أنواع مختلفة من محطات الطاقة الحرارية

أنواع المحطات الحرارية

يعد توليد الطاقة الحرارية عملية فعالة للحصول على الطاقة الحرارية من خلال حرق أنواع مختلفة من الوقود، مثل الغاز الطبيعي المسال، ومن ثم تحويل هذه الطاقة إلى طاقة كهربائية عبر مرافق توليد الطاقة المتخصصة.

تعمل جميع المحطات الحرارية وفق مبدأ أساسي مشابه، يتمثل في حرق الوقود، سواء كان نفطًا أو فحمًا أو غازًا طبيعيًا، بهدف إنتاج بخار عالي الضغط والحرارة. يتم استخدام هذا البخار لتدوير التوربينات البخارية المرتبطة بالمولد الكهربائي، وتتمثل أنواع المحطات الحرارية في:

محطات توليد الطاقة البخارية

تستخدم هذه المحطات الطاقة البخارية من خلال حرق الوقود مثل الزيت الثقيل والغاز الطبيعي المسال والفحم داخل غلاية لتوليد بخار عند درجات حرارة وضغوط عالية جدا.

يتم استخدام هذا البخار في تشغيل التوربينات البخارية، مما يولد الكهرباء من خلال مولدات الطاقة المتصلة بالتوربين، حيث تتراوح كفاءة هذا النظام الحراري بين 42% إلى 46%.

محطات توليد الطاقة بالدورة المركبة

تعمل هذه المحطات على توليد الطاقة الكهربائية باستخدام توربين غازي، حيث يتم استغلال الحرارة المهدرة من عمليات التوربينات البخارية لتشغيل التوربينات الغازية، والتي تعمل على غاز احتراق عالي الحرارة. بعد خروج الغاز من التوربين الغازي، تتم استعادة الحرارة بكفاءة من خلال غلاية استرداد الحرارة.

بفضل هذه العملية، يتم إنتاج بخار مناسب لدرجة الحرارة والضغط لتشغيل التوربينات البخارية، مما يسهم في كفاءة حرارية عالية، حيث تكون تكلفة الوحدة من الطاقة المولدة أقل مقارنة بالطاقة الحرارية الناتجة عن الزيت.

محطات توليد الطاقة بتوربينات الغاز

تعتمد هذه المحطات على نظام توليد الكهرباء عن طريق حرق وقودات مثل الغاز الطبيعي المسال أو الكيروسين، لإنتاج غازات احتراق ذات درجة حرارة عالية، قادرة على تدوير توربين غازي.

مصادر الطاقة الحرارية ومميزاتها

تعد محطات توليد الطاقة الحرارية تقليدية في الأساس، حيث تعتمد على الطاقة التي تنتجها غلايات بخار تعمل بمصادر طاقة متنوعة، بما في ذلك الفحم، الغاز الطبيعي، وزيت التدفئة. ولكل نوع من هذه المصادر مميزاته الخاصة، كما يلي:

• الفحم

تسهم الطاقة الحرارية الناتجة عن الفحم في توليد طاقة على مدار الساعة، وتبقى نسبة إنتاجها ثابتة ولا يمكن تعديلها وفق الحاجة والطلب.

• الغاز الطبيعي المسال

تمثل الطاقة الحرارية التي تعتمد على الغاز الطبيعي المسال خيارًا مرنًا، حيث يمكن تعديل إنتاجها وفقًا للاحتياجات اليومية من الطاقة الكهربائية، مما يتيح تشغيلها خلال النهار وإيقافها في الليل، مع تكرار هذا النمط يوميًا.

• الزيت

تتميز مصادر الطاقة الحرارية التي تعتمد على الزيت بإمكانية تعديل إنتاجها لتلبية ذروة الطلب على الكهرباء، حيث يمكن تشغيلها بشكل رئيسي في فصول الصيف والشتاء، خلال الفترات التي تزداد فيها الحاجة لاستخدام الطاقة، بينما تبقى في وضع الاستعداد خلال الفترات الأخرى لتكون جاهزة لتوفير الطاقة الاحتياطية عند ارتفاع الطلب بشكل غير متوقع.