معلومة هندسية عن كيفية توليد الكهرباء

من طرف **ENG&mohamed amr** الخميس 28 أغسطس 2008, 11:42 am

طرق توليد الطاقة الكهربائية

Generation of Electrical Energy

إن عملية توليد أو إنتاج الطاقة الكهربائية هي في الحقيقةعملية تحويل الطاقة من شكل الى آخر حسب مصادر الطاقة المتوفرة في مراكز الطلب علىالطاقة الكهربائية وحسب الكميات المطلوبة لهذه الطاقة ، الأمر الذي يحدد أنواعمحطات التوليد وكذلك أنواع الاستهلاك وأنواع الوقود ومصادره كلها تؤثر في تحديد نوعالمحطة ومكانها وطاقتها .

أنواع محطات التوليد :

نذكر هنا أنواعمحطات التوليد المستعملة على صعيد عالمي ونركز على الأنواع المستعملة في بلادنا :

محطات التوليد البخارية .
محطات التوليد النووية .
محطات التوليدالمائية .
محطات التوليد من المد والجزرمحطات التوليد ذات الاحتراقالداخلي (ديزل – غازية)
محطات التوليد بواسطة الرياح.
محطات التوليدبالطاقة الشمسية.
1-محطات التوليد البخاريةتعتبر محطات التوليد البخارية محولا للطاقة (Energy Converter)

وتستعمل هذه المحطات أنواع مختلفة من الوقود حسب الأنواعالمتوفرة مثل الفحم الحجري أو البترول السائل أو الغاز الطبيعي أو الصناعي .

تمتاز المحطات البخارية بكبر حجمها ورخص تكاليفها بالنسبة لإمكاناتهاالضخمة كما تمتاز بإمكانية استعمالها لتحلية المياه المالحة ، الأمر الذي يجعلهاثنائية الإنتاج خاصة في البلاد التي تقل فيها مصادر المياه العذبة .

اختيارمواقع المحطات البخارية Site Selection of Steam Power Station

تتحكم فياختيار المواقع المناسبة لمحطات التوليد الحرارية عدة عوامل مؤثرة نذكرمنهاما يلي :

القرب من مصادر الوقود وسهولة نقله إلى هذه المواقعوتوفر وسائل النقل الاقتصادية.
القرب من مصادر مياه التبريد لأن المكثف يحتاجإلى كميات كبير من مياه التبريد . لذلك تبنى هذه المحطات عادة على شواطئ البحار أوبالقرب من مجاري الأنهار.
القرب من مراكز استهلاك الطاقة الكهربائية لتوفيرتكاليف إنشاء خطوط النقل . مراكز الاستهلاك هي عادة المدن والمناطق السكنيةوالمجمعات التجارية والصناعيةوتعتمد محطات التوليد البخارية على استعمال نوعالوقود المتوفر وحرقه في أفران خاصة لتحويل الطاقة الكيميائية في الوقود الى طاقةحرارية في اللهب الناتج من عملية الاحتراق ثم استعمال الطاقة الحرارية في تسخينالمياه في مراجل خاصة (BOILERS) وتحويلها الى بخار في درجة حرارة وضغط معين ثمتسليط هذا البخار على عنفات أو توربينات بخارية صممت لهذه الغاية فيقوم البخارالسريع بتدوير محور التوربينات وبذلك تتحول الطاقة الحرارية الى طاقة ميكانيكية علىمحور هذه التوربينات . يربط محور المولد الكهربائي ربطا مباشرا مع محور التوربيناتالبخارية فيدور محور المولد الكهربائي (AL TERNATOR) بنفس السرعة وباستغلال خاصةالمغناطيسية الدوارة (ROTOR) من المولد والجزء الثابت (STATOR) منه تتولد على طرفيالجزء الثابت من المولد الطاقة الكهربائية اللازمة .

لا يوجد فوارق أساسيةبين محطات التوليد البخارية التي تستعمل أنواع الوقود المختلفة إلا من حيث طرق نقلوتخزين وتداول وحرق الوقود . وقد كان استعمال الفحم الحجري شائعا في أواخر القرنالماضي وأوائل هذا القرن ، إلا أن اكتشاف واستخراج البترول ومنتوجاته احدث تغييراجذريا في محطات التوليد الحرارية حيث اصبح يستعمل بنسبة تسعين بالمئة لسهولة نقلهوتخزينه وحرقة إن كان بصورة وقود سائل أو غازي .

مكونات محطات التوليدالبخارية :

تتألف محطات التوليد البخارية بصورة عامة من الأجزاء الرئيسيةالتالية :

أ ) الفرن : Furnace

وهو عبارة عن وعاء كبير لحرق الوقود . ويختلف شكل ونوع هذا الوعاء وفقا لنوع الوقود المستعمل ويلحق به وسائل تخزين ونقلوتداول الوقود ورمي المخلفات الصلبةب ) المرجل : Boiler

وهو وعاءكبير يحتوي على مياه نقية تسخن بواسطة حرق الوقود لتتحول هذه المياهالىبخار . وفي كثير من الأحيان يكون الفرن والمرجل في حيز واحد تحقيقا للاتصالالمباشر بين الوقود المحترق والماء المراد تسخينه .

وتختلف أنواعالمراجل حسب حجم المحطة وكمية البخار المنتج في وحدة الزمن .

ج ) العنفةالحرارية أو التوربين Turbine

وهي عبارة عن عنفة من الصلب لها محور ويوصلبه جسم على شكل أسطواني مثبت به لوحات مقعرة يصطدم فيها البخار فيعمل على دورانهاويدور المحور بسرعة عالية جدا حوالي 3000 دورة بالدقيقة وتختلف العنفات في الحجموالتصميم والشكل باختلاف حجم البخار وسرعته وضغطه ودرجة حرارته ، أي باختلاف حجممحطة التوليد .

د ) المولد الكهربائي : Generator

هو عبارة عن مولدكهربائي مؤلف من عض دوار مربوط مباشرة مع محور التوربين وعضو ثابت .ويلف العضوينبالأسلاك النحاسية المعزولة لتنقل الحقل المغناطيسي الدوار وتحوله إلى تيار كهربائيعلى أطراف العضو الثابت . ويختلف شكل هذا المولد باختلاف حجم المحطة .

هـ ) المكثف: Condenser

وهو عبارة عن وعاء كبير من الصلب يدخل اليه من الأعلىالبخار الآتي من التوربين بعد أن يكون قد قام بتدويرها وفقد الكثير من ضغطه ودرجةحرارته ، كما يدخل في هذا المكثف من أسفل تيار من مياه التبريد داخل أنابيب حلزونيةتعمل على تحويل البخار الضعيف إلى مياه حيث تعود هذه المياه إلى المراجل مرة أخرىبواسطة مضخات خاصة .

و) المدخنة : Chimney

وهي عبارة عن مدخنة منالآجر الحراري ( Brick) أسطوانية الشكل مرتفعة جدا تعمل على طرد مخلفات الاحتراقالغازية إلى الجو على ارتفاع شاهق للإسراع في طرد غازات الاحتراق والتقليل من تلوثالبيئة المحيطة بالمحطة .

ز) الآلات والمعدات المساعدة : Auxiliaries

وهي عبارة عن عدد كبير من المضخات والمحركات الميكانيكية والكهربائيةومنظمات السرعة ومعدات تحميص البخار التي تساعد على إتمام العمل في محطات التوليد .

وهذة طريقتين فقط والتكملة غدا ان شاء الله وهم عبارة عن 7 طرق لتوليد الطاقة الكهربائية