كيف تعمل مولدات السدود. المولدات هي إحدى الطرق الأكثر شيوعًا لإنتاج الطاقة الكهربائية عن طريق تحويل الطاقة الميكانيكية السدود لإنتاج الكهرباء.
ما هي المولدات الكهربائية؟
المولد الكهربائي هو جهاز ميكانيكي يحول الحركة الميكانيكية إلى طاقة كهربائية ويعمل على مبدأ الحث الكهرومغناطيسي الذي اكتشفه مايكل فاراداي. اكتشف فاراداي أنه يمكن تحفيز تدفق الشحنات الكهربائية عن طريق تحريك موصل كهربائي في مجال مغناطيسي، مما يخلق هذه الحركة في فرق الجهد بين طرفي الموصل أو الموصل الكهربائي، والذي بدوره يسبب تدفق الشحنات الكهربائية، خلق تيار كهربائي يمر عبر الموصل أو الموصل.
تعمل المولدات الكهربائية على مبدأ الحث الكهرومغناطيسي، حيث يتم تدوير ملف موصل للكهرباء، وهو عبارة عن نحاس ملفوف حول قالب معدني، بسرعة بين قطبي مغناطيس من نوع حدوة الحصان الموجود بين قطبي المغناطيس. يقوم المجال المغناطيسي بإزعاج الإلكترونات الموجودة في الموصل وبالتالي توليد تيار كهربائي، وفي الواقع يتم توصيل المغناطيس بمحرك ميكانيكي ليتحرك، وعندما يتحرك هذا المجال يولد مجال كهرومغناطيسي يؤثر على ملفات المولد، والذي بدوره يتدفق هناك تيار كهربائي.
كيف تعمل مولدات السدود؟
تعمل مولدات السدود عن طريق تحويل الطاقة المائية إلى طاقة ميكانيكية ومن ثم إلى طاقة كهربائية. ويحدث ذلك عندما يتم فتح مخارج مياه السدود لتصل إلى التوربينات، ومن ثم يقوم التوربين بتحويل الطاقة الحركية للمياه المتساقطة. إلى طاقة ميكانيكية، ثم يقوم المولد بتحويل الطاقة الميكانيكية من التوربين. في الواقع، تحتوي معظم محطات الطاقة الكهرومائية التقليدية على أربعة مكونات رئيسية، وهي كما يلي:
- السد: هو المكان الذي تتجمع فيه المياه لأن تراكم المياه في السد يخلق ضغطاً عالياً في مياه المناطق المنخفضة مما يساعد بدوره على تحريك توربينات التوربينات.
- التوربين: قوة الماء المتساقطة نحو التوربينات تؤدي إلى دوران التوربين. توربينات المياه تشبه إلى حد كبير طاحونة الهواء، إلا أن الطاقة يتم الحصول عليها من المياه المتساقطة بدلا من الرياح.
- المولد الكهربائي: يتم توصيل المولد الكهربائي بالتوربين بواسطة أعمدة أو تروس ميكانيكية، فعندما يدور التوربين يتسبب أيضًا في دوران المولد، ويقوم المولد بتحويل الطاقة الميكانيكية الصادرة من التوربين إلى طاقة كهربائية.
- خطوط النقل: حيث يتم إيصال الكهرباء من محطة توليد الطاقة الكهرومائية إلى المنازل والشركات عبر هذه الخطوط.
تحولات الطاقة في المولدات الكهربائية
تحويلات الطاقة في المولدات الكهربائية هي كما يلي:
- تحويل الطاقة الميكانيكية إلى طاقة حركية: ويحدث ذلك عند تشغيل توربينات التوربينات باستخدام الطاقة الميكانيكية، سواء كانت هذه الطاقة من زخم الماء، أو زخم الرياح، أو غيرها من أنواع القوى الطبيعية.
- تحويل الطاقة الحركية إلى طاقة كهرومغناطيسية: ويتم ذلك عن طريق دفع المغناطيس الموجود داخل المولد الكهربائي من خلال محرك ميكانيكي أو توربين، والذي بدوره يوفر مجالًا كهرومغناطيسيًا يعمل على الملفات الموجودة داخل المولد.
- يتم تحويل الطاقة الكهرومغناطيسية إلى طاقة كهربائية: يتم توليد الطاقة الكهربائية بعد توليد مجال كهرومغناطيسي داخل الملفات والذي بدوره يولد جهد كهربائي في نهايات الملفات ويؤدي إلى توليد الكهرباء.
وفي نهاية هذا المقال تعرفنا على كيفية عمل مولدات السدود. لقد شرحنا أيضًا بالتفصيل ما هي المولدات الكهربائية وذكرنا جميع أشكال تحويل الطاقة للمولدات.