الحرير/
من سلسلة : الطاقة الكهربائية /المشاكل والحلول
ج٣
بقلم / المهندس الاستشاري زكي الساعدي
في تكملة للبحوث المقدمة في مجال توليد الطاقة الكهربائية تعتبر اضافة الدورة المركبة للمحطات التي تعمل بالدورات البسيطة الغازية واحدة من أهم الحلول الناجحة حيث يمكننا اضافة ما نسبته اكثر من ٣٠ بالمئة من الطاقة المنتجة الكلية للوحدات التي صممت وفق مساحات تسمح لاضافة الدورات المركبة .
وتعرف الدورة المركبة للمحطات هي عملية توليد الطاقة الكهربائية في محطات الطاقة الغازية البسيطة واستغلال الحرارة الناجمة من احتراق الوقود والخارجة من العادم لانتاج طاقة كهربائية عبر تسخين الماء حتى وصوله الى بخار محمص قادر على تحريك تورباين حراري و تتكون هذه الدورة من عدة مراحل، حيث يتم تسخين الماء في المرحلة الأولى باستخدام الوقود الاحفوري او النووي ، ثم يتم تحويل الماء المسخن إلى بخار يستخدم لتشغيل توربينات البخار. وبعد ذلك، يتم تحويل الحرارة الناتجة عن تشغيل التوربينات إلى طاقة كهربائية باستخدام المولدات الكهربائية. وتعتبر الدورة المركبة للمحطات من أكثر الطرق فعالية لتوليد الطاقة الكهربائية، حيث تسمح بتحويل نسبة أكبر من الحرارة المولدة إلى طاقة كهربائية.
وبذلك يمكن اضافة ما قيمته تقريبا ٢٥ بالمئة من الطاقة الكلية و تختلف النسبة المئوية المضافة عبر الدورات المركبة حسب نوع المحطة ونوع الوقود المستخدم وكفاءة التوربينات والمولدات الكهربائية المستخدمة. ومع ذلك، فإن الدورات المركبة تعتبر أكثر فعالية في توليد الطاقة الكهربائية مقارنة بالدورات البسيطة، حيث تسمح بتحويل نسبة أكبر من الحرارة المولدة إلى طاقة كهربائية. وتتراوح النسبة المئوية المضافة عبر الدورات المركبة عادة بين 30% إلى 50%، ويمكن أن تصل إلى 60% في بعض المحطات الحرارية الحديثة التي تستخدم تقنيات متطورة.
ويطلق عليها ايضا بدورة كوغن حيث تم تطوير هذه الدورة من قبل المهندس الأمريكي فريدريك كوغن في عام 1893، وتعتبر واحدة من أقدم الدورات المركبة المستخدمة في توليد الطاقة الكهربائية.تتكون دورة كوغن من أربع مراحل رئيسية، وهي:
اولا . تسخين الوسط العامل: يتم تسخين وسط عامل مثل الهواء أو الغاز باستخدام الوقود الاحفوري أو النووي.
ثانيا . تمدد الوسط العامل: يتم تمديد الوسط العامل المسخن في توربينات الغاز لتحويل الحرارة إلى طاقة ميكانيكية.
ثالثا. تبريد الوسط العامل: يتم تبريد الوسط العامل المنبعث من توربينات الغاز في مبادل حراري لتحويله إلى سائل.
رابعاً. الضغط على الوسط العامل: يتم ضغط الوسط العامل السائل المبرد في ضاغط لتحويله إلى حالة البخار مرة أخرى، ويتم إعادة استخدامه في المرحلة الأولى.
تعتبر دورة كوغن فعالة في توليد الطاقة الكهربائية، حيث تسمح بتحويل الحرارة المولدة إلى طاقة كهربائية بكفاءة عالية. ومع ذلك، فإنها تستهلك كميات كبيرة من الوقود وتنتج كميات كبيرة من الانبعاثات الضارة، مما يجعلها غير مستدامة على المدى الطويل.
في الوقت الحالي ان بلدنا بحاجة الى اضافة الدورات المركبة في محاولة لسد النقص الكبير في الطاقة الكهربائية المطلوبة صيفا في وقت الذروة حيث يقدر ان البلد بحاجة الى ٣٢ الف ميگا واط في حين الانتاج لايتعدى ٢٤ الف ميگا .. لذلك فان عملية استغلال الحرارة الخارجة من العادم في الدورات البسيطة ممكن ان يكون مثمرا لدرجة كبيرة وجزءا كبير من الحل في موضوع انتاج الطاقة ..