الطاقة المائية
الطاقة المائية أو الطاقة
الهيدروليكية تستمد تسميتها من الطاقة الكامنة فى
المياة وتحويلها الى صور أخرى من الطاقة، متل الطاقة الحركية أو الطاقة الكهربائية.
ويعتمد مقدار تلك الطاقة على كمية المياة المخزنة أو المحجوزة خلف سد طبيعي أو صناعي،
وأيضاً على معدل تدفق المياه وارتفاعها عن سطح الأرض.
والطاقة المائية وهي أحد أشكال الطاقة المستوحاة من حركة المياه المتساقطة باستمرار والغير قابلة للنضوب، وتعتبر
الطاقة الكهرومائية الناتجة عن طاقة المياه بأنها مصدراً لتوفير كميات ضخمة من
الكهرباء للملايين من البشر، ومن الممكن أن تصبح طاقة المياه مصدراً لإمداد 2.4
مليون شخص في مختلف الدول بالكهرباء في سنة 2025م
أما
في الآونة الأخيرة، فقد اتّسع معدل إستغلال الطاقة الكامنة فى المياة حتى اتخذت
المرتبة الأولى بين مصادر الطاقة المتجددة، حيث ينتج منها خُمس الكهرباء المستهلكة
على مستوى العالم.
مميزات
الطاقة المائية
1-
طاقة متجددة لا تنفذ.
2- طاقة نظيفة استخدامها لا يلوث البيئة لانها
لاتنج عن استخدام وقود أو نفايات.
3-
قليلة التكلفة لأن معظمها
مصادر طبيعي
4-
إمكانية إستغلال البحيرات
فى الأنشطة الترفيهية مما تقلل من التكلفة.
5- وجود وفرة في
إنتاج الطاقة الكهرومائية يجذب المزيد من المستثمرين، ومن ثم فإن وفرة الطاقة
الكهرومائية يؤدي إلى معدل الاستثمار الصناعي.
عيوب
الطاقة المائية
1.
غرق الأماكن القريبة من السدود المائية.
2.
قد يحدث فيضانات فتؤدى الى انهيار السدود وحدوث دمار.
3.
ترك آثار سلبيه على النظام التكتوني الأرضي في المناطق
الجغرافية القريبة من سدود محطات توليد الطاقة، فيؤدي إلى هزات أرضية ضارة.
4.
في حالة بٌعد السدود عن العمران تتطلب ضرورة وجود خطوط
توزيع طويلة.
5.
إهدار مساحة كبيرة من الأرض الصالحة للزراعة عند إنشاء
الخزانات خلف السدود مما يضر بالبيئة والتنوعات النباتية.
6.
زيادة طاقة الحركة للماء في السدود ترفع درجة حرارة
المياه مما يؤثر على الثروة السمكية.
كيفية
توليد الطاقة الكهربائية من الماء
يتم توليد الطاقة
الكهربائية من السدود، حيث يمتلك الماء في مجرىً مائي معين طاقة وضع كامنة مُحتفظ
بداخله. يتم بناء حاجز مائي ضخم أو ما يسمّى بالسد لحجز الماء الجاري من جريانه
وزيادة منسوبة، وبذلك تكمن طاقة الوضع في داخله. يتم بناء بحيرة اصطناعية ضخمة في
أسفل الحاجز المائي. يُفتح المنفذ المائي المحتجز للماء، فتتدفق المياه بفعل قوة
الجاذبية الأرضية إلى الأسفل. بذلك تكون الطاقة الكامنة كلها تقريبًا تحولت إلى
طاقة حركية. تقوم هذه الطاقة الحركية بإدارة التوربين الموجود. يعمل التوربين على
تشغيل المولد الكهربائي بدوره، وبذلك ينشأ تيار كهربائي. يتم نقل التيار الكهربائي
إلى محطات توزيع الكهرباء ليتم توزيعه إلى الأماكن المطلوبة.
كيف يعمل
المحول الكهربائي
يتمّ
تحويل الطاقة الحركية إلى طاقة كهربائية تنتقل على شكل تيار متحرك وذلك عن طريق
عملية الحث الكهرومغناطيسي، حيث يتم تحويل طاقة الحركية إلى طاقة كهربائية بوجود
المجال المغناطيسي، وببساطة فإن وجود تيار كهربائي يعني وجود مجال مغناطيسي حوله،
والعكس أيضًا صحيح، فوجود مجال مغناطيسي وبتقطيع خطوطه ينتج تيار كهربائيّ، وبذلك
استفاد مهندسو الكهرباء من هذه النظرية بحيث استفادوا من الطاقة الميكانيكية بشكل
عامّ والحركية بشكل خاص، الممنوحة من طاقة البحار أو حركة المياه وغيرها،
واستعمالها في تطبيق الحث الكهرومغناطيسي وتوليد الكهرباء من تطبيقها على المجال
المغناطيسي المتاح، يُشار إلى أن هذا وصفٌ عام لمبدأ عمله، إلا أنه في الواقع يجري
وفقًا لمبادئ هندسية دقيقة تُعدّ من اختصاص مهندسي القوى والمحركات الكهربائية.
انشاء
وحدة توليد طاقة كهربائية اصطناعية
المكونات:
خزان مياة – شبكات أو مرشحات قبل مرور المياة للقنوات أو الأنابيب – وحدة تحكم
أوتوماتيكية متصلة بصمام للسيطرة على معدل تدفق ثابت.
أما
فى الحالات التي تكون الأنظمة متصلة مع شبكة ذات مصادر متعددة، فإن أجهزة السيطرة
على التوربينات تضمن تدفق الطاقة من المولد الى الشبكة الرئيسية المتصل بها المولد،
وإذا كان الحمل أقل من الطاقة الناتجة فيلزم ربط المولد أتوماتيكيا بأحمال إضافية
لتبديد الطاقة. كما يمكن التحكم في الذبذبة بإستخدام أجهزة سيطرة على الطاقة
إلكترونية
ومن
هنا نجد أن المياة سواء الأمطار الغزيرة أو مجاري الأنهار تكمن بها طاقة قد تكون
مستغل منها جزء بسيط والباقى مهدر على الرغم من أنها طاقة صديقة للبيئة.
