في الصين ، يأتي حوالي 2 كيلو واط ساعي من كل 10 كيلووات ساعة من الكهرباء التي نستخدمها من اندفاع الأنهار ، وخلف هذه الشبكة القوية يوجد عالم يضم أكثر من 40 ألف محطة للطاقة الكهرومائية.

اليوم ، أكبر محطة للطاقة الكهرومائية في العالم موجودة في الصين.

يحتل مشروع الخوانق الثلاثة للتحكم في المياه على نهر اليانغتسي المرتبة الأولى في العالم بقدرة إجمالية مركبة تبلغ 22.5 مليون كيلوواط.

أطول سد في العالم يقع في الصين.

تحتل محطة Jinping I للطاقة الكهرومائية على نهر Yalong المرتبة الأولى بين السدود التي تم بناؤها في العالم اليوم بارتفاع 305 متر.

كما يوجد في الصين أقوى "قلب" للطاقة الكهرومائية بسعة واحدة مليون كيلوواط من المولدات الكهرومائية.

محطة بايهيتان للطاقة الكهرومائية على نهر جينشا لديها قدرة وحدة واحدة تبلغ مليون كيلووات من معداتها الرئيسية ، مجموعة المولدات المائية ، التي تحتل المرتبة الأولى في العالم.

مشروع الخوانق الثلاثة هو مشروع خارق في أذهان كثير من الناس. باعتبارها أكبر محطة للطاقة الكهرومائية في العالم ، يمكنها توليد الكهرباء في متوسط ثانية واحدة ، وهو ما يكفي لتلبية الطلب المحلي على الكهرباء لشخص صيني لأكثر من 4 سنوات. ومع ذلك ، قلة من الناس يعرفون أن هناك ما يزيد قليلاً عن ألف كيلومتر من المنبع ، وهناك نوعان من "الخوانق الثلاثة". يفصل نهر جينشا مقاطعات سيشوان ويوننان ، ويربط بين أربع محطات طاقة مائية فائقة على التوالي - شيانغجيابا ، وشيلودو ، وبايهيتان ، وودونغده. وتبلغ السعة الإجمالية المركبة ضعف قدرة المضائق الثلاثة.

في جنوب غرب الصين ، تصل الاحتياطيات النظرية لموارد الطاقة الكهرومائية إلى 490 مليون كيلوواط ، وهو ما يمثل 70.6٪ من إجمالي البلاد. تقع أكثر من نصف قواعد الطاقة الكهرومائية الرئيسية الثلاثة عشر في الصين في الجنوب الغربي.

السد الفائق

كيف يمكننا تسخير الطاقة من هذه الأنهار العظيمة؟ أولا ، نحن بحاجة إلى سد.

أخذ قاعدة الطاقة المائية لنهر جينشا كمثال ، على الرغم من أن الانخفاض الطبيعي لنهر جينشا أكبر بكثير من الأنهار الأخرى ذات التضاريس اللطيفة ، إلا أنه لا يكفي لتوليد الكهرباء بمثل هذا الانخفاض في مسافة قصيرة. لذلك ، من أجل تحسين كفاءة توليد الطاقة ، نقوم عادة ببناء السدود في منتصف النهر لحجز المياه لزيادة مستوى المياه وزيادة الانخفاض. ولكن ما مدى سهولة بناء سد في نهر مضطرب؟ لذلك ، قبل أن يبدأ السد بوقت طويل ، يتعين علينا القيام بعمل ضخم لتحويل النهر لتحرير مواقع البناء الجافة للسد. حتى يتم بناء السد ، سيتم استعادة التدفق الأصلي.

في عام 2014 ، تم الانتهاء من أول محطة للطاقة الكهرومائية الفائقة في الروافد السفلية لنهر جينشا ، وهي محطة شيانغجيابا للطاقة الكهرومائية. يبلغ طول قمة سد هذه المحطة الكهرومائية حوالي 900 متر ، ويستغرق السير خلالها 12 دقيقة ؛ ويبلغ أقصى ارتفاع للسد 162 مترًا ، أي ما يعادل مبنى مكونًا من 60 طابقًا تقريبًا. إنه قوي البنية ويبدو مشابهًا لسد الخوانق الثلاثة الشهير. وبفضل وزنه الضخم ، يمكن أن يولد احتكاكًا كافيًا مع الأساس لمقاومة اندفاع مياه النهر ، وهذا ما يسمى "بسد الجاذبية".

هذا السد هو الذي يرفع فرق منسوب المياه بين المنبع والمصب إلى 100 متر. ومع ذلك ، فإن الحجم الضخم يعني أيضًا أن الكثير من مواد البناء مطلوبة. في شيانغجيابا ، يصل إجمالي كمية الخرسانة المصبوبة للسد وحده إلى 14 مليون متر مكعب ، وهو ما يكفي لملء أكثر من 6000 حوض سباحة بمعايير دولية. مع مثل هذا المبلغ الهائل ، فإن نقل المواد وحده ليس مصروفًا صغيرًا.

السد الآخر ، مثل الرافعة البيضاء التي تنشر جناحيها ، يسد نهر جينشا من خلفه. يمكن أن يصل أقصى ارتفاع للسد إلى 289 مترًا ، وهو ما يعادل مبنى مكونًا من 100 طابق ، ويبلغ عرض قمته 14 مترًا فقط عند أضيق نقطة فيه. يمكن أن يتحمل مثل هذا السد الرقيق قوة دفع تبلغ 16.5 مليون طن ، وهو ما يمكن مقارنته بقوة دفع أكثر من 15000 صاروخ من طراز Long March 5. كيف يتم ذلك؟

بالنظر إلى الأسفل من الجو ، يمكننا أن نجد أن سد بايهيتان يتبنى هيكلًا مقنطرًا ، نسميه "السد القوسي". يمكن لهذا الهيكل أن ينقل تدفق المياه إلى الجبال على كلا الجانبين ، وبسبب تقاسم الجبال ، لا يحتاج السد القوسي إلى الحجم الضخم لسد الجاذبية ، وهو ما يكفي للحفاظ على استقراره. على الرغم من أن ارتفاع السد يقارب ضعف ارتفاع سد Xiangjiaba ، فإن الخرسانة المطلوبة لسد Baihetan تبلغ حوالي 8 ملايين متر مكعب فقط ، أي أقل من 60٪ من الأول.

بالإضافة إلى ذلك ، كهيكل غير محدد ثابتًا ، يتمتع السد القوسي بأمان عالٍ للغاية ، ويمكن أن تصل سعة التحميل الزائد إلى أكثر من 10 أضعاف مؤشر التصميم. في الوقت نفسه ، يتم أيضًا بناء السدود المقوسة على ارتفاع أعلى وأعلى ، حيث تحتل نصف السدود العالية في العالم التي يزيد ارتفاعها عن 200 متر.

ولكن لا يمكن بناء كل هذه السدود المقوسة في أي مكان. فقط عند استيفاء الظروف الجيولوجية والتضاريس القاسية للغاية ، مثل وديان الأنهار المرتفعة والمنحدرة والضيقة ، والصخور الصلبة والكاملة ، وما إلى ذلك ، يمكن للسد القوسي أن يعلق بقوة في النهر الوادي. لحسن الحظ ، كانت الوديان العديدة في الجنوب الغربي توفر الموقع المثالي لسد قوس. نتيجة لذلك ، ظهرت جميع أنواع السدود المقوسة على هذه الأرض.

على سبيل المثال ، سد إرتان الذي يبلغ ارتفاعه 240 متراً ، وسد Wudongde الذي يبلغ ارتفاعه 270 متراً ، وسد محطة Jinping I للطاقة الكهرومائية الذي يبلغ ارتفاعه 305 أمتار ، وهو أعلى سد في العالم. عندما تجمعت هذه السدود والخزانات العالية في الجنوب الغربي ، كان على الأنهار المتمردة في الأصل كبح جماح خطواتها مؤقتًا وتجميع الطاقة هنا. ومع ذلك ، لتحويل هذه الطاقة بشكل أكبر ، نحتاج أيضًا إلى محطة طاقة فائقة.

محطة طاقة فائقة

السد ليس بجدار حاجز محكم ، فبالإضافة إلى الانسكاب الذي يمكننا رؤيته ، فإنه يحتوي أيضًا على أنابيب معقدة في الداخل ، وسوف تؤدي إلى قلب محطة الطاقة الكهرومائية - المولد الكهرومائي.

تصل مياه النهر إلى الوحدة على طول أنبوب تحويل المياه ، وتؤثر على شفرات التوربينات للدوران ، وبالتالي تحويل طاقة الجاذبية الكامنة لتدفق المياه إلى طاقة ميكانيكية. يدفع التوربين المولد بشكل متزامن للدوران ، ثم يحول الطاقة الميكانيكية إلى طاقة كهربائية ، وينتهي في النهاية من إنتاج الكهرباء. في هذه العملية ، نستخدم فقط طاقة المياه الجارية ، ولا نستهلك أي وقود ، وبطبيعة الحال لا ينبعث ثاني أكسيد الكربون وغازات الاحتباس الحراري الأخرى وغيرها من الغازات العادمة ، لذلك لا تزال الطاقة الكهرومائية طاقة متجددة ونظيفة.

بالنسبة للأماكن ذات الأنهار المفتوحة ، يمكننا بناء ورش عمل مباشرة في وسط أو خلف السد لإيواء هذه الوحدات الضخمة. ولكن إذا كان في واد ضيق ، فأين توضع هذه الأجهزة؟

في أكبر مجموعة كهوف تحت الأرض في العالم ، يوجد 246 نفقًا متقاطعًا ، مثل المتاهة ، بطول إجمالي يبلغ 217 كيلومترًا. من بينها ، أكبر كهف يبلغ طوله 438 مترًا وعرضه 34 مترًا وارتفاعه 88.7 مترًا ، ويمكنه بسهولة إيقاف 13 طائرة بوينج 737.

ليس ذلك فحسب ، بل يوجد أيضًا أقوى "قلب" للطاقة الكهرومائية في العالم - وحدة لتوليد الطاقة الكهرومائية بسعة واحدة تبلغ مليون كيلوواط. تم تصميمها وبناؤها بالكامل من قبل الصينيين ، وطالما أن إحدى هذه الوحدات تعمل بكامل طاقتها لمدة ساعة واحدة ، يمكنها تلبية استهلاك الكهرباء لأكثر من 1000 شخص على مدار العام.

بشكل عام ، كلما زادت سعة الوحدة لوحدة التوليد المائي ، زادت الكفاءة. المولد المائي في Baihetan بقدرة مليون كيلووات يتمتع بكفاءة تحويل قصوى للطاقة تصل إلى 96.7٪ ، ويمكن القول أن كل قطرة ماء تستخدم إلى أقصى الحدود. في منتصف التسعينيات ، كانت وحدات التوليد الكهرمائية الصينية المبنية ذاتيًا تتمتع بقدرة قصوى للوحدة المفردة تبلغ 300 ألف كيلوواط فقط. انتهزنا فرصة مشروع الخوانق الثلاثة ، وحققنا أخيرًا قفزة كبيرة بلغت 700000 كيلو وات.

اليوم ، من 770.000 كيلوواط من محطة Xiluodu للطاقة الكهرومائية ، إلى 800.000 كيلووات من محطة Xiangjiaba للطاقة الكهرومائية ، من 850.000 كيلووات من محطة Wudongde للطاقة الكهرومائية ، إلى 1 مليون كيلووات من محطة Baihetan للطاقة الكهرومائية ، تشهد هذه المحطات الأربع للطاقة الكهرومائية الفائقة الواقعة على نهر جينشا أيضًا ترقية الصين. وحدات الطاقة الكهرومائية.

عند اكتمال محطة بايهيتان للطاقة الكهرومائية بالكامل ، يمكن أن تولد أكثر من 62 مليار كيلووات ساعة من الكهرباء النظيفة كل عام. في ذلك الوقت ، سوف يعبرون الجبال والوديان في الجنوب الغربي ، ويرسلونهم إلى شرق الصين ، الذي يبعد حوالي 2000 كيلومتر ، عبر خطوط نقل عالية الجهد على جميع المستويات ، ويضخون طاقة جديدة في شبكة رائعة من "الغرب- إلى الشرق لنقل الطاقة ".

بهذه الطريقة ، قمنا ببناء محطات الطاقة الكهرومائية الفائقة هذه في الأماكن التي بها موارد الطاقة الكهرومائية الأكثر وفرة في العالم. بالنظر إلى البلد بأكمله ، يمكن لعشرات الآلاف من محطات الطاقة الكهرومائية التي تقف على الأنهار ، والتي تعمل على مدار الساعة مثل مياه النهر المتدفقة ، أن تزودنا بأكثر من تريليون كيلوواط / ساعة من الكهرباء النظيفة كل عام ، وهو ما يعادل التوفير 430 مليون طن من الفحم المعياري 1.12 مليار طن من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون.

من محطة شيلونجبا للطاقة الكهرومائية بسعة مركبة 480 كيلووات فقط ، إلى محطة الخوانق الثلاثة للطاقة الكهرومائية بسعة مركبة 22.5 مليون كيلووات ، ثم إلى محطة بايهيتان للطاقة الكهرومائية بأكبر سعة آلة واحدة في العالم ، سدًا تلو الآخر ، محطة لتوليد الكهرباء واحدة تلو الأخرى ، كل جيل من أقدام البناة ترتفع على الأرض.

ولهذا السبب بالتحديد يمكننا اليوم استخدام هدايا هذا الجبل والنهر لإضاءة آلاف المنازل في الصين ، لدعم الموجة المتجددة من التحديث ، وخلق مستقبل مشرق مليء بالأمل.Editor/Ma Xue