ما هي حاسبة إنتاج الطاقة الكهرومائية؟
تساعدك هذه الحاسبة على تقدير القدرة الكهربائية التي يمكن لمحطة كهرومائية توليدها من المياه المتدفقة. فبمعرفة معدل التدفق الحجمي، والارتفاع الصافي (مقدار السقوط الرأسي للمياه)، والكفاءة الإجمالية لمنظومة التوربين والمولّد، تعطيك القدرة الناتجة بالواط والكيلوواط. وهي أداة فيزيائية عامة صالحة للاستخدام في أي مكان، سواء في مشاريع الطاقة الكهرومائية الصغيرة (الميكرو هيدرو)، أو محطات الجريان النهري، أو السدود الكبرى على حدٍّ سواء.
كيفية الاستخدام
أدخل معدل التدفق Q بوحدة المتر المكعب في الثانية (م³/ث)، والارتفاع الصافي H بالأمتار، وكفاءة المنظومة كنسبة مئوية (تتراوح المنظومات الواقعية عادةً بين 70% و90%). تقوم الحاسبة بضرب هذه القيم في كثافة المياه وتسارع الجاذبية لتعطيك القدرة المتاحة.
شرح المعادلة
المعادلة الأساسية هي $$P = \rho \cdot g \cdot Q \cdot H \cdot \eta$$ حيث \(\rho\) هي كثافة المياه (1000 كجم/م³)، و\(g\) هو تسارع الجاذبية الأرضية (9.81 م/ث²)، و\(Q\) هو معدل التدفق (م³/ث)، و\(H\) هو الارتفاع الصافي (م)، و\(\eta\) هي الكفاءة وهي قيمة بلا وحدة (من 0 إلى 1). ويمثّل حاصل الضرب \(\rho \cdot g \cdot Q \cdot H\) القدرة الهيدروليكية النظرية، أمّا ضربها في \(\eta\) فيأخذ في الحسبان الفواقد الحاصلة في أنبوب الجريان (البِنْستوك) والتوربين والمولّد.
مثال تطبيقي
لنفترض أن \(Q = 2\) م³/ث، و\(H = 10\) م، والكفاءة = 85%. عندئذٍ يكون $$P = 1000 \times 9.81 \times 2 \times 10 \times 0.85 = 166{,}770 \text{ واط} \approx 166.77 \text{ كيلوواط}$$ وهذا يكفي لتزويد قرابة مئة منزل بالكهرباء.
الأسئلة الشائعة
ما الكفاءة التي ينبغي استخدامها؟ غالبًا ما تتراوح كفاءة منظومات الميكرو هيدرو الصغيرة بين 50% و70%، بينما تبلغ المحطات الكبيرة جيدة التصميم كفاءة تتراوح بين 85% و90%.
ما المقصود بالارتفاع الصافي؟ الارتفاع الصافي هو المسافة الرأسية الفعلية التي تسقطها المياه بعد طرح فواقد الاحتكاك داخل الأنبوب.
لماذا تساوي كثافة المياه 1000؟ تبلغ كثافة المياه العذبة نحو 1000 كجم/م³، وهي القيمة القياسية التي تعتمدها الحاسبة.
