مباشرا مع محور التوربينات البخارية فيدور محور المولد الكهربائي ا8)
(708 758118 بنفس السرعة وباستغلال خاصة المغناطيسية الدوارة (0708») من
المولد والجزء الثابت (578708) منه تتولد على طرفي الجزء الثابت من المولد الطاقة
الكهربائية اللازمة والرسم التمثيلي رقم يبين مسلسل تحويل الطاقة من أول حرق الوقود
حتى إنتاج الطاقة الكهربائية
لا يوجد فوارق أساسية بين محطات التوليد البخارية التي تستعمل أنواع الوقود المختلفة إلا
من حيث طرق نقل وتخزين وتداول وحرق الوقود وقد كان استعمال الفحم الحجري شائعا
في أواخر القرن الماضي وأوائل هذا القرن ؛ إلا أن اكتشاف واستخراج البترول ومنتوجاته
احدث تغييرا جذريا في محطات التوليد الحرارية حيث اصبح يستعمل بنسبة تسعين بالمئة
لسهولة نقله وتخزيئه وحرقة إن كان بصورة وقود سائل أو غازي
مكونات محطات التوليد البخارية:
تتألف محطات التوليد البخارية بصورة عامة من الأجزاء الرئيسية التالية:
أ ( الفرن 210118266 :
وهو عبارة عن وعاء كبير لحرق الوقود ويختلف شكل ونوع هذا الوعاء وفقا لنوع الوقود
المستعمل ويلحق به وسائل تخزين ونقل وتداول الوقود ورمي المخلفات الصلبة
ب ) المرجل 8011657 :
وهو وعاء كبير يحتوي على مياه نقية تسخن بواسطة حرق الوقود لتتحول هذه المياه
الى بخار وفي كثير من الأحيان يكون الفرن والمرجل في حيز واحد تحقيقا للاتصال
المباشر بين الوقود المحترق والماء المراد تسخيئه د
وتختلف أنواع المراجل حسب حجم المحطة وكمية البخار المنتج في وحدة الزمن
وهي عبارة عن عنفة من الصلب لها محور ويوصل به جسم على شكل أسطوائي مثبت به
لوحات مقعرة يصطدم فيها البخار فيعمل على دورانها ويدور المحور بسرعة عالية جدا
حوالي ا ٠ دورة بالدقيقة وتختلف العنفات في الحجم والتصميم والشكل باختلاف حجم
البخار وسرعته وضغطه ودرجة حرارته ؛ أي باختلاف حجم محطة التوليد :
د ) المولد الكهربائي 66116158201 :
هو عبارة عن مولد كهربائي مؤلف من عض دوار مربوط مباشرة مع محور التوربين وعضو
ثابت ويلف العضوين بالأسلاك النحاسية المعزولة لتنقل الحقل المغناطيسي الدوار وتحوله
إلى تيار كهربائي على أطراف العضو الثابت ويختلف شكل هذا المولد باختلاف حجم المحطة
ه ) المكثف :ع01708115© :
وهو عبارة عن وعاء كبير من الصلب يدخل اليه من الأعلى البخار الآتي من التوربين بعد أن
يكون قد قام بتدويرها وفقد الكثير من ضغطه ودرجة حرارته ؛ كما يدخل في هذا المكثف من
أسفل تيار من مياه التبريد داخل أنابيب حلزونية تعمل على تحويل البخار الضعيف إلى مياه
حيث تعود هذه المياه إلى المراجل مرة أخرى بواسطة مضخات خاصة
و) المدخنة /ع1110707© :
وهي عبارة عن مدخنة من الآجر الحراري (+ا8:10 ) أسطوانية الشكل مرتفعة جدا تعمل
على طرد مخلفات الاحتراق الغازية إلى الجو على ارتفاع شاهق للإسراع في طرد غازات
الاحتراق والتقليل من تلوث البيئة المحيطة بالمحطة
ز) الآلات والمعدات المساعدة 2165| انام :
وهي عبارة عن عدد كبير من المضخات والمحركات الميكانيكية والكهربائية ومنظمات
السرعة ومعدات تحميص البخار التي تساعد على إتمام العمل في محطات التوليد
-2محطات التوليد النووية 50811017 61 /010© تقعا6نل1 :
البخار بالحرارة وبالتالي يعمل البخار على تدوير التوربينات التي بدورها تدور الجزء الدوار
من المولد الكهربائي وتتولد الطاقة الكهربائية على أطراف الجزء الثابت من هذا المولد
والفرق في محطات التوليد النووية أنه بدل الفرن الذي يحترق فيه الوقود يوجد هنا مفاعل
ذري تتولد في الحرارة نتيجة انشطار ذرات اليورانيوم بضربات الإلكترونات المتحركة في
الطبقة الخارجية للذرة وتستغل هذه الطاقة الحرارية الهائلة في غليان المياه في المراجل
وتحويلها إلى بخار ذي ضغط عال ودرجة مرتفعة جدا
تحتوي محطة التوليد النووية على الفرن الذري الذي يحتاج إلى جدار عازل وواق من
الإشعاع الذري وهو يتكون من طبقة من الآجر الناري وطبقة من المياه وطبقة من الحديد
الصلب ثم طبقة من الأسمنت تصل إلى سمك مترين وذلك لحماية العاملين في المحطة والبيئة
المحيطة من التلوث بالإشعاعات الذرية
أن أول محطة توليد حرارية نووية في العالم نفذت في عام ١956 وكانت في الاتحاد
السوفيتي بطاقة ه ميغاواط
ومحطات التوليد النووية غير مستعملة في البلاد العربية حتى الآن ولكن محطات التوليد
الحرارية البخارية مستعملة بصورة كثيفة على البحر الأحمر والبحر الأبيض المتوسط
والخليج العربي في توليد الكهرباء ولتحلية المياه المالحة
-3محطات التوليد المائية 52810115 :5010/6 عزاناة0/! :
حيث توجد المياه في أماكن مرتفعة كالبحيرات ومجاري الأنهار يمكن التفكير بتوليد الطاقة ؛
خاصة إذا كانت طبيعة الأرض التي تهطل فيها الأمطار أو تجري فيها الأنهار جبلية ومرتفعة
ففى هذه الحالات يمكن توليد الكهرباء من مساقط المياه أما إذا كانت مجارى الأنهار ذات
انحدار خفيف فيقتضي عمل سدود في الأماكن المناسبة من مجرى النهر لتخزين المياه
تنشاء محطات التوليد عادة بالقرب من هذه السدود كما هو الحال في مجرى نهر النيل وقد
بني السد العالي وبنيت معه محطة توليد كهرباء بلغت قدرتها المركبة ١8٠59 ميغاواط
وعلى نهر الفرات في شمال سوريا بني سد ومحطة توليد كهرباء بلغت قدرتها المركبة 8552
ميغاواط ؛ انظر الشكل رقم (3-93 (
إذا كان مجرى النهر منحدرا انحدار كبيرا فيمكن عمل تحويرة في مجرى النهر باتجاه أحد
الوديان المجاورة وعمل شلال اصطناعي هذا بالإضافة إلى الشلالات الطبيعية التي تستخدم
مباشرة لتوليد الكهرباء كما هو حاصل في شلالات نياغرا بين كندا والولايات المتحدة
وبصورة عامة أن أية كمية من المياه موجودة على ارتفاع معين تحتوي على طاقة كامئة في
طاقة ميكانيكية وإذا ربطت التوربينة مع محور المولد الكهربائي تولد على أطراف العضو
الثابت من المولد طاقة كهربائية
مكونات محطة التوليد المائيً5182101 60012ا0:0-5/ر1ا آه 011001761715© :
تتألف محطة توليد الكهرباء المائية بصورة عامة من الأجزاء الرئيسية التالية
|مساقط المياد (المجرى المائل 6611520024 (
وهو عبارة عن أنبوب كبير أو أكثر يكون في اسفل السد أو من أعلى الشلال إلى مدخل
التوربيئة وتسيل في المياه بسرعة كبيرة يوجد سكر في أوله (بوابة (81-1/85/ا) (وسكر
آخر في آخره للتحكم في كمية المياه التي تدور التوربينئة
تجدر الإشارة الى أن السدود وبوابات التحكم وأقنية المياه الموصلة للأنابيب المائلة تختلف
حسب كمية المياه وأماكن تواجدها
ب التوربين 11010116 :
تكون التوربيئة والمولد عادة في مكان واحد مركبين على محور رأسي واحد يركب المولد
فوق التوربينة وعندما تفتح البوابة في اسفل الأنابيب المائلة تتدفق المياه بسرعة كبيرة في
تجاويف مقعرة فتدور بسرعة وتدير معها العضو الدوار في المولد حيث تتولد الطاقة
الكهربائية على أطراف هذا المولد
ج ( أنبوبة السحب 10065 018009172 :
بعد أن تعمل المياه المتدفقة في تدوير التوربين فلا بد من سحبها للخارج بسرعة ويسر حتى
لا تعوق الدوران لذا توضع أنابيب بأشكال خاصة لسحبها للخارج السرعة اللازمة
د) المعدات والآلات المساعدة 11127165نام :
تحتاج محطات التوليد المائية آلي العديد من الآلات المساعدة مثل المضخات والبوابات
والمفاتيح ومعدات تنظيم سرعة الدوران وغيرها
-4محطات التوليد من المد والجزر 518110175 01/0/6١ © ل71103
المد والجزر من الظواهر الطبيعية المعروفة عند سكان سواحل البحار فهم يرون مياه البحر
ترتفع في بعض ساعات اليوم وتنخفض في البعض الآخر وقد لا يعلمون أن هذا الارتفاع
ناتج عن جاذبية القمر عندما يكون قريبا من هذه السواحل وان ذلك الانخفاض يحدث عندما
يكون القمر بعيدا عن هذه السواحل ؛ أي عندما يغيب القمر ؛ علما أن القمر يدور حول
الأرض في مدار أهليجي أي بيضاوي الشكل دورة كل شهر هجري ؛ وأن الأرض تدور حول
نفسها كل أربع وعشرين ساعة فإذا ركزنا الانتباه على مكان معين ؛ وكان القمر ينيره في
مضي أثنى عشرة ساعة من ذلك الوقت ٠ يكون القمر بالجزء المقابل قطريا ؛ أي بعيدا عن
المكان ذاته بعدا زائدا بطول قطر الكرة الأرضية فيصبح اتجاه جاذبية القمر معاكسة وبالتالي
ينخفض مستوى مياه البحر
واكثر بلاد العالم شعورا ب بالمد والجزر هو الطراب الشمالي الغربي من افرنسا حيث يفل مد
وجزر المحيط الأطلسي على سواحل شبه جزيرة برنتانيا إلى ثلاثين مترا وقد أن نشئت هناك
محطة لتوليد الطاقة الكهربائية بقدرة 4060 ميغاواط حيث توضع توربينات خاصة في مجرى
المد فتديرها المياه الصاعدة ثم تعود المياه الهابطة وتديرها مرة أخرى
ومن الأماكن التي يكثر فيها المد والجزر السواحل الشمالية للخليج العربي في منطقة الكويت
حيث يصل أعلى مد إلى ارتفاع ١١ مترا ولكن هذه الظاهرة لا تستغل في هذه المناطق لتوليد
الطاقة الكهربائية
-5محطات التوليد ذات الاحتراق الداخلي 500011065 6011115)1017© 1116178 :
محطات التوليد ذات الاحتراق الداخلي هي عبارة عن الآت تستخدم الوقود السائل ا6نار)
(ا01حيث يحترق داخل غرف احتراق بعد مزجها بالهواء بنسب معينة ؛ فتتولد نواتج
الاحتراق وهي عبارة عن غازات على ضغط مرتفع تستطيع تحريك المكبس كما في حالة
[توليد الكهرباء بواسطة الديزل 5081101 6010/61 ا01656
تستعمل ماكينات الديزل في توليد الكهرباء في أماكن كثيرة في دول الخليج وخاصة في المدن
الصغيرة والقرى وهي تمتاز بسرعة التشغيل وسرعة الإيقاف ولكنها تحتاج الى كمية
مرتفعة من الوقود نسبيا وبالتالي فان كلفة الطاقة المنتجة منها تتوقف على أسعار الوقود
سهلة التركيب وتستعمل كثيرة في حالات الطوارئ : أو أثناء فترة ذروة الحمل وفي هذه
الحالة يعمل عادة عدد كبير من هذه المولدات بالتوازي لس”سد احتياجات مراكز الاستهلاك
![توليد الكهرباء بالتوربينات الغازية 71170106 6225©
تعتبر محطات توليد الكهرباء العاملة بالتوربينات الغازية حديثة العهد نسبيا ويعتبر بر الشرق
الأوسط من اكثر البلدان استعمالا لها وهي ذات سعات وأحجام مختلفة من 1 ميغاواط الى
٠؟ميغاواط ؛ تستعمل عادة أثناء ذروة الحمل فى البلدان التى يوجد فيها محطات توليد
بخارية أو مائية ؛ علما أن فترة إقلاعها وإيقافها تتراوح بين دقيقتين وعشرة دقائق
وفي معظم الشرق الأوسط ؛ وخاصة في المملكة العربية السعودية ؛ فتستعمل التوربينات
الغازية لتوليد الطاقة طوال اليوم بما فيه فترة الذروة ونجد اليوم في الأسواق وحدات متنقلة
من هذه المولدات لحالات الطوارئ مختلفة الأحجام والقدرات
تحتاج إلى مياه كثيرة للتبريد كما تمتاز بإمكانية استعمل العديد من أنواع الوقود ( البترول
الخام النقي - الغاز الطبيعي - الغاز الثقيل وغيرها ) وتمتاز كذلك بسرعة التشغيل
وسرعة الإيقاف
وأما سيئاتها فهي ضعف المردود الذي يتراوح بين ١5 و 78 96 كما أن عمرها الزمني
قصير نسبيا وتستهلك كمية اكبر من الوقود بالمقارنة مع محطات التوليد الحرارية البخارية
إن الأجزاء الرئيسية التي تتكون منها محطة التوليد بالتوربينات الغازية هي ما يلي :
أ ) ضاغط الهراء 6011101265501 انح 76
وهو يأخذ الهواء من الجو المحيط ويرفع ضغطه الى عشرات الضغوط الجوية
ب) غرفة الاحتراق 6١ 1811© 601111511017 7116
وفيها يختلط الهواء المضغوط الآتي من مكبس الهواء مع الوقود ويحترقان معا
بواسطة وسائل خاصة بالاشتعال وتكون نواتج الاحتراق من الغازات المختلفة على درجات
حرارة عالية وضغط مرتفع
ج ) التوربين 71170106 1176
وهي عبارة عن توربين محورها أفقي مربوط من ناحية مع محور مكبس الهواء مباشرة و
من ناحية أخرى مع المولد ولكن بواسطة صندوق تروس لتخفيف السرعة لأن سرعة دوران
التوربين عالية جدا لا تتناسب مع سرعة دوران المولد الكهربائي تدخل الغازات الناتجة عن
الاحتراق في التوربين فتصطدم بريشها الكثيرة العدد من ناحية الضغط المنخفض ( يتسع قطر
التوربين من هذه الناحية) الى الهواء عن طريق مدخئة
د ) المولد الكهربائي606116158)01 71716
يتصل المولد الكهربائي مع التوربين بواسطة صندوق تروس لتخفيف السرعة كما ذكرنا وفي
بعض التوربينات الحديثة تقسم التوربين الى توربينتين واحدة للضغط والسرعة العالية متصلة
مباشرة مع مكبس الهواء والثانية تسمى توربينة القدرة متصلة مباشرة مع محور المولد
الكهربائي
ه ) الآلات والمعدات المساعدة8711/1217165/
تحتاج محطات التوربينات الغازية الى بعض المعدات والآلات المساعدة على النحو التالي:
2مساعد التشغيل الأولي وهو اما محرك ديزل أو محرك كهربائي
3وسائل المساعدة على الاشتعال
آلات تبريد مياه تبريد المحطة ,
5معدات قياس الحرارة والضغط في كل مرحلة من مراحل العمل
-6محطات توليد الكهرباء بواسطة الرياح 5281017 5010/67 110لا :
يمكن استغلال الرياح في الأمكن التي تعتبر مجاري دائمة لهذه الرياح في تدوير مراوح كبيرة
وعالية لتوليد الطاقة الكهربائية وعلى سبيل المثال هناك مدن صغيرة في الولايات المتحدة
واوروبا تستمد الطاقة الكهربائية اللازمة للاستهلاك اليومي من محطة توليد كهرباء تعمل
بالرياح يبلغ طول شفرة مروحتها 75 مترا ولا غرو فقد كانت طواحين الهواء المعروفة
قديما في أوروبا نوعا من استغلال قدرة الرياح في تدوير حجر الرحى ؛ وفي هذه الأيام الذي
وكذلك المتنزه على الشاطئ الشمالي في لبنان يرى هذه المراوح ترفع المياه من البحر الى
الملاحات لانتاج الملح
-7محطات التوليد بالطاقة الشمسية
ما يمكن أن ينتج عنه أعمال تطبيقية أصبحت في التداول التجاري هي استغلال الطاقة
الشمسية لانتاج الطاقة الكهربائية وفي تسخين مياه الاستعمال المنزلي وخاصة في التجمعات
م0 غ71 - اذدنتغنرزول