محطة حرارية: الفرق بين النسختين

تم إزالة 1 بايت ، ‏ قبل 3 سنوات
ط
ط (بوت: وسوم صيانة، أضاف وسم بدون مصدر)
[[ملف:Mohave Generating Station 1.jpg|thumb|250px|left|محطة الطاقة موهاف تولد ما يقرب 1580 ميجا وات مشغلة بواسطة الفحم]]
[[ملف:NesjavellirPowerPlant edit2.jpg|250px|thumb|محطة طاقة حرارية في ايلاندا مشغلة بالطاقة الحرارية الأرضية (جيوثيرمال)]]
'''المحطة الحرارية''' هي [[محطة توليد طاقة كهربائية]] تعمل باندفاع [[البخار]]، فالمحطة الحرارية تعمل على [[تسخين]] [[المياه]] وتحويله إلى [[بخار]] [[مضغوط]]. ويُوجَّهُ ذلك البخار في ضغط عالي إلى تدوير [[توربين بخاري]] ويكون ذلك التوربين موصولًا ب[[مولد كهربي]]، أو تقوم بأي شغل ميكانيكي آخر كتحريكِ السفنِ مثلًا. بعد أن يخرج البخار من التوربين يتم تكثيفه في مكثف حراري ويعاد تدويره مرة أخرى إلى ال[[غلاية]] البخارية لتسخينه من جديد، وتسمى هذه الدورة ب[[دورة رانكن]].
 
تُستغلُّ الحرارة لتوليد [[طاقة الحركة|طاقة حركية]] بواسطةِ آلةٍ تدور، وتتصل تلك الآلة [[مولد كهربائي|بمولد كهربائي]]، فهذه العملية هي عملية [[تحويل الطاقة|تحويل للطاقة]] .
 
معظم المحطات الحرارية هي محطات بخارية لإنتاج الطاقة الكهربائية. ولكن توجد أيضًا أشكال أخرى للآلات البخارية المختلفة عن [[توربين بخاري|التوربين البخاري]] مثل [[آلة بخارية|الآلة البخارية]] القديمة، أو آلاتٍ لا تحتاجُ إلى الماء أو البخار مثل [[محرك الديزل]] أو [[محرك غازي|المحرك الغازي]] أو [[محطة توليد غازية|محطات توليد غازية]]. العامل المشترك في المحطات الحرارية المختلفة هي [[دورة تحريك حراري|الدورات الترموديناميكية]] لمادة التشغيل والتي تكون مغلقة في المحطات الحرارية البخارية، ومفتوحة في محطات التوليد الغازية.
== اهميتها ==
 
تنتج المحطات الحرارية في معظم بلاد العالم الطاقة الكهربائية بنسب بين 60% - 100% (ماعدا [[النرويج]] و [[سويسرا]] و [[النمسا]] فهي دول تعتمد على السدود المائية لتوليد الكهرباء) . ويعود السبب في ذلك هو وجود الوقود بكميات كبيرة مثل [[الفحم الحجري]] و [[البترول]] و [[الغاز الطبيعي]] واستغلال تلك الموارد لفترة طويلة . وتكتسب طرق أخرى لتوليد الطاقة أهمية متزايدة بسبب محدودية [[وقود أحفوري|الوقود الأحفوري]] ، ولتلافي مشاكل [[انحباس حراري|الانحباس الحراري]].
 
== طريقة عملها ==
 
ثم تعاد الخطوة الأولى، وتكون العملية عملية دورية. وخلالها يضيع جزء كبير من الحرارة في الهواء، أو أحيانًا يستغل بواسطة [[توليد مشترك]]
حيث يستفاد من بقية الحرارة.
 
=== مصــدر الحرارة ===
== كفاءتها ==
 
يعتمد عمل المحطة الحرارية على [[دورة كارنو]] الترموديناميكية التي تحدد كمية الكهرباء الناتجة، وطبقًا لذلك فتعاني الدورة من فقد في الحرارة كبير لا يتحول إلى كهرباء. يرجع ذلك إلى قوانين طبيعية تتحكم في العملية، ونفهمها عن طريق دراسة [[ترموديناميك|علم الترموديناميكا]].
 
تبلغ درجة حرارة البخار حاليًا نحو 600 [[درجة مئوية]]. وطبقًا [[كفاءة حرارية|للكفاءة الحرارية]] التي نحصل عليها من دورة كارنو فهي تبلغ (600 - 40)/(600 + 273) = 64 % .
الكفاءة الحرارية = T1 - T2)/ T1 )
 
حيث :
 
:T1 درجة الحرارة الابتدائية
:T2 درجة الحرارة النهائية
 
وتنطبق تلك المعادلة بوضع درجة الحرارة [[كلفن|بالكلفن]] وليس بالدرجة المئوية .
بناء على ذلك يكون:
: T1= 600 + 273
: T2 = 40 + 273
 
والنتيجة هي :
 
الكفاءة = 560 / 873 = 64%
 
أي أن نحو 36% من الطاقة الحرارية يضيع في الجو في تلك الحالة ولا يمكن تحويله إلى طاقة كهربائية . ويمكن استغلال الطاقة الحرارية عن طريق [[توليد مشترك]] ينتج الكهرباء وفي نفس الوقت يستغل الماء الساخن الخارج من العملية ويضخها في شبكة أنابيب لتوزيع الماء الساخن في درجة حرارة نحو 70 درجة مئوية لتدفئة البيوت وامداد البيوت بالماء الساخن. بهذا يمكن رفع كفاءة المحطة إلى نحو 70 إلى 80 %.
|-
| 5. [[مولد كهربائي]] ([[تيار ثلاثي الأطوار]])
| 14. [[Coalفحم حجري]] [[conveyor]]
| 23. [[Economiser]]
|-
]]
 
مثل تلك المحطة تنتج طاقة كهربائية بقدرة 200 [[سوابق SI|ميجا]] [[واط]] .
 
من حيث المبدأ يتكون مفاعل نووي لانتاج الطاقة من نفس تلك الأجزاء، ماعدا الغلاية فهي تكون غلاية ذاتَ جدارٍ من الفولاذ السميك تحوي الماء و قضبان [[اليورانيوم]] التي يتم فيها تفاعل [[انشطار نووي|الإنشطار النووي]]. تنتج من الانشطار النووي حرارة تقوم بتسخين الماء في الغلاية، فينتج البخار الذي يقوم في المحطة بإنتاج الكهرباء.
 
== المفاعل النووي لإنتاج الكهرباء ==
مكونات المحطة الحرارية هي نفسها مكونات المفاعل النووي الذي ينتج الكهرباء، ماعدا الغلاية. تستبدل الغلاية في المحطة الحرارية بغلاية كبيرة سميكة الجدران من الفولاذ.
 
[[ملف:Kernkraftwerk mit Druckwasserreaktor.png|thumb |left|400px|مكونات المفاعل: خزان ضغط المفاعل (بني) والمبادل الحراري (أزرق) داخل مبنى المفاعل (كروي)، وتخرج أنابيب البخار لتشغيل التوربينات، و[[مولد كهربائي|المولد الكهربائي]]. يعود البخار بعد المكثف المنبسط (أزرق) إلى [[مبادل حراري|المبادل الحراري]] لتكوين بخار من جديد.]]