خطوات الاستخدام
اختيار نوع المحطة الكهرومائية: يحدد هذا الخيار القيم الافتراضية للارتفاع (Head) والكفاءة (Efficiency) المستخدمة في الحساب. على سبيل المثال، محطات الجريان النهري (Run-of-River) عادة ما تكون ذات ارتفاع منخفض (2-20 متر) وكفاءة تتراوح بين 70-80%، بينما محطات التخزين (Storage) قد تصل ارتفاعاتها إلى مئات الأمتار بكفاءة تصل إلى 90%. يتم تطبيق هذه القيم تلقائياً بناءً على النوع المختار.
إدخال معدل تدفق الماء (Water Flow): يتم إدخال معدل التدفق بوحدة المتر المكعب في الثانية (m³/s). هذا المتغير يعبر عن كمية الماء التي تمر عبر التوربينات في كل ثانية. كلما زاد التدفق، زادت الطاقة المنتجة خطياً، بشرط ثبات الارتفاع والكفاءة.
حساب القدرة الكهربائية: تستخدم الصيغة: القدرة (كيلوواط) = (معدل التدفق × الارتفاع × 9.81 × الكفاءة). العدد 9.81 هو تسارع الجاذبية الأرضية (m/s²). يتم تحويل النتيجة إلى ميغاواط إذا لزم الأمر (1 ميغاواط = 1000 كيلوواط).
عرض النتيجة: تظهر القدرة المحسوبة مع توضيح الوحدة (كيلوواط أو ميغاواط). يمكن للمستخدم مقارنة النتائج بتغيير نوع المحطة أو التدفق لفهم تأثير كل متغير.
أمثلة محلولة
تطبيقات عملية على الطاقة الكهرومائية بخطوات الحل كاملة.
الحل
لنفترض أن الارتفاع الافتراضي لهذا النوع هو 5 أمتار والكفاءة 80% (0.8). نحسب القدرة: القدرة (kW) = 50 × 5 × 9.81 × 0.8 = 1962 كيلوواط. أي حوالي 1.96 ميغاواط. هذه الكمية تكفي لتزويد حوالي 1500 منزل بالكهرباء سنوياً (بافتراض استهلاك متوسط 1.3 كيلوواط لكل منزل).
الحل
نطبق الصيغة: القدرة = 200 × 100 × 9.81 × 0.9 = 176580 كيلوواط = 176.58 ميغاواط. هذه محطة كبيرة يمكنها تزويد مدينة صغيرة بالكهرباء. ملاحظة: الارتفاع العالي يضاعف الطاقة رغم أن التدفق ليس كبيراً جداً. مقارنة بالمثال الأول، زيادة الارتفاع 20 مرة يعطي طاقة أكبر بـ 90 مرة تقريباً.
أمثلة محسوبة
قيم مُدخَلة ونتيجة محسوبة فعليًا بواسطة الطاقة الكهرومائية.
سد، تدفق 100 م³/ث
- النوع
- dam
- التدفق
- 100
- Head Height
- 50
- Turbine Efficiency
- 0.9
- Hours Per Year
- 5,000
مجرى نهري، تدفق 250 م³/ث
- النوع
- run_of_river
- التدفق
- 250
- Head Height
- 12
- Turbine Efficiency
- 0.85
- Hours Per Year
- 7,000
مد وجزر، تدفق 1000 م³/ث
- النوع
- tidal
- التدفق
- 1,000
- Head Height
- 5
- Turbine Efficiency
- 0.8
- Hours Per Year
- 4,000