كيف ينقل الكهرباء؟ .univers-of-physics

 كيف ينقل الكهرباء؟

المقدّمة

سعي الإنسان المستمر نحو حياة أفضل مكّنته من إكتشاف الكهرباء  و أصبح مرافقه الدّائم في المنزل و العمل وفي كلّ مكان.فلنتنبّع سويا مسار الطاقة الكهربائية من موقع إنتاجها إلى موقع استهلاكها. 

1 - مرحلة التوليد:

تبدأ رحلة الكهرباء من محطّة التوليد و التي تعتمد في معظمها على مبدأ ظاهرة التحريض الكهرومغناطيسي .

التحريض الكهرومغناطيسي

فبحركة المغناطيس أمام حلقة أوعدّة حلقات نحاسية ينشأ الكهرباء.

تبنّت معظم الدّول هذا المبدأ منذ القرن 18 عشر فكلّما زاد حجم المغانط و الملفات أو الوشائع تشأ تيارا كهربائيا اكبر و تصبح استطاعة (P) الطاقة الكهربائية الناتجة أكبر ما يمكن تصل إلى آلاف الميغاوات (MW).

أنواع محطّات التوليد

محطّة الطاقة المائية

توليد الكهرباء بقوة المد والجزر

 يتم تدوير العنفات أو التوربينات بقوة المياه ؛ حيث يعتمد على قوة سقوط السيل من مختلف الأسطح المائية ؛ من الشلاّلات ؛ الأنهار والسدود؛ كما يتم تدويرها من قوّة المدّ والجزر للبحار .

باتصال التوربينات بالمنوبات المتشكّلة من الوشائع و المغانط يتمّ تدويرها بفعل القوة القوة الميكانيكية  الناشئة من دوران التوربينات و المنتقلة للمنوّبات بواسطة نقل الحركة فينتج تيارا كهربائيا متناوبا من محطّة الطاقة المائية

المحطّة الهوائية.

كما يمكن أن تدار التوربينات المتصلة بالمنوّبات بقوّة الرياح في المحطّت الهوائية.

المحطّة البخارية:

وتدار التوربينات بقوّة بخار الماء المسخّن بالطّاقات الأحفورية كالفحم و الغاز في المحطّات البخارية.

المحطّة النّووية:

بانشطار اليورانيوم تتحرّر طاقة حرارية كبيرة تقوم بتبخير الماء الذي يدير التوربينات المتصلة بالمنوبات فتدور هذه الأخيرة و ينشأ تيارا كهربائيا متناوبا من المحطة النووية.

محطّة الطاقة الشمسية:

وقد تستعمل الطاقة الشمسية إمّا بواسطة الخلايا الشمسية المصنوعة من مادة السيليكون ويكون التيار الكهربائي الناتج في هذه الحالة مستمرا (DC) أو بتسليط الاشعة الشمسية على خزّان لمصهور الملح الذي يبخّر الماء و بدوره سيدرالعنفات المتصلة بالمنوّب ويكن التيار الكهربائي في هذه الحالة متناوبا (AC).

2 - مرحلة النقل:

محوّل كهربائي رافع للتوتر

بعد إنتاج الطاقة الكهربائية تحت توترات متوسطة MT(15KV-30KV) ينتقل الكهرباء عبر خطوط النقل الهوائية بعد رفع التوترغاية تقليل شدّة التيار الكهربائي (P = U x I) بواسطة المحوّلات الرافعة إلى قيم التوتر العالي جدا  THT(225KV-400KV) او قيم التوتر العالي HT(63KV-90KV) و التي تختلف من بلد لآخر و من محطّة لأخرى حيث ينتقل إلى مسافات طويلة دون ضياع الطاقة على شكل حرارة بفعل جول (P = RxI*2).

يتم تصميم وهندسة الأبراج بهياكل قوية و مقاومة للعوامل الطبيعية كالرياح و العواصف و الثلوج .هذه الألواح ذاتية الدّعم و تتحمّل وزن الأسلاك و تكون خاضعة للّوائح الصّارمة لقواعد الامن والسّلامة و الكفاءة العالية في نقل الطاقة . 

برج الزاوية

يختلف إرتفاع الأبراج العالية حسب تضاريس المنطقة ؛ كما يتحدّد نوع البرج من طريقة وضع العازل المركّب عليهأو الوظيفة التي يؤدّيها والذي يكون مصنوعا من مادة الزجاج أو الخزف (البورسلين).      من أهم هذه الابراج هي أبراج التعليق ؛ تبلغ نسبتها حوالي 80% من خطوط النقل الهوائية إجمالا ؛ أبراج الشّد و أبراج الزاوية التي تغيّر اتجاه خطوط النقل.

برج الشد

3 - مرحلة التوزيع:

يبدأ توزيع الكهرباء بد تخفيض التوتر بمحوّلات خافضة في مراكز التقسيم الجهوي إلى توترات عالية HT(63KV-90KV) ليوزّع بين المدن أو إلى توترات متوسطة MT(15KV-30KV) حتى يوزّع بين الاحياء ضمن المدن أو على القرى و الضواحي فيتقل التيار الكهربائي عبر الاعمدة و هي على أنواع ؛ أعمدة معدنية (حديدية) ؛ اعمدة خشبية و أعمدة إسمنتية.

عمود كهربائي

4 - مرحلة الإستهلاك:

يصبح الكهرباء جاهزا للإستهلاك بعد خفض التوتر مرّة أخرى إلى التوترات المنخفضة BT(1000V -220V)   حسب الإستعمال وينقل عبرخطوط النقل الأرضية باستعمال الكابلات إلى غاية العداد الكهربائي لكل منشأة.

مخطط مراحل مسار الطاقة الكهربائية من التوليد إلى الإستهلاك

كانت هذه رحلتنا مع الكهرباء من التوليد و النقل و التوزيع إلى الإستهلاك .

تذكّر و قدّر في كل مرّة تضيء فيها مصباحا او تشغّل جهازا إلكترونيا مدى تعقيد الشبكة الكهربائية و الجهد المطلوب لضمان مصدر موثوق من الطاقة حتى تسهّل علينا حياتنا و تزوّدها بالراحة .

مشاهدة الفيديو.