مقال عن الطاقة المائية

قراءة هذا المقال لمعرفة المزيد عن الطاقة المائية. بعد قراءة هذا المقال ستتعرف على: 1. أصل الطاقة المائية 2. التطور التاريخي للطاقة المائية 3. الشروط المثالية لتطورها 4. الإنتاج العالمي 5. المزايا 6. العيوب.

مقال # أصل الطاقة المائية:

الطاقة الكهرومائية هي الطاقة التي تسخر من مجاري المياه الجارية ، والأنهار أو أي تدفق مياه اصطناعية أو طبيعية أخرى. إنها واحدة من أقدم طرق إنتاج الطاقة. حتى في العصور الوسطى ، اعتاد الناس على استخلاص الطاقة من عجلات المياه. إن مساهمة الطاقة المائية في سيناريو إنتاج الطاقة العالمي هائلة ومتزايدة.

تساهم الطاقة الكهرومائية الآن بحوالي 7٪ من إنتاج الكهرباء العالمي ، حيث يتم استخدام 15.3٪ فقط من الطاقة الكهرمائية العالمية القابلة للاستغلال. إن زيادة الوعي بالإيكولوجيا والتكاليف الاجتماعية لبناء المنشآت المائية فشلت في الحد من الاستخدام المتزايد للكهرباء المائية.

تشير الأرقام المتوقعة إلى أنه - إذا استمر الاتجاه الحالي - فإن الطاقة المائية ستسجل معدل نمو سنوي يتراوح بين 2.5 و 3٪ سنويًا.

مقال # التنمية التاريخية للطاقة المائية:

أصبح توليد الطاقة من المياه الجارية ممكنا بسبب ثلاثة اختراعات حدثت في وقت واحد:

(أ) توربينات دوارة - تحتوي على طاقة حركية للمياه المتدفقة بسرعة.

(ب) دينامو - يغير الطاقة الحركية إلى طاقة كهربائية.

(ج) الأسمنت - يساعد البناءات الكبيرة لترويض الأنهار الجريئة التي تتدفق حتى في المناطق التي يصعب الوصول إليها.

مقال # شروط مثالية لتطوير الطاقة المائية:

يمكن تقسيم الشروط المثالية المطلوبة للنجاح في تطوير أي مشروع للطاقة المائية إلى نوعين:

العوامل الفيزيائية

العوامل الاجتماعية والاقتصادية.

العوامل الفيزيائية:

يتطلب بناء محطة الطاقة المائية ونجاحها التجاري بعض الظروف المادية المثالية:

1. هطول الأمطار بشكل منتظم وفير أو توافر مياه ذوبان الجليد:

يتطلب الإنتاج الثابت للطاقة المائية تدفقًا ثابتًا للمياه. بما أن دوران التوربين يعتمد على تدفق المياه ، يجب أن تتلقى منطقة مستجمعات مياه الأمطار الغزيرة أو مياه ذوبان الجليد طوال العام.

2. التضاريس الوعرة:

تضفي التضاريس الوعرة في منطقة ما تدرجًا كبيرًا على المنحدر. في هذا المنحدر المرتفع ، تكون قوة المياه الجارية عالية بشكل طبيعي. قوة أعلى من الماء تسارع حركة التوربينات ، وأخيرا ، زيادة توليد الطاقة. لذلك ، تعتبر المنحدرات والشلالات في الجزء العلوي من النهر مثالية لتوليد الطاقة الكهرومائية.

3. حجم الماء:

ومجرد صرامة التضاريس لا يكفي لتوليد الطاقة الكهرمائية ، إلا إذا كان هناك تدفق مستمر للمياه في النهر طوال العام.

4. درجة الحرارة فوق نقطة التجمد:

عندما تنخفض درجة الحرارة إلى ما دون نقطة التجمد ، تتحول مياه سطح النهر إلى طبقة جليدية وتدفق مياه توقف - تظل محطات هيدل مغلقة. لذا ، يجب أن تبقى درجة الحرارة فوق نقطة التجمد.

5. المياه خالية من سيلت:

غالباً ما يحد سيلتية الخزان من تدفق المياه. يعمل التطهير المستمر في الماكينة على تقليل قابلية التشغيل وعمر الماكينة إلى الحد الأدنى.

6. الهيئات المائية داخل الأنهار:

في كثير من الأحيان ، بعض الأنهار لديها البحيرات أو الأجسام المائية في مسارها. تتطلب جميع محطات الطاقة الكهرمائية سدودًا كبيرة لتقييد تخزين المياه في الخزانات الضخمة. لكن البحيرات الطبيعية أو المسطحات المائية تحفظ هذه النفقات.

7. هيكل الصخور غير منفذة:

لا ينبغي أن تكون البنية الصخرية لقاعدة الطاقة المائية مسامية أو قابلة للاختراق حتى يمكنها الاحتفاظ بالماء المخزَّن أو الاحتفاظ به ومنع أي تسرب واسع النطاق.

8. مساحة كبيرة وعدد قليل من السكان:

هذان العاملان هما متطلبان أساسيان لمشروعات هيدل. يتطلب إنشاء السدود وتركيب الآلات مساحات كبيرة. لذا ، تعتبر المنطقة غير المأهولة مواتية ، وإلا فإن إعادة تأهيل النازحين ستثير مشاكل.

9. الاستقرار المناخي والجيولوجي:

وأخيرا وليس آخرا ، فإن المتطلبات هي الاستقرار المناخي والجيولوجي. قد تعرض المسودات أو الفيضانات بقاء مشاريع هيدل.

وبالمثل ، تعتبر المناطق المعرضة للزلازل تهديدات محتملة لبقاء النبات.

10. وجود الغابات:

وجود الغطاء النباتي الكثيف في المناطق المجاورة يقلل من تآكل التربة ، ويقلل من احتمالية انزلاق الأرض ويحسن هطول الأمطار في المنطقة.

العوامل الاجتماعية والاقتصادية:

تلعب العوامل الاجتماعية-الاقتصادية دوراً هاماً في تشغيل مشروع هيدول على المدى الطويل. مثل أي مشروع اقتصادي آخر ، يجب أن تكون نسبة التكلفة إلى الفائدة مواتية. هناك عوامل مختلفة تعمل بانسجام تام من أجل التنفيذ الناجح لمشروع هيدل.

أبرزها:

1. الكثافة السكانية والطلب على السلطة:

تكلفة بناء مشروع هيدل هائلة ، على الرغم من أن تكلفة الإنتاج لكل وحدة منخفضة. لذلك ، يُنظر عمومًا إلى أنه يجب تسويق الكهرباء المنتجة بسهولة في المنطقة المجاورة. ويمكن لمنطقة مكتظة بالسكان ، حيث الطلب الكبير على الكهرباء ، أن توفر سوقاً قابلة للتطبيق للمشروع.

إضافة إلى قرب التجمعات الحضرية أو المنطقة الصناعية ميزة إضافية للمشروع. ولهذا السبب ، حتى مع وجود طاقة كهربائية محتملة ، أخفقت العديد من البلدان الأفريقية الآسيوية المتخلفة في استغلال قدرتها.

2. عدم وجود مصدر بديل للطاقة:

الطاقة المولدة من الوقود الأحفوري هي في البداية أكثر فعالية من حيث التكلفة. لذا ، فإن توليد الطاقة الكهرومائية أكثر ربحية عندما تكون مصادر الطاقة هذه غير موجودة أو هزيلة. اضطر الفحم والنفط في دول مثل اليابان والنرويج والسويد إلى إجبارهم على تطوير محطات الطاقة الكهرومائية.

3. استثمار رأس المال:

يشمل إنشاء مشروع الطاقة الكهرومائية قوة عمل هائلة وكمية ضخمة من المواد الخام وأعمال بناء ضخمة لفترة زمنية طويلة. لذلك ، مطلوب مبلغ ضخم من المال. فقط الدول المتقدمة قادرة على توفير هذا الإنفاق الضخم. يتعين على البلدان الفقيرة التي تقوم بهذه المشروعات أن تأخذ القروض الدولية بفوائد عالية ، الأمر الذي قد لا يكون مربحًا على المدى الطويل.

4. تحسين التكنولوجيا الحديثة:

التكنولوجيا العالية الحديثة هي شرط أساسي في البناء المعقد لمحطة الطاقة الكهرومائية.

المهارات التقنية والخبرات للمهندسين وأجهزة الكمبيوتر تجعلها ناجحة.

5. النقل والاتصالات:

يتم تطوير معظم مشاريع الطاقة الكهرومائية في "تضاريس جبلية بعيدة ، لا يمكن الوصول إليها ، وعرة ، حيث تكون الطرق وشبكات السكك الحديدية ، عادة ، غائبة. ولكن بما أن البناء يتطلب معدات ومواد بناء ضخمة ومتنوعة ، فإن النقل السهل والتواصل السلس هما الشرطان الأساسيان لأعمال المشروع.

مقال # قدرة الطاقة الهيدروليكية المحتملة أو القابلة للاسترداد والإنتاج العالمي:

يبلغ إجمالي الطاقة الكهرمائية القابلة للاستغلال المعروفة في العالم 4 ملايين ميغاواط. من الواضح أن أعلى إمكانات الطاقة المائية موجودة في البلدان الاستوائية.

النسبة المئوية لحصة الطاقة الكهرمائية المعروفة القابلة للاستغلال في مختلف القارات هي:

وقد ساهمت الطاقة الكهرومائية ، كمصدر للطاقة المتجددة ، بما يقرب من 6٪ من الطاقة العالمية في عام 1996. وتعتبر إمكانات زيادة تحسين الطاقة الكهرومائية عالية بالفعل في دول مثل الصين والبرازيل ورابطة الدول المستقلة في الصين مع قدرة محتملة تبلغ 2 مليون ميغاواط. تمكن (حتى عام 1997) من تسخير 63 ألف ميجاوات فقط. حتى عام 1997 ، تم استغلال 15.6 ٪ فقط من الطاقة الكهرمائية المحتملة.

الصين لديها أكبر الإمكانات ، تليها رابطة الدول المستقلة والبرازيل واندونيسيا وكندا وزائير. منذ عام 1985 ، تم تسجيل نمو الطاقة الكهرمائية بنسبة 27 ٪ في العالم بأسره. ووفقًا للتقديرات المتوقعة ، سيشهد توليد الطاقة الكهرومائية معدل نمو يبلغ 3٪ سنويًا.

تعتمد بلدان مثل النرويج (95٪) ونيوزيلندا (75٪) وسويسرا (74٪) وكندا (57٪) على توليد الطاقة الكهرومائية ، وتتألف الطاقة المائية من حصة الأسد في إجمالي إنتاج الطاقة. تعد الدول الأوروبية والولايات المتحدة وكندا من القادة التقليديين لتوليد الطاقة الكهرومائية حيث تكون معظم المشروعات كبيرة في حين أن مشروعات الطاقة في الصين أصغر نسبيا.

مقال # مزايا الطاقة المائية:

1. الطاقة المائية هي مورد دائم للتجدد أو التدفق.

2. الطاقة المائية صديقة للبيئة ولا تصدر أي ملوثات من النباتات.

3. عامل حمل النبات أو قدرة الأداء يكاد يكون مثاليا في نباتات الهيدول.

4. تشغيل الآلات المستخدمة في محطات هيدول لفترة أطول بكثير وتكلفة الصيانة هي الحد الأدنى.

5 بسبب انخفاض معدل الأجور ، وانخفاض الصيانة وغياب تكلفة الوقود ، فإن التكلفة المتكررة منخفضة للغاية.

6. الطاقة المائية مربحة للغاية في المدى الطويل.

7. لديه عمر أطول.

8. خلال فترة ذروة الطلب ، أصبحت إمدادات الطاقة المائية أكثر موثوقية وثباتًا.

مقال # مساوئ الطاقة المائية:

1. تكلفة البناء الأولية لمصنع هيدل هائلة. تتطلب السدود الكبيرة والتوربينات للمرافق والمرافق الحضرية مثل المدارس والمستشفيات والإسكان للعاملين استثمارات ضخمة. من الصعب للغاية بالنسبة للاقتصادات المتخلفة توفير مثل هذا الاستثمار.

2. يتم تناول مشروع الطاقة الكهرومائية بشكل عام في بيئة معادية. لذلك ، من الصعب البناء. يتطلب سنوات للانتهاء من المشروع.

3. لا يمكن التنبؤ بتدفق مياه أي نهر ومتغير مع المواسم المتغيرة. سنة واحدة قد تتلقى المياه الزائدة في حين أنه في العام المقبل قد تواجه الجفاف.

لذا ، فإن الجليد المتجمد أو النقص أو تدفق المياه الزائد قد يعرض حياة محطات الطاقة المائية للخطر.

4. معظم مشاريع الطاقة المائية تقع في تضاريس الوعرة الوعرة. لذا ، فإن نطاق التوسع في تلك المشاريع محدود.

5. بناء مشروع هيدل هو استثمار طويل الأجل. في الفترة الأولية ، لا تزال غير مربحة.

6 - تقع جميع مشاريع الطاقة المائية تقريبا في المناطق الجبلية النائية حيث تكون البيئة هشة وهشة. لذلك ، يتطلب البناء تدميرًا واسع النطاق للغابات وهدم العوائق. هذه قد تعرض الحياة النباتية والحيوانية النادرة. يرفع علماء البيئة أكثر فأكثر من صوتهم ضد بناء مشاريع الهايد في بيئات متوازنة بدقة ، مثل مشروعي ساردار ساروفار و نارمادا فالي في الهند.

7. بناء مشروع هيدل يتطلب مساحة كبيرة. لذا ، فإن إخلاء السكان المحليين إلزامي. إعادة بناء هؤلاء النازحين يخلق توترًا اجتماعيًا خطيرًا وأعباءً اقتصادية على كاهل المشروع والحكومة.

8. معظم مشاريع الطاقة المائية تقع بعيدا عن المناطق الصناعية التي تعد المستهلك الرئيسي للكهرباء. يتطلب نقل الكهرباء بنية تحتية ضخمة. لذا ، فإن تكلفة وحدة الكهرباء تتصاعد. بالإضافة إلى ذلك ، فإن فقدان الكهرباء بسبب المسافة الطويلة ، هو أيضا غير اقتصادي.