سدود الطاقة الكهرومائية

بشكل عام لقد استغل البشر طاقة الماء لآلاف السنين، حيث تم استخدام الطاقة الكامنة للمياه لتشغيل بعض المطاحن والمضخات والعديد من التطبيقات الأخرى، ومع ذلك فإن تحويل الطاقة الكامنة والحركية للمياه إلى طاقة كهربائية هو مفهوم جديد نسبياً، والان تمثل محطات الطاقة الكهرومائية الحديثة ذروة هندسة الطاقة المتجددة.

ما هي السدود الكهرومائية؟

هي عبارة عن واحدة من أهم المكونات الرئيسية لمنشأة توليد الطاقة الكهرومائية، وبشكل عام فإن السد هو عبارة عن هيكل كبير من صنع الإنسان تم بناؤه لاحتواء بعض المسطحات المائية، وبالإضافة إلى البناء لغرض إنتاج الطاقة الكهرومائية يتم إنشاء السدود للتحكم في تدفق النهر وتنظيم الفيضانات، وفي بعض الأنهار يتم بناء السدود الصغيرة للتحكم في تدفق المياه وقياسه.

كما تندرج ايضاً السدود في فئة الهياكل الاستنادية أو الهياكل التي يتم بناؤها لإنشاء مسطحات مائية كبيرة ثابتة تُعرف باسم الخزانات، ويمكن استخدام هذه الخزانات للري أو توليد الكهرباء أو إمدادات المياه، وهذه الهياكل ايضاً مبنية على قمم مجاري الأنهار لتحجز المياه، مما يرفع منسوب المياه.

كيفية بناء السدود الكهرومائية

بشكل عام إن بناء مثل هذه السدود هو أمر صعب ويتطلب عمالة كثيفة، وقبل أن يبدأ البناء يتم عادةً تحويل المياه أو منعها من التحرك في موقع البناء، وبعد تحويل المياه يتم تنظيف منطقة الأساس وحفرها، ومن ثم يتم إصلاح الصخور أو الرواسب التي تعمل كأساس واعتبارها صلبة، حيث يتم ذلك لضمان عدم تحول الصخور أو الرواسب أو تعطلها نتيجة حمل السد والخزان، كما يمكن استخدام الدعامات المعروفة باسم مسامير الصخور لتقوية الأساس.

وفوق السد يمكن استخدام البراغي الصخرية والشبكات لمنع سقوط الصخور على السد، ومن ثم يتم بناء النماذج على طول حواف السد، ويتم وضع حديد التسليح بالداخل لضخ الخرسانة فيه، وبعد ذلك يتم صب الخرسانة شيئًا فشيئًا في تشكيل كتلة، وبمجرد بناء السد يُسمح للخزان بالملء بطريقة مضبوطة للغاية، ويتم مراقبة السد خلال هذه العملية، ومن ثم يتم إضافة الهياكل الأخرى التي تجعل السد يعمل.

مزايا وعيوب السدود الكهرومائية

المزايا

من أهم مزايا السدود الكهرومائية هي أنها قد تلبي تعريف التنمية المستدامة، وهو هدف يمثل تحدياً كبيراً لمستقبل الكوكب، وللتذكير تتميز التنمية المستدامة بثلاث ركائز: اجتماعية واقتصادية وبيئية.

فمن الناحية الاجتماعية فإنه يجب أن يخلق قطاع الطاقة الكهرومائية فرص عمل في جميع أنحاء العالم، ومن الناحية الاقتصادية يجب أن تكون هناك تأثيرات إيجابية، ففي الواقع لا يُتوقع من الطاقة الكهرومائية أن تخلق وظائف جديدة فحسب بل ستوسع أو تحوّل الصناعات القديمة، وبالتالي فإن تطوير هذه الطاقة مثل مصادر الطاقة الأخرى يجب أن يوفر دفعة جديدة للصناعات القديمة في دول العالم، ومن الناحية البيئية يمكن أن يستجيب تطوير هذا النوع من الطاقة للقضايا البيئية، حيث يمكن أن تساعد الطاقة الكهرومائية في إنتاج طاقة أنظف من تلك المنتجة من النفط.

العيوب

إن أول عيب للطاقة الكهرومائية هو تنوع الموارد، حيث أن هذه الطاقة متغيرة للغاية من شهر إلى آخر وأيضاً من سنة إلى أخرى، وإذا أخذنا على سبيل المثال شهر ديسمبر فإن متوسط ​​هطول الأمطار بين 1976 و 2002 كان حوالي 10 ملم، بينما كان حوالي 50 ملم بين 1949 و 1976.

والعيب الثاني هو أن الماء بدلاً من أن يتدفق بشكل طبيعي يكون مجوفاً وراكداً في الخزان، وهذه المياه الراكدة لها العديد من التأثيرات البيئية مثل انخفاض الأكسجين في الماء، كما أن السد قد يخلق ظاهرة الطمي التدريجي للخزان.

وأخيراً يمكن أن تسهم سدود الطاقة الكهرومائية أيضاً في تلوث الاحتباس الحراري، فعندما يتم قطع الغابة لإفساح المجال لبناء السدود والخزانات فلم تعد هذه الأشجار متاحة لامتصاص ثاني أكسيد الكربون الذي يضاف بواسطة الوقود الأحفوري، وعلاوة على ذلك يمكن أن يؤدي تحلل الغطاء النباتي الموجود أسفل الخزانات إلى توليد انبعاثات يمكن أن تسهم في ظاهرة الاحتباس الحراري.

إمكانيات السدود الكهرومائية

تقدر إمكانيات إنتاج الطاقة الكهرومائية بنحو 18.000 تيراواط، ومع ذلك إذا أخذ المرء في الحسبان الربحية المحتملة لمشاريعه فإن هذه الإمكانية قد تبلغ أكثر من 9000 تيراواط في الساعة، ومع ذلك فإن هذا الرقم مهم مقارنة بإجمالي إنتاج الطاقة في العالم والذي يبلغ حوالي 20.000 تيراواط في الساعة، ومن حيث إمكانية الاستثمار فإن الطاقة الكهرومائية تعد طاقة مثيرة للاهتمام في الواقع، حيث تشير العديد من التقديرات إلى أنه يوجد حالياً حوالي 3200 تيراواط من الطاقة الكهرومائية المركبة حول العالم.