بشكل عام لطالما استغل البشر قوة المياه المتدفقة من الأنهار أو الشلالات بشكل طبيعي لجعل الحياة أكثر راحة، فقبل اختراع الكهرباء كانت شلالات الأنهار تُستخدم لتحريك التوربينات التي كانت تشغل المطاحن، والتي يمكنها طحن القمح إلى دقيق أسرع بكثير من أي يد بشرية، ومع ذلك لم تكن هذه الآلات فعالة فقط لدرجة أنها لا تزال تستخدم حتى اليوم، ولكنها أصبحت الأساس الميكانيكي للمولدات التي يمكن أن تولد الكهرباء من حركة المياه المتساقطة أو الطاقة الكهرومائية.
ما هي الطاقة الكهرومائية؟
بكلمات بسيطة إن الطاقة الكهرومائية عبارة عن شكل من أشكال الطاقة المتجددة التي تستخدم عادةً المياه المخزنة في السدود لتوليد: الكهرباء في محطات الطاقة الكهرومائية، حيث يقوم الماء المتساقط بتدوير شفرات التوربين الذي يقوم بعد ذلك بتدوير مولد يقوم بتحويل الطاقة الميكانيكية إلى طاقة كهربائية، وأيضاً تعتبر الطاقة الكهرومائية هي: عنصر مهم في إنتاج الكهرباء في جميع أنحاء العالم، حيث تمثل الطاقة الكهرومائية حوالي 17 في المائة من إجمالي إنتاج الكهرباء، وتعتبر الصين هي أكبر منتج للطاقة الكهرومائية ومن ثم تليها كندا والبرازيل والولايات المتحدة.
كيف يولد الشلال الطاقة؟
- التوربينات: أولاً ليتم إنشاء الطاقة من خلال الطاقة الكهرومائية فيجب أن تتوفر أجهزة تسمى التوربينات المائية، وتتكون هذه التوربينات من شفرات بزاوية ملفوفة حول عجلة، وهنا عندما يتم وضع هذه التوربينات في مسار المياه المتساقطة فإن التوربينات تُحرك عمودياً، والتي تعمل بدورها على تشغيل مولد كهربائي.
- المولدات المغناطيسية: إن نوع المولد الكهربائي المستخدم لتشغيل توربينات المياه هو مولد كهرومغناطيسي قياسي، وتعمل هذه الآلة على تحويل الطاقة الميكانيكية (طاقة الأجسام المتحركة) إلى طاقة كهربائية، حيث يتم ذلك من خلال جهاز يحرك المغناطيس حول موصل، ويولد هذا المغناطيس مجالاً كهرومغناطيسياً يتم تجميعه بعد ذلك ككهرباء.
وبينما يمكن لنا توليد الطاقة الكهرومائية من الشلالات الموجودة بشكل طبيعي فإن محطات الطاقة الكهرومائية أيضاً تولد الطاقة من خلال (الشلالات الاصطناعية)، حيث تتكون هذه الشلالات من خلال بناء السدود، مما قد يقيد التدفق الطبيعي للنهر إلى القنوات، ومن ثم تعمل المياه المتدفقة على تشغيل التوربينات، وعادةً ما تزيد هذه العملية من كفاءة تجميع الطاقة لأن التحكم في تدفق المياه قد يخلق ضغطاً أعلى في المناطق الصغيرة.
