محطة توليد الذروة

محطة توليد كيرني، محطة حمل أساسي سابقة تعمل بالفحم، محطة توليد ذروة تعمل بالفحم حالياً، على نهر هكنساك في نيوجرزي.

محطة توليد الذروة Peaking power plants، تُعرف أيضاً بمحطات الذروة وأحياناً peaker plants، هي محطات طاقة تعمل فقط عندما يكون هناك طلب مرتفع، يُعرف بطلب الذرة، على الكهرباء.^[1]^[2] بسبب توريدها للكهرباء من حين لآخر فقط، فإن سعر الطاقة الموردة للكيلوواط/ساعة يكون أعلى بكثير من سعر طاقة محطة الحمل الأساسي. محطات توليد الذروة تُمدد مع محطات الحمل الأساسي، التي تورد كميات معتمدة ومتسقة من الكهرباء، لتلبية الحد الأدنى من الطلب.

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

ساعات الذروة

عادة ما تحدث ساعات الذروة في الصباح أو الساعات المتأخرة من المساء حسب الموقع. في حالات المناخ المعتدل، عادة ما تحدث ساعات الذروة عندما تُستخدم الأجهزة المنزلية بكثرة في المساء بعد ساعات العمل. في حالات المناخ الحار، عادة ما تكون ساعات الذروة في الساعات المتأخرة من المساء عندما تستخدم مكيفات الهواء بكثرة، وخلال هذا الوقت، تكون الكثير من أماكن العمل لا تزال مفتوحة وتستهلك الطاقة. في حالة المناخ البارد، تكون ساعات الذروة في الصباح عندما تبدأ عملية تدفئة الأماكن وتبدأ المنشآت الصناعية عملها.^[3]

قد تعمل محطات الذروة عدة ساعات يومياً، أو قد تعمل فقط بضعة ساعات سنوياً، تبعاً لحالة شبكة الكهرباء في المنطقة. بسبب تكلفة بناء محطة طاقة فعالة، إذا كان سيتم تشغيل محطة الذروة لفترة قصيرة أو متغيرة للغاية، فليس من المنطقي أن نجعلها فعالة كمحطة توليد الحمل الأساسي. بالإضافة إلى ذلك، فإن المعدات والوقود المستخدم في محطات الحمل الأساسي عادة ما تكون غير مناسبة للاستخدام في محطات الذروة لأن الظروف المتقلبة سترهق المعدات بشدة. لهذه الأسباب، فإن الطاقة النووية، الطاقة الحرارية الأرضية، طاقة المخلفات، الفحم والوقود الحيوي نادراً ما تُتسخدم كمحطات ذروة.

إنتاج الطاقة في ألمانيا أثناء النهار في 2005، بدون الطاقة الشمسية وطاقة الرياح.

الطاقة المتجددة

للبلدات التي تتجه للابتعاد عن محطات الحمل الأساسي وتتجه إلى مصادر الطاقة المتقطعة مثل طاقة الرياح والطاقة الشمسية، هناك زيادة مقابلة في الحاجة إلى محطات الذروة أو الحمل الأساسي ولاستخدام شبكة متداخلة.

الأنواع

محطات الذروة بصفة عامة هي توربينات غاز تحرق الغاز الطبيعي. حرق القليل من السوائل المشتقة من الغاز الحيوي أو النفط، مثل زيت الديزل والوقود النفاث، لكنها تكون عموماً أكثر تكلفة من الغاز الطبيعي، لذلك فإن استخدامها يكون محدوداً في المناطق الغير مزودة بالغاز الطبيعي. ومع ذلك، فإن الكثير من محطات الذروة تكون قابلة لاستخدام النفط كموقود احتياطي، حيث يكون تخزين النفط في خزانات سهلاً. الكفاءة الحرارية الحركية لدورة محطات توربين الغاز ذات الدورة البسيطة يتراوح بين 20 إلى 42%، مع متوسط يتراو بين 30 و42% للمحطات الجديدة.

للحصول على كفاءة أكبر، يضاف مولد بخار استرداد الحرارة (HRSG) عند انطلاق البخار. تُعرف هذه النوعية من المحطات بمحطة الدورة المجمعة. يستخدم التوليد المشترك حرارة عادم المخلفات للمعالجة، لشبكات التدفئة أو استخدامات التدفئة الأخرى. يستخدم كلا الخيارين فقط في المحطات المرجو تشغيلها لفترات أطول من المعتاد. أحياناً يستخدم الغاز الطبيعي ومولدات الديزل مع المحركات المترددة لدعم الشبكة باستخدام محطات أصغر.

هناك خيار آخر لزيادة كفاءة ومخرج الطاقة في توربينات الغاز وهو تركيب نظام تبريد الهواء المدخل للتوربينات، يخفض هذا النظام درجة حرارة الهواء المدخل مما يزيد نسبة تدفق الكتلة. هذا الخيار، بالاشتراك مع خزان تخزين الطاقة الحرارية، قد يزيد من الطاقة المولدة من التوربينات في ساعات الذروة لأكثر من 30%.^[4]

BPA Daily Peak Load with large Hydro, base load Thermal generation and intermittent Wind power,. Hydro is managing the peaks, with some response from thermal.^[5]

محطات الحمل الأساسي

محطات توليد الذروة تكون على عكس محطات الحمل الأساسي. محطات الفحم والوقود النووي تعمل بصفة مستمرة، وتتوقف فقط للصيانة أو الانقطاع الغير متوقع للتيار الكهربائي. محطات الطاقة المتوسطة التالية للتحميل مثل محطات الطاقة الكهرومائية تعمل بين هذين النقيضين، للحد من إنتاجها للجهرباء في المساء وعطلات نهاية الأسبوع عندما يكون الطلب منخفضاً. يفضل استخدام محطات الحمل الأساسي والمحطات المتوسطة لتلبية الطلب على الكهرباء لانخفاض كفاءات محطات الذروة يجعل تشغيلها أكثر تكلفة.^[6]

انظر أيضاً

المصادر

^ Renewable and Efficient Electric Power Systems by Gilbert M. Masters
^ "Archived copy". Archived from the original on 2009-11-01. Retrieved 2016-08-22. {{cite web}}: Unknown parameter |deadurl= ignored (|url-status= suggested) (help)CS1 maint: archived copy as title (link)
^ https://books.google.ca/books?redir_esc=y&id=M0EnqtFxW3cC&q=peak+time#v=snippet&q=peak%20time&f=false pg 284
^ Kamal NA, Zuhair AM (2006). Enhancing gas turbine output through inlet air cooling. Sudan Eng. Soc. J., 52(4-6): 7-14.
^ https://transmission.bpa.gov/business/operations/wind/baltwg.aspx
^ "Archived copy". Archived from the original on 2009-10-31. Retrieved 2016-08-22. {{cite web}}: Unknown parameter |deadurl= ignored (|url-status= suggested) (help)CS1 maint: archived copy as title (link)

[1] Renewable and Efficient Electric Power Systems by Gilbert M. Masters

[2] "Archived copy". Archived from the original on 2009-11-01. Retrieved 2016-08-22. {{cite web}}: Unknown parameter |deadurl= ignored (|url-status= suggested) (help)CS1 maint: archived copy as title (link)

[3] ttps://books.google.ca/books?redir_esc=y&id=M0EnqtFxW3cC&q=peak+time#v=snippet&q=peak%20time&f=false pg 284

[4] Kamal NA, Zuhair AM (2006). Enhancing gas turbine output through inlet air cooling. Sudan Eng. Soc. J., 52(4-6): 7-14.

[5] ttps://transmission.bpa.gov/business/operations/wind/baltwg.aspx

[6] "Archived copy". Archived from the original on 2009-10-31. Retrieved 2016-08-22. {{cite web}}: Unknown parameter |deadurl= ignored (|url-status= suggested) (help)CS1 maint: archived copy as title (link)

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]