م
السدود تُستخدم لتحويل الطاقة الحركية لمياه الأنهار إلى كهرباء من خلال نظام يُعرف بالطاقة المائية أو الهيدروليكية. إليك كيف يعمل هذا النظام وكيفية قياس قدرته على إنتاج الكهرباء:
كيفية عمل السدود لإنتاج الكهرباء:
- تخزين المياه: يتم بناء السدود لتخزين كميات كبيرة من المياه خلف السد، مما يؤدي إلى تشكيل خزان مياه.
- تحويل الطاقة: يتم توجيه المياه المخزنة من خلال فتحات (أو توربينات) في السد، حيث تقوم المياه الجارية بتدوير شفرات التوربينات.
- توليد الكهرباء: حركة التوربينات تُحوّل الطاقة الحركية للماء إلى طاقة ميكانيكية، والتي تُحول بعد ذلك إلى طاقة كهربائية بواسطة المولدات.
قوة الماء وإنتاج الكهرباء:
- قوة الماء: تعتمد على عدة عوامل، بما في ذلك ارتفاع السد وتدفق المياه. القوة الكامنة للمياه تُقاس بـ “الارتفاع” الذي تسقط منه المياه و”التدفق” الذي يمر من خلاله.
- العلاقة بين الارتفاع والتدفق: يُقاس حجم الطاقة المائية باستخدام الصيغة التالية: P=ρ⋅g⋅h⋅QP = \rho \cdot g \cdot h \cdot Q حيث:
- PP هو القدرة الكهربائية (وات).
- ρ\rho هو كثافة الماء (حوالي 1000 كجم/متر مكعب).
- gg هو تسارع الجاذبية (9.81 م/ث²).
- hh هو ارتفاع السقوط (متر).
- QQ هو تدفق المياه (متر مكعب/ثانية).
كمية الكهرباء:
- قدرة السدود: تتفاوت قدرة السدود بشكل كبير، من عدة ميغاوات إلى أكثر من 10,000 ميغاوات في السدود الكبيرة.
- التقديرات: يمكن للسدود الكبيرة مثل سد هوفر في الولايات المتحدة أن تنتج أكثر من 2,000 ميغاوات، بينما السدود الأصغر قد تولد من بضع مئات إلى بضعة ميغاوات فقط.
بالمجمل، توفر السدود مصدرًا مستدامًا وفعالًا للطاقة الكهربائية، حيث تعتمد قدرتها على تصميم السد، كمية المياه المتاحة، وارتفاع السد.