الطاقة الكهرمائية
Hydroelectric Power
1.
تعريف الطاقة
المتجددة :
الطاقة المتجددة هي طاقة ناتجة عن مصادر طبيعية تتجدد
بمعدل يفوق ما يتم استهلاكه. أشعة الشمس والرياح، على سبيل المثال، من المصادر
التي تتجدد باستمرار. وإن مصادر الطاقة المتجددة وفيرة وموجودة في كل مكان حولنا.
بالمقابل، الوقود الأحفوري (الفحم والنفط والغاز) من
الموارد غير المتجددة التي يستغرق تشكيلها مئات الملايين من السنين. ويتسبب الوقود
الأحفوري، عند حرقه لإنتاج الطاقة، في انبعاثات ضارة من غازات الدفيئة، مثل ثاني
أكسيد الكربون.
أما الانبعاثات الناجمة عن توليد الطاقة المتجددة، فهي
أقل بكثير من تلك الناجمة عن حرق الوقود الأحفوري. ولهذا يعد التحول من الوقود
الأحفوري، الذي يمثل حاليًا حصة الأسد من الانبعاثات، إلى الطاقة المتجددة أمرًا
أساسيًا لمعالجة أزمة المناخ.
إقرأ أيضاً التقرير الشامل حول الطاقة الطاقة المتجددة https://www.rahtipsy.com/2024/03/blog-post_9.html?m=1
إستكمالا لمواضيعنا السابقة المتعلقة
بالطاقة المتجددة ، سوف نركز في هذا التقرير على الطاقة الكهرومائية
2.
الطاقة
الكهرمائية Hydroelectric Power
الطاقة
الكهرومائية تستخدم قوة التدفق المائي لتوليد الكهرباء، وتشمل أنواعها السدود والأنهار
والمد والجزر ، فمع حركة
الماء تتحرك التوربينات المُثبتة فيها وتدور، ثم تُحوّل الطاقة الميكانيكية
الناتجة إلى طاقة كهربائية. ظهرت قديمًا لكن بشكل مُبتدئ في مطاحن الحبوب، حيث
كانت الطاقة المائية المسؤولة عن تشغيل هذه المطاحن، وتعد من أكثر أنواع الطاقة
استخدامًا وأكثرها أهمية، إذ تُشكّل ما نسبته 17% من إجمالي إنتاج الكهرباء،
تتواجد بكثرة في الصين والبرازيل وكندا.
2.1. كيف تعمل الطاقة الكهرومائية
تجميع المياه: يتم تجميع المياه في خزان خلف السد
أو السدود باستخدام الأنابيب والتوجيهات المخصصة.
إفراغ المياه: عند الحاجة، يتم فتح البوابات في
السد أو السدود لإفراغ المياه، وهذه الحركة تولد قوة تحريك توربينات المحطة.
تحويل الطاقة الحركية: تقع التوربينات في طريق تدفق المياه،
وتستخدم القوة المتولدة لتدوير مولدات الكهرباء.
توليد الكهرباء: يتم توليد الكهرباء عندما تدور
مولدات الكهرباء بفعل تدفق المياه، وتُنقل هذه الكهرباء عبر خطوط
2.2. مزايا
الطاقة الكهرومائية
الطاقة
الكهرومائية غير مكلفة على المدى الطويل :
في حين أن
هناك تكاليف أولية عالية مرتبطة بالطاقة الكهرومائية، فهي واحدة من أكثر أشكال
الطاقة المتجددة تكلفة على مر الزمن. بمجرد إنشاء البنية التحتية اللازمة، تكون
هناك حاجة إلى صيانة أقل مقارنة بأشكال الطاقة الأخرى، ويتم إجراء تحسينات لتحسين
أداء الطاقة الكهرومائية.
يتم
إنتاج الطاقة الكهرومائية محليا :
على عكس
الوقود الأحفوري ومعظم الألواح الشمسية المتاحة، يتم إنتاج الطاقة الكهرومائية
بالكامل في الولايات المتحدة. وهذا أمر مهم بسبب النمو المصاحب في الوظائف، وليس
هناك حاجة للاعتماد على استيراد العناصر من بلدان أخرى.
يمكن
استخدام الطاقة الكهرومائية للري :
وبعيدًا عن
توليد الطاقة، تتمتع مرافق الطاقة الكهرومائية أيضًا بميزة مهمة تتمثل في قدرتها
على توفير مصدر لري المحاصيل في المناطق المحيطة. ويمكن استخدام خزانات الطاقة
الكهرومائية، خاصة في المناطق التي تندر فيها الأمطار وينتشر فيها الجفاف، كمصدر
نظيف وموثوق للمياه العذبة.
الطاقة
الكهرومائية نظيفة ومتجددة :
على عكس
مصادر طاقة الوقود الأحفوري التقليدية، فإن استخدام المياه لتوليد الكهرباء لا
يطلق ملوثات ضارة في الهواء أو الماء. في حين أن هناك بعض الاعتبارات البيئية التي
تأتي مع بناء مرافق كبيرة للطاقة الكهرومائية مثل السدود والخزانات، إلا أنه بمجرد
تشغيلها، فإن محطات الطاقة الكهرومائية نفسها لا تتطلب حرق أي وقود أحفوري.
لا
تستهلك محطات الطاقة الكهرومائية المياه أثناء تشغيلها، مما يجعل الطاقة
الكهرومائية مصدرًا للكهرباء متجددًا تمامًا. ونظرًا لأن دورة المياه تجري بشكل
طبيعي، فستظل الطاقة الكهرومائية دائمًا وسيلة فعالة لتوليد الكهرباء. يجب حرق
الوقود الأحفوري مثل الفحم والنفط لتوليد الطاقة وتجديدها ببطء شديد، وبالتالي لا
يشكل حلاً للطاقة على المدى الطويل.
تتزاوج
الطاقة الكهرومائية بشكل جيد مع مصادر الطاقة المتجددة الأخرى
غالبية محطات
الطاقة الكهرومائية عبارة عن مرافق تخزين أو ضخ تقوم بتخزين كميات كبيرة من المياه
في الخزانات، وستكون دائمًا تقريبًا مياه مخزنة للسحب منها لتوليد الطاقة. إن
اعتماد الطاقة الكهرومائية على المياه المخزنة في الخزانات يعني أنها بشكل عام
مصدر موثوق للطاقة، بمعنى أن محطات الطاقة الكهرومائية يمكن أن تكون مصدرًا
مستقرًا لدعم الطاقة لمصادر الطاقة المتقطعة مثل الرياح والطاقة الشمسية. تعتمد
طاقة الرياح والطاقة الشمسية على التوافر الطبيعي للرياح وأشعة الشمس؛ تمامًا مثل
نظام تخزين الطاقة، في أوقات الرياح المنخفضة أو في الليل عندما لا تكون الشمس
مشرقة، توفر الطاقة الكهرومائية الكهرباء عندما لا تستطيع الطاقة الشمسية وطاقة
الرياح توفيرها، مما يجعلها مصادر أكثر اقتصادية وعملية للكهرباء.
بعض
تصميمات محطات الطاقة الكهرومائية تلبي الطلب الأقصى
من العيوب
الشائعة للعديد من مصادر الطاقة المتجددة (بما في ذلك طاقة الرياح والطاقة
الشمسية) أنها مصادر طاقة غير قابلة للتوزيع. وهذا يعني أنه لا يمكن استخدامها
لتوليد الكهرباء على مدار الساعة طوال أيام الأسبوع؛ وبدلاً من ذلك، تعتمد المصادر
المتجددة مثل طاقة الرياح والطاقة الشمسية على هبوب الرياح أو على الشمس لتشرق على
التوالي. ومع ذلك، تتمتع كل من مرافق تخزين الطاقة الكهرومائية بالقدرة على توليد
الكهرباء عند الطلب (عن طريق إطلاق مياه السدود من خلال التوربينات)، مما يجعل
العديد من محطات الطاقة الكهرومائية موارد قابلة للتوزيع. وهذا يسمح لمحطات الطاقة
الكهرومائية باستبدال طرق التوليد التقليدية القابلة للتوزيع مثل محطات توليد
الطاقة بالفحم والغاز.
انبعاثات
منخفضة:
لا ينتج عن عملية توليد الكهرباء باستخدام الطاقة الكهرومائية
ثاني أكسيد الكربون وهو أحد الغازات المسببة للاحتباس الحراري الذي يتسبب في تغير
المناخ العالمي.
بعد بناء محطة للطاقة الكهرومائية فإنها لا تنبعث منها تلوث في
الغلاف الجوي مثل العديد من نظيراتها من الطاقة غير المتجددة مثل الفحم والغاز
الطبيعي.
موثوقة:
تعد الطاقة الكهرومائية مصدرًا موثوقاً للغاية
للطاقة المتجددة، عادةً ما يكون تدفق المياه متوقعاً للغاية ويؤخذ في الاعتبار عند
تحديد مكان إنشاء محطة للطاقة الكهرومائية إما على نهر يتدفق بنشاط أو يتم بناؤه
بسد لإدارة تدفق المياه، بالإضافة إلى ذلك يمكن تعديل ناتج الكهرباء إذا كان الطلب
على الطاقة منخفضاً يمكن تجنب المياه من التوربينات وسيتم إنتاج طاقة أقل والعكس
صحيح إذا كانت هناك حاجة إلى مزيد من الطاقة يمكن أن يتدفق المزيد من المياه إلى
المحطة لإنتاج الكهرباء.
آمن:
الطاقة الكهرومائية هي شكل آمن للغاية لتوليد الطاقة، لا ينبعث
أي تلوث مسبب للمرض أثناء توليد الطاقة ولا توجد فرصة لحدوث انسكابات نفطية أو
انكسار أنابيب الغاز؛ لأن الوقود الوحيد المستخدم لتشغيل محطة الطاقة الكهرومائية
هو الماء.
2.3. سلبيات الطاقة
الكهرومائية :
يمكن
لمحطات الطاقة الكهرومائية أن تؤثر سلباً على البيئات المحيطة
في حين أن
الطاقة الكهرومائية هي مصدر للطاقة المتجددة، إلا أن هناك بعض الآثار البيئية
الهامة التي تأتي مع بناء محطات الطاقة الكهرومائية التي يجب الانتباه إليها.
والأهم من ذلك، أن أنظمة تخزين الطاقة الكهرومائية أو أنظمة الطاقة الكهرومائية
التي يتم ضخها تعرقل التدفق الطبيعي لنظام النهر. ويؤدي ذلك إلى تعطيل مسارات هجرة
الحيوانات، ومشاكل تتعلق بنوعية المياه، ونزوح البشر أو الحياة البرية.
عادة ما تكون
هذه التأثيرات البيئية السلبية للطاقة الكهرومائية أقل مع تشغيل النهر أو طاقة
الأمواج أو طاقة المد والجزر، ولكن الغالبية العظمى من أنظمة الطاقة الكهرومائية
الحالية عبارة عن أنظمة تخزين أو تخزين بالضخ تمنع تدفق النهر.
إن
بناء منشآت الطاقة الكهرومائية أمر مكلف مقدمًا
العديد من
محطات الطاقة الكهرومائية عبارة عن مشاريع بنية تحتية كبيرة تتضمن بناء السدود
والخزانات وتوربينات توليد الطاقة. تتطلب استثمارات نقدية كبيرة. في حين أن منشأة
كبيرة للطاقة الكهرومائية يمكن أن توفر في كثير من الأحيان كهرباء منخفضة التكلفة
لمدة تتراوح بين 50 إلى 100 عام بعد بنائها، فإن تكاليف البناء الأولية يمكن أن
تكون كبيرة. وهذا، بالإضافة إلى حقيقة أن الأماكن المناسبة للخزانات أصبحت نادرة
بمرور الوقت، يعني أن تكاليف بناء محطات الطاقة الكهرومائية واسعة النطاق قد تستمر
في الارتفاع.
تعتمد
مرافق الطاقة الكهرومائية على الهيدرولوجيا المحلية
تعتبر الطاقة
الكهرومائية مصدرًا موثوقًا للطاقة، لكنها لا تزال خاضعة لسيطرة اتجاهات الطقس
وهطول الأمطار. ونظرًا لأن معظم توليد الطاقة الكهرومائية يعتمد على مياه الأنهار،
فإن حالات الجفاف التي تسبب انخفاض تدفق المياه تؤثر على قدرة توليد الطاقة
الكهرومائية. من شهر لآخر ومن عام لآخر، يمكن أن تختلف كمية المياه المتاحة لأنظمة
الطاقة الكهرومائية
3.
استخدامات
الطاقة الكهرومائية
تُستخدم الطاقة الكهرومائية في وقتنا
الحاضر في الكثير من المجالات، وهي كالآتي:
توليد الكهرباء: تستخدم في توليد
الكهرباء للاستخدامات المنزلية والصناعية والتجارية.
توفير المياه الصالحة للشرب والري: يمكن استخدام السدود لتخزين المياه وتوزيعها للاستخدامات
المختلفة.
التحكم في الفيضانات: يمكن استخدام السدود للتحكم في الفيضانات وتقليل الأضرار
الناتجة عنها.
4.
إحصائيات مهمة:
الإنتاج العالمي للكهرباء الكهرومائية: وفقًا لتقارير منظمة الطاقة الدولية (IEA)،
بلغت القدرة الإجمالية لتوليد الكهرباء من الطاقة الكهرومائية في عام 2020 حوالي
1.3 تيراواط.
النمو المتوقع: من المتوقع
أن يشهد القطاع الكهرومائي نموًا ملحوظًا في السنوات القادمة، حيث يتم التركيز على
توسيع البنية التحتية وزيادة الاستثمارات في مشاريع الطاقة الكهرومائية.
المساهمة العالمية: يعتبر توليد الكهرباء من الطاقة الكهرومائية من أهم مصادر
الكهرباء المتجددة على مستوى العالم، حيث تسهم بنسبة كبيرة في إنتاج الكهرباء في
العديد من الدول.
التوزيع الجغرافي: توجد محطات
توليد الكهرباء الكهرومائية في مختلف أنحاء العالم، مع التركيز الكبير في الدول
التي تمتلك موارد مائية كبيرة مثل الصين والبرازيل والولايات المتحدة.
الاستثمارات والتكنولوجيا: تشهد صناعة الطاقة الكهرومائية استمرار التطور التكنولوجي
وزيادة الاستثمارات في مشاريع التطوير والبحث والابتكار.
الاستدامة والبيئة: يُعتبر توليد الكهرباء من الطاقة الكهرومائية نظيفًا وصديقًا
للبيئة، حيث لا تنتج انبعاثات غازات
5.
المراجع:
International Hydropower Association. "2021
Hydropower Status Report." International Hydropower Association, 2021, www.hydropower.org/publications/2021-hydropower-status-report."
International Renewable Energy Agency (IRENA).
"Hydropower." IRENA, 2021, www.irena.org/hydropower.
https://youmatter.world/fr/?s=energie+renouvelables
https://www.un.org/ar/climatechange
https://www.iea.org/energy-system
https://www.energy.gov/eere/renewable-energy
https://www.energysage.com/about-clean-energy/
https://www.syntechbioenergy.com/
تعليقات
إرسال تعليق