1.تعريف
إن عملية توليد أو إنتاج الطاقة الكهربائية هي في الحقيقة عملية تحويل الطاقة من شكل إلى آخر حسب مصادر الطاقة المتوفرة في مراكز الطلب على الطاقة الكهربائية وحسب الكميات المطلوبة لهذه الطاقة ، الأمر الذي يحدد أنواع محطات التوليد وكذلك أنواع الاستهلاك وأنواع الوقود ومصادره كلها تؤثر في تحديد نوع المحطة ومكانها.
تزايد استهلاك الطاقة العالمي حتى عام 2001، وكذلك التزايد المتوقع بعد ذلك حتى عام 2025، حيث يقدّر أن تَوَزُّع مصادر توليد الطاقة سيكون 39% من البترول و25% من الغاز و23% من الفحم و8% من الطاقات المتجددة[ر] و5% من الطاقات النووية.المولدة عالمياً عام هو المصدر الأول منها يليه الفحم والغاز، ثم مصادر الطاقة الأخرى.
2.محطات الطاقة المائية
تدرجت استخدامات الإنسان للطاقة المائية من رفع الماء (النواعير) لأغراض الزراعة، إلى تدوير دواليب المطاحن لطحن الحبوب، ثم تدوير بعض الآلات البسيطة إلى أن أصبحت مصدراً مهماً لتوليد الطاقة الكهربائية.
يصل الاحتياطي العالمي لطاقة المياه الجارية على سطح الأرض ما يعادل توليد طاقة كهربائية مقدارها n36×1012 kWh في العام الواحد، أما الطاقة التي يمكن الاستفادة منها فتعادل نحو (kWh/a)11x1012 كيلوواط ساعي سنوياً. ويولِّّد في الوقت الحاضر بوساطة المحطات المائية نحو n2.04×1012 kWh من الكهرباء سنوياً أي ما يعادل نحو 800 ميغا طن فحم، وهذا يعادل نحو 3% من الطاقة الإجمالية المولَّدة في العالم.
وتتميز محطات التوليد المائية بمردودها المرتفع، مقارنة بمحطات التوليد الحرارية، إضافة إلى عدم إضرارها بالبيئة، إذ لا تسبب أيَّ تلوث. كما أن كلفة توليد الطاقة منها منخفضة لكون طاقة التغذية تقدمها الطبيعة مجاناً.
3.محطات الطاقة الحرارية
و هي التي يتم فيها تحويل الطاقة الحرارية - والتي غالبا ما تنتج عن احتراق وقود- إلى طاقة حركية دورا نية لتوليد الكهرباء ، و هذا النوع من المحطات هو الغالب على مستوى العالم .
تقسم المحطات الحرارية إلى:
1. محطات بخارية و تستخدم التوربين البخاري steam turbine
2. محطات الاحتراق الداخلي و تستخدم التوربين الغازي gas turbine
3. محطات نووية و تستخدم الوقود النووي
4. محطات الحرارة الارضية و تستخدم الطاقة الحرارية الارضية geothermal energy
4.محطات الطاقةالنووية
تعتمد محطات توليد الطاقة الكهربائية النووية على الاستفادة من الطاقة الحرارية الناتجة من الانشطار النووي لمادة مشعة مثل البلوتونيوم لتوليد البخار اللازم لتشغيل عنفات بخارية تكون مربوطة مع مولدة كهربائية تقوم بتوليد الطاقة الكهربائية. أما البخار الخارج من العنفة فيدخل إلى مكثف لتبريده، وبالتالي خفض الضغط المؤثر في مخرج العنفة مما يرفع من مردودها.
تراوح استطاعة المفاعلات النووية المولدة للكهرباء حالياً وفق المبدأ المذكور أعلاه بين 50 ـ 1000 ميغاواط.
إن أكبر تحدٍ تقني في استخدام المفاعلات النووية في توليد الطاقة الكهربائية هو التحكم الدقيق بكمية البخار المتولدة ودرجة حرارته وضغطه، وهذا عائد إلى الحساسية الكبيرة في أداء المفاعلات النووية
5.محطات الطاقة الريحية
يمكن استغلال الرياح في الأماكن التي تعتبر مجاري دائمة لهذه الرياح في تدوير مراوح كبيرة وعالية لتوليد الطاقة الكهربائية. وعلى سبيل المثال هناك مدن صغيرة في الولايات المتحدة وأوروبا تستمد الطاقة الكهربائية اللازمة للاستهلاك اليومي من محطة توليد كهرباء تعمل بالرياح يبلغ طول شفرة مروحتها 25 مترا . ولا غرو فقد كانت طواحين الهواء المعروفة قديما في أوروبا نوعا من استغلال قدرة الرياح في تدوير حجر الرحى ، وفي هذه الأيام الذي ينتقل على الساحل الشرقي لاسكتلندا يرى العديد من هذه المراوح التي تنتج الطاقة الكهربائية وكذلك المتنزه على الشاطئ الشمالي في لبنان يرى هذه المراوح ترفع المياه من البحر إلى الملاحات لإنتاج الملح.
6. محطات الطاقة الشمسية
يمكن تحويل الطاقة الشمسية إلى طاقة كهربائية وطاقة حرارية من خلال آليتي التحويل الكهروضوئية والتحويل الحراري للطاقة الشمسية ، ويقصد بالتحويل الكهروضوئية تحويل الإشعاع الشمسي أو الضوئي مباشرة إلى طاقة كهربائية بوساطة الخلايا الشمسية ( الكهروضوئية ) ، وكما هو معلوم هناك بعض المواد التي تقوم بعملية التحويل الكهروضوئية تدعى اشتباه الموصلات كالسيليكون والجرمانيوم وغيرها . وقد تم اكتشاف هذه الظاهرة من قبل بعض علماء الفيزياء في أواخر القرن التاسع عشر الميلادي حيث وجدوا أن الضوء يستطيع تحرير الإلكترونات من بعض المعادن كما عرفوا أن الضوء الأزرق له قدرة أكبر من الضوء الأصفر على تحرير الإلكترونات وهكذا . وقد نال العالم اينشتاين جائزة نوبل في عام 1921م لاستطاعته تفسير هذه الظاهرة .
:
