ما هي المحطات الحرارية وما هي فوائدها

الكهرباء عنصرٌ ضروريٌ لأداء أي عملٍ من الأعمال مهما كان بسيطًا، لذلك كان موضوع توليد الطاقة من المواضيع المهمة التي واجهتها الدول والمجتمات في العالم، من هنا برزت أهمية المحطات الحرارية في إنتاج الطاقة الكهربائية، فما هي هذه المحطات؟

3 إجابات

من أهم الاختراعات التي وصل إليها العقل البشري الطاقة الكهربائية، فقد كان لها دور كبير في تطور جميع جوانب الحياة وخصوصًا الجانب الصناعي. واستمرت جهود الانسان في اختراع طرق توليد هذه الطاقة حيث بنوا طواحين الهواء والمحطات الحرارية والمفاعلات النووية وغيرها الكثير. وتُعتبر المحطات الحرارية من أهم مصادر توليد الكهرباء وأكثرها انتشارًا حول العالم، ومن أنواع المحطات الحرارية:

  • محطات الطاقة الحرارية التقليدية: تعمل بالطاقة التي تنتجها آلة بخارية ضخمة تعمل على الفحم والغاز الطبيعي، يُنشط البخار التوربينات التي بدورها تعمل على تشغيل المولد الذي يُنتج الكهرباء.
  • محطات الطاقة الغازية ذات الدورة المركبة: تجمع هذه المحطات بين توربينات الغاز والمحطات الحرارية العادية لتوليد الكهرباء، حيث يتم استخدام الطاقة المتبقية من الغازات لدورة أخرى، وهذه المحطات أكثر كفاءة من المحطات التقليدية بنسبة 56%، وهذا يعني أن انبعاث الكربون من هذه المحطات أقل بكثير من المحطات التقليدية.
  • محطات التوربينات الغازية والتوربينات النفاثة: تستخدم في الغالب لتكملة إنتاج الكهرباء من محطات حرارية أخرى،ويمكن لوحدات التوربينات الغازية والتوربينات النفاثة أن تتولى مهامها بسرعة في حال تعطلت المحطات الحرارية أو ارتفعت نسبة الاستهلاك.ما هي المحطات الحرارية وما هي فوائدها

تعمل المحطات الحرارية على الوقود الاحفوري، وخصوصًا الغاز الطبيعي، فهو من أسهل أنواع الوقود من حيث النقل ونسبة الغازات المنبعثة منه قليلة مقارنة بغيره.

أكمل القراءة

لقد أصبح العالم في حاجة ملحة للطاقة وتأمين مصادرها باستمرار، إذ نعوّل على الطاقة في مختلف مناحي الحياة ولعل أهمها استخدامها في توليد الكهرباء.

تتعدد مصادر توليد الطاقة الكهربائية بدءًا من استخدام المصادر غير المتجددة كالفحم والبترول والغاز الطبيعي، أو المصادر الطبيعية المتجددة مثل الطاقة الشمسية وطاقة الرياح، وتعد المحطات الحرارية واحدة من أهم مصادر توليد الكهرباء التي تعتمد على عنصرين أساسين هما الماء والوقود.

يحرق الوقود الأحفوري لرفع درجة حرارة الماء فيتحول من الحالة السائلة إلى الحالة الغازية على هيئة بخار ذي حرارة وضغط مرتفعين، والذي يستخدم بدوره في تحريك العنفات البخارية. من الطبيعي أن يفقد البخار جزءًا من طاقته الحرارية وضغطه المرتفع بعد مروره ضمن التوربينات، لذا يتم تمريره إلى المُكثِّف لتحويله إلى الصورة السائلة من جديد، ثم يُعاد ضخه إلى المرجل ليتم تحويله إلى بخار واستعماله مجددًا في تحريك التوربينات.

لكي يتم توليد الكهرباء من خلال المحطات الحرارية يجب أن تمر هذه العملية بعدة مراحل كما يلي:

  • يُحرق الوقود المتمثل في الفحم الحجري أو الغاز الطبيعي لينتج كمية هائلة من الطاقة الحرارية التي تُستخدم في تسخين أنابيب المياه الفولاذية المارة خلال جدران المرجل، تصل درجة حرارة البخار الناتج إلى حوالي 550 درجة مئوية.
  • يمر البخار ضمن توربين الضغط العالي، وهو أحد أصغر التوربينات المكونة للمحطة الحرارة حيث تحتوى على ثلاثة توربينات متباينة في الحجم، يلي توربين الضغط العالي توربين الضغط المتوسط ثم توربين الضغط المنخفض، ويتباين الثلاثة توربينات في كمية الحرارة والضغط اللازمين لتحريكهم، تتصل التوربينات بمولد لتحويل الطاقة الميكانيكية إلى طاقة كهربائية.
  • في النهاية يتم إعادة تكثيف البخار من جديد حيث يُفقد كمية كبيرة من الحرارة والضغط أثناء تحريك التوربينات، فيُضخ في المرجل ليتحول من الحالة السائلة إلى الحالة الغازية ويُعاد استخدامه من جديد.

أكمل القراءة

المحطات الحرارية هي محطات توليد الطاقة الكهربائية، وتعرف أيضًا باسم “محطات توليد الطاقة بالتوربينات البخارية” أو “محطات توليد الطاقة بالفحم”. قبل كل شيءٍ، لابدَّ من فهم المخطط التفصيلي للمحطات الحرارية:

يتألف مولد الطاقة بشكلٍ رئيسي، من مبدلٍ يعمل بالتعاون مع توربيناتٍ بخاريةٍ مربوطةٌ بالمولد. يتم الحصول على البخار بواسطة مراجل الغليّ الضخمة ذات الضغط العالي (والتي بدورها تستخدم مسحوق الفحم في أغلب الأحيان لكي تعمل). يتم تحويل طاقة البخار إلى طاقةٍ ميكانيكيةٍ، لتساهم في تدوير التوربينات، والتي بدورها تحرّك المولد. هذه العملية موضحةٌ بالشكل التالي:

المحطات الحرارية

بعد تدوير التوربينات، يفقد البخار ضغطه العالي، ويُمرّر من خلال التوربينات ليصل إلى المكثف الذي يحوي بداخله مياهًا باردةً. حيث تأتي هذه المياه من مضخةٍ، تقوم بتكثيف البخار ذو الضغط المنخفض أيضًا. وتعرّف الكفاءة الاجمالية للمحطة الحرارية بأنها، نسبة المكافئ الحراري للطاقة الكهربائية الناتجة الى حرارة احتراق الفحم. وتتراوح هذه النسبة من 20% إلى 60%، وهذا يعتمد على سعة المحطة الكلية.

كغيرها من المشاريع التجارية المنتجة، تسعى محطات توليد الطاقة إلى تحقيق الأرباح. ولتحقيق أفضل الأرباح، هناك عدة معاييرٍ يجب أخذها بعين الاعتبار عند إنشاء المحطات الحرارية وهي:

  • يجب اختيار أرضٍ مناسبةٍ لحدٍ كبيرٍ لهذا الغرض. نقصد هنا أن تكون ذات سعرٍ منطقيّ.
  • الحرص على وجود مصدر مياهٍ طبيعي (كالأنهار) بجانب المنشأة، لتلبية الحاجة إلى مياه التبريد أثناء عملية توليد الطاقة.
  • توفّر كميةٍ مناسبةٍ من الوقود لحجم العمل المراد إنجازه.
  • لا يجب أن يكون موقع المحطة بالقرب من مصادر الدخان أو الضجيج.
  • يجب الأخذ بعين الاعتبار وجود مساحةٍ إضافيةٍ، لمعالجة الرماد الناتج بحيث تكون هذه المساحة قريبةً جدًا من المحطة الحرارية.
  • اخذ الحذر والحيطة عند بناء مداخن المحطة، بحيث لا تعيق حركة الطائرات فوقها.

أكمل القراءة

هل لديك إجابة على "ما هي المحطات الحرارية وما هي فوائدها"؟