أسئلة قد تخطر على بال كل شغوف بمجال الطاقة

 

ما هي الكهرباء؟ لماذا تستخدم بعض دول  مقابس ذات أشكال مختلفة؟

لماذا يوجد ثلاث فتحات في منافذ المقابس؟ هل يمكن تسخير البرق كمصدر للطاقة؟

هل يمكننا نقل الكهرباء لاسلكيًا؟من أين تأتي الكهرباء؟ ما مقدار الكهرباء التي يستخدمها المنزل العادي؟ كيف يبدو المستقبل؟من يدير الشبكة؟ من يستخدم الكهرباء؟كيف يمكنني تحسين استخدامي للطاقة؟ كيف تطور النظام الكهربائي؟

 

 النظام الكهربائي

 

Share on facebook
Share on twitter
Share on linkedin
Share on pinterest
Share on whatsapp
ما هي الكهرباء

 

لماذا تستخدم بعض دول  مقابس ذات أشكال مختلفة؟

 

 لا يوجد اختلاف فيزيائي بين المقابس فحسب ، بل يوجد أيضًا مشكلة عدم التوافق الكهربائي.

هناك العديد من الفولتية وكذلك الترددات المستخدمة في جميع أنحاء العالم.

على سبيل المثال ، في الولايات المتحدة ، نستخدم 110-120 فولت (60 هرتز) ، بينما في العديد من البلدان الأخرى ، يتم استخدام 220-240 فولت (50 هرتز). وذلك لأن المعايير الكهربائية قد تم وضعها في الأصل من قبل الدول الفردية وفي ذلك الوقت ، لم يكن هناك أي توحيد دولي.

لذا … إذا كنت تسافر إلى بلد آخر ، وترغب في اصطحاب أجهزتك الكهربائية المفضلة (مثل الكاميرا الرقمية والكمبيوتر المحمول ومشغل mp3) فتأكد أيضًا من أن لديك محولًا مناسبًا.

 

 النظام الكهربائي

 

 لماذا يوجد ثلاث فتحات في منافذ المقابس؟

 

 تحتوي المقابس القياسية (220 فولت) إما على شقين أو ثلاثة شوكات. أحد الشوكات الرأسية هو “مفعل” كهربائيًا ؛ الشق العمودي الآخر (الأطول أحيانًا) يكون “محايدًا”.

عند توصيل جهاز  بمأخذ (أو مقبس) وتشغيله ، سيتدفق تيار كهربائي بين الشوكات  عبر دائرة الجهاز.

الشق الثالث هو “الأرضي” وهو مهم لضمان التشغيل الآمن للجهاز الكهربائي.

إنه يحمي المستخدم من الصدمات الكهربائية الخطيرة في حالة وجود عطل كهربائي على سبيل المثال في الغلاف المعدني للجهاز.

 

 لماذا لدينا كهرباء AC؟

 

في مطلع القرن ، كان هناك رأي مختلف (خاصة بين توماس إديسون و نيكولا تيسلا) حول ما إذا كان ينبغي نقل الكهرباء كتيار متناوب (AC) أو تيار مباشر (DC)

. يُعرف هذا النقاش عمومًا باسم “حرب التيارات”.

كان للتيار المتردد ميزة تحويله عبر المحولات إلى الفولتية العالية التي سمحت ، في ذلك الوقت ، بنقل الكهرباء عبر مسافات طويلة بخسائر أقل.

منذ ذلك الحين ، أتاحت التحسينات التكنولوجية خاصة في مجال إلكترونيات الطاقة تطبيقات التيار المباشر عالي الجهد (HVDC).

يسمح HVDC بالنقل المتحكم فيه لكميات كبيرة من الطاقة بكفاءة عبر مسافات طويلة جدًا في حقول مرور أضيق.

 

 

هل يمكننا تسخير البرق كمصدر للطاقة؟

 

 البرق قوي جدا وخطير جدا.

لكن ضربات الصواعق قصيرة جدًا ونادرة ، وبالتالي فإن كمية الطاقة التي يمكن اكتسابها (وتخزينها نظريًا) ستكون صغيرة مقارنة بالاحتياجات الكهربائية الإجمالية.

تحتوي ضربة صاعقة واحدة على طاقة كافية (حوالي 1500 ميجا جول) لتشغيل مصباح 100 واط لمدة نصف عام تقريبًا.

ومع ذلك ، سوف تحتاج إلى تسخير أكثر من 58000 ضربة صاعقة كل يوم لتعادل قدرة إنتاج الكهرباء لمحطة طاقة كبيرة (1 جيجاواط).

 

الكهرباء 

 هل يمكننا نقل الكهرباء لاسلكيًا؟

 

 النقل اللاسلكي للكهرباء هو نقل الطاقة الكهربائية بدون أسلاك.

من الناحية المفاهيمية ، يشبه نقل الطاقة الكهربائية الإرسال اللاسلكي للمعلومات ، على سبيل المثال ، الراديو أو الميكروويف.

الاختلاف الرئيسي هو أنه مع الإرسال اللاسلكي أو الميكروويف ، فأنت تركز على استعادة المعلومات ، وليس كل الطاقة الكهربائية التي أرسلتها في الأصل. ستكون خسائر الكفاءة المرتبطة بالنقل اللاسلكي للكهرباء عالية ، ومن غير المحتمل أن تكون التكلفة مع التكنولوجيا الحالية فعالة.

 

 ما هي الكهرباء؟

 

 الكهرباء هي تدفق الشحنة الكهربائية.

إنه جزء أساسي من الطبيعة وواحد من أكثر أشكال الطاقة استخدامًا لدينا.

نستخدم الكهرباء يوميًا للقيام بالعديد من الوظائف – من الإضاءة والتدفئة / تبريد منازلنا إلى تشغيل أجهزة التلفزيون وأجهزة الكمبيوتر لدينا.

 

 

من أين تأتي الكهرباء؟

 

الكهرباء هي مصدر طاقة ثانوي مما يعني أننا نحصل عليها من تحويل مصادر أخرى للطاقة ، مثل الفحم والغاز الطبيعي والنفط والطاقة النووية وغيرها من المصادر الطبيعية ، والتي تسمى المصادر الأولية.

يمكن أن تكون مصادر الطاقة التي نستخدمها لتوليد الكهرباء متجددة (مثل الرياح أو الطاقة الشمسية) أو غير متجددة ، لكن الكهرباء نفسها ليست متجددة أو غير متجددة.

 

 ما هي “الشبكة”؟

 

 “الشبكة” ، أو نظام النقل ، هو مجموعة مترابطة من خطوط الطاقة والمعدات المرتبطة بها لنقل الطاقة الكهربائية عند الجهد العالي بين نقاط الإمداد والنقاط التي يتم فيها تسليمها إلى أنظمة كهربائية أخرى أو تحويلها إلى جهد أقل لتسليمها إلى عملاء.

 

 نقل الكهرباء لاسلكيًا 

 

 ما مقدار الكهرباء التي يستخدمها المنزل العادي؟

 

 يختلف استخدام الكهرباء في المنزل بشكل كبير ، على مدار اليوم والسنة.

عادةً ما يصل استخدام الكهرباء إلى ذروته في الصيف (بسبب حمل تكييف الهواء).

خلال النهار ، يميل الناس إلى أن يكونوا في وقت متأخر بعد الظهر عندما يعودن إلى المنزل من العمل ، ويقومون بضبط منظمات الحرارة الخاصة بهم ، ويبدأون في إعداد العشاء.

يتم قياس كمية الكهرباء التي يستخدمها العميل بمرور الوقت بالكيلوواط / ساعة (kWh).

في المتوسط ​​، تستخدم الأسرة العادية  920 كيلو وات ساعة من الكهرباء شهريًا ، حيث تمثل الأجهزة 64.7٪ من استهلاك الكهرباء.

 

 كيف تطور النظام الكهربائي؟

 

عندما بدأ النظام الكهربائي منذ أكثر من 120 عامًا (بدءًا من محطة Pearl Street في مدينة نيويورك عام 1885) ، تم عزل محطات التوليد وخدمة العملاء المتفانين.

على مدى السنوات الخمسين التالية ، بدأت “المرافق” في ربط محطات توليد متعددة بأنظمة معزولة.

بحلول منتصف الثلاثينيات ، كان من الواضح أن الاتصالات بين الأنظمة يمكن أن تحقق موثوقية إضافية.

لقد وفروا الوصول إلى توليد النسخ الاحتياطي في أوقات تعطل المعدات ، أو الطلب غير المتوقع ، أو الصيانة الروتينية ، فضلاً عن تحسين الاقتصاد من خلال تقاسم الاحتياطيات والوصول إلى موارد الطاقة المتنوعة.

بحلول منتصف الستينيات ، تم تحويل النظام الكهربائي من مولدات معزولة إلى “شبكة” أقاليمية

 

 

 كيف يبدو المستقبل؟

 

 هناك شيء واحد مؤكد – المستقبل يشملك.

على الرغم من التحسينات القوية في الكفاءة ، من المتوقع أن يزداد متوسط ​​استهلاك الأسرة بشكل كبير خلال العقود العديدة القادمة.

سيضع هذا الضغط على بنيتنا التحتية الحالية ويسلط الضوء على الحاجة إلى استثمارات إضافية في مستقبل الكهرباء في ألعالم.

تتطلب معالجة تحديات الطاقة هذه بطريقة مستدامة بيئيًا الإبداع والابتكار.

 

 من يدير الشبكة؟

 

هناك العديد من الكيانات المشاركة في تشغيل الشبكة.

هناك مشغلو المولدات وأصحاب ناقل الحركة.

ولكن من منظور النظام ، فإن أحد الكيانات الأكثر أهمية هو مشغل النظام المستقل أو منظمات النقل الإقليمية.

يراقبون أحمال النظام وملامح الجهد ؛

تشغيل مرافق الإرسال والتوليد المباشر ؛

تحديد حدود التشغيل وتطوير خطط الطوارئ ؛

وتنفيذ إجراءات الطوارئ.

 

 من يستخدم الكهرباء؟

 

 يمكن تقسيمهم إلى 3 فئات:

سكني ؛

تجاري  ؛

الصناعية

 

كيف يمكنني تحسين استخدامي للطاقة؟

 

لقد اتخذت بالفعل الخطوة الأولى

 أنت تفكر في استخدامك للطاقة والطرق التي لا يمكن من خلالها أن يوفر لك أفعالك المال فحسب ، بل يؤمن أيضًا مستقبل الطاقة.

يمكن أن يكون الأمر بسيطًا مثل استبدال مصباح الإضاءة المتوهج القديم بمصباح فلورسنت مضغوط.