الطاقة الكهرومائية هي عملية تحويل الطاقة المائية الطبيعية إلى طاقة كهربائية باستخدام تقنيات هندسية. وهي الطريقة الأساسية لاستغلال الطاقة المائية. من مزاياها أنها لا تستهلك وقودًا، ولا تلوث البيئة، ويمكن تجديد الطاقة المائية باستمرار عن طريق الأمطار، كما أن المعدات الميكانيكية والكهربائية بسيطة، والتشغيل مرن وسهل. مع ذلك، فإن الاستثمار المطلوب عادةً ما يكون كبيرًا، وفترة الإنشاء طويلة، وقد تتسبب أحيانًا في بعض الخسائر الناجمة عن الفيضانات. غالبًا ما تُدمج الطاقة الكهرومائية مع مشاريع أخرى مثل التحكم في الفيضانات، والري، والنقل البحري، وغيرها، لتحقيق استغلال شامل للطاقة.
توجد ثلاثة أنواع من توليد الطاقة الكهرومائية:
1. الطاقة الكهرومائية التقليدية
أي الطاقة الكهرومائية من نوع السدود، والمعروفة أيضاً بالطاقة الكهرومائية من نوع الخزانات. يتشكل الخزان بتخزين المياه في سد، وتُحدد أقصى طاقة إنتاجية له بالفرق بين حجم الخزان وموقع مخرج المياه وارتفاع سطح الماء. يُسمى فرق الارتفاع هذا بالارتفاع، وتتناسب طاقة الوضع للماء طردياً مع الارتفاع.
2. الطاقة الكهرومائية الجارية (ROR)
أي أن الطاقة الكهرومائية المتدفقة من الأنهار، والمعروفة أيضًا باسم الطاقة الكهرومائية الجارية، هي شكل من أشكال الطاقة الكهرومائية التي تستخدم طاقة المياه ولكنها لا تتطلب سوى كمية قليلة من المياه أو لا تحتاج إلى تخزين كميات كبيرة منها لتوليد الكهرباء. لا تتطلب الطاقة الكهرومائية المتدفقة من الأنهار تخزينًا للمياه تقريبًا، أو تتطلب فقط منشأة تخزين مياه صغيرة جدًا، تُسمى حوض التكييف أو الساحة الأمامية عند إنشاء منشأة تخزين مياه صغيرة. ونظرًا لعدم وجود منشآت تخزين مياه واسعة النطاق، فإن توليد الطاقة من الأنهار حساس للغاية للتغيرات الموسمية في كمية المياه المستخدمة في مصادر المياه، لذلك تُصنف محطات الطاقة المتدفقة من الأنهار عادةً كمصادر طاقة متقطعة. وإذا تم إنشاء حوض تنظيم في محطة تشوانليو للطاقة الكهرومائية يسمح بضبط تدفق المياه في أي وقت، فسيتم استخدامها كمحطة طاقة لتخفيف ذروة الطلب أو كمحطة طاقة أساسية.
3. قوة المد والجزر
يعتمد توليد الطاقة من المد والجزر على ارتفاع وانخفاض مستوى مياه المحيطات الناتج عن المد والجزر. وعادةً ما تُبنى الخزانات لتخزين الكهرباء، ولكن يُمكن أيضًا استخدام تدفق المياه الناتج عن المد والجزر مباشرةً لتوليد الكهرباء. لا توجد أماكن كثيرة في العالم مناسبة لتوليد الطاقة من المد والجزر، ولكن يُقدّر أن ثمانية مواقع في المملكة المتحدة لديها القدرة على تلبية 20% من احتياجات البلاد من الكهرباء.
بالطبع، هناك ثلاثة أنواع من محطات توليد الطاقة الكهرومائية: محطات الطاقة الكهرومائية التقليدية، ومحطة الطاقة الكهرومائية التخزينية بالضخ، التي تستغل عادةً فائض الكهرباء في الشبكة (موسم الفيضانات، العطلات، أو انخفاض الطلب في النصف الثاني من الليل). في هذه المحطة، يُضخ الماء من الخزان السفلي إلى الخزان العلوي للتخزين؛ وعندما يبلغ الحمل ذروته، يُضخ الماء من الخزان العلوي، وتُدار التوربينة لتوليد الكهرباء. تتميز هذه المحطة بوظيفتين: تخفيف ذروة الطلب وتعبئة الفترات المنخفضة، وهي الحل الأمثل لتخفيف ذروة الطلب في الشبكة. إضافةً إلى ذلك، يمكنها تنظيم التردد والطور والجهد، والعمل كمحطة احتياطية، مما يساهم بشكل كبير في ضمان التشغيل الآمن والفعال لشبكة الكهرباء وتحسين كفاءة النظام.
لا تُولّد محطة تخزين الطاقة بالضخ الكهرباء بنفسها، بل تُسهم في تنظيم التوازن بين توليد الطاقة وإمدادها في شبكة الكهرباء؛ إذ تلعب دورًا محوريًا في تنظيم ذروة الأحمال خلال فترات الذروة القصيرة؛ كما أن سرعة بدء التشغيل والتغيرات في الإنتاج تضمن موثوقية إمداد شبكة الكهرباء وتحسين جودتها. وهي تُصنّف حاليًا ضمن تخزين الطاقة الكهربائية، وليس ضمن الطاقة الكهرومائية.
يوجد حاليًا 193 محطة لتوليد الطاقة الكهرومائية قيد التشغيل في جميع أنحاء العالم، بقدرة مركبة تتجاوز 1000 ميغاواط، بالإضافة إلى 21 محطة قيد الإنشاء. ومن بينها، 55 محطة في الصين بقدرة مركبة تتجاوز 1000 ميغاواط قيد التشغيل، و5 محطات أخرى قيد الإنشاء، ما يجعلها تحتل المرتبة الأولى عالميًا.
تاريخ النشر: 14 سبتمبر 2022
