كيف يتم نقل التيار الكهربائي المتردد لمسافاتٍ طويلةٍ؟

1 إجابة واحدة

الكهرباء هي عصب الحياة الحديثة وبدونها سنفتقر إلى الكثير من وسائل الراحة التي ننعم بها، فهي تدخل في جميع مجالات الحياة الأساسية منها والثانوية، وأهم خطوة لتأمين تغذية مستمرة بالتيار الكهربائي هي كيفية نقله وإيصاله إلى المستخدم دون إحداث هدر في الطاقة؛ ويُعرف نقل الكهرباء بأنه عملية نقل الطاقة الكهربائية من محطة التوليد إلى المستفيدين مباشرة بشرط أن يتم تغذية كل مشترك على حدة، وألا يكون بين المحطة والمستفيد مستفيد آخر، ويتعلق النقل الجيد للطاقة بمحورين هامين هما إيجاد وسيلة تقلّل من الفقد الكهربائي، وتحقق استقرار النظام الكهربائي بنفس الوقت.

هناك نوعين من التيار الكهربائي: التيار الكهربائي المستمر والتيار الكهربائي المتناوب، يستخدم التيار المتناوب لتوفير الطاقة في المنازل والمباني السكنية ويتم توليده بوساطة مولدات إما عن طريق الرياح أو البخار أو المياه، يتم استخدامه في المنازل لسهولة توليد ونقل هذا التيار عبر مسافات طويلة، وهو يسمح بتحويل الكهرباء من الجهد العالي إلى المنخفض وبالعكس، وتمرّ عملية نقله بعدّة مراحل:

  1. يزيد المحول الموجود في محطة التوليد من جهد الطاقة المولدة (أكثر من 110 كيلوفولت) بحيث تكون خسارة الطاقة أقل عند نقلها لمسافات طويلة عبر خطوط نقل الطاقة عالية الجهد، يتناسب فقد الطاقة طرداً مع مربع التيار لذلك فإن الحفاظ على الجهد العالي يساعد على تخفيف خسائر الطاقة.
  2. خطوط النقل عبارة عن حزم من الأسلاك تُعرف باسم الموصلات والتي تنقل الطاقة الكهربائية من محطات التوليد إلى المحطات الفرعية البعيدة، على الرغم من أن هذه الموصلات تصنع من مواد جيدة الناقلية للتيار الكهربائي لكن يبقى هناك مقاومة بسيطة لمرور هذا التيار يجب أخذها بعين الاعتبار عند النقل لمسافات طويلة.
  3. في المحطات الفرعية تخفض المحولات جهد الطاقة الواردة، تأخذ خطوط التوزيع هذه الطاقة ذات الجهد المنخفض إلى المستخدمين بما في ذلك المنازل والشركات.

تخضع هذه العملية للمراقبة على مدار الساعة من قبل المسؤولين في هذا المجال بهدف الحفاظ على استقرار الشبكة الكهربائية وأمانها وضمان أن هذا الإمداد الكهربائي يلبي الطلب في الوقت الفعلي نظراً لعدم إمكانية تخزين الكهرباء. وقد قلّلت التطورات التكنولوجية في هذا النظام من خسائر الطاقة بحيث لا تتجاوز 5% أثناء النقل والتوزيع، حيث تم الحرص على أن تكون خطوط النقل عالية الجهد أكثر كفاءة من خطوط النقل لمسافات قصيرة.

هناك نظام آخر لنقل التيار المتناوب عالي الفولتاج هو نظام نقل التيار المتناوب المرن (FACTS) وهو عبارة عن نظام الكتروني قائم على الطاقة ومعدات ثابتة أخرى، والغرض منه تعزيز القدرة على التحكم وتعديل كمية الطاقة المُدخلة، تسمح أنظمة النقل هذه لخطوط التيار المتناوب بتحمّل طاقة أعلى ومنع تذبذبات الطاقة، وعلى الرغم من حاجتها إلى تقنيات إدارة جديدة لكنها لا تحتاج أي تعديلات على نظام التوزيع الحالي.

وأخيرًا التطورات مستمرة في هذا المجال لما لذلك من أهمية في تحسين حياة الإنسان وجعلها أكثر راحة وبساطة وأمان.

أكمل القراءة

هل لديك إجابة على "كيف يتم نقل التيار الكهربائي المتردد لمسافاتٍ طويلةٍ؟"؟