كهرباء مائية

الطاقة المتجدّدة
Wind Turbine
طاقة حيوية
كتلة حيوية
طاقة حرارية أرضية
طاقة مائية
طاقة شمسية
طاقة المد والجزر
طاقة موجية
طاقة الرياح


الطاقة الكهرَمائية (نحت من كهرباء-مائية), هي الطاقة الكهربائية التي يستفاد في توليدها من الطاقة المائية. وهي بذلك تعد من أشكال الطاقة النظيفة المستخدمة في نطاق عالمي.

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

توليد الطاقة الكهرَمائية

مقطع عرضي في سد كهرمائي

تعتمد طريقة التوليد على تحويل طاقة المياه الكامنة إلى طاقة حركية, ثم إلى شغل آلي فطاقة كهربائية. ولكل عملية تحويل تقنيتها الخاصة. والأكثر شيوعا هو التالي:

  • يصار إلى بناء سد على مجرى مائي, فتتكون بحيرة اصطناعية بسعة مائية كبيرة. وتعتمد الطاقة الكامنة في ذلك الخزان الكبيرعلى كمية المياه التي يحتويها (وبالتالي كتلتها), وعلى شدة الجاذبية الأرضية ومدى ارتفاع المياه عن معمل التوليد. تَختصر ذلك الصيغة الرياضية:

طاقة = كتلة × جاذبية × إرتفاع

  • عند فتح المنفذ المائي في السد, تتدفق المياه بتأثير الجاذبية, وتتحول طاقة الدفق الكامنة إلى طاقة حركية. وإذا أهملنا مقاومة الهواء خلال تدفق المياه من منفذها إلى معمل التوليد, يمكن القول إن الطاقة الكامنة تتحول بكاملها إلى طاقة حركية.
  • في معمل التوليد, تقوم الطاقة الحركية للمياه (قوة الدفع) بشغل آلي هو تدوير عنفات المولد.

يعتمد مردود هذه العملية على طريقة تدوير العنفات، و مقدار الطاقة المهدورة بالإحتكاك خلال التدوير.

  • تنقل طاقة التدوير الآلية إلى قلب المولد حيث تقوم مع المجال المغناطيسي العالي بتوليد الطاقة الكهربائية بالحث المغنطيسي, تماما كما في مولد الدراجة (يسمى أحيانا "الدينامو") أو السيارة.
  • أخيرا تنقل الطاقة الكهربائية المولدة إلى شبكة التغذية بتوتر عال لتقليل الهدر الناجم عن مقاومة التيار الكهربائي في الأسلاك.

تستعمل تقنيات أخرى في توليد الطاقة الكهرَمائية ، كاستخدام طاقة المياه الحركية في الأمواج مثلا أو طاقة المد و الجزر.


الإستخدام العالمي ومزايا الطاقة الكهرَمائية

تقدر حصة الطاقة الكهرمائية بنسبة 19 بالمئة من إنتاج الطاقة الكهربائية العالمي(المصدر: الويكي الفرنسية). وتكمن أهميتها في أنها من مصادر الطاقة المتجددة, والأقل خطرا على البيئة مقارنة بمعامل الكهرباء الحرارية التي تعمل بالوقود العضوي (فحم, نفط...) أو النووي.

و بشكل عام، تعتبر عملية توليد هذا النوع من الطاقة عالية المردود، إذ يصل مردودها إلى نسبة تسعين بالمئة وأكثر .

أكبر مجهود لمركز تحويل موجود حاليا إلى 18000 ميغاواط (سد الصين العظيم).

العيوب

Recreational users must exercise extreme care when near hydroelectric dams, power plant intakes and spillways.[1]

خطر الانهيار

انهيارات السدود كانت ضمن أكبر الكوارث بايدي البشر في التاريخ. Also, good design and construction are not an adequate guarantee of safety. Dams are tempting industrial targets for wartime attack, sabotage and terrorism.

فعلى سبيل المثال، انهيار سد بان‌چياو في جنوب الصين نتج عنه مباشرة مصرع 26,000 شخص، وكذلك 145,000 من الأوبئة التي انتشرت. كما شرد الملايين. Also, the creation of a dam in a geologically inappropriate location may cause disasters like the one of the Vajont Dam in Italy, where almost 2000 people died, in 1963. [2]

انبعاث غازات الدفيئة

Bonnington hydroelectric power station, River Clyde, Scotland.


. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

تهجير السكان

Another disadvantage of hydroelectric dams is the need to relocate the people living where the reservoirs are planned. In February 2008, it was estimated that 40-80 million people worldwide had been physically displaced as a direct result of dam construction.[3] In many cases, no amount of compensation can replace ancestral and cultural attachments to places that have spiritual value to the displaced population. Additionally, historically and culturally important sites can be flooded and lost.

وقد برزت مثل تلك المشاكل في السد العالي في مصر بين 1960 و 1980، سد المضائق الثلاث في الصين، سد كلايد في نيوزيلاندا وسد إليسو في جنوب شرق تركيا.

المقارنة مع الطرق الأخرى لتوليد الكهرباء

محطة الطاقة الكهرومائية في السد العالي، مصر
Hydroelectric reservoir in Vianden, لوكسمبورگ


أكبر البلدان قدرة على توليد الكهرباء المائية

The top six dams, in descending order of their annual electricity generation, are: the سد المضائق الثلاث في الصين, the Itaipu Dam on the border of Paraguay and البرازيل, the Guri Dam in Venezuela, the Tucurui dam in البرازيل, the Sayano-Shushenskaya Dam in روسيا and the Krasnoyarsk hydroelectric dam, also in روسيا (see List of the largest hydroelectric power stations).

البرازيل, كندا, النرويج, سويسرا وڤنزويلا are the only countries in the world where the majority of the internal electric energy production is from hydroelectric power, while Paraguay not only produces 100% its electricity from hydroelectric dams, but exports 90% of its production to Brazil and to Argentina. Norway produces 98–99% of its electricity from hydroelectric sources.[4]

البلد انتاج الطاقة السنوي
من الكهرباء المائية(TWh)
السعة
المركـَّبة (GW)
معامل
السعة
النسبة من
كل الكهرباء
Flag of الصين الصين (2009)[5] 652.05 196.79 0.37 22.25
Flag of كندا كندا 369.5 88.974 0.59 61.12
Flag of البرازيل البرازيل 363.8 69.080 0.56 85.56
Flag of الولايات المتحدة الولايات المتحدة 250.6 79.511 0.42 5.74
Flag of روسيا روسيا 167.0 45.000 0.42 17.64
Flag of النرويج النرويج 140.5 27.528 0.49 98.25[4]
Flag of الهند الهند 115.6 33.600 0.43 15.80
Flag of ڤنزويلا ڤنزويلا 86.8 - - 67.17
Flag of اليابان اليابان 69.2 27.229 0.37 7.21
Flag of السويد السويد 65.5 16.209 0.46 44.34
Flag of پاراگواي پاراگواي (2006) 64.0 - -
Flag of فرنسا فرنسا 63.4 25.335 0.25 11.23


. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

محطات الطاقة الكهرومائية القديمة

نصف الكرة الشمالي

  • Niagara Falls, New York. For many years the largest hydroelectric power station in the world. Operation began locally in 1895 and power was transmitted to Buffalo, New York, in 1896.
  • Claverack Creek, in Stottville, New York, believed to be the oldest hydro power site in the United States. The turbine, a Morgan Smith, was constructed in 1869 and installed 2 years later. It is one of the earliest water wheel installations in the United States to generate electricity. It is owned today by Edison Hydro. [بحاجة لمصدر]
  • The oldest continuously-operated commercial hydroelectric plant in the United States is built on the Hudson River at Mechanicville, New York. The seven 750 kW units at this station initially supplied power at a frequency of 38 Hz, but later were increased in speed to 40 Hz. It went into commercial service July 22,1898. It is now being restored to its original condition and remains in commercial operation.[6]
  • The oldest continuously-operated hydroelectric generator in Canada is located in St. Stephen, New Brunswick, كندا. Part of the construction of the Milltown Cotton Mill, this rope-driven generator originally powered the electric lights for the mill when it opened in 1882, and in 1888 started providing power to homes in the town. NB Power now owns and operates this as part of the Milltown Dam hydroelectric station.

نصف الكرة الجنوبي

  • A small hydroelectric station, generating 650 kW, opened at Waratah, Tasmania, in 1885
  • Duck Reach, Launceston, Tasmania. Completed 1895. The first publicly owned hydro-electric plant in the Southern Hemisphere. Supplied power to the city of Launceston for street lighting.
  • Chivilingo was the first hydroelectric plant in Chile and the second in South America. With first power produced in 1897, it has two Pelton wheel turbines each turning a 215 kW generator. It was installed to provide power to mines and the city of Lota, Chile.[7]
  • The Snowy Mountains Scheme has turbines all along the tunnel so it, in some perspectives it is also another hydroelectric station. However it only operates during peak hours of the day and mostly during the evening and early night. It supplies electricity to all over the state of NSW.

المخططات الرئيسية قيد الإنشاء

الاسم السعة القصوى البلد Construction started Scheduled completion Comments
Xiluodu Dam 12,600 MW الصين December 26, 2005 2015 Construction once stopped due to lack of environmental impact study.
Siang Upper HE Project 11,000 MW الهند April, 2009 2024 Multi-phase construction over a period of 15 years. Construction was delayed due to dispute with China.[بحاجة لمصدر]
TaSang Dam 7,110 MW Burma March, 2007 2022 Controversial 228 meter tall dam with capacity to produce 35,446 Ghw annually.
Xiangjiaba Dam 6,400 MW الصين November 26, 2006 2015
Longtan Dam 6,300 MW الصين July 1, 2001 December 2009
Nuozhadu Dam 5,850 MW الصين 2006 2017
Jinping 2 Hydropower Station 4,800 MW الصين January 30, 2007 2014 To build this dam, 23 families and 129 local residents need to be moved. It works with Jinping 1 Hydropower Station as a group.
Laxiwa Dam 4,200 MW الصين April 18, 2006 2010
Xiaowan Dam 4,200 MW الصين January 1, 2002 December 2012
Jinping 1 Hydropower Station 3,600 MW الصين November 11, 2005 2014
Pubugou Dam 3,300 MW الصين March 30, 2004 2010
Goupitan Dam 3,000 MW الصين November 8, 2003 2011
Guanyinyan Dam 3,000 MW الصين 2008 2015 Construction of the roads and spillway started.
Lianghekou Dam[8] 3,000 MW الصين 2009 2015
Boguchan Dam 3,000 MW روسيا 1980 2010
Chapetón 3,000 MW الأرجنتين
Dagangshan 2,600 MW الصين August 15, 2008[9] 2014
Jinanqiao Dam 2,400 MW الصين December 2006 2010
Guandi Dam 2,400 MW الصين November 11, 2007 2012
Liyuan Dam 2,400 MW الصين 2008[10]
Tocoma Dam Bolívar State 2,160 MW Venezuela 2004 2014 This new power plant would be the last development in the Low Caroni Basin, bringing the total to six power plants on the same river, including the 10,000MW Guri Dam.[11]
Ludila Dam 2,100 MW الصين 2007 2015 Construction halt due to lack of the evnironmental assessment.
Shuangjiangkou Dam 2,000 MW الصين December, 2007[12] The dam will be 314 m high.
Ahai Dam 2,000 MW الصين July 27, 2006
Subansiri Lower Dam 2,000 MW الهند 2005 2012

مشروعات ومقترحات

Name Maximum Capacity Country Construction starts Scheduled completion Comments
Red Sea dam 50,000 MW Africa/Middle East Unknown Unknown Still in planning, would be largest dam in the world
Grand Inga 40,000 MW Democratic Republic of the Congo 2010 Unknown
Baihetan Dam 13,050 MW الصين 2009 2015 Still in planning
Belo Monte Dam 11,233 MW البرازيل Unknown 2014 Provisional environmental license approved
Wudongde Dam 7,500 MW الصين 2009 2015 Still in planning
Rampart Dam 4,500 MW الولايات المتحدة Canceled
Maji Dam 4,200 MW الصين 2008 2013
Songta Dam 4,200 MW الصين 2008 2013
Liangjiaren Dam 4,000 MW الصين 2009 2015 Still in planning
Jirau Dam 3,300 MW البرازيل 2007 2012
Pati Dam 3,300 MW الأرجنتين
Santo Antônio Dam 3,150 MW البرازيل 2007 2012
Dibang Dam 3,000 MW الهند
Lower Churchill 2,800 MW كندا 2009 2014
HidroAysén 2,750 MW Chile 2020
Lenggu Dam 2,718 MW الصين 2015
Changheba Dam 2,200 MW الصين 2009 2015
Subansiri Upper HE Project 2,500 MW الهند 2012 Unknown
Banduo 1 Dam 2,000 MW الصين 2009

انظر أيضاً

موضوعات:

القوائم:

التصنيفات:

المنظمات:

ملاحظات

  1. ^ Stay Clear, Stay Safe, Ontario Power Generation
  2. ^ انظر المراجع لمقالات في قائمة انهيارات السدود. Duplicating them here is wasteful.
  3. ^ Briefing of World Commission on Dams
  4. ^ أ ب "Binge and purge". The Economist. 2009. Retrieved 2009-01-30. 98-99% of Norway’s electricity comes from hydroelectric plants.
  5. ^ [nyj.ndrc.gov.cn/ggtz/W020100106293569392607.doc]
  6. ^ The Historic Mechanicville Hydroelectric Station Part 1: The Early Days, IEEE Industry Applications Magazine, Jan/Feb. 2007
  7. ^ Carl Sulzberger, The Chivilingo Plant- Early Hydropower in Chile, in IEEE Power & Energy, Volume 6, No. 4 July/August 2008, ISSN 1540-7977, pg. 60
  8. ^ http://www.ehdc.com.cn/newsite/DisplayNewsMaster/ShowNews.aspx?Id=1175
  9. ^ http://www.cb600.cn/info_view.asp?id=1357280
  10. ^ http://zt.xxgk.yn.gov.cn/canton_model12/newsview.aspx?id=368628
  11. ^ Staff (2004). "Caroní River Watershed Management Plan" (PDF). Inter-America Development Bank. Retrieved 2008-10-25.
  12. ^ http://www.cjwsjy.com.cn/News/Company/200808055706.htm

المصادر

ويكيبيديا العربية

وصلات خارجية