المفاهيم المتعلقة بمحطات الطاقة الكهرومائية واعتبارات تقييمها

تتضمن خصائص محطات الطاقة الكهرومائية ما يلي:
1. الطاقة النظيفة: لا تنتج محطات الطاقة الكهرومائية ملوثات أو انبعاثات غازات دفيئة، وهي مصدر طاقة نظيف للغاية.
2. الطاقة المتجددة: تعتمد محطات الطاقة الكهرومائية على دوران المياه، ولن يتم استهلاك المياه بالكامل، مما يجعلها مصدرًا للطاقة المتجددة.
3. الاستقرار العالي: إن الموارد المائية الغنية وتدفق المياه المستقر يجعلان إنتاج الطاقة لمحطات الطاقة الكهرومائية مستقرًا نسبيًا، ومناسبًا لاحتياجات إمدادات الطاقة على المدى الطويل.

وفقًا لطرق البناء المختلفة وطرق استغلال طاقة المياه، يمكن تقسيم محطات الطاقة الكهرومائية إلى الفئات التالية:
1. محطة الطاقة الكهرومائية من نوع الخزان: عن طريق تخزين المياه في السد، يتم التحكم في مستوى المياه في النهر، ويتم استخدام انخفاض الرأس لتشغيل توربين هيدروليكي لتوليد الطاقة.
٢. محطة الطاقة الكهرومائية المُضخّ: في المناطق المنخفضة الارتفاع، تقتصر محطات الطاقة الكهرومائية من النوع الخزاني على حجم المياه. تستخدم محطات الطاقة الكهرومائية المُضخّ مضخات لضخ المياه من المناطق المنخفضة إلى المناطق المرتفعة، ثم تُولّد الكهرباء من خلال مبدأ تشغيل منابع المياه.
3. محطة الطاقة الكهرومائية المدية: الاستفادة من تقلبات المد والجزر لجمع فرق الارتفاع بين مستويات المياه المتقلبة وتوليد الكهرباء تحت تأثير طاقة المد والجزر.
4. محطة توليد الطاقة بتدفق المكبس: الاستفادة من الفيضانات والمد والجزر وفترات ارتفاع المياه الأخرى لحقن كمية كبيرة من المياه بسرعة، وتوليد الكهرباء بسرعة من خلال انخفاض الرأس في فترة زمنية قصيرة لتلبية الطلب المؤقت على الكهرباء.
باختصار، تعد محطات الطاقة الكهرومائية مصدرًا مهمًا للطاقة النظيفة وتتميز بخصائص مثل النظافة والتجدد والاستقرار، ويتم تصنيفها وفقًا لطرق بنائها وطرق استغلال طاقة المياه.

هناك عدة أشكال رئيسية للسدود في محطات الطاقة الكهرومائية:
1. سد الجاذبية: جدار عمودي مصنوع من مواد كالخرسانة أو الحجر، يتحمل ضغط الماء بفعل الجاذبية. تتميز سدود الجاذبية عمومًا بثباتها النسبي، إلا أنها تتطلب مواد بناء ومساحة أرض أكبر. وتتميز بقاعها العريض وقمتها الضيقة، مما يجعلها مناسبة للحالات التي يكون فيها جانبي وديان الأنهار مدعومين بأساسات صخرية متينة.
٢. السدود القوسية: هي نوع من السدود يتكون من جدران منحنية، تعمل على توزيع ضغط الماء عبر هيكل قوسي. عند إنشاء سد قوسي، يلزم أولاً بناء قالب خشبي مؤقت على شكل قوس، ثم صب الخرسانة عليه. تُعد السدود القوسية مناسبة للمناطق الضيقة والوعرة، لما تتميز به من مزايا مثل انخفاض شغل الأراضي وقوة تحمل زلزالية عالية.
٣. السدود الترابية الصخرية: هي سدود تتكون من تراكم التربة والمواد الحجرية، وتتميز بنيتها الداخلية بآلية مانعة للتسرب لمنع تسرب المياه. تستهلك هذه السدود كمية قليلة من الأسمنت ومواد أخرى، إلا أن تصلب جسم السد يستغرق وقتًا طويلاً. وهي مناسبة للمناطق ذات التدفق المائي المستقر نسبيًا والتضاريس الجبلية.
٤. سد التحويل: هو حاجز صغير يُستخدم لتوجيه تدفق المياه، ويختلف شكله وبنيته عن شكل وبنية السدود التقليدية. تُبنى سدود التحويل عادةً في منتصف الأنهار لتحويل المياه نحو محطات الطاقة أو أغراض الري. يكون سد التحويل عادةً أقل ارتفاعًا، كما أن المواد المستخدمة فيه خفيفة الوزن نسبيًا.
بشكل عام، لكل نوع من أنواع السدود الكهرومائية سيناريوهات تطبيقية ومزايا وعيوب. ينبغي أن يعتمد اختيار نوع السد على الظروف الجيولوجية المحلية، والظروف الهيدرولوجية والمناخية، وغيرها من الظروف الفعلية.

يشتمل نظام المحور لمحطة الطاقة الكهرومائية عادةً على الأجزاء التالية:
1. الخزان: المسؤول عن تخزين مصادر المياه وتوفير المياه اللازمة لتوليد الطاقة.
2. مرافق تصريف الفيضانات: تستخدم للتحكم في مستوى المياه وتدفق الخزان، وضمان التشغيل الآمن للخزان، ومنع حدوث الكوارث مثل الفيضانات.
٣. نظام تحويل المياه: يُدخل الماء من الخزان إلى وحدة توليد الطاقة لتوليد الكهرباء. يشمل نظام تحويل المياه معدات مثل مدخل المياه، وقناة الإدخال، وخط أنابيب الضغط، وصمام التنظيم.
4. مجموعة المولدات: جهاز يقوم بتحويل طاقة المياه الداخلة إلى طاقة كهربائية.
5. نظام النقل: يتم نقل الكهرباء المولدة بواسطة مجموعة المولدات إلى المستخدم.
6. نظام التحكم: هو النظام الذي يراقب وينظم ويتحكم في تشغيل محطات الطاقة الكهرومائية، بما في ذلك أنظمة التحكم الآلية، وأجهزة المراقبة، وأنظمة التحكم الحاسوبية.

تشمل الاعتبارات الخاصة بتقييم أصول محطات الطاقة الكهرومائية الجوانب التالية:
١. الموقع الجغرافي لمحطات الطاقة الكهرومائية: يُعدّ الموقع الجغرافي لمحطات الطاقة الكهرومائية أحد العوامل الرئيسية المؤثرة على قيمتها. قد تكون هناك اختلافات جوهرية في بيئة السوق والدعم السياسي الذي تحظى به محطات الطاقة الكهرومائية في مختلف المواقع الجغرافية، وهو أمرٌ يجب دراسته بعناية.
2. المعايير الفنية لمحطات الطاقة الكهرومائية: تؤثر القدرة المركبة، ورأس الماء، ومعدل التدفق، والمعايير الفنية الأخرى لمحطات الطاقة الكهرومائية بشكل مباشر على قدرتها على توليد الطاقة وفوائدها الاقتصادية، وتتطلب فهماً شاملاً وتقييماً علمياً.
3. حالة توصيل الشبكة: إن حالة توصيل الشبكة لمحطات الطاقة الكهرومائية لها تأثير كبير على إيرادات توليد الطاقة وتكاليف التشغيل، ومن الضروري مراعاة عوامل مثل استقرار الشبكة وطول خطوط النقل وسعة المحولات بشكل كامل.
4. إدارة التشغيل والصيانة: تعد حالة المعدات وحالة الصيانة وسجلات الإنتاج الآمن لمحطات الطاقة الكهرومائية مؤشرات مهمة لتقييم قيمتها، ويتطلب الأمر إجراء فحص وتقييم شاملين.
5. الوضع السياسي والتنظيمي: إن البيئة السياسية والتنظيمية التي تقع فيها محطات الطاقة الكهرومائية سيكون لها أيضًا درجات متفاوتة من التأثير على قيمتها، وخاصة من حيث دعم السياسات مثل سياسات الدعم، والحوافز الضريبية، والامتثال البيئي.
6. الوضع المالي: يعد الوضع المالي لمحطة الطاقة الكهرومائية أحد العوامل المهمة التي تؤثر على قيمتها، بما في ذلك الاستثمار والتمويل وتكاليف التشغيل ودخل توليد الطاقة وغيرها من الجوانب.
٧. وضع المنافسة: يؤثر وضع المنافسة في السوق الذي تقع فيه محطات الطاقة الكهرومائية بدرجات متفاوتة على إيراداتها من توليد الطاقة ومكانتها في السوق. من الضروري فهم بيئة المنافسة في السوق بشكل شامل ووضع المنافسين الرئيسيين.
باختصار، فإن تقييم أصول محطات الطاقة الكهرومائية يحتاج إلى الأخذ بعين الاعتبار عوامل متعددة، وتحليلها بشكل شامل وتحديد قيمتها الحقيقية.