11

22

طرق توليد الطاقة الكهربائيةطرق توليد الطاقة الكهربائية

Generation of Electrical EnergyGeneration of Electrical Energy

33

القائمة

تعريف عملية التوليد الطاقة الكهربائية

أنواع محطات توليد الطاقة الكهربائية

1- محطات التوليد البخارية

2- محطات التوليد المائية

3- محطات التوليد بالطاقة الشمسية

44

عملية توليد أو إنتاج الطاقة الكهربائيةعملية توليد أو إنتاج الطاقة الكهربائية

1.1. هي عملية تحويل الطاقة من شكل الى آخر هي عملية تحويل الطاقة من شكل الى آخر

2.2. . . الكهرباء هو تدفق الطاقة الكهربائية او شحن من الطاقة الكهربائيةالكهرباء هو تدفق الطاقة الكهربائية او شحن من الطاقة الكهربائية

3.3. مصدر ثانوي للطاقة مما يعني ان نحصل عليه من تحويل الطاقة من مصادر أخرى ، مثلمصدر ثانوي للطاقة مما يعني ان نحصل عليه من تحويل الطاقة من مصادر أخرى ، مثل الفحم والغاز الطبيعي والنفط والطاقة النووية وغيرها من المصادر الطبيعية ، والتي تسمىالفحم والغاز الطبيعي والنفط والطاقة النووية وغيرها من المصادر الطبيعية ، والتي تسمى

. . المصادر الوليةالمصادر الولية

4.4. .. متجددة او غير متجددة متجددة او غير متجددةتكونتكون مصادر الطاقة التي نستخدمها لتوليد الكهرباء يمكن أنمصادر الطاقة التي نستخدمها لتوليد الكهرباء يمكن أن

5.5. . . الكهرباء هي جزء أساسي من الطبيعة ومن الكثر استعمال كشكل من أشكال الطاقةالكهرباء هي جزء أساسي من الطبيعة ومن الكثر استعمال كشكل من أشكال الطاقة

6.6. سنة مضتسنة مضت100 100 توليد الكهرباء بدأت قبل اكثر من توليد الكهرباء بدأت قبل اكثر من ..

55

::أنواع محطات التوليد أنواع محطات التوليد

::أنواع محطات التوليد المستعملة على صعيد عالمي أنواع محطات التوليد المستعملة على صعيد عالمي

2.2. محطات التوليد البخاريةمحطات التوليد البخارية

3.3. محطات التوليد المائيةمحطات التوليد المائية

4.4. . . محطات التوليد بالطاقة الشمسيةمحطات التوليد بالطاقة الشمسية

66

1-1- البخارية البخاريةمحطات تحويل الطاقةمحطات تحويل الطاقة Energy ConverterEnergy Converter

1.1. تعتبر محطات التوليد البخارية محول للطاقةتعتبر محطات التوليد البخارية محول للطاقة

2.2. وتستعمل هذه المحطات أنواع مختلفة من الوقود حسبوتستعمل هذه المحطات أنواع مختلفة من الوقود حسبالنواع المتوفرة مثل الفحم الحجري أو البترول السائل أوالنواع المتوفرة مثل الفحم الحجري أو البترول السائل أو

..الغاز الطبيعي أو الصناعي الغاز الطبيعي أو الصناعي

3.3. ..تمتاز المحطات البخارية بكبر حجمها ورخص تكاليفهاتمتاز المحطات البخارية بكبر حجمها ورخص تكاليفها

77

اختيار مواقع محطات التحويلاختيار مواقع محطات التحويل Site Selection of Power StationSite Selection of Power Station

تتحكم في اختيار المواقع المناسبة لمحطات التوليد الحرارية عدةتتحكم في اختيار المواقع المناسبة لمحطات التوليد الحرارية عدةعوامل مؤثرة نذكر منهاعوامل مؤثرة نذكر منها

: :ما يلي ما يلي – القرب من مصادر الوقود وسهولة نقله إلى هذه المواقع وتوفر وسائل النقلالقرب من مصادر الوقود وسهولة نقله إلى هذه المواقع وتوفر وسائل النقل

..القتصاديةالقتصادية– القرب من مصادر مياه التبريد لن المكثف يحتاج إلى كميات كبير من مياهالقرب من مصادر مياه التبريد لن المكثف يحتاج إلى كميات كبير من مياه

لذلك تبنى هذه المحطات عادة على شواطئ البحار أو بالقرب منلذلك تبنى هذه المحطات عادة على شواطئ البحار أو بالقرب من. . التبريد التبريد ..مجاري النهارمجاري النهار

– القرب من مراكز استهلك الطاقة الكهربائية لتوفير تكاليف إنشاء خطوطالقرب من مراكز استهلك الطاقة الكهربائية لتوفير تكاليف إنشاء خطوط . .النقل النقل

88

تعتمد محطات التوليد الكهربائيتعتمد محطات التوليد الكهربائي

::على مايليعلى مايلي

وقودوقود

بخاربخار

محور التوربيناتمحور التوربينات. . الخاصة المغناطيسية الدوارةالخاصة المغناطيسية الدوارة

99

::مكونات محطات التوليد البخارية مكونات محطات التوليد البخارية

::تتألف محطات التوليد البخارية بصورة عامة من الجزاء الرئيسية التالية تتألف محطات التوليد البخارية بصورة عامة من الجزاء الرئيسية التالية

. .وهو عبارة عن وعاء كبير لحرق الوقود وهو عبارة عن وعاء كبير لحرق الوقود ::FurnaceFurnaceالفرن الفرن

وهو وعاء كبير يحتوي على مياه نقية تسخن بواسطةوهو وعاء كبير يحتوي على مياه نقية تسخن بواسطة:: Boiler Boilerالمرجل المرجل إلى بخارإلى بخارحرق الوقود لتتحول هذه المياه حرق الوقود لتتحول هذه المياه ..

1010

وهي عبارة عنوهي عبارة عن:: Turbine Turbine التوربينالتوربين . .33اسطوانه من الصلب لها محور ويوصلاسطوانه من الصلب لها محور ويوصل

به جسم على شكل أسطواني مثبت بهبه جسم على شكل أسطواني مثبت بهلوحات مقعرة يصطدم فيها البخارلوحات مقعرة يصطدم فيها البخار

فيعمل على دورانها ويدور المحورفيعمل على دورانها ويدور المحوردورةدورة3000 3000 بسرعة عالية جدا حوالي بسرعة عالية جدا حوالي

بالدقيقة وتختلف االتوربيات في الحجمبالدقيقة وتختلف االتوربيات في الحجموالتصميم والشكل باختلف حجم البخاروالتصميم والشكل باختلف حجم البخاروسرعته وضغطه ودرجة حرارته ، أيوسرعته وضغطه ودرجة حرارته ، أي

. .باختلف حجم محطة التوليد باختلف حجم محطة التوليد

1111

هو عبارة عن مولد كهربائي مؤلف من عضهو عبارة عن مولد كهربائي مؤلف من عض:: Generator Generatorالمولد الكهربائي المولد الكهربائي 44 ويلف العضوين بالسلكويلف العضوين بالسلك..دوار مربوط مباشرة مع محور التوربين وعضو ثابت دوار مربوط مباشرة مع محور التوربين وعضو ثابت

النحاسية المعزولة لتنقل الحقل المغناطيسي الدوار وتحوله إلى تيار كهربائي علىالنحاسية المعزولة لتنقل الحقل المغناطيسي الدوار وتحوله إلى تيار كهربائي علىويختلف شكل هذا المولد باختلف حجم المحطة ويختلف شكل هذا المولد باختلف حجم المحطة . . أطراف العضو الثابت أطراف العضو الثابت ..

وهو عبارة عن وعاء كبير من الصلب يدخل اليه منوهو عبارة عن وعاء كبير من الصلب يدخل اليه من::CondenserCondenserالمكثف المكثف . .55العلى البخار التي من التوربين بعد أن يكون قد قام بتدويرها وفقد الكثير منالعلى البخار التي من التوربين بعد أن يكون قد قام بتدويرها وفقد الكثير من

ضغطه ودرجة حرارته ، كما يدخل في هذا المكثف من أسفل تيار من مياهضغطه ودرجة حرارته ، كما يدخل في هذا المكثف من أسفل تيار من مياهالتبريد داخل أنابيب حلزونية تعمل على تحويل البخار الضعيف إلى مياه حيثالتبريد داخل أنابيب حلزونية تعمل على تحويل البخار الضعيف إلى مياه حيث

. .تعود هذه المياه إلى المراجل مرة أخرى بواسطة مضخات خاصة تعود هذه المياه إلى المراجل مرة أخرى بواسطة مضخات خاصة ( (BrickBrick ) )وهي عبارة عن مدخنة من الجر الحراري وهي عبارة عن مدخنة من الجر الحراري :: Chimney Chimneyالمدخنة المدخنة . .66

أسطوانية الشكل مرتفعة جدا تعمل على طرد مخلفات الحتراق الغازية إلى الجوأسطوانية الشكل مرتفعة جدا تعمل على طرد مخلفات الحتراق الغازية إلى الجوعلى ارتفاع شاهق للسراع في طرد غازات الحتراق والتقليل من تلوث البيئةعلى ارتفاع شاهق للسراع في طرد غازات الحتراق والتقليل من تلوث البيئة

. .المحيطة بالمحطة المحيطة بالمحطة وهي عبارة عن عدد كبير منوهي عبارة عن عدد كبير من ::AuxiliariesAuxiliariesاللت والمعدات المساعدة اللت والمعدات المساعدة . .77

المضخات والمحركات الميكانيكية والكهربائية ومنظمات السرعة ومعداتالمضخات والمحركات الميكانيكية والكهربائية ومنظمات السرعة ومعدات . .تحميص البخار التي تساعد على إتمام العمل في محطات التوليد تحميص البخار التي تساعد على إتمام العمل في محطات التوليد

1212

لتوربين الغازيلتوربين الغازيرسم تخطيطي رسم تخطيطي

ضاغط الهواءضاغط الهواء

::الفرن الفرن غرفة الحتراقغرفة الحتراق

التوربينالتوربين

الهواء الداخلالهواء الداخل

الغاز الخارجشفرات مروحهشفرات مروحه

الطاقة الداخلة

الهواء المضغوطالهواء المضغوط

المحور المتناوبالمحور المتناوب

1313

لتوربين الغازيلتوربين الغازيالشكل الحقيقي الشكل الحقيقي

1414

توليد الكهرباء باستخدام المولد البخاريتوليد الكهرباء باستخدام المولد البخاريطريقة طريقة

يقوم بأخذ الهواء من الجو المحيط ويرفع ضغطه إلى عشراتيقوم بأخذ الهواء من الجو المحيط ويرفع ضغطه إلى عشرات. . الضغوط الجويةالضغوط الجوية

يختلط الهواء المضغوط التي من ضاغطة الهواء يختلط الهواء المضغوط التي من ضاغطة الهواءغرفة الحتراقغرفة الحتراقفي في وتكونوتكون, , مع الوقود ويحترقان معا بواسطة وسائل خاصة بالشتعالمع الوقود ويحترقان معا بواسطة وسائل خاصة بالشتعال

نواتج الحتراق من غازات مختلفة وعلى درجات حرارة عاليةنواتج الحتراق من غازات مختلفة وعلى درجات حرارة عالية ..وضغط مرتفعوضغط مرتفع

فتصطدم بريشه فتصطدم بريشهالتوربينالتوربينتدخل الغازات الناتجة عن الحتراق في تدخل الغازات الناتجة عن الحتراق في الكثيرة العدد ويكون محوره أفقي مربوط من ناحية مع محورالكثيرة العدد ويكون محوره أفقي مربوط من ناحية مع محور

ضاغطة الهواء مباشرة ومن ناحية أخرى مع الحمل الميكانيكي المرادضاغطة الهواء مباشرة ومن ناحية أخرى مع الحمل الميكانيكي المرادكأن يكون مولد كهربائي مثلكأن يكون مولد كهربائي مثل((تدويره تدويره ((

1515

توليد الكهرباء حسب مصدر مصدر الطاقة في عام 2006

66.02%

16.71%15.13%

2.13%

0.00%

10.00%

20.00%

30.00%

40.00%

50.00%

60.00%

70.00%

الوقود الحححفوري الهيدروالكتريك النووية المتجدده

عةسا

ط وا

ونبلي

1616

0

2,000

4,000

6,000

8,000

10,000

12,000

14,000

16,000

18,000

20,000

έΪμ μΐ δΣΔΔΎτ τ ΪΪΪΪ ΗϤ Ϯϟ ϗϟϴϟέέ---ρρ ΑϮϠ ϥϮϠϴϛ ϴ

ΩΪΠΘ ΘΔΔΎτ τϩ Ϥϟ ϗϟ

ήΘ ΘέΪϚϳ Ϝ ϭ ϫϴϟ ϴ

ΔέέήΤΤΤϳ ϟ

Δ ΔΔΔΎτ τϳϭϮϨϟ ϗϟ

1717

توليد الكهرباء حسب المصدر في الوليححات المتحده (2006)

فحم48.90%

نفط1.60%

غاز طبيعي20.00%

النووية19.30%

المتجدده2.40%

آخرى0.70%

الهيدرالكتريك7.10%

1818

: :محطات التوليد المائية محطات التوليد المائية 2-2-Hydraulic Power StationsHydraulic Power Stations

عندما توجد المياه في أماكن مرتفعة كالبحيرات ومجاريعندما توجد المياه في أماكن مرتفعة كالبحيرات ومجاريمساقط المياهمساقط المياهالنهار يمكن بسهولة توليد الطاقة من النهار يمكن بسهولة توليد الطاقة من ..

أما إذا كانت مجاري النهار ذات انحدار خفيف فيلزمأما إذا كانت مجاري النهار ذات انحدار خفيف فيلزم في الماكن المناسبة من مجرى النهر لتخزينفي الماكن المناسبة من مجرى النهر لتخزينسدود سدود عملعمل

وتنشاء محطات التوليد بالقرب من هذه السدودوتنشاء محطات التوليد بالقرب من هذه السدود. . المياه المياه ..كما هو الحال في مجرى نهر النيلكما هو الحال في مجرى نهر النيل

إذا كان مجرى النهر منحدرا انحدار كبيرا فيمكن عملإذا كان مجرى النهر منحدرا انحدار كبيرا فيمكن عملتحويرة في مجرى النهر باتجاه أحد الوديان المجاورةتحويرة في مجرى النهر باتجاه أحد الوديان المجاورة

..وعمل شلل اصطناعي وعمل شلل اصطناعي

1919

، فتستخدم مباشرة لتوليد الكهرباء، فتستخدم مباشرة لتوليد الكهرباءالشللت الطبيعية الشللت الطبيعية أما أما . . كما هو في شللت نياغرا بين كندا والوليات المتحدةكما هو في شللت نياغرا بين كندا والوليات المتحدة

إذا هبطت كمية المياه إلى ارتفاع ادنى تحولت الطاقةإذا هبطت كمية المياه إلى ارتفاع ادنى تحولت الطاقةوإذا سلطت كمية المياه علىوإذا سلطت كمية المياه على. . الكامنة إلى طاقة حركية الكامنة إلى طاقة حركية

توربينة مائية دارت بسرعة كبيرة وتكونت على محورتوربينة مائية دارت بسرعة كبيرة وتكونت على محور . .التوربينة طاقة حركية التوربينة طاقة حركية

إذا ربطت التوربينة مع محور المولد الكهربائي تولد علىإذا ربطت التوربينة مع محور المولد الكهربائي تولد على . .أطراف العضو الثابت من المولد طاقة كهربائية أطراف العضو الثابت من المولد طاقة كهربائية

2020

شللت نياجراشللت نياجرا

2121

التوربينة المائيةالتوربينة المائيةعمل عمل

القناة

المجرى المائلالمجرى المائلالتوربينالتوربين

المولدالمولد

مركز االقوة

النهرالنهر

السدالسد

المخزونالمخزوناسلك توصيل الطاقةاسلك توصيل الطاقة

الكهربائيةالكهربائية

سد الهيدروالكتريتك

مجرى

2222

المجرى المائلالمجرى المائل((مساقط المياه مساقط المياه ( (Penstock Penstock وهو عبارة عن أنبوب كبير أو أكثر يكون في اسفل السد أو من أعلى الشلل إلىوهو عبارة عن أنبوب كبير أو أكثر يكون في اسفل السد أو من أعلى الشلل إلى

بوابةبوابة((يوجد قفل في أوله يوجد قفل في أوله . . مدخل التوربينة وتسيل فيه المياه بسرعة كبيرة مدخل التوربينة وتسيل فيه المياه بسرعة كبيرة ( (((VALVEVALVE) ) وقفل آخر في آخره للتحكم في كمية المياه التي تدور التوربينة وقفل آخر في آخره للتحكم في كمية المياه التي تدور التوربينة..

Penstocks at the Ohakuri Dam, New Zealand

2323

محطات التوليد بالطاقة الشمسيةمحطات التوليد بالطاقة الشمسية--33

2424

::محطات التوليد بالطاقة الشمسيةمحطات التوليد بالطاقة الشمسية

إلى فكرة جمع الطاقة الشمسية إلى فكرة جمع الطاقة الشمسيةالطاقة الشمسية الحراريةالطاقة الشمسية الحراريةتشير تشير لغراض عملية تتنوع من التسخين الشمسي وإلى توليد الطاقةلغراض عملية تتنوع من التسخين الشمسي وإلى توليد الطاقة

. . الكهربيةالكهربيةتستخدم مجمعات حرارة الشمسية، كألواح السخان الشمسي، بكثيرةتستخدم مجمعات حرارة الشمسية، كألواح السخان الشمسي، بكثيرة

..لتسخين الماء للستخدام المنزلي والستخدام الصناعي الخفيفلتسخين الماء للستخدام المنزلي والستخدام الصناعي الخفيفتستخدم الطاقة الشمسية الحرارية في العمارة وتصميم المباني للتحكمتستخدم الطاقة الشمسية الحرارية في العمارة وتصميم المباني للتحكمفي الحرارة والتهوية في التصميمات الشمسية اليجابية والسلبية علىفي الحرارة والتهوية في التصميمات الشمسية اليجابية والسلبية على

. . السواءالسواءمحطات توليد الطاقة التي تحول الطاقة الشمسية إلى حرارة تديرمحطات توليد الطاقة التي تحول الطاقة الشمسية إلى حرارة تديرمولدا حراريا يولد الكهرياء، بالمقارنة مع الكهرضوئية التي تولدمولدا حراريا يولد الكهرياء، بالمقارنة مع الكهرضوئية التي تولد

.. .. الكهرباء مباشرة من الضوءالكهرباء مباشرة من الضوء

2525

نموذج لعملية نقل الطاقة الكهربائيةنموذج لعملية نقل الطاقة الكهربائية

نقل الطاقة الكهربائية

مركز توليد

الكهرباء

نقل الكهرباء من بعيدهمسافات

نقل الكهرباء الىالمنازل

محول القوةالمحركة الكهربائية

مقيسة بالفولطاتمعد للنقل

محول القوة المحركةالكهربائية مقيسة

بالفولطات في المنطقةالقريبة من المستهلك

نقل الكهرباء عبرمحول على عمود قبلالوصول الى المنازل

2626

توليد الكهرباء في مناطق العالمتوليد الكهرباء في مناطق العالم

صافي توليد الكهرباء (1980-2005) بليون كيلواط ساعة

0.00

2,000.00

4,000.00

6,000.00

8,000.00

10,000.00

12,000.00

14,000.00

16,000.00

18,000.00

20,000.00

1980 1981 1982 1983 1984 1985 1986 1987 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005

آسيا والهادي

أفريقيا

الشرق الوووسط

يورآسيا

أوروبا

امريكا الجنوبية والوسطى

امريكا الشمالية

2727

توليد الكهرباء في دول الخليج العربي (2005-1980)

0.00

100.00

200.00

300.00

400.00

500.00

600.0019

8019

8119

8219

8319

8419

8519

8619

8719

8819

8919

9019

9119

9219

9319

9419

9519

9619

9719

9819

9920

0020

0120

0220

0320

0420

05

عةسا

- لوا

كيون

بلي

المححارات العربية المتحدة

المملكه العربية السعودية

قطر

عمان

الكويت

العراق

ايران

البحرين

شكرًا على حسن النصاتشكرًا على حسن النصات

والسلم عليكم ورحمة الوالسلم عليكم ورحمة الوبركاتهوبركاته

2828