى جهد خمس محطات طاقة، كما يقدر معهد أبحاث الطاقة الكهربائية.

لوحات مفاتيح العاب الفيديو: تشغيل الرسومات البيانية عالية المستوى، التي تنشئ هذه الالعاب الخلابة بصريا، على تلك الأجهزة تتطلب ايضا الكثير من الطاقة. وإذا ما كانت معايير كفاءة الطاقة ضعيفة في لوحات مفاتيح تلك الأجهزة، مثل اكس بوكس 360 وبلاي ستيشن 3 فإن ذلك سيضر بنا من هذا الجانب أيضاً.

فمجلس الدفاع عن الموارد الطبيعية الاميركي يتوقع ان لوحات المفاتيح في اميركا مجتمعة تستهلك حوالي 16 مليار كيلو واط في الساعة سنويا، أي ما يعادل كمية الطاقة التي تستهلكها مدينة سان دييغو.

أجهزة استقبال الاشارة التلفزيونية "الريسيفر": تبدو هذه الأجهزة أقل استنزافا للطاقة: اذ انها تسحب عادة حوالي 30 واطاً من الكهرباء. لكن نظرا لأن هذه الأجهزة تترك مشتغلة بشكل دائم يصل استهلاك الواحد منها على مدار العام إلى حوالي 256 كيلو واطاً في الساعة، أي ما يعادل الاستهلاك السنوي لتلفزيون سي أر تي 28 بوصة.

شاحنات البطاريات: الشاحنات الفردية الخاصة بالأجهزة النقالة، مثل الهواتف المحمولة وأجهزة بي دي أي، تعتبر واطئة الإستهلاك للطاقة حيث أنها تستهلك ما معدله 7 الى 10 واطات. ولكن اذا ما تركت متصلة بمخارج الكهرباء فإنها سوف تستمر بسحب الطاقة حتى عندما لا تكون تلك الأجهزة موصولة بها.

الأبحاث عن مجلة فوربس

مركز بحوث الطاقة والوقود قام بتحوير عربة (Golf) كهربائية للعمل بالطاقة الشمسية

2011-04-08T08:36:00.000-07:00

ضمن آلية التعاون بين الجامعة التكنولوجية ودوائر الدولة, تم التعاون بين مركز بحوث الطاقة والوقود وديوان الوقف الشيعي / العتبة الكاظمية المقدسة على تحوير عربات العتبة الكاظمية المقدسة لتعمل بالطاقة الشمسية كبديل للشاحنة الكهربائية المستخدمة سابقا. استخدمت الألواح الشمسية ومنظمات الشحن في التحوير حيث أثبتت النتائج عن نجاح التجربة لتعطي زيادة في ساعات اشتغال العربة واستخدام امثل للبطاريات المستخدمة في العربة ولا تحتاج العربة إلى مصدر للطاقة الكهربائية أثناء وقوفها، ولإعادة شحنها دائما تترك في أي مكان معرض للإضاءة أو للأشعة الشمسية . وقد تم فحص وإقرار النموذج المحورمن قبل الجهة المستفيدة بموجب محضر بين المركز (الجهة المنفذة للمشروع) وديوان الوقف الشيعي / العتبة الكاظمية المقدسة( الجهة المستفيدة) بتاريخ 13/2/2011 علماً بان نظام عمل الطاقة الشمسية لايلغي نظام العمل السابق للعربة.

تصميم وتصنيع منظومة توجيه كهربائية لمراوح إنتاج الكهرباء

2011-04-08T08:34:00.002-07:00

أجرى باحثون في مركز بحوث الطاقة في نينوى تجارب عديدة لغرض دراسة ضرورة تصنيع منظومة التوجيه والسيطرة (Yawing System) للحصول على الطاقة الكهربائية، من خلال منظومات توليد الكهرباء من الرياح.
وقد تحدث أحد الباحثين في هذا المجال قائلاً :"إن هناك العديد من البحوث والدراسات التي وضعت لإنتاج الطاقة الكهربائية بواسطة الرياح، وبمشاركة وزارة الصناعة التي كان لها الفضل الأكبر في إكمالها، مستندة على فكرة أن استخدام طاقة الرياح كمصدر من مصادر الطاقة ليست فكرة جديدة بل هي فكرة خدمت الإنسان منذ أكثر من (2000) سنة، وهذا ما جاء في التاريخ القديم عن كيفية استخدام طواحين الهواء من خلال الحضارات القديمة في كل من العراق وايران ومصر والصين، ونقل هذه التقنية إلى أوربا لتظهر في ايطاليا، وفرنسا، واسبانيا والبرتغال وبعدها في أنكلترا، وهولندا، وألمانيا)، والتي اعتبرت طاقة الرياح فيها هي أحدى أنواع تحولات الطاقة الشمسية، إذ تتكون الرياح كمحصلة لتيار الهواء الذي يهب من منطقة الضغط العالي ذات درجة الحرارة المرتفعة نتيجة الأشعة الشمسية التي تصل إلى منطقة الضغط الواطئ ذات درجة الحرارة الواطئة".

وتابع في حديثه :"إن الطاقة المتولدة من الرياح، أي تكنولوجيا استخدام الرياح لتوليد الطاقة الكهربائية، هي أسرع مصادر توليد الكهرباء الجديدة نموا على الصعيد العالمي، حيث يتم من خلالها إنتاج الطاقة من الرياح بواسطة توربينات ذات ثلاث ريش تديرها الرياح عند وضعها على قمة أبراج مرتفعة، وتعمل كما تعمل المراوح ولكن بطريقة عكسية، فبدل استخدام الكهرباء لإنتاج الرياح تقوم هذه التوربينات باستعمال الهواء لإنتاج الطاقة".

وبين :"انه في هذه التجارب تم تصنيع توربين هواء بقطر (1,5) متر مع منظومة توجيه كهربائية يتم تغذيتها بالطاقة من المولد الخاص بالتوربين عن طريق مؤشر الرياح (Vane pointer ) المرتبط بمفتاح كهربائي ثنائي (duel switch)، بحيث تكون حركة المحرك الكهربائي وحركة مؤشر الرياح بتوافق تام لمواجهة الرياح وبالاتجاهين المتعاكسين، كما وتضمنت التجربة دراسة تأثير سرعة الرياح المختلفة ومقدار تيار المحرك الكهربائي على مقدار تطابق محوري مؤشر الرياح ومحور التوربين أي ما يسمى بزاوية التطابق".

ومن جانبه أكد الباحث (حقي اسماعيل محمود) احد المختصين في المركز (لوكالتنا) :"إن احد الأجزاء المهمة في منظومات توليد الكهرباء من الرياح هي منظومة التوجيه والسيطرة أو ما يسمى بالـ (Yawing System) وواجبها هو جعل توربين الهواء مواجها للرياح بشكل دائم للحصول على أقصى طاقة ممكنة، كما تسيطر على إيقاف التوربين عند سرعة الرياح العالية تجنبا للأضرار وإعادته للعمل بعد زوال الخطر".

أما عن الجوانب العلمية في هذا المجال تحدث قائلاً :"ابتدأ العمل الجاد لمشاريع طاقة الرياح في مجالي الضخ وتوليد الكهرباء لأول مرة في العراق وبالتحديد في مركز بحوث الطاقة والبيئة عام 1993 بعد إن كان يقتصر على جمع البيانات والبحوث النظرية فقط، حيث هدف البحث إلى تصميم وتصنيع منظومة توجيه كهربائية تتألف من محرك كهربائي ( 12v , 20w ) الذي يعمل بالتيار المستمر مع تشكيلة تروس (Gear & pinion) ملحقه به لتدوير توربين الهواء مع منظومة سيطرة تعمل مجتمعة لكي يواجه التوربين الرياح ويحصل على أقصى طاقة منها، هذا المحرك الكهربائي يستمد طاقته من نفس مولد المروحة المسؤول عن شحن بطارية المنظومة، وتم فعلاً تصنيع توربين هواء بسيط خاص بشحن بطارية (12 فولت) مع استخدام محرك كهربائي يعمل بالتيار المستمر وبالمواصفات ( 12v,20w ) مثبت عليه ترس صغير (pinion) متعشق مع ترس كبير (Race) ذي أسنان خارجية، كانت نسبه عدد الأسنان بين الترسين هي ( 1/5 ) بحيث أن الترس الكبير مثبت على الطبلة الدوارة (Turn Table) للتوربين، أما المحرك فمثبت على قاعدة متصلة بالبرج (ثابت)، عند دورانه يحرك التوربين والنصل ومؤشر الرياح (كامل المنظومة)حسب اتجاه الدوران عن طريق الـ (Tail Vane) المرتبط بحدبة (Cam) تعمل مع مفتاح كهربائي ثنائي (Duel Switch) الذي بدوره يعكس حركة المحرك في الاتجاهين بحركة توافقية مع حركة المؤشر عن طريق منظومة سيطرة مؤلفة من ريليات (Relays) ومقاومة متغيرة كاربونية لضبط مقدار التيار المناسب وجعل الحركة للمحرك والمؤشر بنفس التوافق، لضمان الاستجابة الصحيحة لمواجهة التوربين للرياح".

وعن أهم الاستنتاجات التي خرجت بها تلك البحوث والتجارب تحدث قائلاً :"استنتجنا من هذه البحوث مدا أهمية هذا الموضوع بعد تسجيل البيانات المستحصلة باستخدام الأجهزة (مقياس التيار الكهربائي الرقمي (Digital Ammeter) وجهاز قياس سرعة الرياح ذي السلك الحار الرقمي (Hot Wire Digital Anemometer ) )، والتي بينت العلاقة بين التيار الخاص بالمحرك الكهربائي ومقدار زاوية التطابق بين محوري المؤشر والتوربين باستخدام سرعة رياح مختلفة وان الزاوية أعلاه تصبح (صفرا) عند التيارات (3,3 ، 2,9 ، 2,25) أمبير مع سرعة الرياح (7,5,3) م/ثا على التوالي، والتفسير لهذه النتائج هو عند زيادة سرع الرياح نحتاج إلى تيار أقل للتوجيه وذلك لزيادة السرعة للهواء على نفس مساحة المؤشر، بذلك تزداد الاستجابة والعكس صحيح، وان العلاقة بين سرعة الرياح وزاوية التطابق بين المحورين باستخدام التيار الأمثل 3,3 أمبير، حيث أن الزاوية تصبح صفراً عند سرعة رياح مقدارها 6 م/ ثا لهذا النوع من التوربينات".

مشيراً إلى :"إن استخدام المنظومة الكهربائية للتوجيه هي أفضل من المنظومة الميكانيكية (Tail)، وذلك لتقليل الأوزان والمساحات وسرعة الاستجابة فيها"...(أ.ر)

طرق توفير الطاقة الكهربائية ؟؟؟؟

2011-04-08T08:34:00.001-07:00

كيفية الاستخدام الأمثل للأجهزة الكهربائية وترشيد الاستهلاك

تستهلك مكيفات الفريون الجدارية بسعاتها المختلفة ( 12000 – 24000 وحدة حرارية ) طاقة كهربائية تتراوح بين 2000 إلى 4000 وات/ ساعة ( 2 – 4 كيلوات/ ساعة ) وتعادل هذه الطاقة تقريبا استهلاك 100 – 250 وحدة إضاءة فلورسنت عادية . ويتوقف مقدار الطاقة المستهلكة على فترة التشغيل ، فكلما طالت هذه الفترة كلما زادت الطاقة المستهلكة والعكس صحيح .

ونظرا لزيادة استهلاك المكيف للكهرباء ،ولترشيد هذا الاستهلاك و الحد من هذه الزيادة ينصح باتباع الإرشادات التالية:
مكيف الفريون :
التأكد من سلامة عمل منظم الحرارة (الترموستات ) حيث يتسبب عطل المنظم في استمرار المكيف بالعمل دون فصل الضاغط الكمبرسور

إغلاق الأبواب والنوافذ وأي فتحات في الجدران أثناء تشغيل المكيف لمنع تسرب الهواء

تجنب تركيب المكيف الجداري في المناور الضيقة ما أمكن ذلك

تنظيف مرشح الهواء (الفلتر) بصفة دورية ( كل أسبوعين تقريبا

اختيار سعات وأحجام المكيفات المناسبة لأحجام وسعات الغرف المراد تكييفها مع الأخذ في الاعتبار الكفاءة الجيدة عند الاختيار

ضبط منظم الحرارة (الترموستات ) على الدرجة المعتدلة حيث يؤدي ضبط الترموستات على الدرجة القصوى إلى تكون الجليد في المكيف وبالتالي تقليل كفاءته بشكل كبير

إجراء الفحص والصيانة الدورية للمكيف للتأكد من سلامة الأجزاء الداخلية وعدم وجود تسرب لغاز الفريون

يستخدم هذا الجهاز لتبريد الهواء داخل المباني فى فصل الصيف وذلك بسحب الهواء الخارجي بواسطة مروحة و تمريره خلال سطح رطب لتخفيض درجة حرارته ثم دفعه داخل المبني .

طريقة عمل االمكيف الصحراوي : -
يتم عمل المكيف الصحراوي على أساس تمرير الهواء الخارجي على القش المشبع بالماء ودفعه إلى الداخل وبالتالي تبريد الهواء الداخل إلى الغرفة . وبسبب مرور هذا الهواء على سطح رطب فإنه يحصل على نسبة من الرطوبة مع الهواء البارد بعكس المكيف الجداري (الفريون ) الذي يبرد الهواء جافا .

استهلاك المكيف الصحراوي للكهرباء

يستهلك المكيف الصحراوي طاقة كهربائية قليلة جدا مقارنة بما يستهلكه مكيف الفريون ، حيث أن الطاقة الكهربائية التي يستهلكها المكيف الصحراوي لتبريد حجم معين من المبني تمثل أقل من 1/8 الطاقة التي يستهلكها مكيف الفريون لتبريد نفس الحجم ، أي أن المكيف الفريون يستهلك أكثر من ثمانية أضعاف الطاقة التي يستهلكها مكيف صحراوي ليعطي نفس النتيجة .
المكيف الصحراوي :
استبدال “القش ” بصفة دورية لأنه معرض لتراكم الأملاح المذابة في الماء بالإضافة لبعض العوالق والأتربة حيث يقلل ذلك من كفاءة المكيف الصحراوي .

التأكد من صلاحية عمل المضخة والمروحة مع إجراء الصيانة اللازمة لهما .

ينصح باستخدام المكيف الصحراوي في الأماكن المفتوحة أو المعرضة إلى الهواء الخارجي من خلال فتح الأبواب أو النوافذ أو مراوح الشفط كالصالات والمطابخ.

ينتشر استخدام السخانات الكهربائية بالمساكن والمرافق العامة حيث تستخدم لتسخين المياه في فصل الشتاء ، وهي تتكون أساسا من ملف حراري موصل بالكهرباء يعمل على تسخين المياه داخل الخزان مع وجود منظم حرارة (ثيرموستات ) وظيفته فصل الكهرباء عن الملف عند تحقيق درجة التسخين المطلوبة .

ويتراوح استهلاك الطاقة لهذا النوع من سخانات المياه من 1000 إلى 3000 وات ساعة ( ا إلى 3 كيلوات في الساعة ) أي يعادل تقريبا استهلاك مكيف جداري حجم1800 وحدة حرارية.

واستخدام هذه السخانات في الغالب لا يعطى الاهتمام الكافي على اعتبار أن الشعور بالحاجة الفعلية له تكون في أوقات معينة بجانب عدم التعامل مع الجهاز بصورة مستمرة . إلا أن هذه النظرة بجانب ما فيها من مخاطر السلامة فهي أيضا مؤدية إلى زيادة معدل الاستهلاك الكهربائي بدون حاجة فعلية.

لذا ينصح بالاهتمام بالاستخدام الأمثل لهذه السخانات حتى نقلل من استهلاكها وذلك بالآتي : -
سخانات الماء الكهربائية

وضع المنظم عند درجة حرارة 60 مئوية أو أقل من الدرجة القصوى لتفادى الانفجار بسبب غليان الماء

التأكد من سلامة عمل منظم الحرارة إذ أن تعطله يؤدي إلى استمرار عمل السخان واستهلاك طاقة أكثر بجانب الخطورة في احتمال انفجار السخان

العمل على فصل الكهرباء عن السخان وعدم تشغيله في موسم الصيف

التأكد من عدم وجود تسرب في توصيلات المياه الساخنة إذ أن التسرب يتسبب أيضا في استمرار عمل السخان وربما بدون توقف

عمل نظافة دورية لخزان مياه السخان لإزالة التراكمات الداخلية مع التأكد من سلامة وصلاحية العازل الحراري الداخلي وذلك لضمان الكفاءة العالية للسخان وبالتالي استهلاك كهرباء أقل

ينصح باستخدام سخانات الماء التي تعمل على الطاقة الشمسية إذ أنها لا تحتاج للكهرباء

نظرا لتدني أسعار التعرفة الكهربائية فقد لجأ البعض إلى استخدام أفران الطبخ الكهربائية بدلا من الأفران العاملة بالغاز مما أدى إلى زيادة استهلاك الطاقة الكهربائية بالنسبة لبعض المنشآت. ويعتبر الحمل الكهربائي لهذه الأفران من الأحمال الكبيرة بالنسبة للقطاع السكني خاصة عندما يتم تشغيل الجزء العلوي وداخل الفرن في وقت واحد . وتتراوح قدرة الموقد الواحد للفرن من 1000 إلى 2000 وات ، إضافة إلى أن قدرة الفرن الداخلي قد تزيد عن2000 وات.

لهذا فانه ينصح بالتقليل بقدر الإمكان من استخدام أفران الطبخ الكهربائية مع العمل على ترشيد استهلاكها بالاستخدام الأمثل لها متمثلا ذلك في الآتي:-
فرن الطبخ الكهربائي:

.تشغيل أفران الطبخ الكهربائية عند الضرورة القصوى

.العمل على عدم تشغيل كامل الفرن في وقت واحد

.تفادي تشغيله خلال فترة ذروة الأحمال الكهربائية

.استخدام الأفران التي تعمل بالغاز لتخفيض الاستهلاك

تتراوح قدرة جهاز المكواة رغم صغر حجمها من 1000 إلى 1500 وات وهذه تعادل تقريبا قدرة عدد 50 – 75 وحدة إضاءة فلورسنت عادية ( 20 وات ) أو نصف قدرة مكيف فريون جداري .

ينصح بالاستخدام الأمثل لهذا الجهاز باتباع ا لآتي : -
المكواة الكهربائية : -

.استخدام الجهاز عند الحاجة الفعلية

.فصل الجهاز عن الكهرباء في حالة عدم استخدامه

.تفادي استخدام المكواة خلال فترة ذروة الأحمال الكهربائية

تعتبر من أكثر الأجهزة الكهربائية انتشارا حيث تستخدم بكميات كبيرة فى القطاعين السكني والتجاري . وتمثل استهلاكا مرتفعا في المحلات التجارية والمرافق العامة ، كما أن بعض المباني تبلغ نسبة استهلاك الإنارة فيها أكثر من 30 % من إجمالي الطاقة المستهلكة.

ومن أنواع مصابيح الإضاءة الأكثر انتشارا :

* مصابيح الإنارة العادية ( التنجستن ) : وقدرتهاغالبآ من 20 – 100 وات .

* مصابيح الإنارة فلورسنت : وقدرتها من 20 – 40 وات (طول 60 و. 120 سم ) .

وفيما يلي بعض الإرشادات التي يمكننا اتباعها لترشيد الاستهلاك الكهربائي في مجال الإضاءة : -
مصابيح الإضاءة

* يفضل – في المباني السكنية والمرافق العامة خاصة – استخدام مصابيح الفلورسنت إذ أنها تكون أقل عددا وتستهلك طاقة كهربائية أقل مقارنة مع المصابيح العادية (التنجستن ) لإعطاء نفس شدة الإضاءة .

فمثلا للحصول على شدة إضاءة ناتجة من مصباح فلورسنت واحد قدرة 40 وات

نحتاج إلى وحدتين ( أو أكثر ) من المصابيح العادية قدرة الواحدة منها 60 وات . .

* استخدام العدد المناسب من مصابيح الإضاءة حسب الحاجة الفعلية لشدة الإنارة

* استخدام العاكس الضوئي و الدهانات ذات الألوان الزاهية ( ا لفاتحة ) للجدران الداخلية للمبنى لأن هذا يساعد في انعكاس الضوء والحصول على إضاءة جيدة بأقل عدد من المصابيح .

الطاقة الكهربائية تنتقل لاسلكياً !؟

2011-04-08T08:33:00.000-07:00

هل تعلم يا صديقي العزيز ، و الذي تعيش في العام 2007، أن الطاقة الكهربائية يمكن أن تنتقل لاسلكياً ؟! هل تعلم أن هذه التقنية عرفت منذ أكثر من قرن ؟! و تحديداً في العام 1899م ! . حيث قام المخترع العظيم "نيكولا تيسلا " ، (مخترع التيار الكهربائي المتناوب) ، في العام 1899م بابتكار وسيلة تمكّن من خلالها بإرسال 100 فولت من الطاقة الكهربائية ذات التوتّر العالي ، لمسافة 26 ميل دون استخدام أسلاك ! .. و قام بتزويد أحد البنوك بالطاقة الكهربائية لاسلكياً ! حيث أضاءت 200 لمبة و شغّلت محرّك كهربائي كبير ! و لم يهدر من الطاقة المنقولة سوى خمسة في المائة فقط

و قد تعهّد رجل المال ج.ب مورغان صاحب البنك المذكور فكرة تيسلا الجديدة ، و التي يمكنها توفير الكثير من الأموال المهدورة في عملية نقل الطاقة بالطريقة التقليدية ، و بالتالي يدر للمتعهّد أموال خيالية ! فأقيم المشروع في " واردن كليف " في نيويورك ، و شيّد بناء غريب الشكل و فيه عواميد ملفوفة بأشباك يصل ارتفاعها إلى 200 قدم ، لكن لسبب لازال مجهولاً حتى الآن ، انسحب "مورغان " من المشروع بشكل مفاجئ في العام 1906م ! . (هذه أحداث موثقة في أرشيف الصحف و المجلات التي صدرت في تلك الفترة ، لكن للشعوب ذاكرة ضعيفة !) . و ضلّ البناء الغير مكتمل مهملاً لفترة طويلة من الزمن إلى أن هدّم تماماً في العام 1917م !. من الذي أوعز للمتعهّد " مورغان " بأن ينسحب من هذا المشروع ؟ ، من له مصلحة في ذلك ؟ ، لماذا حرمت الشعوب من هذه الوسيلة الرخيصة جداً في استخدام الطاقة الكهربائية ؟ .

سببت هذه الحسرة ألماً كبيراً في نفس نيكولا تيسلا . فطالما أراد التفاخر بهذا الإنجاز العظيم . و تخيّل بهجة الجماهير أثناء الإعلان عن هذا المشروع .

لكن سماسرة الخطوط الكهربائية التقليدية اكتشفوا تلك الحقيقة المفاجئة التي سببت لهم الرعب !. الحقيقة فحواها أنه بفضل فكرة تيسلا الجديدة في نقل الطاقة الكهربائية ، يمكن لأي مواطن أمريكي أن ينصب هوائي (أنتين)، و يبدأ باستقبال الطاقة الكهربائية عبر الأثير ! كما يستقبل إرسال الراديو أو التلفزيون !. أي أن الطاقة الكهربائية سوف تتحوّل إلى خدمة غير قابلة للضبط و التحكم ! و قد تتحوّل فيما بعد إلى خدمة مجانية يستفيد منها كل المواطنين !. و هذا لم يرق للقائمين على مؤسسات نقل الطاقة بالوسائل التقليدية ، الذين شعروا بخطر داهم يؤدي إلى إفلاسهم ! أي مليارات من الدولارات سوف تختفي في الهواء فجأة !. فقاموا بالإجراءات اللازمة !.. و حصلت المؤامرة الكبرى ! و اختفى بعدها كل ما له علاقة بمفهوم الطاقة الكهربائية اللاسلكية !.

لكن في السنوات الأخيرة ، اكتشف العلماء ، مثل العالم البروفيسور " جيمس كوروم " ، أن تيسلا استطاع فعلاً إرسال الطاقة الكهربائية لاسلكياً في القرن الماضي !.
يملك العلماء سجلات قديمة تعود لنيكولا تيسلا ، و ذكر فيها ما يشير إلى أنه توصّل إلى معرفة ترددات محدّدة لها علاقة بالموجات الأيونية الأرضية . فعرفوا حينها أن هذه المعلومات الدقيقة لا يمكن لأحد معرفتها لولا نجاحه بعملية إرسال التذبذبات الكهربائية لاسلكياً عبر الأثير .
منقول.................

الطاقة , الكهربائية , توليد طرق توليد الطاقة الكهربائية طرق توليد الطاقة الكهربائية Generation of Electrical Energy

2011-04-08T08:32:00.001-07:00

إن عملية توليد أو إنتاج الطاقة الكهربائية هي في الحقيقة عملية تحويل الطاقة من شكل الى آخر 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 :

محطات التوليد البخارية .
محطات التوليد النووية .
محطات التوليد المائية .
محطات التوليد من المد والجزر
محطات التوليد ذات الاحتراق الداخلي (ديزل – غازية)
محطات التوليد بواسطة الرياح.
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 :

القرب من مصادر الوقود وسهولة نقله إلى هذه المواقع وتوفر وسائل النقل الاقتصادية.
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.
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 الطاقةالكيميائية 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 .

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 .

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 .

2-محطات التوليد النووية : Nuclear Power Station

محطات التوليد النووية نوعا من محطات التوليد الحرارية لأنها تعمل بنفس المبدأ وهو توليد البخار بالحرارة وبالتالي يعمل البخار على تدوير التوربينات التي بدورها تدور الجزء الدوار من المولد الكهربائي وتتولدالطاقة الكهربائية على أطراف الجزء الثابت من هذا المولد .

والفرق في محطات التوليد النووية أنه بدل الفرن الذي يحترق فيه الوقود يوجد هنا مفاعل ذري تتولد في الحرارة نتيجة انشطار ذرات اليورانيوم بضربات الإلكترونات المتحركة في الطبقة الخارجية للذرة وتستغل هذه الطاقة الحرارية الهائلة في غليان المياه في المراجل وتحويلها إلى بخار ذي ضغط عال ودرجة مرتفعة جدا.

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

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

ومحطات التوليد النووية غير مستعملة في البلاد العربية حتى الآن . ولكن محطات التوليد الحرارية البخارية مستعملة بصورة كثيفة على البحر الأحمر والبحر الأبيض المتوسط والخليج العربي في توليد الكهرباء ولتحلية المياه المالحة .

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

إذا كان مجرى النهر منحدرا انحدار كبيرا فيمكن عمل تحويرة في مجرى النهر باتجاه أحد الوديان المجاورة وعمل شلال اصطناعي . هذا بالإضافة إلى الشلالات الطبيعية التي تستخدم مباشرة 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 في موقعها . فإذا هبطت كمية المياه إلى ارتفاع ادنى تحولت الطاقةالكامنة إلى طاقة حركية . وإذا سلطت كمية المياه على توربينة مائية دارت بسرعة كبيرة وتكونت على محور التوربينة طاقة ميكانيكية . وإذا ربطت التوربينة مع محور المولد الكهربائي تولد على أطراف العضو الثابت من المولد طاقة كهربائية .

مكونات محطة التوليد المائية : Components of Hydro-Electric Station

تتألف محطة توليد الكهرباء المائية بصورة عامة من الأجزاء الرئيسية التالية.

مساقط المياه (المجرى المائل) Penstock
وهو عبارة عن أنبوب كبير أو أكثر يكون في اسفل السد أو من أعلى الشلال إلى 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 للأنابيب المائلة 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 تتدفق المياه بسرعة كبيرة في تجاويف مقعرة فتدور بسرعة وتدير معها العضو الدوار في المولد حيث تتولد الطاقة الكهربائية على أطراف هذا المولد .

ج ) أنبوبة السحب : Draught Tubes

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

د) المعدات والآلات المساعدة : Auxiliaries

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

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 لا يعلمون أن هذا الارتفاع ناتج عن جاذبية القمر عندما يكون قريبا من هذه السواحل وان ذلك 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 القمر بالجزء المقابل قطريا ، أي بعيدا عن المكان ذاته بعدا زائدا بطول قطر الكرة الأرضية فيصبح اتجاه جاذبية القمر معاكسة وبالتالي ينخفض مستوى مياه البحر .

واكثر بلاد العالم شعورا بالمد والجزر هو الطرف الشمالي الغربي من فرنسا حيث يعمل مد وجزر المحيط الأطلسي على سواحل شبه جزيرة برنتانيا إلى ثلاثين مترا وقد أنشئت هناك محطة لتوليد الطاقة الكهربائيةبقدرة 400 ميغاواط . حيث توضع توربينات خاصة في مجرى المد فتديرها المياه الصاعدة ثم تعود المياه الهابطة وتديرها مرة أخرى .

ومن الأماكن التي يكثر فيها المد والجزر السواحل الشمالية للخليج العربي في منطقة الكويت حيث يصل أعلى مد إلى ارتفاع 11 مترا ولكن هذه الظاهرة لا تستغل في هذه المناطق لتوليد الطاقة الكهربائية .
5-محطات التوليد ذات الاحتراق الداخلي : Internal Combustion Engines

محطات التوليد ذات الاحتراق الداخلي هي عبارة عن الآت تستخدم الوقود السائل (Fuel Oil) حيث يحترق داخل غرف احتراق بعد مزجها بالهواء بنسب معينة ، فتتولد نواتج الاحتراق وهي عبارة عن غازات على ضغط مرتفع تستطيع تحريك المكبس كما في حالة ماكينات الديزل أو تستطيع تدوير التوربينات حركة دورا نية كما في حالة التوربينات الغازية .

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

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

وفي معظم الشرق الأوسط ، وخاصة في المملكة العربية السعودية ، فتستعمل التوربينات الغازية لتوليد الطاقةطوال اليوم بما فيه فترة الذروة . ونجد اليوم في الأسواق وحدات متنقلة من هذه المولدات لحالات الطوارئ مختلفة الأحجام والقدرات .

تمتاز هذه المولدات ببساطتها ورخص ثمنها نسبيا وسرعة تركيبها وسهولة صيانتها وهي لا تحتاج إلى مياه كثيرة للتبريد . كما تمتاز بإمكانية استعمال العديد من أنواع الوقود ( البترول الخام النقي – الغاز الطبيعي – الغاز الثقيل وغيرها ... ) وتمتاز كذلك بسرعة التشغيل وسرعة الإيقاف .

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

مكونات محطات التوربينات الغازية Components of Gas Turbines

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

أ ) ضاغط الهواء The Air Compressor

وهو يأخذ الهواء من الجو المحيط ويرفع ضغطه الى عشرات الضغوط الجوية .

ب) غرفة الاحتراق The Combustion Chamber

وفيها يختلط الهواء المضغوط الآتي من مكبس الهواء مع الوقود ويحترقان معا

بواسطة وسائل خاصة بالاشتعال . وتكون نواتج الاحتراق من الغازات المختلفة على درجات حرارة عالية وضغط مرتفع .

ج ) التوربين The Turbine

وهي عبارة عن توربين محورها أفقي مربوط من ناحية مع محور مكبس الهواء مباشرة و من ناحية أخرى مع المولد ولكن بواسطة صندوق تروس لتخفيف السرعة لأن سرعة دوران التوربين عالية جدا لا تتناسب مع سرعة دوران المولد الكهربائي . تدخل الغازات الناتجة عن الاحتراق في التوربين فتصطدم بريشها الكثيرة العدد من ناحية الضغط المنخفض ( يتسع قطر التوربين من هذه الناحية) الى الهواء عن طريق مدخنة .

د ) المولد الكهربائي The Generator

يتصل المولد الكهربائي مع التوربين بواسطة صندوق تروس لتخفيف السرعة كما ذكرنا وفي بعض التوربينات الحديثة تقسم التوربين الى توربينتين واحدة للضغط والسرعة العالية متصلة مباشرة مع مكبس الهواء والثانية تسمى توربينة القدرة متصلة مباشرة مع محور المولد الكهربائي .

هـ ) الآلات والمعدات المساعدة Auxiliaries

تحتاج محطات التوربينات الغازية الى بعض المعدات والآلات المساعدة على النحو التالي :

مصافي الهواء قبل دخوله الى مكبس الهواء .
مساعد التشغيل الأولي وهو اما محرك ديزل أو محرك كهربائي .
وسائل المساعدة على الاشتعال .
آلات تبريد مياه تبريد المحطة .
معدات قياس الحرارة والضغط في كل مرحلة من مراحل العمل .
معدات القياس الكهربائية المعروفة المختلفة .
6-محطات توليد الكهرباء بواسطة الرياح : Win Power Station

يمكن استغلال الرياح في الأماكن التي تعتبر مجاري دائمة لهذه الرياح في تدوير مراوح كبيرة وعالية لتوليدالطاقة الكهربائية . وعلى سبيل المثال هناك مدن صغيرة في الولايات المتحدة واوروبا تستمد الطاقة الكهربائية اللازمة للاستهلاك اليومي من محطة توليد كهرباء تعمل بالرياح يبلغ طول شفرة مروحتها 25 مترا .

7-محطات التوليد بالطاقة الشمسية.

ما يمكن أن ينتج عنه أعمال تطبيقية أصبحت في التداول التجاري هي استغلال الطاقة الشمسية لانتاج الطاقة الكهربائية وفي تسخين مياه الاستعمال المنزلي وخاصة في التجمعات الطلابية والعمالية . للتفصيل انتقل الىالطاقة الشمسية

توليد الطاقة الكهربائية عبر الفضاء

2011-04-08T08:31:00.002-07:00

توليد الطاقة الكهربائية عبر الفضاء

في ظل الارتفاع الحاد والمتواصل في أسعار الطاقة والطلب عليها، يعيد العلماء النظر في تقنيات جديدة بديلة لدفع عجلة الاقــتصاد الــمتنامي فــي الــكثير مــن الدول .

ويرى براناف ميهتا، من «مجموعة سبيس أيلاند» لتطوير أقمار الطاقة الشمسية،أن حل أزمة الهند لشح الطاقة الكهربائية لا يمكن على وجه الأرض الا عبر أقمار اصطناعية لجمع الطاقة الشمسية من المدارات «جيوسينكرونوس» على بعد 22 ألف ميل في الفضاء .
وتبعث تلك الأقمار ترددات كهرومغناطيسية إلى أجهزة استقبال ، حيث يتم تحويلها إلى كهرباء تنقل عبر قضبان الطاقة .
ويقول ميهتا إن تمركز الأقمار الاصطناعية في المدارات البعيدة، ونظراً لعدم انعكاس ظل الأرض عليها ، يعني فيضاً لا ينضب ومتواصلاً على مدار الساعة من الطاقة الكهربائية المتجددة .
وخلصت دراسة «دائرة الطاقة» في وكالة الفضاء والطيران الأميركية «ناسا» للمقترح خلال فترة السبعينات، إلى أن التقنية قابلة للتطبيق ، باستثناء تكلفتها الباهظة وقال جون مانكينز، التقني السابق في ناسا ورئيس «جمعية طاقة الفضاء» إن التكلفة المقدرة لتشييد البنية الهيكلية للمشروع قدرت بمبلغ خيالي ( نحو تريليون دولار) .

مترجم من قبلي عن مجلة Electrical Technology البريطانية

Popularity: 29% [?]

تمارين في الطاقة الكهربائية

2011-04-08T08:31:00.001-07:00

السلام عليكم ورحمة الله وبركاته
بسم الله الرحمن الرحيم
التمرين 1
اتمم مايلي
......... المستهلكة من طرف جهاز كهربائي يتغذى بتوتر .....
ويعبره تيار كهربائي شدته I هي I. P=U*
العدد المسجل على المصباح والمصحوب بالرمزWهو .......للمصباح.
القدرة الاسمية هي القدرة.............. الجهاز عند تشغيله تحت...............
تقاس الطاقة الكهربائية المستهلكة في تركيب منزلي بواسطة .........ويعبر عنها ب........إلا أن الوحدة العالمية للطاقة هي ..........حيث 1J=……..
يوافق كل دورة لقرص العداد استهلاك معين للطاقة يسمى ..............ويرمز له بالحرف.........
التمرين2
لدينا مصباحانL1وL2 قدرتاهما علي التواليP1وP2 بحيث يغذى هاذين المصباحين بنفس التوتر, فنلاحظ أن:
- لهما نفس الإضاءة.
- L2 يضئ أكثر منL1.
- L1 يضئ أكثر من L2.
التمرين3
كتب على مصباح الإشارة التالية:
12V- 50W ) )
1- حدد التوتر الاسمي والقدرة الاسمية للمصباح.
2- احسب شدة التيار عندما يشتغل المصباح بشكل عادي, وتحت توتره 12V
التمرين4
كتب على صفيحة وصفية لمدفأة كهربائية الإشارتان: 2kw-230V
1- أعط مدلول الإشارتين
2- احسب الطاقة الكهربائية التي تستهلكها المدفأة عند اشتغالها بصفة عادية.
3- احسب شدة التيار الكهربائي التي يمر في المدفأة عند اشتغالها بصفة عادية.
4- الفاصل الكهربائي المنزلي مضبوطا على 20A
و التوتر المسموح به .220v

أعلل انقطاع التيار الكهربائي تلقائيا من طرف الفاصل عندما نستعمل في آن واحد المدفأة السابقة مع فرن كهربائي مسجل عليه (230v - 2kw ).
التمرين 5
قام احد التلاميذ بتشغيل جهاز التسخين بتوتره الاسمي V 220 لمدة 1h15min فراقب عدد دورات قرص العداد فوجد 375 دورة
علما أن ثابتة العداد هي C=4wh/tr.
1-عرف القدرة الاسمية
2- احسب الطاقة المستهلكة من طرف الجهاز ب whثم jب
3- استنتج القدرة الاسمية للجهاز.
'- هل يمكن تشغيل الأجهزة الكهربائية التالية في نفس الوقت مع الجهاز السابق دون انقطاع التيار ؟
علما أن الفاصل يحمل إشارة A Imax=10
- مكواة (220V-770W),فرن كهربائي(220V-5A),
التمرين 6
استعملت مآخذ تيار منزلي توثر ه 220V ،حيث ربط : بمصباح قدرتهW 50 و
بالة تسخين قدرتهاW 1200 و مكواة قدرتها W600 .
1) احسب القدرة الكلية المستهلكة في المآخذ الثلاثة .
2) احسب شدة التيار التي تمر في كل جهاز .
3) احسب شدة التيار الكلية التي تمر في العداد المنزلي .
4) احسب بطريقة ثانية شدة التيار الكلية.
التمرين 7
نشغل تحت توثر قيمته V220 بصفة عادية لمدة ساعة الأجهزة التالية:
- فرن كهربائي يحمل الإشارتين (220V-1,5KW) .
- مكواة كهربائية تحمل الإشارتين (220V-800W).
1) اعط المدلول الفيزيائي للإشارتين المسجلتين على المكواة.
2) احسب القدرة المستهلكة من طرف الجهازين عند اشتغالهما بصفة عادية.
3) احسب بالواط –ساعة و بالجول الطاقة المستهلكة من طرف الجهازين أثناء مدة الاشتغال .
4) احسب تابثة عداد الطاقة علما أن قرصه أنجز 1000 دورة .
5) اشرح سبب انقطاع التيار الكهربائي عند تشغيل آلة غسيل مميزاتها الاسمية (220V-3KW) مع الأجهزة السابقة
علما أن الشدة القصوية هي 20A .
التمرين 8
نعتبر مصباحا يحمل الإشارتين(220V-100W) يشتغل لمدة 3 ساعات يوميا.
1) أ- عرف المميزات الاسمية لجهاز كهربائي.
ب‌- اعط قيمة كل منها بالنسبة للمصباح .
2) احسب بالواط-ساعة الطاقة الكهربائية التي يستهلكها المصباح خلال 30 يوما.
3) أحسب عدد أيام استعمال مدفأة كهربائية قدرتها 1800W تشتغل 30 دقيقة يوميا لاستهلاك نفس الطاقة التي يستهلكها المصباح خلال 30 يوما

التمرين 9
يستهلك جهاز تسخين ، توتره الاسمي U = 220V ، عند تشغيله لمدة ساعة و نصف طاقة كهربائية E = 1800 Wh .
1) احسب E بالجول .
2) احسب القدرة الاسمية لجهاز التسخين .
3) استنتج شدة التيار المار في الجهاز .
4) القدرة القصوية للاستهلاك المنزلي محددة في القيمة 4kW . هل يمكن تشغيل ، في آن واحد ، جهاز التسخين و مكواة قدرتها الاسمية 1000W و مقلاة كهربائية قدرتها الاسمية 2000W ؟ علل جوابك .

جهود عراقية لمواجهة نقص الطاقة الكهربائية

2011-04-08T08:30:00.000-07:00

أكد الدكتور حسين الشهرستاني نائب رئيس الوزراء لشؤون الطاقة تحسين إنتاج الطاقة الكهربائية خلال المرحلة المقبلة لتخفيف معاناة العراقيين من نقص حاد في الطاقة الكهربائية.
وقال مصدر مسئول بوزارة الكهرباء العراقية أن هذا التأكيد جاء خلال توقيع عقد بناء محطة نينوى الغازية بطاقة إنتاجية قدرها 750 ميكاواط مع شركة شارلك التركية.
وأوضح المصدر أن توقيع هذا العقد والعقود الأخرى لبناء محطات الخيرات والقدس وعقد تطوير محطة الزبيدية فضلا عن الجهود الكبيرة في بناء محطات أخرى إلى جانب الإجراءات الإستثنائية التي تتخذها وزارة الكهرباء الآن لإستيراد مولدات سريعة النصب لتكون جاهزة للربط مع الشبكة الوطنية إبتداءً من الأشهر المقبلة.
وبين أنه سوف يتم توفير كميات كبيرة من الطاقة الكهربائية تصل إلى 5000 ميجاواط والتي تمثل الفجوة مابين الإنتاج الحالي والحاجة الفعلية، مشيرا في الوقت نفسه إلى أن المحطة التي سوف تبنيها الشركة التركية تصل تكاليفها إلى 388 مليون دولار وتدخل الخدمة بعد 16 شهرا.

كما تضم 6 وحدات طاقة تنتج الواحدة منها 125 ميجاوات.

طرق توليد الطاقة الكهربائية Generation of Electrical Energy

2011-04-08T08:29:00.000-07:00

أنواع محطات التوليد :
نذكر هنا أنواع محطات التوليد المستعملة على صعيد عالمي ونركز على الأنواع المستعملة في بلادنا :
- محطات التوليد البخارية .
- محطات التوليد النووية .
- محطات التوليد المائية .
- محطات التوليد من المد والجزر
- محطات التوليد ذات الاحتراق الداخلي (ديزل – غازية)
- محطات التوليد بواسطة الرياح.
- 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 منهاما يلي :
القرب من مصادر الوقود وسهولة نقله إلى هذه المواقع وتوفر وسائل النقل الاقتصادية.
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.
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 .

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 .

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 .

2-محطات التوليد النووية : Nuclear Power Station
محطات التوليد النووية نوعا من محطات التوليد الحرارية لأنها تعمل بنفس المبدأ وهو توليد البخار بالحرارة وبالتالي يعمل البخار على تدوير التوربينات التي بدورها تدور الجزء الدوار من المولد الكهربائي وتتولد الطاقة الكهربائية على أطراف الجزء الثابت من هذا المولد .
والفرق في محطات التوليد النووية أنه بدل الفرن الذي يحترق فيه الوقود يوجد هنا مفاعل ذري تتولد في الحرارة نتيجة انشطار ذرات اليورانيوم بضربات الإلكترونات المتحركة في الطبقة الخارجية للذرة وتستغل هذه الطاقة الحرارية الهائلة في غليان المياه في المراجل وتحويلها إلى بخار ذي ضغط عال ودرجة مرتفعة جدا.
تحتوي محطة التوليد النووية على الفرن الذري الذي يحتاج إلى جدار عازل وواق من الإشعاع الذري وهو يتكون من طبقة من الآجر الناري وطبقة من المياه وطبقة من الحديد الصلب ثم طبقة من الأسمنت تصل إلى سمك مترين وذلك لحماية العاملين في المحطة والبيئة المحيطة من التلوث بالإشعاعات الذرية .

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

ومحطات التوليد النووية غير مستعملة في البلاد العربية حتى الآن . ولكن محطات التوليد الحرارية البخارية مستعملة بصورة كثيفة على البحر الأحمر والبحر الأبيض المتوسط والخليج العربي في توليد الكهرباء ولتحلية المياه المالحة .

3-محطات التوليد المائية : Hydraulic Power Stations

حيث توجد المياه في أماكن مرتفعة كالبحيرات ومجاري الأنهار يمكن التفكير بتوليد الطاقة ، خاصة إذا كانت طبيعة الأرض التي تهطل فيها الأمطار أو تجري فيها الأنهار جبلية ومرتفعة. ففي هذه الحالات يمكن توليد الكهرباء من مساقط المياه . أما إذا كانت مجاري الأنهار ذات انحدار خفيف فيقتضي عمل سدود في الأماكن المناسبة من مجرى النهر لتخزين المياه . تنشاء محطات التوليد عادة بالقرب من هذه السدود كما هو الحال في مجرى نهر النيل. وقد بني السد العالي وبنيت معه محطة توليد كهرباء بلغت قدرتها المركبة 1800 ميغاواط . وعلى نهر الفرات في شمال سوريا بني سد ومحطة توليد كهرباء بلغت قدرتها المركبة 800 ميغاواط .
إذا كان مجرى النهر منحدرا انحدار كبيرا فيمكن عمل تحويرة في مجرى النهر باتجاه أحد الوديان المجاورة وعمل شلال اصطناعي . هذا بالإضافة إلى الشلالات الطبيعية التي تستخدم مباشرة 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 في موقعها . فإذا هبطت كمية المياه إلى ارتفاع ادنى تحولت الطاقة الكامنة إلى طاقة حركية . وإذا سلطت كمية المياه على توربينة مائية دارت بسرعة كبيرة وتكونت على محور التوربينة طاقة ميكانيكية . وإذا ربطت التوربينة مع محور المولد الكهربائي تولد على أطراف العضو الثابت من المولد طاقة كهربائية .

مكونات محطة التوليد المائية : Components of Hydro-Electric Station
تتألف محطة توليد الكهرباء المائية بصورة عامة من الأجزاء الرئيسية التالية.
أ0مساقط المياه (المجرى المائل) Penstock
وهو عبارة عن أنبوب كبير أو أكثر يكون في اسفل السد أو من أعلى الشلال إلى 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 للأنابيب المائلة 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 تتدفق المياه بسرعة كبيرة في تجاويف مقعرة فتدور بسرعة وتدير معها العضو الدوار في المولد حيث تتولد الطاقة الكهربائية على أطراف هذا المولد .

ج ) أنبوبة السحب : Draught Tubes
بعد أن تعمل المياه المتدفقة في تدوير التوربين فلا بد من سحبها للخارج بسرعة ويسر حتى لا تعوق الدوران . لذا توضع أنابيب بأشكال خاصة لسحبها للخارج السرعة اللازمة.

د) المعدات والآلات المساعدة : Auxiliaries
تحتاج محطات التوليد المائية آلي العديد من الآلات المساعدة مثل المضخات والبوابات والمفاتيح ومعدات تنظيم سرعة الدوران وغيرها .

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 لا يعلمون أن هذا الارتفاع ناتج عن جاذبية القمر عندما يكون قريبا من هذه السواحل وان ذلك 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 القمر بالجزء المقابل قطريا ، أي بعيدا عن المكان ذاته بعدا زائدا بطول قطر الكرة الأرضية فيصبح اتجاه جاذبية القمر معاكسة وبالتالي ينخفض مستوى مياه البحر .
واكثر بلاد العالم شعورا بالمد والجزر هو الطرف الشمالي الغربي من فرنسا حيث يعمل مد وجزر المحيط الأطلسي على سواحل شبه جزيرة برنتانيا إلى ثلاثين مترا وقد أنشئت هناك محطة لتوليد الطاقة الكهربائية بقدرة 400 ميغاواط . حيث توضع توربينات خاصة في مجرى المد فتديرها المياه الصاعدة ثم تعود المياه الهابطة وتديرها مرة أخرى .
ومن الأماكن التي يكثر فيها المد والجزر السواحل الشمالية للخليج العربي في منطقة الكويت حيث يصل أعلى مد إلى ارتفاع 11 مترا ولكن هذه الظاهرة لا تستغل في هذه المناطق لتوليد الطاقة الكهربائية .

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

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

توليد الكهرباء بالتوربينات الغازية Gas Turbine
تعتبر محطات توليد الكهرباء العاملة بالتوربينات الغازية حديثة العهد نسبيا ويعتبر الشرق الأوسط من اكثر البلدان استعمالا لها . وهي ذات سعات وأحجام مختلفة من 1 ميغاواط الى 250ميغاواط ، تستعمل عادة أثناء ذروة الحمل في البلدان التي يوجد فيها محطات توليد بخارية أو مائية ، علما أن فترة إقلاعها وإيقافها تتراوح بين دقيقتين وعشرة دقائق.
وفي معظم الشرق الأوسط ، وخاصة في المملكة العربية السعودية ، فتستعمل التوربينات الغازية لتوليد الطاقة طوال اليوم بما فيه فترة الذروة . ونجد اليوم في الأسواق وحدات متنقلة من هذه المولدات لحالات الطوارئ مختلفة الأحجام والقدرات .
تمتاز هذه المولدات ببساطتها ورخص ثمنها نسبيا وسرعة تركيبها وسهولة صيانتها وهي لا تحتاج إلى مياه كثيرة للتبريد . كما تمتاز بإمكانية استعمال العديد من أنواع الوقود ( البترول الخام النقي – الغاز الطبيعي – الغاز الثقيل وغيرها ... ) وتمتاز كذلك بسرعة التشغيل وسرعة الإيقاف .
وأما سيئاتها فهي ضعف المردود الذي يتراوح بين 15 و 25 % كما أن عمرها الزمني قصير نسبيا وتستهلك كمية اكبر من الوقود بالمقارنة مع محطات التوليد الحرارية البخارية .
مكونات محطات التوربينات الغازية Components of Gas Turbines

إن الأجزاء الرئيسية التي تتكون منها محطة التوليد بالتوربينات الغازية هي ما يلي :
أ ) ضاغط الهواء The Air Compressor
وهو يأخذ الهواء من الجو المحيط ويرفع ضغطه الى عشرات الضغوط الجوية .

ب) غرفة الاحتراق The Combustion Chamber
وفيها يختلط الهواء المضغوط الآتي من مكبس الهواء مع الوقود ويحترقان معا بواسطة وسائل خاصة بالاشتعال . وتكون نواتج الاحتراق من الغازات المختلفة على درجات حرارة عالية وضغط مرتفع .

ج ) التوربين The Turbine
وهي عبارة عن توربين محورها أفقي مربوط من ناحية مع محور مكبس الهواء مباشرة و من ناحية أخرى مع المولد ولكن بواسطة صندوق تروس لتخفيف السرعة لأن سرعة دوران التوربين عالية جدا لا تتناسب مع سرعة دوران المولد الكهربائي . تدخل الغازات الناتجة عن الاحتراق في التوربين فتصطدم بريشها الكثيرة العدد من ناحية الضغط المنخفض ( يتسع قطر التوربين من هذه الناحية) الى الهواء عن طريق مدخنة .

د ) المولد الكهربائي The Generator
يتصل المولد الكهربائي مع التوربين بواسطة صندوق تروس لتخفيف السرعة كما ذكرنا وفي بعض التوربينات الحديثة تقسم التوربين الى توربينتين واحدة للضغط والسرعة العالية متصلة مباشرة مع مكبس الهواء والثانية تسمى توربينة القدرة متصلة مباشرة مع محور المولد الكهربائي .

هـ ) الآلات والمعدات المساعدة Auxiliaries
تحتاج محطات التوربينات الغازية الى بعض المعدات والآلات المساعدة على النحو التالي :
مصافي الهواء قبل دخوله الى مكبس الهواء .
مساعد التشغيل الأولي وهو اما محرك ديزل أو محرك كهربائي .
وسائل المساعدة على الاشتعال .
آلات تبريد مياه تبريد المحطة .
معدات قياس الحرارة والضغط في كل مرحلة من مراحل العمل .
معدات القياس الكهربائية المعروفة المختلفة .

6-محطات توليد الكهرباء بواسطة الرياح : Win Power Station
يمكن استغلال الرياح في الأماكن التي تعتبر مجاري دائمة لهذه الرياح في تدوير مراوح كبيرة وعالية لتوليد الطاقة الكهربائية . وعلى سبيل المثال هناك مدن صغيرة في الولايات المتحدة واوروبا تستمد الطاقة الكهربائية اللازمة للاستهلاك اليومي من محطة توليد كهرباء تعمل بالرياح يبلغ طول شفرة مروحتها 25 مترا .

7-محطات التوليد بالطاقة الشمسية.
ما يمكن أن ينتج عنه أعمال تطبيقية أصبحت في التداول التجاري هي استغلال الطاقة الشمسية لانتاج الطاقة الكهربائية وفي تسخين مياه الاستعمال المنزلي وخاصة في التجمعات الطلابية
والعمالية . للتفصيل انتقل الى الطاقة الشمسية

مصر تخصص 3.4 مليار دولار لقطاع الطاقة الكهربائية

2011-04-08T08:28:00.000-07:00

خصصت الحكومة المصرية نحو 20 مليار جنيه (3.4 مليار دولار) لقطاع الطاقة الكهربائية خلال العام المالي الجديد الذي سيبدأ في شهر يوليو/تموز المقبل.

ذكرت صحيفة "الشرق الأوسط" أن ذلك يأتي في الوقت الذي تراجع فيه وزارة الكهرباء مواصفات المحطة النووية المصرية المزمع إقامتها في شمال البلاد لتلافي الكارثة اليابانية التي أتت في أعقاب انفجار محطة نووية إثر زلزال مدمر ضربها الشهر الماضي.

وقال وزير الكهرباء والطاقة المصري "حسن يونس" الثلاثاء: "إن تلك الموازنة سيتم تدبيرها من الموارد الذاتية للشركات التابعة لوزارته، دون تحميل ميزانية الدولة سوى 2.5 مليار جنيه (418 مليون دولار) وهي موازنات الهيئات التابعة للقطاع".

وعانت مصر خلال العام الماضي من مشكلة انقطاع التيار الكهربائي بشكل متكرر، وأرجعت الوزارة تلك المشكلة إلى ارتفاع درجة الحرارة، وما صاحب ذلك من زيادة في الأحمال، ما أدى إلى تعطل مولدات الكهرباء.

تتمة المقالة في الأسفل ↓

وأوضح "يونس" أنه لمجابهة الزيادة في الأحمال الكهربائية، وضع قطاع الكهرباء خططاً ديناميكية وقابلة للتطوير، وذلك حتى عام 2027 لإضافة قدرات توليد كهرباء جديدة لتصل إلى نحو 75 ألف ميغاواط، على أن يتم العمل على خطة عاجلة لإضافة 1500 ميغاواط إضافية قبل حلول فصل الصيف المقبل، لمواجهة الطلب المتزايد على الطاقة الكهربائية.

وأشار إلى إستراتيجية قطاع الكهرباء التي تستهدف الوصول بنسبة مشاركة الطاقة المتجددة إلى 20 بالمائة من إجمالي إنتاج الطاقة المولدة حتى عام 2020، من المخطط أن يقوم القطاع الخاص بتنفيذ نحو 63 بالمائة من مشاريعها من خلال المناقصات التنافسية والاتفاقيات الثنائية واتفاقيات الشراكة والتعريفة المميزة.

محطات توليد الطاقة الكهربائية الغازية "فاشلة

2011-04-08T08:27:00.000-07:00

قال نائب عن ائتلاف العراقية، اليوم الاربعاء، إن مشاريع نصب المحطات الغازية "فاشلة" كونها لن تعالج أزمة الكهرباء في العراق ولاتنتج سوى 40% من قيمة التوليد العامة.

واوضح زياد الذرب لوكالة كردستان للانباء(آكانيوز)إن "المحطات الغازية التي استوردتها وزارة الكهرباء في الفترة السابقة ذات كفاءة رديئة وتولد فقط ما نسبته 40% من طاقتها الانتاجية وهي محطات فاشلة كونها تولد درجات حرارية عالية تضر بعملية انتاج الطاقة الكهربائية ".

وكان الذرب احد مرشحي القائمة العراقية البارزين لتولي وزارة الكهرباء لكنه سحب ترشيحه عن تولي الوزارة نتيجة اصرار رئيس الحكومة نوري المالكي على رفضه.

واوضح ان "الاسباب الرئيسة في عدم توفير الطاقة الكهربائية هو الفساد الاداري والمالي المتفشي داخل كوادر وزارة الكهرباء بالاضافة إلى سوء التنسيق العام لمشاريع توفير الكهرباء فضلا عن سوء التنسيق الحكومي في انشاء تلك المشاريع".

وطالبت وزارة الكهرباء رئيس الحكومة نوري المالكي اثناء زيارته الى الوزارة بحل مشكلة الضوابط الصارمة في التعاقد مع الشركات الاجنبية والمحلية لنصب المحطات الكهربائية والتي تسببت بتأخير انجاز المشاريع.

وكانت وزارة الكهرباء قد اعلنت اوائل الشهر الفائت عن نيتها اطلاق جولة التراخيص الاولى للاستثمار بقطاع الكهرباء في البلاد.

واضاف أن "العراق بحاجة إلى خطة طوارئ من خلال توفير محطات صغيرة توفر نحو 11 الف فولت تأتي جاهزة من الدول المجاورة وتقوم بنصبها شركات عالمية مهتمة بمشاريع الاستثمار الكهربائي ".

وأعلنت وزارة الكهرباء أنها حددت العاشر من الشهر الجاري موعدا نهائياً للشركات العالمية والمحلية المتخصصة بنصب المحطات لتقديم عروضها.

وتابع بالقول أن "تحسين القدرة الكهربائية يعتمد على سياسة الوزير الجديد اذا كان يمتلك مهنية عالية ونزاهة وكفاءة في عمل المنظومة الكهربائية".

واعلنت وزارة الكهرباء الاتحادية أن اللجنة الساندة التي شكلها رئيس الوزراء في صيف العام الفائت ستكفل نصب محطات صغيرة ساندة للعمل المنظومة الكهربائية.

ويعاني العراق من نقص حاد في الطاقة الكهربائية، ولا تزال الشبكة الوطنية غير قادرة على توفير إمدادات الكهرباء لأكثر من ساعات قليلة في اليوم وتأتي الانقطاعات المتكررة في الكهرباء على رأس شكاوى المواطنين.

وبحسب أرقام حكومية فإن طاقة العراق المتاحة تبلغ نحو 9 آلاف ميغاواطا. ويقدر الطلب بما يصل إلى 14 ألف ميغاواط خلال الصيف حينما تتجاوز درجات الحرارة 50 درجة مئوية.

ويخطط العراق لزيادة طاقته من الكهرباء إلى 27 ألف ميغاواط في أربع سنوات مقبلة ويحتاج لاستثمارات لا تقل عن ثلاثة إلى 4 مليارات دولار سنويا ليتمكن من تحقيق هذا الهدف.

ترشيد استهلاك الطاقة الكهربائية في الإنارة

2011-04-08T08:26:00.000-07:00

فتح الستائر خلال النهار للاستفادة من ضوء الشمس
تنظيف أغطية اللمبات والثريات من الغبار المتراكم.
طلاء الجدران والأسقف باللون الفاتح.
استخدام ضابط الوقت للمصابيح الخارجية (الأسوار) حتى لا تبقى مضاءة خلال النهار.
محاولة التقليل من استخدام النجف لما يترتب عليها من زيادة الاستهلاك بسبب احتوائها على عددٍ كبيرٍ من اللمبات العادية ، بالإضافة إلى تأثيرها في رفع درجة الحرارة داخل الغرفة، وبالتالي الحاجة إلى زيادة التكييف.
إطفاء الإنارة في الغرف غير المستعملة.
استعمال المصابيح الكهربائية الموفرة للطاقة (C.F.L) التي تعطي نفس الإضاءة.

المصابيح الكهربائية الموفرة للطاقة (C.F.L):

هي عبارة عن مصباح كهربائي قريب من حجم المصباح العادي وتمتاز بأنها:

تستهلك 20% فقط من الطاقة الكهربائية المستهلكة من قبل اللمبة العادية.
عمر تشغيلها 10 أضعاف عمر المصباح العادي.
يمكن تركيبها مكان المصباح العادي.

المصابيح الكهربائية العادية:

تعتبر المصابيح العادية والتي تُعرف بالمصابيح المتوهجة أنها من أقدم المصابيح المصنعة وأكثرها شيوعا وانتشاراً نتيجة لرخص ثمنها... ولكن عيوبها كثيرة ومن هذه العيوب:

عمر التشغيل منخفض حيث أن عمرها لا يزيد عن 1000 ساعة.
تستهلك طاقة عالية بالمقارنة مع المصابيح الحديثة الأخرى
تتحول أغلب الطاقة المستهلكة إلى حرارة (حوالي 89%) بينما يتحول الجزء الباقي (11%) من الطاقة إلى ضوء.

الجدول التالي يوضح قدرات المصابيح العادية والمكافئة لها في الإضاءة من المصابيح الموفرة للكهرباء:

قدرة المصباح العادي (واط)	قدرة المصباح الموفر للكهرباء (واط)
100	20 أو 23
75	5
60	11
40	7 أو 9

تكلفة المصابيح الكهربائية الموفرة للكهرباء (C.F.L) :

على الرغم من أن سعر مصابيح C.F.L عالٍ بالنسبة للمصابيح العادية فإنه بالمقارنة العادلة نجد أن التكلفة الكلية المدفوعة من المستهلك للمصابيح العادية أكبر من المصابيح الموفرة للكهرباء. وفي ما يلي مثال على هذه التكلفة وذلك بين مصباح عادي 100 واط وآخر C.F.L فلورسنتي 20 واط:

المقارنة من حيث	المصباح العادي	مصباح C.F.L
قدرة المصباح (واط)	100	20
عمر المصباح (ساعة)	1000	1000
مدة المقارنة (ساعة)	10000	10000
عدد المصابيح	10	1
ثمن المصابيح	1.5	60
سعر التيار الكهربائي	0.43	0.43
تكلفة اللمبات	15	60
استهلاك الكهرباء خلال فترة المقارنة	430	86
التكاليف الكلية ( الأصلي + التشغيل ) لمدة 10000 ساعة	445	146

نلاحظ التوفير نتيجة استعمال المصابيح الموفرة للكهرباء ( 445-146= 299 شيكل)

خطوط نقل الطاقة الكهربائية وبعض الاستفسارات

2011-04-08T08:23:00.000-07:00

بحسب IESC توجد عدة أمور لخطواط الضغط العالي :
1 _ المتوسط وهو عادة 7200 فولط / 13800 فولط / 20000 فولط / 33000 فولط / 66000 فولط .
2 ـ الضغط العالي 72000 فولط / 96000 فولط / 110000 فولط / 230000 فولط .
3 ـ الضغط العالي جداً من 240000 ولغاية 420000 فولط .
والخطوط التي تمر عادة في الأراضي الزراعية هى الخطوط المتوسطة الفولطية ، أما العالية الفولطية فعلى أبراج متوسط ارتفاعها 38 م ، ولذا لا تشكل خطورة كبيرة سوى عند نقاط الألتفاف أو الأماكن القريبة نسبياً من محطات التحويل من المرتفع الى المتوسط .
والخطورة في أبراج الضغط المتوسط والعالي تكمن في ثلاثة أمور رئيسية هى :
ـ تيارات كورونا شبه المنتظمة .
ـ المجال الكهرطيسي الفعال " ويعتقد أن له علاقة رئيسية بالسرطان ، وبالفعل فقد لوحظ في الولايات المتحدة زيادة نسبة السرطانات لدى الأسر التي تقطن قريباً من خطوط الطاقة العالية بنسبة تزيد بأربعين ضعفاً عن الأسر التي تسكن بعيدة عنها " .
ـ تأين الهواء على أسطوانة وهمية مركزها الخط نفسه ، وتسير معه على طول الخط .، مما يجعل من الهواء الواقع في الأسطوانة الوهمية ناقلاً مثالياً للكهرباء .
وعموماً فان هامش الأمان المحدد للأشخاص العاديين تبلغ 270 سم بعيداً عن الخط على الأقل ، وتتأثر هذه المسافة بين الصيف والشتاء والمطر ، حيث ينصح بالأبتعاد عنها كلياً عند الهطول الغزير أو العواصف الرعدية شتاءً و في أوقات القيظ " الظهيرة " صيفاً .
وعلى العموم : لو كان بيتي قريباً من خطوط نقل الطاقة المتوسطة أو العالية لفضلت بيعه طالما كان هذا ممكناً
أما في حال عدم تمكن هذا فالأفضل وضع شبكة معدنية من طبقتين تبعد الخارجية عن الداخلية 30 سم على الأقل
و مؤرضة بشكل ممتاز ومنفصل كل منهما عن الأخرى ، بحيث تبعد الشبكة الخارجية عن أقرب نقطة من الخط أربعة أمتار على الأقل .وتوضع دعائم خشبية سميكه بشكل عرضي على الشبكة الخارجية بيحث تؤمن عزلاً مقبولاً عند انقطاع الخط لسبب ما وسقوطه عليها .
وهى تشكل حماية أكثر من 99 بالمئة .

نقل الطاقة الكهربائية

2011-04-08T08:22:00.000-07:00

نقل الطاقة الكهربائية

الشركة المصرية لنقل الكهرباء

أغراض الشركة

1. إدارة وتشغيل وصيانة شبكات نقل الطاقة الكهربائية على الجهود الفائقة والعالية فى جميع أنحاء الجمهورية بالشركة مع استغلال هذه الشبكات الاستغلال الاقتصادى الأمثل .

2. تنظيم حركة الأحمال على شبكات الجهود الفائقة والعالية فى جميع أنحاء الجمهورية من خلال المركز القومى للتحكم فى الطاقة ومراكز التحكم الإقليمية .
3. شراء الطاقة الكهربائية المنتجة من محطات التوليد طبقاً للحاجة ، وبيعها للمشتركين على الجهود الفائقة والعالية ولشركات توزيع الكهرباء .
4. التنسيق مع شركات الإنتاج وشركات التوزيع فى توفير الطاقة الكهربائية على الجهود المختلفة لكافة الاستخدامات بكفاءة عالية .
5. الاشتراك مع الشركة القابضة لكهرباء مصر فى إعداد الدراسات الفنية والاقتصادية لخطط ومشروعات النقل المستقبلية لمواجهة الطلب على الطاقة واستقرارها .

06تنفيذ مشروعات نقل الطاقة الكهربائية على الجهود الفائقة والعالية التى يوافق عليها مجلس إدارة الشركة القابضة لكهرباء مصر وطبقاً للبرامج الزمنية المقررة لها .

07تنفيذ مشروعات الربط الكهربائى التى يوافق عليها مجلس إدارة الشركة القابضة لكهرباء مصر ، وتبادل الطاقة الكهربائية مع الدول الأخرى وبيعها أو شرائها طبقاً للحاجة من الشبكات الكهربائية المرتبطة مع الشبكة الكهربائية المصرية .

08إعداد دراسات خطط التنبؤ بالأحمال والطاقة للمشتركين فى نطاق الشركة ، وكذلك خطط التنبؤ المالى والاقتصادى للشركة .

09القيام بأية أعمال أو أنشطة أخرى مرتبطة أو مكملة لغرض الشركة ، بالإضافة إلى ما تعهد به إليها الشركة القابضة لكهرباء مصر من أعمال تدخل فى اختصاصها .

010القيام بما يعهد به الغير للشركة من أعمال تدخل فى نشاطها بما يحقق عائد اقتصادي للشركة.

اسم الشركة

النطاق الجغرافى

المركز

الرئيسى

العنوان

رقم التليفون

الشركة المصرية لنقل الكهرباء

شبكات نقل الطاقة الكهربائية

على الجهود الفائقة والعالية

فى جميع أنحاء الجمهورية

مدينة

القاهرة

العباسية – مدينة نصر

وزارة الكهرباء والطاقة

ص ب 11517

2618579

684382

الغاز المصري يساهم في توليد نصف الطاقة الكهربائية بالأردن

2011-04-08T08:21:00.000-07:00

قال مدير عام شركة الكهرباء الوطنية الأردنية بالوكالة خالد سعيد إن كميات الغاز التي يتسلمها الأردن من الجانب المصري لتشغيل محطات توليد الكهرباء تقدر بحوالى 160 مليون قدم مكعب يوميا. ونقلت وكالة الأنباء الأردنية (بترا) عن سعيد قوله إن هذه الكميات تستخدم في توليد حوالى 50 بالمائة من إجمالي الكهرباء المولدة في الأردن.
وكانت إمدادات الغاز الطبيعي المصري للأردن قد تأثرت بالانفجار الذي استهدف خط الغاز العربي في مدينة العريش بسيناء في السادس من شهر فبراير الماضي وعادت إلى طبيعتها قبل نحو أسبوعين.

طرق توليد الطاقة الكهربائية Generation of Electrical Energy

2011-04-08T08:20:00.000-07:00

إن عملية توليد أو إنتاج الطاقة الكهربائية هي في الحقيقة عملية تحويل الطاقة من شكل الى آخر 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 :

محطات التوليد البخارية .
محطات التوليد النووية .
محطات التوليد المائية .
محطات التوليد من المد والجزر
محطات التوليد ذات الاحتراق الداخلي (ديزل – غازية)
محطات التوليد بواسطة الرياح.
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 :

القرب من مصادر الوقود وسهولة نقله إلى هذه المواقع وتوفر وسائل النقل الاقتصادية.
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.
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 .

2-محطات التوليد النووية : Nuclear Power Station

محطات التوليد النووية نوعا من محطات التوليد الحرارية لأنها تعمل بنفس المبدأ وهو توليد البخار بالحرارة وبالتالي يعمل البخار على تدوير التوربينات التي بدورها تدور الجزء الدوار من المولد الكهربائي وتتولد الطاقة الكهربائية على أطراف الجزء الثابت من هذا المولد .

والفرق في محطات التوليد النووية أنه بدل الفرن الذي يحترق فيه الوقود يوجد هنا مفاعل ذري تتولد في الحرارة نتيجة انشطار ذرات اليورانيوم بضربات الإلكترونات المتحركة في الطبقة الخارجية للذرة وتستغل هذه الطاقة الحرارية الهائلة في غليان المياه في المراجل وتحويلها إلى بخار ذي ضغط عال ودرجة مرتفعة جدا.

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

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

ومحطات التوليد النووية غير مستعملة في البلاد العربية حتى الآن . ولكن محطات التوليد الحرارية البخارية مستعملة بصورة كثيفة على البحر الأحمر والبحر الأبيض المتوسط والخليج العربي في توليد الكهرباء ولتحلية المياه المالحة .

3-محطات التوليد المائية : Hydraulic Power Stations

حيث توجد المياه في أماكن مرتفعة كالبحيرات ومجاري الأنهار يمكن التفكير بتوليد الطاقة ، خاصة إذا كانت طبيعة الأرض التي تهطل فيها الأمطار أو تجري فيها الأنهار جبلية ومرتفعة. ففي هذه الحالات يمكن توليد الكهرباء من مساقط المياه . أما إذا كانت مجاري الأنهار ذات انحدار خفيف فيقتضي عمل سدود في الأماكن المناسبة من مجرى النهر لتخزين المياه . تنشاء محطات التوليد عادة بالقرب من هذه السدود كما هو الحال في مجرى نهر النيل. وقد بني السد العالي وبنيت معه محطة توليد كهرباء بلغت قدرتها المركبة 1800 ميغاواط . وعلى نهر الفرات في شمال سوريا بني سد ومحطة توليد كهرباء بلغت قدرتها المركبة 800 ميغاواط ، انظر الشكل رقم (6-6) .

إذا كان مجرى النهر منحدرا انحدار كبيرا فيمكن عمل تحويرة في مجرى النهر باتجاه أحد الوديان المجاورة وعمل شلال اصطناعي . هذا بالإضافة إلى الشلالات الطبيعية التي تستخدم مباشرة 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 في موقعها . فإذا هبطت كمية المياه إلى ارتفاع ادنى تحولت الطاقة الكامنة إلى طاقة حركية . وإذا سلطت كمية المياه على توربينة مائية دارت بسرعة كبيرة وتكونت على محور التوربينة طاقة ميكانيكية . وإذا ربطت التوربينة مع محور المولد الكهربائي تولد على أطراف العضو الثابت من المولد طاقة كهربائية .

مكونات محطة التوليد المائية : Components of Hydro-Electric Station

تتألف محطة توليد الكهرباء المائية بصورة عامة من الأجزاء الرئيسية التالية.

ا.مساقط المياه (المجرى المائل) Penstock

وهو عبارة عن أنبوب كبير أو أكثر يكون في اسفل السد أو من أعلى الشلال إلى 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 للأنابيب المائلة 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 تتدفق المياه بسرعة كبيرة في تجاويف مقعرة فتدور بسرعة وتدير معها العضو الدوار في المولد حيث تتولد الطاقة الكهربائية على أطراف هذا المولد .

ج ) أنبوبة السحب : Draught Tubes

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

د) المعدات والآلات المساعدة : Auxiliaries

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

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 لا يعلمون أن هذا الارتفاع ناتج عن جاذبية القمر عندما يكون قريبا من هذه السواحل وان ذلك 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 القمر بالجزء المقابل قطريا ، أي بعيدا عن المكان ذاته بعدا زائدا بطول قطر الكرة الأرضية فيصبح اتجاه جاذبية القمر معاكسة وبالتالي ينخفض مستوى مياه البحر .

واكثر بلاد العالم شعورا بالمد والجزر هو الطرف الشمالي الغربي من فرنسا حيث يعمل مد وجزر المحيط الأطلسي على سواحل شبه جزيرة برنتانيا إلى ثلاثين مترا وقد أنشئت هناك محطة لتوليد الطاقة الكهربائية بقدرة 400 ميغاواط . حيث توضع توربينات خاصة في مجرى المد فتديرها المياه الصاعدة ثم تعود المياه الهابطة وتديرها مرة أخرى .

ومن الأماكن التي يكثر فيها المد والجزر السواحل الشمالية للخليج العربي في منطقة الكويت حيث يصل أعلى مد إلى ارتفاع 11 مترا ولكن هذه الظاهرة لا تستغل في هذه المناطق لتوليد الطاقة الكهربائية .

5-محطات التوليد ذات الاحتراق الداخلي : Internal Combustion Engines

محطات التوليد ذات الاحتراق الداخلي هي عبارة عن الآت تستخدم الوقود السائل (Fuel Oil) حيث يحترق داخل غرف احتراق بعد مزجها بالهواء بنسب معينة ، فتتولد نواتج الاحتراق وهي عبارة عن غازات على ضغط مرتفع تستطيع تحريك المكبس كما في حالة ماكينات الديزل أو تستطيع تدوير التوربينات حركة دورا نية كما في حالة التوربينات الغازية .

توليد الكهرباء بواسطة الديزل Diesel Power Station

تستعمل ماكينات الديزل في توليد الكهرباء في أماكن كثيرة في دول الخليج وخاصة في المدن الصغيرة والقرى . وهي تمتاز بسرعة التشغيل وسرعة الإيقاف ولكنها تحتاج الى كمية مرتفعة من الوقود نسبيا وبالتالي فان كلفة الطاقة المنتجة منها تتوقف على أسعار الوقود . ومن ناحية أخرى لا يوجد منها وحدات ذات قدرات كبيرة . (3 ميغاواط فقط). وهذا المولدات سهلة التركيب وتستعمل كثيرة في حالات الطوارئ أو أثناء فترة ذروة الحمل . وفي هذه الحالة يعمل عادة عدد كبير من هذه المولدات بالتوازي لسد احتياجات مراكز الاستهلاك.

توليد الكهرباء بالتوربينات الغازية Gas Turbine

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

وفي معظم الشرق الأوسط ، وخاصة في المملكة العربية السعودية ، فتستعمل التوربينات الغازية لتوليد الطاقة طوال اليوم بما فيه فترة الذروة . ونجد اليوم في الأسواق وحدات متنقلة من هذه المولدات لحالات الطوارئ مختلفة الأحجام والقدرات .

تمتاز هذه المولدات ببساطتها ورخص ثمنها نسبيا وسرعة تركيبها وسهولة صيانتها وهي لا تحتاج إلى مياه كثيرة للتبريد . كما تمتاز بإمكانية استعمال العديد من أنواع الوقود ( البترول الخام النقي – الغاز الطبيعي – الغاز الثقيل وغيرها ... ) وتمتاز كذلك بسرعة التشغيل وسرعة الإيقاف .

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

مكونات محطات التوربينات الغازية Components of Gas Turbines

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

أ ) ضاغط الهواء The Air Compressor

وهو يأخذ الهواء من الجو المحيط ويرفع ضغطه الى عشرات الضغوط الجوية .

ب) غرفة الاحتراق The Combustion Chamber

وفيها يختلط الهواء المضغوط الآتي من مكبس الهواء مع الوقود ويحترقان معا

بواسطة وسائل خاصة بالاشتعال . وتكون نواتج الاحتراق من الغازات المختلفة على درجات حرارة عالية وضغط مرتفع .

ج ) التوربين The Turbine

وهي عبارة عن توربين محورها أفقي مربوط من ناحية مع محور مكبس الهواء مباشرة و من ناحية أخرى مع المولد ولكن بواسطة صندوق تروس لتخفيف السرعة لأن سرعة دوران التوربين عالية جدا لا تتناسب مع سرعة دوران المولد الكهربائي . تدخل الغازات الناتجة عن الاحتراق في التوربين فتصطدم بريشها الكثيرة العدد من ناحية الضغط المنخفض ( يتسع قطر التوربين من هذه الناحية) الى الهواء عن طريق مدخنة .

د ) المولد الكهربائي The Generator

يتصل المولد الكهربائي مع التوربين بواسطة صندوق تروس لتخفيف السرعة كما ذكرنا وفي بعض التوربينات الحديثة تقسم التوربين الى توربينتين واحدة للضغط والسرعة العالية متصلة مباشرة مع مكبس الهواء والثانية تسمى توربينة القدرة متصلة مباشرة مع محور المولد الكهربائي .

هـ ) الآلات والمعدات المساعدة Auxiliaries

تحتاج محطات التوربينات الغازية الى بعض المعدات والآلات المساعدة على النحو التالي :

مصافي الهواء قبل دخوله الى مكبس الهواء .
مساعد التشغيل الأولي وهو اما محرك ديزل أو محرك كهربائي .
وسائل المساعدة على الاشتعال .
آلات تبريد مياه تبريد المحطة .
معدات قياس الحرارة والضغط في كل مرحلة من مراحل العمل .
معدات القياس الكهربائية المعروفة المختلفة .

6-محطات توليد الكهرباء بواسطة الرياح : Win Power Station

يمكن استغلال الرياح في الأماكن التي تعتبر مجاري دائمة لهذه الرياح في تدوير مراوح كبيرة وعالية لتوليد الطاقة الكهربائية . وعلى سبيل المثال هناك مدن صغيرة في الولايات المتحدة واوروبا تستمد الطاقة الكهربائية اللازمة للاستهلاك اليومي من محطة توليد كهرباء تعمل بالرياح يبلغ طول شفرة مروحتها 25 مترا . ولا غرو فقد كانت طواحين الهواء المعروفة قديما في أوروبا نوعا من استغلال قدرة الرياح في تدوير حجر الرحى ، وفي هذه الأيام الذي ينتقل على الساحل الشرقي لاسكتلندا يرى العديد من هذه المراوح التي تنتج الطاقة الكهربائية وكذلك المتنزه على الشاطئ الشمالي في لبنان يرى هذه المراوح ترفع المياه من البحر الى الملاحات لانتاج الملح .

7-محطات التوليد بالطاقة الشمسية.

ما يمكن أن ينتج عنه أعمال تطبيقية أصبحت في التداول التجاري هي استغلال الطاقة الشمسية لانتاج الطاقة الكهربائية وفي تسخين مياه الاستعمال المنزلي وخاصة في التجمعات الطلابية والعمالية .

الطاقة الشمسية واستخدماتها

خلق الله الشمس والقمر كآيات دالة على كمال قدرته وعظم سلطانه وجعل شعاع الشمس مصدراً للضياء على الأرض وجعل الشعاع المعكوس من سطح القمر نوراً . قال الله تعالى في كتابه العزيز ( هو الذي جعل الشمس ضياء والقمر نوراً وقدره منازل لتعلموا عدد السنين والحساب ما خلق الله ذلك إلا بالحق يفصل الآيات لقوم يعلمون ) سورة يونس الآية(5) فالشمس تجري في الفضاء الخارجي بحساب دقيق حيث يقول الله سبحانه وتعالى في سورة الرحمن ( الشمس والقمر بحسبان ) الآية(5) . أي أن مدار الأرض حول الشمس محدد وبشكل دقيق ، وآي اختلاف في مسار الأرض سيؤدي إلى تغيرات مفاجئة في درجة حرارتها وبنيتها وغلافها الجوي ، وقد تحدث كوارث إلى حد لآيكن عندها بقاء الحياة فقدرة الله تعالى وحدها جعلت الشمس الحارقة رحمة ودفئاً ومصدراً للطاقة حيث تبلغ درجة حرارة مركزها حوالي (8ْ-40ْ) x 10 درجة مطلقة ( كفن ) ثم تتدرج درجة حرارتها في الانخفاض حتى تصل عند السطح إلى 5762ْ مطلقة ( كفن ) .

استخدام الطاقة الشمسية

استفاد الإنسان منذ القدم من طاقة الإشعاع الشمسي مباشرة في تطبيقات عديدة كتجفيف المحاصيل الزراعية وتدفئة المنازل كما استخدمها في مجالات أخرى وردت في كتب العلوم التاريخية فقد أحرق أرخميدس الأسطول الحربي الرماني في حرب عام 212 ق م عن طريق تركيز الإشعاع الشمسي على سفن الأعداء بواسطة المئات من الدروع المعدنية . وفي العصر البابلي كانت نساء الكهنة يستعملن آية ذهبية مصقولة كا لماريا لتركيز الإشعاع الشمسي للحصول على النار . كما قام علماء أمثال تشرنهوس وسويز ولافوازييه وموتشوت وأريكسون وهاردنج وغيرهم باستخدام الطاقة الشمسية في صهر المواد وطهي الطعام وتوليد بخار الماء وتقطير الماء وتسخين الهواء . كما أنشئت في مطلع القرن الميلادي الحالي أول محطة عالمية للري بوساطة الطاقة الشمسية كانت تعمل لمدة خمس ساعات في اليوم وذلك في المعادي قرب القاهرة . لقد حاول الإنسان منذ فترة بعيدة الاستفادة من الطاقة الشمسية واستغلالها ولكن بقدر قليل ومحدود ومع التطور الكبير في التقنية والتقدم العلمي الذي وصل إليه الإنسان فتحت آفاقا علمية جديدة في ميدان استغلال الطاقة الشمسية .

بالإضافة لما ذكر تمتاز الطاقة الشمسية بالمقارنة مع مصادر الطاقة الأخرى بما يلي :-

إن التقنية المستعملة فيها تبقى بسيطة نسبياً وغير معقدة بالمقارنة مع التقنية المستخدمة في مصادر الطاقة الأخرى .
توفير عامل الأمان البيئي حيث أن الطاقة الشمسية هي طاقة نظيفة لا تلوث الجو وتترك فضلات مما يكسبها وضعاً خاصا في هذا المجال وخاصة في القرن القادم.
تحويل الطاقة الشمسية

يمكن تحويل الطاقة الشمسية إلى طاقة كهربائية وطاقة حرارية من خلال آليتي التحويل الكهروضوئية والتحويل الحراري للطاقة الشمسية ، ويقصد بالتحويل الكهروضوئية تحويل الإشعاع الشمسي أو الضوئي مباشرة إلى طاقة كهربائية بوساطة الخلايا الشمسية ( الكهروضوئية ) ، وكما هو معلوم هناك بعض المواد التي تقوم بعملية التحويل الكهروضوئية تدعى اشتباه الموصلات كالسيليكون والجرمانيوم وغيرها . وقد تم اكتشاف هذه الظاهرة من قبل بعض علماء الفيزياء في أواخر القرن التاسع عشر الميلادي حيث وجدوا أن الضوء يستطيع تحرير الإلكترونات من بعض المعادن كما عرفوا أن الضوء الأزرق له قدرة أكبر من الضوء الأصفر على تحرير الإلكترونات وهكذا . وقد نال العالم اينشتاين جائزة نوبل في عام 1921م لاستطاعته تفسير هذه الظاهرة .

وقد تم تصنيع نماذج كثيرة من الخلايا الشمسية تستطيع إنتاج الكهرباء بصورة علمية وتتميز الخلايا الشمسية بأنها لا تشمل أجزاء أو قطع متحركة ، وهي لا تستهلك وقوداً ولا تلوث الجو وحياتها طويلة ولا تتطلب إلا القليل من الصيانة . ويتحقق أفضل استخدام لهذه التقنية تحت تطبيقات وحدة الإشعاع الشمسي ( وحدة شمسية ) أي بدون مركزات أو عدسات ضوئية ولذا يمكن تثبيتها على أسطح المباني ليستفاد منه في إنتاج الكهرباء وتقدر عادة كفاءتها بحوالي 20% أما الباقي فيمكن الاستفادة منه في توفير الحرارة للتدفئة وتسخين المياه . كما تستخدم الخلايا الشمسية في تشغيل نظام الاتصالات المختلفة وفي إنارة الطرق والمنشآت وفي ضخ المياه وغيرها .

أما التحويل الحراري للطاقة الشمسية فيعتمد على تحويل الإشعاع الشمسي إلى طاقة حرارية عن طريق المجمعات ( الأطباق ) الشمسية والمواد الحرارية .فإذا تعرض جسم داكن للون ومعزول إلى الإشعاع الشمسي فإنه يمتص لإشعاع وترتفع درجة حرارته . يستفاد من هذه الحرارة في التدفئة والتبريد وتسخين المياه وتوليد الكهرباء وغيرها . وتعد تطبيقات السخانات الشمسية هي الأكثر انتشاراً في مجال التحويل الحراري للطاقة الشمسية . يلي ذلك من حيث الأهمية المجففات الشمسية التي يكثر استخدامها في تجفيف بعض المحاصيل الزراعية مثل التمور وغيرها كذلك يمكن الاستفادة من الطاقة الحرارية في طبخ الطعام ، حيث أن هناك أبحاث تجري في هذا المجال لإنتاج معدات للطهي تعمل داخل المنزل بدلا من تكبد مشقة الجلوس تحت أشعة الشمس أثناء الطهي .

ورغم أن الطاقة الشمسية قد أخذت تتبوأ مكان هامة ضمن البدائل المتعلقة بالطاقة المتجددة ، إلا أن مدى الاستفادة منها يرتبط بوجود أشعة الشمس طيلة وقت الاستخدام أسوة بالطاقة التقليدية. وعليه يبدو أن المطلوب من تقنيات بعد تقنية وتطوير التحويل الكهربائي والحراري للطاقة الشمسية هو تقنية تخزين تلك الطاقة للاستفادة منها أثناء فترة احتجاب الإشعاع الشمسي . وهناك عدة طرق تقنية لتخزين الطاقة الشمسية تشمل التخزين الحراري الكهربائي والميكانيكي والكيميائي والمغناطيسي . وتعد بحوث تخزين الطاقة الشمسية من أهم مجالات التطوير اللازمة في تطبيقات الطاقة الشمسية وانتشارها على مدى واسع ، حيث أن الطاقة الشمسية رغم أنها متوفرة إلا نها ليست في متناول اليد وليست مجانية بالمعني المفهوم . فسعرها الحقيقي عبارة عن المعدات المستخدمة لتحويلها من طاقة كهرومغناطيسية إلى طاقة كهربائية أو حرارية . وكذلك تخزينها إذا دعت الضرورة . ورغم أن هذه التكاليف حالياً تفوق تكلفة إنتاج الطاقة التقليدية إلا أنها لا تعطي صورة كافية عن مستقبلها بسبب أنها أخذة في الانخفاض المتواصل بفضل البحوث الجارية والمستقبلية .

منقول ...

طرق توليد الطاقة الكهربائية

2011-04-08T08:19:00.000-07:00

**Generation of Electrical Energy

إن عملية توليد أو إنتاج الطاقة الكهربائية في الحقيقة هي عملية تحويل الطاقة من شكل إلى آخر 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 :
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 للطاقةE 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 منهاما 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 إلى طاقة حرارية في اللهب الناتج من عملية الاحتراق ثم استعمال الطاقة الحرارية في تسخين المياه في مراجل خاصة

BOILERS) ) وتحويلها إلى 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 إلى طاقة ميكانيكية على محور هذه التوربينات . يربط محور المولد الكهربائي ربطا مباشرا مع محور التوربينات البخارية فيدور محور المولد الكهربائي (ALTERNATOR)بنفس السرعة وباستغلال خاصة المغناطيسية الدوارة(ROTOR) من المولد والجزء الثابت (STATOR) منه تتولد على طرفي الجزء الثابت من المولد الطاقة الكهربائية اللازمة .
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 بالمائة لسهولة نقله وتخزينه وحرقة إن كان بصورة وقود سائل أو غازي . 2- محطات التوليد النووية : Nuclear Power Station
محطات التوليد النووية نوعا من محطات التوليد الحرارية لأنها تعمل بنفس المبدأ وهو توليد البخار بالحرارة وبالتالي يعمل البخار على تدوير التوربينات التي بدورها تدور الجزء الدوار من المولد الكهربائي وتتولد الطاقة الكهربائية على أطراف الجزء الثابت من هذا المولد .

والفرق في محطات التوليد النووية أنه بدل الفرن الذي يحترق فيه الوقود يوجد هنا مفاعل ذري تتولد في الحرارة نتيجة انشطار ذرات اليورانيوم بضربات الإلكترونات المتحركة في الطبقة الخارجية للذرة وتستغل هذه الطاقة الحرارية الهائلة في غليان المياه في المراجل وتحويلها إلى بخار ذي ضغط عال ودرجة مرتفعة جدا

تحتوي محطة التوليد النووية على الفرن الذري الذي يحتاج إلى جدار عازل وواق من الإشعاع الذري وهو يتكون من طبقة من الآجر الناري وطبقة من المياه وطبقة من الحديد الصلب ثم طبقة من الأسمنت تصل إلى سمك مترين وذلك لحماية العاملين في المحطة والبيئة المحيطة من التلوث بالإشعاعات الذرية

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

ومحطات التوليد النووية غير مستعملة في البلاد العربية حتى الآن . ولكن محطات التوليد الحرارية البخارية مستعملة بصورة كثيفة على البحر الأحمر والبحر الأبيض المتوسط والخليج العربي في توليد الكهرباء ولتحلية المياه المالحة . 3- محطات التوليد المائية : Hydraulic Power Stations
حيث توجد المياه في أماكن مرتفعة كالبحيرات ومجاري الأنهار يمكن التفكير بتوليد الطاقة ، خاصة إذا كانت طبيعة الأرض التي تهطل فيها الأمطار أو تجري فيها الأنهار جبلية ومرتفعة. ففي هذه الحالات يمكن توليد الكهرباء من مساقط المياه .
أما إذا كانت مجاري الأنهار ذات انحدار خفيف فيقتضي عمل سدود في الأماكن المناسبة من مجرى النهر لتخزين المياه .
تنشأ محطات التوليد عادة بالقرب من هذه السدود كما هو الحال في مجرى نهر النيل. وقد بني السد العالي وبنيت معه محطة توليد كهرباء بلغت قدرتها المركبة 1800 ميغاواط .
وعلى نهر الفرات في شمال سوريا بني سد ومحطة توليد كهرباء بلغت قدرتها المركبة 800 ميغاواطإذا كان مجرى النهر منحدرا انحدار كبيرا فيمكن عمل تحويرة في مجرى النهر باتجاه أحد الوديان المجاورة وعمل شلال اصطناعي .
هذا بالإضافة إلى الشلالات الطبيعية التي تستخدم مباشرة لتوليد الكهرباء كما هو حاصل في شلالات نيا غرا بين كندا والولايات المتحدة . وبصورة عامة أن أية كمية من المياه موجودة على ارتفاع معين تحتوي على طاقة كامنة في موقعها . فإذا هبطت كمية المياه إلى ارتفاع أدنى تحولت الطاقة الكامنة إلى طاقة حركية . وإذا سلطت كمية المياه على توربينة مائية دارت بسرعة كبيرة وتكونت على محور التوربينة طاقة ميكانيكية . وإذا ربطت التوربينة مع محور المولد الكهربائي تولد على أطراف العضو الثابت من المولد طاقة كهربائية. 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 لا يعلمون أن هذا الارتفاع ناتج عن جاذبية القمر عندما يكون قريبا من هذه السواحل وان ذلك 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 القمر بالجزء المقابل قطريا ، أي بعيدا عن المكان ذاته بعدا زائدا بطول قطر الكرة الأرضية فيصبح اتجاه جاذبية القمر معاكسة وبالتالي ينخفض مستوى مياه البحر .

واكثر بلاد العالم شعورا بالمد والجزر هو الطرف الشمالي الغربي من فرنسا حيث يعمل مد وجزر المحيط الأطلسي على سواحل شبه جزيرة برنتانيا إلى ثلاثين مترا وقد أنشئت هناك محطة لتوليد الطاقة الكهربائية بقدرة 400 ميغاواط . حيث توضع توربينات خاصة في مجرى المد فتديرها المياه الصاعدة ثم تعود المياه الهابطة وتديرها مرة أخرى

.
ومن الأماكن التي يكثر فيها المد والجزر السواحل الشمالية للخليج العربي في منطقة الكويت حيث يصل أعلى مد إلى ارتفاع 11 مترا ولكن هذه الظاهرة لا تستغل في هذه المناطق لتوليد الطاقة الكهربائية . 5- محطات التوليد ذات الاحتراق الداخلي : Internal Combustion Engines
محطات التوليد ذات الاحتراق الداخلي هي عبارة عن آلات تستخدم الوقود السائل (Fuel Oil) حيث يحترق داخل غرف احتراق بعد مزجها بالهواء بنسب معينة ، فتتولد نواتج الاحتراق وهي عبارة عن غازات على ضغط مرتفع تستطيع تحريك المكبس كما في حالة ماكينات الديزل أو تستطيع تدوير التوربينات حركة دورا نية كما في حالة التوربينات الغازية .

أ . توليد الكهرباء بواسطة الديزل

Diesel Power Station

تستعمل ماكينات الديزل في توليد الكهرباء في أماكن كثيرة في دول الخليج وخاصة في المدن الصغيرة والقرى . وهي تمتاز بسرعة التشغيل وسرعة الإيقاف ولكنها تحتاج الى كمية مرتفعة من الوقود نسبيا وبالتالي فان كلفة الطاقة المنتجة منها تتوقف على أسعار الوقود . ومن ناحية أخرى لا يوجد منها وحدات ذات قدرات كبيرة . (3 ميغاواط فقط). وهذا المولدات سهلة التركيب وتستعمل كثيرة في حالات الطوارئ أو أثناء فترة ذروة الحمل . وفي هذه الحالة يعمل عادة عدد كبير من هذه المولدات بالتوازي لسد احتياجات مراكز الاستهلاك.

ب . توليد الكهرباء بالتوربينات الغازية Gas Turbine
تعتبر محطات توليد الكهرباء العاملة بالتوربينات الغازية حديثة العهد نسبيا ويعتبر الشرق الأوسط من اكثر البلدان استعمالا لها . وهي ذات سعات وأحجام مختلفة من 1 ميغاواط الى 250ميغاواط ، تستعمل عادة أثناء ذروة الحمل في البلدان التي يوجد فيها محطات توليد بخارية أو مائية ، علما أن فترة إقلاعها وإيقافها تتراوح بين دقيقتين وعشرة دقائق.
وفي معظم الشرق الأوسط ، وخاصة في المملكة العربية السعودية ، فتستعمل التوربينات الغازية لتوليد الطاقة طوال اليوم بما فيه فترة الذروة . ونجد اليوم في الأسواق وحدات متنقلة من هذه المولدات لحالات الطوارئ مختلفة الأحجام والقدرات .
تمتاز هذه المولدات ببساطتها ورخص ثمنها نسبيا وسرعة تركيبها وسهولة صيانتها وهي لا تحتاج إلى مياه كثيرة للتبريد . كما تمتاز بإمكانية استعمال العديد من أنواع الوقود ( البترول الخام النقي – الغاز الطبيعي – الغاز الثقيل وغيرها ...)
وتمتاز كذلك بسرعة التشغيل وسرعة الإيقاف .
وأما سيئاتها فهي ضعف المردود الذي يتراوح بين 15 و 25 % كما أن عمرها الزمني قصير نسبيا وتستهلك كمية اكبر من الوقود بالمقارنة مع محطات التوليد الحرارية البخارية . 6- محطات توليد الكهرباء بواسطة الرياح: Win Power Station
يمكن استغلال الرياح في الأماكن التي تعتبر مجاري دائمة لهذه الرياح في تدوير مراوح كبيرة وعالية لتوليد الطاقة الكهربائية . وعلى سبيل المثال هناك مدن صغيرة في الولايات المتحدة وأوروبا تستمد الطاقة الكهربائية اللازمة للاستهلاك اليومي من محطة توليد كهرباء تعمل بالرياح يبلغ طول شفرة مروحتها 25 مترا . ولا غرو فقد كانت طواحين الهواء المعروفة قديما في أوروبا نوعا من استغلال قدرة الرياح في تدوير حجر الرحى ، وفي هذه الأيام الذي ينتقل على الساحل الشرقي لاسكتلندا يرى العديد من هذه المراوح التي تنتج الطاقة الكهربائية وكذلك المتنزه على الشاطئ الشمالي في لبنان يرى هذه المراوح ترفع المياه من البحر إلى الملاحات لإنتاج الملح . 7- محطات التوليد بالطاقة الشمسية:
ما يمكن أن ينتج عنه أعمال تطبيقية أصبحت في التداول التجاري هي استغلال الطاقة الشمسية لإنتاج الطاقة الكهربائية وفي تسخين مياه الاستعمال المنزلي وخاصة في التجمعات الطلابية والعمالية.

معلومات اضافية

ومع بداية الألفية الجديدة دخلت المولدات الكهربائية عصرًا جديدًا بنوع جديد من المولدات (Generators) التي تعمل على توليد الكهرباء مباشرة من الطاقة الحرارية، مما يجعل هذه المولدات الأعلى كفاءة و الأكثر حفاظاً على البيئة، وكذلك الأفضل اقتصاديًا على المدى الطويل.

لقد قام العلماء بالبحث عن الطاقة الكهربائية من مصادر جديدة

فالطاقة الكهربائية لها مصادر تقليدية، فإذا كنت مثلاً من سكان المدن فأنت تحصل على الطاقة الكهربية من خلال الشبكات الرئيسية ( Basbar) وهذه الشبكة تتغذى بالكهرباء من مجموعة من محطات توليد الطاقة الكهربائية، وهناك أنواع مختلفة من المحطات مثل المحطات البخارية (Steam Power Plant) والمحطات الغازية ، وهذان النوعان من المحطات هما الأكثر شيوعاً واستخداماً في العالم كله.
وفى هذين النوعين من المحطات يتم تمرير بخار الماء-في المحطات البخارية- أو ناتج احتراق الغازات –في المحطات الغازية- على توربينات

(Turbine) فتدور الريش داخل التوربينة وتدور معها عمود الإدارة المثبت مع هذه الريش وتستخدم طاقة دوران هذا العمود في قطع خطوط فيض المغناطيس المثبت داخل مولد.

والطاقة الكهربائية صديقة الإنسان والبيئة وذلك لأنها طاقه نظيفة لا ينتج عنها أي ملوثات ولكن ينتج من المحطات نفسها ملوثات كثيرة وذلك من نواتج حرق الوقود للتسخين أو لاستخدام نواتجه في تدوير التوربينات

وهناك صور أخرى لتوليد الكهرباء أكثر محافظه على البيئة مثل توليدها باستخدام مساقط المياه.
ويعتبر السد العالي أكبر مثال حي يستخدم مساقط المياه في توليد الكهرباء.
وإذا كنت في مكان لا يمكن أن تصل إليه امتداد الشبكات الرئيسية فإنه يمكنك الحصول على الكهرباء من تحويل صور أخرى من الطاقة مثل طاقه المد و الجذر وطاقه حركه الأمواج وطاقه الرياح وأخيراً الطاقة الشمسية

وعند تحليل ما سبق مره أخرى لوجدت أن اغلب صور الحصول الكهربائية يتم من طاقات ميكانيكية.
فمثلاً في المحطات البخارية والغازية وأيضاً مساقط الماء يتم الحصول على الكهرباء من دوران التوربينات ، أما استخدام المد و الجذر وحركه الأمواج والرياح فهو استغلال لطاقتهم الحركية في تحريك أجزاء ميكانيكية ثم الحصول منها على الكهرباء.
ومن المعروف أنه بوجود أجزاء ميكانيكية في أي جهاز هذا يقلل من كفاءته كثيراً نظراً لضياع الكثير من الطاقة خلال احتكاك وتبريد الأجزاء المتحركةولهذا كان الاهتمام بالطاقة الشمسية حيث يتم تحويل الطاقة الضوئية للشمس إلى طاقه كهربيه مباشرة مما يجعلها عالية الكفاءة ولكن تكنولوجيا الخلايا الضوئية مازال مرتفع التكلفة.
ولكن كل صور الحصول على الطاقة الكهربية التي سبق ذكرها تفترض عدم تنقل الإنسان من مكان إلى آخر وذلك لأنه لابد من بناء محطات كبيره لا يمكن تحريكها مع تنقل الإنسان.
هذا السبب الأخير هو الذي جعل العلماء يتجهون بتفكيرهم إلى تصنيع مولدات تتنقل مع الإنسان أينما ذهب(portable generators) وكان نتاج البحث نوعان من المولدات أولهم يعمل بحرق الوقود خلال محرك يشبه محرك السيارة والحصول على الطاقة الميكانيكية ثم الحصول منها على الكهرباء ، وهذا النوع هو الأكثر شيوعاً واستخداماً لرخص سعره ولكن ينتج عنه العديد من الملوثات الهيدروكربونية (HC) وكذلك الملوثات النيتروجينية(Nox) وذلك من حرق الوقود ويظل أيضاً هذا النوع منخفض الكفاءة لما يحتوى عليه من أجزاء ميكانيكية.

أما النوع الثاني من المولدات فهي التي تنتج الطاقة الكهربية مباشرة من الطاقة الحرارية دون الحاجة إلى أجزاء ميكانيكية

وهذه احتلت مكانة كبيرة وأصبحت واسعة الانتشار في مجموعه من شركات البترول العالمية .
وتحتوي هذه المولدات على ثلاث أجزاء أساسية ، الأول هو الجزء الساخن ويتم تسخينه بحرق الغاز الطبيعي أو غاز البروبان (C3H8) وتصل درجة حرارته إلى حوالي (c540) والثاني هو الجزء البارد وتصل درجة حرارته إلى (c 140) ويتم تبريده عن طريق تعريضه للهواء الجوي أي أنه يفقد الحرارة بالإشعاع.
أما الجزء الثالث فهو العمود الحراري (thermopile) وهو الجزء الفعال و أساس هذه التكنولوجيا وهو عبارة عن جهاز مصنع من مادة معينه وهذه المادة لها خاصية فيزيائية وهى إصدار نبضات كهربية (signal) نتيجة لفرق درجات الحرارة الذي يشعر بها الجهاز بين طرفيه .
كان يستخدم هذا العمود الحراري(thermopile ) سابقاً في أجهزة قياس درجات الحرارة الرقمية (digital) .
وعند توصيل مجموعه من أشباه الموصلات (semi-conductors) بهذا العمود الحراري يمكن الحصول على فرق جهد وكذلك تيار مستمر(DC) .
ويستخدم هذا التيار المستمر في العديد من الاستخدامات مثل تشغيل أجهزة الاتصال لمواقع شركات البترول في الصحراء وكذلك في تشغيل المضخات وأجهزة لحام الأنابيب في شركات نقل الغازات البترولية(pipeline) وفي العديد من الاستخدامات المختلفة .
وتصل الطاقة الخارجة من هذا النوع من المولدات إلى حوالي (5000watt) وهو أفضل من النوع الأول من المولدات المتحركة في انها:
1- أكثر نظافة وسلامه على البيئة لانخفاض العوادم الناتجة
2- يستخدم في جميع أنواع المناخ وظروف الطقس المختلفة
3- له كفاءة عالية لعدم وجود أجزاء متحركة
4- يعيش إلى أكثر من 20 عام
5- يحتاج في الصيانة إلى ساعة أو أثنين في العام ولهذا هو أكثر اقتصادية على المدى الطويل.
ويستخدم هذا النوع من المولدات حالياً في كبرى شركات البترول وشركات الغازات البترولية وأنابيب نقل الغازات حول العالم مثل
1- أمكو للأنابيب ( الولايات المتحدة) Amoco pipeline (u.s.)
2- نوفا للغازات (كندا)Nova gas (Canada)
3- سيكوان للبترول (الصين)Sichuan oil (china)
4- شركة SSGC(باكستان)
5- شركة TGN (الأرجنتين)
طرق توليد الطاقة الكهربائية

**Generation of Electrical Energy

اختيار مواقع المحطات البخارية

Site Selection of Steam Power Station

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

أ . توليد الكهرباء بواسطة الديزل

Diesel Power Station

معلومات اضافية

لقد قام العلماء بالبحث عن الطاقة الكهربائية من مصادر جديدة

تقنيات توليد الطاقة الكهربائية من الطاقة الحرارية الشمسية

2011-04-08T08:15:00.000-07:00

إن الطاقة المرسلة من الشمس و التي تصل إلى أعلى الغلاف الجوي تعادل تقريباً 1.5 × 10²¹ واط حراري ساعي من الإشعاع الشمسي السنوي. هذه الكمية الهائلة من الطاقة هي أكثر ب 23,000 مرة من استخدامات البشرية على كامل كوكب الأرض وهذا كله فقط يعادل 1 إلى 2 جزء من بليون من سيل الطاقة الذي تطلقه الشمس و الذي يقدر تقريباً ب 3.9 × 10²⁰ ميغا وات حراري.

إن الإشعاع الشمسي الوارد إلى الأرض يتعرض لعدد من المعيقات التي تخفف من طاقته قبل الوصول إلى سطح الأرض و تتمثل هذه المعيقات في الانعكاس ، التبعثر و الامتصاص ، فتقريباً كل الإشعاعات الفوق بنفسجية و جزء من الأشعة التحت حمراء تتم إزالتها تماماً و مع هذا فان الإشعاع الذي يصل إلى سطح الأرض كل سنة يفوق 10,000 مرة من احتياجات العالم إلى طاقة. الأشعة التي تصطدم بجزيئات الغازات و بخار الماء و جزيئات الغبار تدعى الأشعة المنتثرة . الغيوم من ناحية أخرى تعتبر أهم العوامل التي تخفض من شدة الإشعاع الشمسي لأنها قادرة على تخفيضه حتى 80 - 90% و ذلك لأن توزع الغيوم في كبد السماء يتغير كثيرا و بالتالي فان معظم الأشعة الوردة على الغيوم تنعكس و تسمى بالأشعة المنعكسة . الإشعاع الكلي هو كافة الأشعة الشمسية المباشرة و المنعكسة و المتبعثرة .الشكل التالي يوضح ذلك:

إن استخدامات الطاقة الشمسية باتت كثيرة و متعددة من توليد للكهرباء و التدفئة و تسخين المياه و قد تحدثنا في موضوع سابق عن توليد الكهرباء عن طريق الخلايا الشمسية الكهروضوئية (Photovoltaic Solar Cell), سنتحدث في هذا المقال عن استخدام الطاقة الحرارية من الشمس لتوليد الكهرباء حيث توجد عدة تقنيات لتوليد الكهرباء انطلاقا من حرارة الشمس.

أولاً: تقنية المركزات الشمسية ذات القطع المكافئ الدائري:

ويتكون من مرايا عاكسة تكون متوضعة بحيث تشكل صحنا على شكل قطع مكافئ تقوم هذه المرايا بتركيز أشعة الشمس في محرق هذا الصحن حيث يتوضع هناك محرك يقوم بتحويل الطاقة الحرارية إلى طاقة كهربائية .

المحرك الحراري المستخدم هنا عادةً يسمى محرك ستيرلينغ "محرك الاحتراق الخارجي“ حيث انه يتم تأمين الحرارة من مصدر حراري خارج المحرك ليتم تحويلها داخل المحرك إلى فعل ميكانيكي عن طريق تمدد وتقلص مائع تشغيل يكون أحد أنواع الزيوت الحرارية عادةً و منه إلى طاقة كهربائية). و تكون هذه اﻷنظمة عادة مجهزة بنظام لملاحقة الشمس للحصول على كفاءة عالية.

ثانياً: تقنية المركزات الشمسية ذات القطع المكافئ الاسطواني:

ويتكون من مرايا عاكسة بشكل قطع مكافئ اسطواني تكون متوضعة بصفوف متوازية حيث تقوم بتركيز اﻷشعة الشمسية في محارقها. يتوضع في محرق هذه المرايا أنابيب مفرغة تحتوي على سائل ناقل حراري يعمل عند درجات حرارة تصل حتى 400 درجة مئوية. يتم الاستفادة من الحرارة العالية لمائع التشغيل عبر مبادل حراري ليعطي حرارته للماء الذي يتحول إلى بخار و يمرر هذه البخار على عنفة ليقوم بتدويرها و توليد الكهرباء انطلاقاً من الحركة الميكانيكية للعنفة.

ثالثاً: تقنية البرج المركزي:

تتألف هذه التقنية من مجموعة من المرايا الموجهة و تسمى “هيليوستات” و التي تقوم بتوجيه أشعة الشمس إلى برج مركزي يركب على قمته مستقبل حراري يكون داخله محلول ملحي تصل درجة حرارته حتى 600 درجة مئوية ومن ثم يمرر هذا المحلول على مبادل حراري ليعطي حرارته إلى الماء محولا إياه إلى بخار و تمرير هذا البخار على عنفة لتحويل الطاقة الميكانيكية للعنفة إلى كهرباء.

رابعاً : تقنية البركة الشمسية:

هي عبارة عن بركة ماء مالح تقوم بالتقاط وتخزين الحرارة الشمسية حيث أن الماء المالح يشكل وبشكل طبيعي تدرجاً تبعاً لدرجة تركيز الملح حيث أن التركيز الملحي اﻷقل يكون في اﻷعلى وبناءاً عليه يتشكل في البركة ثلاثة طبقات : الطبقة العلوية وتكون ذات تركيز ملحي منخفض ، و الطبقة الوسطى وتملك تركيز ملحي متدرج نحو اﻷسفل و تمنع هذه الطبقة التبادل الحراري للطبقة السفلى مع العليا ، و الطبقة السفلية التي يكون محتواها الملحي عالياً .

يكون الماء عادة نصف شفاف و يكون قعر البركة ماصاً جيداً للحرارة و عليه فان سقوط اﻷشعة الشمسية يسخن الطبقة السفلى و بما أنها ذات تركيز ملحي عالي فان الماء الساخن لا يطفو بل يبقى في القعر حيث تصل درجة حرارته لحدود ال90 درجة مئوية بينما تبقي درجة حرارة السطح حوالي 30 درجة مئوية فيستخدم الفرق الحراري لتوليد الكهرباء عبر مضخة حرارية أو محرك ستيرلينغ .

تعاريف مصطلحات الكهرباء Electricity and power definitions

2011-04-08T08:14:00.000-07:00

Auxiliary power/energy
All electricity consumed internally within the boundary of a power station or cogeneration plant to run the plant.

Aeroderivative gas turbine
Aeroderivative gas turbines originate from the aviation industry. They are lightweight. They have higher thermal efficiency and capital cost than industrial gas turbines and their maintenance costs can also be higher. Exhaust gas temperatures are generally lower than industrial gas turbines. Performance decreases dramatically at high ambient temperatures.

Auxiliary boiler
Fuel fired boiler used to raise the site steam and/or hot water requirements.

Availability (%)
Availability is an indicator of the maximum amount of electrical energy that a unit is able to generate during a period, after making allowances for outages due to all causes
(Total installed capacity (MW) * period hours - MWh losses due
to all outages during the period) * 100 divided by:
Total installed capacity (MW) * period hours

Back pressure steam turbine
A simple non-condensing steam turbine. High-pressure steam is expanded through the backpressure steam turbine to generate electricity, and is exhausted at the required steam conditions for use in a process or for direct heating.

Base load
Operating regime in which the generator operates at its full capacity (or close to it) at all times.

Biomass
Is material produced by photosynthesis or is an organic by-product of a waste stream suited as a feedstock for electrical and/or thermal energy or the manufacture of fuels and substitutes for petrochemicals and other energy intensive products. Includes a wide variety of renewable organic materials (eg sugar cane pulp, food processing waste, animal manures and sewerage, and organic municipal solid waste). Energy conversion paths include combustion and gasification for heat and power (cogeneration), pyrolysis for liquid and gaseous fuels and chemicals, and anaerobic digestion and fermentation. Biomass fuels tend to be renewable.

Boiler blowdown
Stream of water which is bled from the boiler drum or steam supply system to control the concentration of total solids and other contaminants in the boiler water.

Boiler drum
Generally the steam drum of a boiler where the steam generated is separated from the circulating boiler water.

Bottoming cycle
Heat is recovered from an industrial process (eg a furnace) and then used to generate steam through a boiler, which is then used to generate electricity. Lower pressure steam can also be used for process.

Capacity
The rated continuous load carrying ability expressed in megawatts, of generation equipment; sometimes referred to as maximum continuous rating (MCR).

Capacity factor (%)
Total energy produced for a specified period relative to the total possible amount of energy that could have been produced for the same period.
Total period energy generated (MWh) * 100 divided by:
Total installed capacity (MW) *period hours

Centralised Generation
Electricity production based on large-scale power stations which are usually remote from electricity consumers, and which require long-distance, high-voltage transmission networks.

Circuit Breakers
A type of switch used to control the flow of power in an electrical circuit. Special forms of these are used in switchyards and substations for the control of power between power (transmission and distribution) lines.

Clean-as-new
New unit, no degradation.

Cogeneration
Involves the generation of two products from a single fuel. e.g. useful combined heat and power. It is typically, two to three times more efficient than major conventional, predominantly coal-fired, centralised power stations. Production efficiency is achieved by harnessing heat that would otherwise be wasted. The heat and power can also be converted into many applications such as cooling.

Condensate
Steam which has been condensed for return to the boiler.

Creep
The plastic (i.e. inelastic) movement of a metal or other solid. Temperature and stress on the material directly influence the rate of creep. The composition of the material also has a bearing on its rate of creep.
Consideration of the material's creep properties is particularly impotant in the selection of materials for components subject to high temperature and high stresses, such as those in boilers, turbines and superheaters.

Deaerator
Used to preheat feedwater before entering the waste heat boiler, and to drive off non-condensable and potentially corrosive dissolved gases. Requires steam to provide the energy for heating. Not relevant to hot water case.

Deep Connection
Transmission assets and services provided by the Transmission Network Operator which are:
initially for one participant, but where the assets may eventually become part of the shared network; and
immediately part of the shared network, but are assets which would not need to exist if not for connection to one participant.
Charges and risks associated with Deep Connection services may eventually be shared with other participants, when arrangements change.

DegradationDemand
Deterioration in power output and/or heat rate of an engine or turbine under operating conditions due to, for example, inlet air contaminants, fuel contaminants and thermal stress. Continuous process occurring between overhauls.

Demand
Demand is usually taken to mean the electricity requirements of the end consumer. However, in the NEM, the term "demand" includes consumption and losses in the distribution and transmission networks and in the power stations as well as end user consumption. Extreme care should therefore be taken in the use of published "demand" values.
The demand requirements are usually in two forms:
Instantaneous Demand - the size of the demand at any instance in time and is measured in MW. It is important in determining the generating capacity required to on-line, particularly at peak usage times. It also is important in determining if the transmission and distribution systems can cope with the flow of electricity during peak demand times; and
Period Demand - the amount of electrical energy used by the end use consumers over a period of time (measured in MWh or GWh). This measure is used to estimate how hard the power stations need to operate during that period, the amount of fuel consumed in the generation of that energy and the potential income for electricity retailers and generators.

Demineralised water
Pure water produced by removing mineral salts, usually by an ion exchange process.

Distributed Generation
Is power generation generally located close to where it is consumed, for example, supplying electricity on-site or over-the-fence. Distributed generators can also export electricity into the local grid. Also referred to as decentralised, embedded or localised. Includes cogeneration and other types of generation such as fuel cells and photovoltaic. This can be as small as a 3 kWe micro-cogeneration plant, or as large as a 450 MW industrial on-site system.

Distribution
Electrical cabling system which transfers power, usually over long distances, to the consumers. Distribution systems are usually operated at medium to low voltages (eg 110kV, 66kV, 33kV, 11kV, 6.6kV & 415V).

Dump condenser
Excess steam from the waste heat boiler bypasses the steam turbine and goes directly to the condenser. Used to balance site load with steam generated.

Dump stack & damper
Used to control flow and temperature of exhaust gas to bypass the waste heat boiler. Can also be used to isolate equipment in the exhaust gas stream when the equipment is out of service or requires maintenance. Used to balance steam generated with site load.

DUOS
Distribution use of system charge. In the National Electricity Code, the charge for using the electricity network on or below 66 kV voltage level.

Economiser
A counterflow heat exchanger for recovering energy from the exhaust gas. It increases the temperature of the water entering the boiler drum using otherwise wasted exhaust heat and hence increasing steam-raising ability. Economisers are assumed on WHBs in this analysis.

Efficiency
Thermodynamically, the ratio of useful energy output to energy input into a process. Has many specific definitions and care needs to be taken that the meaning is clear. See also Heat Rate.

Efficiency (Generated)%
Total energy generated (kWh) * 3600 * 100 divided by:
Quantity fuel (kg) * higher heating value of fuel consumed (kJ/kg)
Efficiency (gen) is related to Heat Rate (gen) by:
Efficiency (gen) (%) = 3600 * 100 .
Heat Rate (gen) (kJ/kWh)

Efficiency (Sent Out)%
(Total energy generated (kWh) - total auxiliary energy (kWh) * 3600 * 100 divided by / Quantity fuel (kg) * higher heating value of fuel consumed (kJ/kg)
Efficiency (s/o) is related to Heat Rate (s/o) by:
Efficiency (s/o) (%) = 3600 * 100 / Heat Rate (s/o) (kJ/kWh)

Electrical efficiency (Cogen) NFT)
[Cogen gross elec output] + [imported electricity] - [parasitic electricity] dividede by:
[Fuel to cogen unit] + [fuel used for imported electricity]

Embedded Generation
Smaller-scale generators that are connected to electricity distribution networks. By nature of where they connect to the grid, they are distributed generators. Are in contrast to large-scale coal-fired generators that are connected to very high voltage electricity transmission networks.

Enthalpy
Measure of the heat content of a substance.

Entropy
A measure of unavailable energy in a thermodynamic system.

Feedwater
Total flow supplied to the boiler, sum of condensate and makeup.

Forced outage rate (%)
Forced outages require the removal of a generating unit from service for repairs that have not been planned.
Energy lost due to forced outages (MWh) * 100 divide by:
Total installed capacity (MW) * period hours

Fossil Fuel
Derived from hydrocarbon and includes coal, natural gas, coal seam methane, oil and liquid petroleum gas.

Gas turbine
An engine operating on what is known as the Brayton cycle with continuous steady flow compression of air, constant pressure combustion and expansion of the compressed heated gases through an expansion turbine. Working fluid is usually air, fuels can be gaseous or premium liquid fuels such as distillate.

Generated Energy (MWh)
Electrical energy generated by the power plant.

Greenhouse Gases (GHG)
Those gaseous constituents of the atmosphere, both natural and anthropogenic, that absorb and re-emit infrared radiation.

Greenhouse Intensity (GI)
Measure of Greenhouse efficiency as the emission rate of greenhouse gases from fuel burning expressed in kg CO2 (equiv.) per MWh sent out. For cogeneration, this is discounted for steam/heat production.

Heat rate
A form of expressing efficiency of an engine or turbine. The fuel heating value consumed per unit of useful output (usually electrical output). Common unit is kJ/kWh. To convert to efficiency divide by 3600 and invert.

Heat Rate (Generated) (kJ/kWh)
Quantity fuel (kg) * higher heating value of fuel consumed (kJ/kg) divided by:
Total energy generated (kWh)
Heat Rate (gen) is related to Efficiency (gen) by:
Heat Rate (gen) (kJ/kWh) = 3600 * 100 divided by:/ Efficiency (gen) (%)

Heat Rate (Sent Out) (kJ/kWh)
Quantity fuel (kg) * higher heating value of fuel consumed (kJ/kg) divided by:/ Total energy generated (kWh) - Total auxiliary energy (kWh)
Heat Rate (s/o) is related to Efficiency (s/o) by
Heat Rate (s/o) (kJ/kWh) = 3600 * 100 ./ Efficiency (s/o) (%)

Heat Recovery Steam Generator
A boiler that uses waste heat (such as gas turbine or reciprocating engine exhaust gas) to produce steam or hot water.

Higher Heating Value (HHV)
The amount of heat recovered when the products of complete combustion of a unit quantity of a fuel are cooled to the initial temperature of the air and fuel (kJ/kg).
For Natural Gas, the relationship between Higher Heating Value (HHV) and Lower Heating Value (LHV) is (approximately):
HHV = 1.1 * LHV

Industrial gas turbine
Heavier, more robust, and cheaper than aeroderivative gas turbines. Generally have lower thermal efficiency and higher exhaust gas temperatures than aeroderivative gas turbines.

Isentropic
Constant entropy, or effectively zero loss. Used in the context of steam turbine ability to convert steam energy into mechanical energy, as opposed to leaving the turbine as exhaust steam energy at the exhaust steam pressure.

ISO conditions
Ambient conditions stated in the ISO Standard 2314 = 15°C, 0 metres ASL, (i.e. at average sea level) and 60% Relative Humidity (RH).

Load factor (%)
(Also called Output Factor) - total energy produced for a specified period relative to the total possible amount of energy that could have been produced for the operating hours during the same period. It can be thought of as the load (% MCR) that would have produced the same total energy over the same operating hours.
Total energy generated during the period (MWH) * 100
Total installed capacity (MW) * operating hours

Lower Heating Value (LHV)
The amount of heat recovered when the products of complete combustion of a unit quantity of a fuel are cooled to just above the dew point of the water vapour it contains (kJ/kg).
For Natural Gas, the relationship between Lower Heating Value (LHV) and Higher Heating Value (HHV) is (approximately):
LHV = HHV/1.1

Makeup

Treated raw water, which is added to the system to replace steam and water lost to site requirements, blowdown, evaporation, sampling or venting.

Network Losses
Amount of energy lost when electricity flows in the power lines of a transmission and/or distribution network. The electrical resistance of the power lines is the main contributor to these losses.

Operating Hours
Total number of hours during which a unit generates electricity over a period of time.

Parasitics
The plant's internal power consumption and losses.

Peaking
Operating regime in which the generator operates at its full capacity (or close to it) only for short periods at times of high demand. The plant is shut down for the remainder of the time.

Planned outage rate (%)
Planned outages are due to overhaul (or other) work which is planned well in advance, usually by more than one year.
Energy lost due to planned outages (MWh) * 100
Total installed capacity (MW) * period hours

Pool Price
Price of electricity available for supply in the National Electricity Market. Each generator provides prices at which it is willing to supply designated levels of MW. The grouping of these prices within the NEM is known as the pool.

Process steam
Steam used within an industrial plant, usually for heating.

Pulveriser
A machine that grinds coal into a fine powder for injection into the furnace of a pulverised coal fired boiler.

Reciprocating engine
An engine characterised by the movement of the pistons in the cylinders back and forth in a straight line driving a crankshaft to convert the work into rotary shaft work. Typical vehicle engine.

Renewable Generation
Produces no net greenhouse emissions. Includes power generated from non-hydrocarbon, natural resources such as biomass, hydro, wind, solar (photovoltaic) and tidal. It also includes power generated using waste products. Tend to be distributed and connected to local distribution networks.

Reserve Plant Margin
Reserve Plant Margin is a well used (but generally misunderstood) simplistic measure which, in theory, is meant to give an indication of the ability of the electricity system's generation plant to cope with the estimated peak (instantaneous) demands on the system.
It is measured by:
1. Summing the supply capacities of all the power stations able to operate at any time during a particular interval of time(usually the three winter months or the three summer months);
2. Dividing by the total power station sent out supply required to meet the maximum peak (instantaneous) demand estimated for that interval of time;
3. Taking away 1.
A value of (say) 0.3 means that there is a 30% "excess" in sent out supply capacity available to meet the maximum peak demand (i.e. the Reserve Plant Margin - 30%).
Note: The reserve plant margin calculation may not take into account:
The generating capacity kept in reserve for system stability reasons;
The unavailability of power stations due to scheduled and unscheduled outages;
The short term overload capabilities of some of the power stations;
The energy limits of the northern hydros and some peaking plants, such as Wivenhoe pumped storage hydro power station;
The ability of demand side management techniques (such as hot water switching and short term reduction in industrial loads) to reduce peak loads;
The interconnectors being able to supply some of the required capacity; or
The load limits on the interconnectors and inter-zonal transmission lines.
For these, and other, reasons, the reserve plant is compared to a "guesstimated" optimum value that is supposed to take some account of these factors. Historically, values between about 20% to 25% have been used in Queensland. A reserve plant margin less than this meant that there was a risk of not having sufficient plant to meet the demand peaks, while more than this indicated an over-capacity in generating plant to meet the peak demands and that some plant would be under-utilised.
The main problem with using the reserve plant measure is that most people are not be aware of the way in which it is calculated and so would assume that there was always a large excess in generating capacity and that all peak loads would be met. With the advent of the NEM, the importance of the Reserve Plant Margin measure has, thankfully, declined in importance, usefulness and usage.

Retrofit
Any improvement activity on an existing power plant that generally involves fitting new equipment to an existing plant.

Sent Out Energy
Electrical energy leaving the power plant. This is the generated energy minus the auxiliary energy used in the plant.
Energy generated (MWh) minus auxiliary energy (MWh).

Shallow Connection
Transmission assets and services provided for one participant where the assets will never be part of the shared network.

Steam turbine
An engine in which a vaned wheel is made to revolve by the impingement of steam. Converts steam energy to mechanical energy.

Substation
Similar to a "switchyard" but is usually associated with lower voltage distribution lines. Most of the equipment is enclosed within a building.

Superheater
A heat exchanger part of a boiler for increasing the temperature of saturated steam to superheated steam. Generally steam admitted into a steam turbine must be superheated (that is, above the saturation temperature at that pressure).

Supplementary fired
Additional gas firing into a waste heat boiler when the unfired exhaust gas is not sufficiently hot for raising the site steam requirements (temperature or steam mass flow). Can generally be done on gas turbine exhausts because sufficient oxygen remains in the exhaust. Not generally done on reciprocating engine exhausts due to lower excess oxygen in exhaust.

Supply
Supply has many meanings depending on the point of view of the organisation providing the data. The main definitions can be described by working back from the electricity end user to the power station:
Supply from the distribution system - this is equal to the end user consumption;
Supply from the transmission system - this is equal to the end user demand plus the demand from any large user being supplied directly from the transmission system plus the losses in the distribution system;
Supply sent out from the power stations - this is equal to the supply from the transmission system plus transmission system losses; and
Supply generated - this is the electricity generated by the power stations and is equal to the supply sent out from the power stations plus losses within the power stations that are associated with the generation of the electricity.
Note: For each of these, the "instantaneous" and "period" values of the electricity supply are required.

Switchyard
Fenced area containing electrical equipment used to control the transfer of power from one set of power lines to another set of power lines. It is usually associated with high voltage transmission lines, but is also used in association with lower voltage distribution lines.

Thermal efficiency (Cogen) (overall)
[Cogen gross elec output] + [imported electricity] + [site steam] divided by:
[fuel to cogen unit] + [fuel used for imported electricity] + [fuel to aux boiler]
Where [site steam] includes hot water as applicable.

Topping cycle
High-pressure steam is raised in an auxiliary boiler and expanded through a backpressure steam turbine to the required site steam conditions.

Total installed capacity
Sum of the capacity of each unit making up the power plant.

Transmission
Electrical cabling system which transfers large amounts of power, usually over long distances. Transmission systems are usually operated at extra high voltages (eg 132kV, 275kV & 330kV).

TUOS
Transmission use of system charge. In the National Electricity Code, the charge for using the electricity network above 66 kV voltage level

Turnkey
Installation to the point of readiness for operation, generally a single design and construct contract. Some owner's costs, such as owner's engineering, spares, owner's start up labour and fuel, may be excluded and need to be considered in the indirect costs or elsewhere.

Waste
Waste products used in power generation include cane residue (bagasse) in the sugar industry; sludge gas from sewerage treatment plants; and methane from landfill sites.

Waste heat boiler
A boiler that uses waste heat (such as gas turbine or reciprocating engine exhaust gas) to produce steam or hot water

ترشيد استهلاك الطاقة الكهربائية

2011-04-08T08:10:00.000-07:00

إن مفهوم ترشيد استهلاك الكهرباء هو الاستخدام الأمثل للطاقة الكهربائية والتي أصبح الاعتماد عليها كثيراً لتشغيل الأجهزة الكهربائية المختلفة وقد يكون من شبه المستحيل الاستغناء عنها، ونظرا للتضخم السكاني والتطور العمراني التي تمثلت في إنشاء الكثير من المباني السكنية والتجارية والحكومية والصناعية أدى إلى الزيادة في استهلاك الطاقة الكهربائية والتي بدورها أدت إلى الزيادة في استهلاك الوقود ومن أهمها الغاز الطبيعي. فمن هذا المنطلق وحفاظا على الثروة الوطنية من الهدر والتبذير كان لابد علينا المحافظة على الطاقة الكهربائية واستخدامها بطريقة صحيحة.
إن ترشيد استهلاك الكهرباء والمحافظة على الطاقة الكهربائية تنعكس ايجابيا وبصفة مباشرة على المستهلك، فإتباع المستهلك طرق ترشيد استهلاك الكهرباء يؤدي لا محالة إلى توفير تكاليف فاتورته. وطرق ترشيد استهلاك الكهرباء في الأجهزة الكهربائية كثيرة وتختلف باختلاف الأجهزة نفسها ولكل جهاز طرق خاصة به، وبهذا الصدد نستعرض طرق ترشيد استهلاك الكهرباء.

العزل الحراري
يعتبر نظام العزل الحراري من أهم وأمثل الطرق للمحافظة على الطاقة الكهربائية، وفيما يلي سنقوم بإلقاء الضوء على هذا النظام.

العازل الحراري
العازل الحراري عبارة عن مادة أو خليط من مواد لها القدرة على تقليل وإبطاء عملية انتقال الحرارة من داخل المسكن إلى الخارج أو العكس.

مزايا وفوائد نظام العزل الحراري
1) توفير حوالي 40% من الطاقة الكهربائية المستهلكة في المبنى.
2) تخفيض معدلات استهلاك الطاقة الكهربائية مما يساعد على الحد من المشكلات الناجمة عن زيادة الأحمال الكهربائية في محطات التوليد و شبكات التوزيع وخاصة في فترات الصيف.
3) تقليل إنشاء محطات توليد وتوزيع الطاقة الكهربائية مما يؤدي إلى تقليل استخدام الوقود والتي من أهمها الغاز الطبيعي.
4) تقليل سعة أجهزة التكييف و الموصلات الكهربائية المستخدمة بالمبنى الأمر الذي يساهم في خفض تكاليف الأعمال الكهروميكانيكية.
5) حماية مواد البناء من تقلبات درجة الحرارة وبالتالي إطالة عمر المبنى.
6) حماية الأثاث من التلف بفعل حرارة الصيف.
7) عزل الأصوات الخارجية والضوضاء.
8) يساعد في مقاومة الحريق.
9) يساعد في حماية البيئة.

معايير اختيار المواد العازلة
1) أن تكون المادة ذات توصيل حراري منخفض.
2) أن تكون ذات خلايا مغلقة وتركيب متجانس.
3) أن تكون ذات مقاومة جيدة لامتصاص الماء والبخار.
4) أن تكون ذات خواص ميكانيكية جيدة مثل مقاومة الانضغاط والانحناء والكسر حيث تكون مناسبة للاستخدام المطلوب.
5) أن تكون مقاومة للبكتريا والعفن والأحماض والعوامل البيئية التي يمكن أن تتعرض لها في مكان استخدامها.
6) أن تكون ذات مقاومة للحريق خاصة في الأماكن المعرضة للحريق بسهولة.

طرق عزل المبنى حراريا
1) الطابوق المعزول وهو عبارة عن الطابوق العادي تتوسطه المادة العازلة.
2) الطابوق الخفيف وهو عبارة عن طابوق مصنوع من مادة عازلة.
3) عزل داخلي وهو استخدام المادة العازلة على الجدران من الداخل.
4) عزل خارجي وهو استخدام المادة العازلة على الجدران من الخارج.
5) الحائط المزدوج وهو استخدام حائطين بينهما مادة عازلة.
6) الطابوق الأحمر العازل.