مشكلة استخدام طاقة الرياح | طاقة الرياح
Вставка
- Опубліковано 8 вер 2024
- كتاب اقتصاديات الثروة البترولية
www.amazon.com...
جروب اقتصاد الطاقة
/ 319983132809585
blog
roshdyebrahim.b...
Economist Roshdy Ebrahim page
/ economist-roshdy-ebrah...
ــ دي خريطة لموارد طاقة الرياح في العالم، ومن خلالها نقدر نشوف أعلى تركيز لتوربينات الرياح في أمريكا. رياح كتير يعني طاقة كتير.
ــ في جزيرة صغيرة ناحية البر الرئيسي لأوروبا تصل إلى الحد الأقصى لمتوسط مخطط سرعة الرياح وهي أيرلندا.
ــ تعتبر أيرلندا جنة طاقة الرياح، خلال عاصفة قوية تعمل طاقة الرياح على تشغيل أيرلندا بالكامل لمدة 3 ساعات.
ــ المورد الطبيعي دا لديه القدرة على تغيير مستقبل أيرلندا، لكن زيادة طاقة الرياح على شبكة الطاقة الوطنية بيكون معاها مشاكل لوجستية كتير.
ــ توربينات الرياح لو دارت بشكل سيء هتؤدي إلى زعزعة استقرار شبكة الكهرباء. سواء من حيث تخزين الطاقة إلى تثبيت تردد الشبكة، عشان كدا تعد طاقة الرياح موردًا يصعب بناء شبكة مستقرة عليه.
ــ كما أن علبة تروس التوربين ثقيلة ويبلغ وزنها 15 طنًا كما ان عمرها الافتراضي 20 عامًا، ولا يدوم معظمها أكثر من 7 سنوات.
ــ كل دا ولسه تغيير علبة التروس اللي بتتطلب قيام فريق بالتسلق لمسافة تزيد عن 50 مترًا لاستبدالها واللي تبلغ قيمتها ملايين الدولارات .
ــ تستخدم أكبر توربينة رياح تم تصنيعها على الإطلاق، hiad X، نظام الدفع المباشر، بحيث يمكنك رؤية المولد المتمركز مباشرة خلف الشفرات.
ــ لكن يحتاج لتشغيله مغناطيس دائم مكون من النيوديوم والديسبروسيوم وتتحكم الصين في 90% من إمدادات المعادن دي.
ــ التحدي التالي هو جعل الكهرباء المتولدة داخل المولدات تتناسب مع تردد الشبكة عندما تتغير سرعة الرياح باستمرار.
ــ يجب ان يكون تردد التيار الناتج عن مولدات المغناطيس الدائم يتوافق مع سرعة العمود. إذا أردنا أن ينتج المولد 60 هرتز، فيمكننا تصميم دوار يدور 1800 مرة في الدقيقة بأربعة أقطاب، اثنان شمال واثنان جنوب، دا هيؤدي إلى انتاج 60 دورة في الثانية.
ــ شبكة الكهربا حساسة للغاية، يمكن أن يؤدي تغيير بسيط بمقدار 1 هرتز إلى إحداث دمار كبير، في عام 2021 في تكساس، انخفضت الشبكة بشكل لا يصدق بالقرب من 59 هرتز، وأدى ذلك الى انقطاع التيار الكهربائي واللي استمر لمدة شهور. ولاية تكساس هي كمان شبكة كهرباء معزولة تحتوي على نسبة كبيرة من طاقة الرياح. مشكلة طاقة الرياح هي أنها غير قادرة على رفع تردد الشبكة لو انخفضت.
ــ توربينات الرياح غير متزامنة وتتطلب زيادة النسبة المئوية لطاقة الرياح على الشبكة أي بنية تحتية إضافية للحفاظ على شبكة مستقرة.
ــ يعني ايه غير متزامنة يعني لا يمكن توصيل توربينة رياح مباشرة لكن يجب تمرير الطاقة من خلال عاكسين.
ــ الأول يحول التيار المتردد المتغير إلى تيار مستمر باستخدام مقوم، بعد كدا ياخد المحول الثاني التيار المستمر ويحوله مرة تانية إلى تيار متردد، ودا بيتم باستخدام مفاتيح إلكترونية يتم تشغيلها وإيقافها بسرعة لإنشاء موجة متذبذبة.
ـــ يتم فقد بعض الطاقة في العملية دي لكن المشكلة الأكبر بالنسبة للشبكة ككل هي أن دا هيزيل فائدة القصور الذاتي لتوربينات الرياح. يعني ايه قصور ذاتي مصطلح فيزيائي يعني مقاومة الجسم الساكن للحركة ومقاومة الجسم المتحرك بتزويده بعجلة ثابتة أو تغيير اتجاهه، يعني إن إبطاء شيء ثقيل زي القطار أمر صعب لأنه يحتوي على الكثير من القصور الذاتي.
ـــ تتمتع شبكات الطاقة بالقصور الذاتي، وتوربينات بخارية دوارة ضخمة للغاية ومتصلة مباشرة بالشبكة لا يمكن إبطاؤها بسهولة، عشان كدا الشبكة اللي تحتوي على توربينات كبيرة زي الطاقة النووية وتوربينات الطاقة اللي تعمل بالفحم يمكنها التعامل مع حمولة كبيرة تظهر فجأة.
ــ دا يساعد على التخلص من الزيادات المفاجئة في الطلب على الكهربا ويمنح مشغلي الشبكات مزيدًا من الوقت لجلب مصادر الطاقة الجديدة.
ـــ أيرلندا كان عندها حل مبتكر في عام 2023، حيث تم تركيب أكبر عمود فولاذي في العالم يبلغ وزنه 120 طنًا ويدور 3000 مرة في الدقيقة، في موقع محطة سابقة لتوليد الطاقة بالفحم، وهو موقع يحتوي بالفعل على جميع البنية التحتية للشبكة اللازمة للاتصال به بالشبكة.
ـــ يستغرق العمود حوالي 20 دقيقة للوصول إلى السرعة باستخدام طاقة الشبكة، ولكنها تظل تدور باستمرار داخل الفراغ لتقليل الطاقة المفقودة بسبب الاحتكاك عند الحاجة، ويمكنها توفير الطاقة على الفور عند 50 هرتز ودا الرقم اللي محتاجاه شبكة كهرباء ايرلندا.
ــ المشكلة اللي كانت تواجه أيرلندا انها جزيرة معزولة مفيش شبكتها غير مترابطة مع دول تانية.
ــ يعد الاتصال بشبكات الطاقة الأخرى وتداول الطاقة أحد أفضل الطرق لتحقيق استقرار الشبكة.
ــ الشبكات الأكبر حجماً هي بطبيعتها أكثر استقراراً. وبالتالي يمكن لأيرلندا انها تبيع طاقة الرياح لفرنسا عندما تكون الرياح عالية وأن تشتري الطاقة النووية منها عندما تكون طاقة الرياح منخفضة.
ـــ تمتلك أيرلندا حاليًا وصلتين مترابطتين مع انجلترا لكن مفيش ترابط مع البر الرئيسي لأوروبا والذي هيتغير مع ربط بقدرة 700 ميجاوات مع فرنسا.
ـــ ومع متوسط الطلب في أيرلندا واللي يبلغ حوالي 4000 ميجاوات، يمكن أن يوفر الربط 17.5% من احتياجات البلاد من الطاقة عندما تكون الرياح منخفضة.
ــ تمتلك أيرلندا الآن 1 جيجا واط/ساعة من الطاقة المخزنة وطبعا دا غير كافي. عشان كدا الحكومة الأيرلندية عندها خطط لتطوير اقتصاد وقود الهيدروجين للتخزين على المدى الطويل وتصدير الطاقة.
#الرياح
#طاقة
#طاقة_الرياح
#الهيدروجين
مجهود رائع
احلى مواضيع ، هي الطاقة ياريت المزيد
شكرا لك
شكرا جزيلا بروفيسور