المحطات المائية … كيف تعمل ؟

المحطات المائية … كيف تعمل … ؟

تعتبر الطاقة المائية من أكثر الطاقات استخداما في التوليد وتمثل 15% من الطاقة الكهربائية في العالم . وتعتبر من أقل الطاقات تكلفه وأكثرها نقاوة رغم ما تسببه السدود من أضرار بيئية متعددة مثل الفيضانات أو جرف مساحات شاسعه من الأراضي الزراعية
تقام السدود عندما يكون مجرى النهر ذو انحدار كبير حيث يتم فى هذه المحطات تحويل طاقة الوضع الكامنة في الماء الموجود على إرتفاع السد إلى طاقه حركيه في عملية سقوط الماء وإذا سلطت هذه المياه وهذه الطاقة على التوربينة المائية فإنها تدور بسرعه كبيره ويتكون على محور التوربينة طاقه ميكانيكيه ونظرا لان العضو الدوار للمولد مربوط على محور التوربينه وفى ظل وجود مجال مغناطيسي على العضو الدوار تتحول الطاقه الميكانيكيه الى طاقه كهربيه

مكونات محطات التوليد المائية :
1) الخزان والسدود Dam & water reservoir
يستخدم السد لحجز الماء من أجل زيادة طاقة الوضع لكمية الماء المحتجزة خلفه وكلما زاد ارتفاع السد زادت طاقة الوضع
2) مساقط المياه (المجرى المائل) Penstock 
عباره عن أنبوبه مائله تصل بين أعلى وأسفل السد وتأخذ الماء من أعلى السد إلى مدخل التوربينه . ويسير الماء خلال هذه الأنبوبة بسرعه كبيره ويمكن التحكم في سرعة الماء خلال الأنبوبة بواسطة صمام في أعلى الأنبوبة وصمام آخر في آخرها حيث كلما زادت فتحة الصمام قلت سرعة الماء وكلما قلت فتحة الصمام زادت سرعة تدفق الماء.
3) التوربين Turbine
تكون التوربينة والمولد عادة في مكان واحد حيث يركب المولد فوق التوربينة وعندما يفتح الصمام في اسفل الأنبوبه تتدفق المياه بسرعة كبيرة فتضغط المياه على ريش التوربينه فتدور التوربينه وتدير معها العضو الدوار في المولد وبما أن العضو الدوار يتم تغذية ملفاته بتيار مستمر فينتج مجال مغناطيسي ثابت ومع دوران العضو الدوار يتحول المجال المغناطيسي الثابت إلى مجال مغناطيسي دوار هذا المجال الدوار يقطع ملفات العضو الثابت فيولد فيه قوه دافعه كهربيه مستحثه e.m.f. هذه الـ e.m.f تؤدى إلى إمرار تيار في ملفات العضو الثابت فتتولد الطاقة الكهربية

4) أنبوبة السحب Draught Tubes
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 بالسرعة اللازمة.
5) المعدات والآلات المساعدة Auxiliaries
تحتاج محطات التوليد المائية آلي العديد من الآلات المساعدة مثل المضخات والبوابات والمفاتيح ومعدات تنظيم سرعة الدوران وغيرها.

*** تعتمد كمية الطاقة الكهربائية المنتجة في المحطات الكهرومائية علي عاملين أساسيين هما :
1- ارتفاع مستوى الماء في السد مقارنة مع مستوى التوربينات (بالمتر).
2- كمية الماء المتدفق في الثانية (بالمتر المكعب).
والعلاقة التالية توضح ذلك :
القدرة الكهربائية ( الكيلو واط ).= 0.9 ×F×H
H = إرتفاع مستوى الماء من التوربينات (السمت).
F= كمية الماء المتدفق في الثانية ( معدل التصريف ).