محطة توليد الطاقة بالغاز

أنواع محطات الطاقة الغازية

محطات الطاقة الغازية هي محطات طاقة صناعية توفر الكهرباء للاستخدام الصناعي والسكني عن طريق احتراق أنواع مختلفة من الغازات.

• محطات الطاقة الغازية ذات الدورة المركبة

  توفر محطات الطاقة الغازية ذات الدورة المركبة شكلاً أكثر كفاءة من محطات الطاقة الغازية. كما يوحي الاسم، فإن هذه المحطات تجمع بين محطة للطاقة الغازية ومحطة طاقة أخرى، الأكثر شيوعًا محطة للطاقة البخارية. تعمل محطة الطاقة الغازية ذات الدورة المركبة على احتراق الوقود لتوليد الكهرباء والحرارة. بدلاً من إهدار الحرارة، يمكن لمحطة الطاقة الغازية ذات الدورة المركبة حصاد تلك الحرارة وتوفيرها لمحطة الطاقة البخارية. ستستخدم محطة الطاقة البخارية بعد ذلك الطاقة الحرارية من الحرارة لتوليد المزيد من الكهرباء. لا يوفر هذا مصدرًا آخر للكهرباء فحسب، بل إنه يسمح أيضًا لمحطة الطاقة الغازية ذات الدورة المركبة بحفظ واستخدام الطاقة الحرارية التي كانت ستضيع.

• محطات الطاقة الغازية ذات الدورة البسيطة

  على غرار محطات الطاقة الغازية ذات الدورة المركبة، تحرق محطات الطاقة الغازية ذات الدورة البسيطة الوقود لتوليد الكهرباء من خلال استخدام التوربينات الغازية. ومع ذلك، فإن محطات الطاقة الغازية ذات الدورة البسيطة محدودة في قدرتها وكفاءتها بالاعتماد فقط على التوربينات الغازية لتحويل الطاقة من الوقود المحترق إلى طاقة كهربائية.

• محطات الطاقة الغازية حسب نوع الوقود

  بشكل عام، يتم تمييز محطات الطاقة الغازية من خلال كيفية تزويد التوربين الغازي بالوقود. على سبيل المثال، يتم تمييز محطات الطاقة التي تعمل بالغاز الطبيعي والطاقة الحيوية من خلال مصدر الوقود. تعتمد محطات الطاقة التي تعمل بالغاز الطبيعي على الغازات المشتقة من الوقود الأحفوري، بينما تعتمد محطات الطاقة التي تعمل بالطاقة الحيوية على الغازات المشتقة من المواد العضوية. تُعد محطات الطاقة التي تعمل بالطاقة الحيوية أكثر تفضيلاً في المناطق التي تحاول التحول نحو مصادر طاقة أكثر استدامة.

مواصفات وصيانة محطات الطاقة الغازية

المواصفات

فيما يلي المواصفات الرئيسية لمحطة الطاقة الغازية.

• السعة: تُشير سعة محطة الطاقة الغازية إلى ميغاواط (MW) أو جيجاوات (GW). إنها كمية الكهرباء التي تولدها المحطة. على سبيل المثال، يمكن لمحطة طاقة غازية بسعة 100 ميغاواط توليد 100 ميغاواط من الكهرباء في الساعة.
• كفاءة الوقود: تحدد كفاءة الوقود في محطة الطاقة الغازية مقدار الوقود الذي ستستهلكه. يتم الإشارة إلى الكفاءة كنسبة مئوية. على سبيل المثال، إذا كانت كفاءة الوقود في محطة طاقة غازية 45٪، فستحول 45٪ من الطاقة في الوقود إلى كهرباء.
• انبعاثات غازات الدفيئة: تُقاس انبعاثات محطات الطاقة الغازية بأطنان ثاني أكسيد الكربون (CO2). تعتمد الانبعاثات على سعة المحطة وكفاءة الوقود. تُصدر محطة طاقة غازية بسعة 100 ميغاواط وكفاءة وقود 45٪ 200,000 طن من ثاني أكسيد الكربون سنويًا.
• تقنية الاحتراق: تستخدم محطات الطاقة الغازية تقنيات احتراق مختلفة، مثل التوربين الغازي ذو الدورة المفتوحة (OCGT) والتوربين الغازي ذو الدورة المغلقة (CCGT) أو المحركات الغازية. سيعتمد تصميم المحطة على تقنية الاحتراق التي تستخدمها.
• العمر التشغيلي: يُقاس العمر التشغيلي لمحطة الطاقة الغازية بالسنوات أو الساعات. تعمل العديد من محطات الطاقة الغازية لمدة تصل إلى ثلاثين عامًا أو أكثر. يحدد العمر التشغيلي لمحطة الطاقة الغازية ما إذا كانت المحطة ستُصان أو تُفكك.

الصيانة

• الفحوصات الدورية: من الضروري إجراء فحوصات دورية لمحطة الطاقة الغازية لكشف المشكلات الصغيرة قبل أن تتحول إلى مشكلات رئيسية باهظة الثمن. يجب أن تتحقق الفحوصات من مشكلات محطات الطاقة الغازية النموذجية، مثل تآكل التوربينات الغازية ومستويات الاهتزاز وحالة المرشحات وترسبات غرفة الاحتراق وشذوذ نظام التحكم وسلامة نظام العادم ومستويات سائل التبريد والزيوت، والمزيد.
• الصيانة الوقائية: يجب على المشغلين جدولة مهام الصيانة الوقائية، مثل المعايرة واستبدال المكونات وتحسينات النظام وتحديثات البرامج والتعديلات. تتضمن المكونات الأساسية مثل الضواغط والتوربينات والحساسات فترات خدمة محددة بناءً على ساعات التشغيل.
• مراقبة الحالة: يسمح استخدام تحليل الاهتزاز لمراقبة التوربينات الغازية للمشغلين بتحديد أي علامات على تدهور المكونات قبل أن تتطور إلى مشكلات رئيسية. بالإضافة إلى ذلك، يمكن للمشغلين مراقبة معلمات الأداء الرئيسية مثل الكفاءة والانبعاثات والإخراج لتحديد أي انحرافات في وقت مبكر والتحقيق في أسبابها.
• التنظيف: يجب على المشغلين الحفاظ على نظافة المكونات الأساسية لمحطات الطاقة الغازية، مثل غرف الاحتراق والتوربينات العادمية. يمكن أن تتراكم الحطام والرواسب مع مرور الوقت وتقلل من الكفاءة والأداء.
• استخدام وقود عالي الجودة: في محطات الطاقة التي يعتمد أداءها على الوقود المستخدم، يقلل اختيار الوقود عالي الجودة من الملوثات. وهذا بدوره يقلل من التآكل ويساعد في الحفاظ على صحة المحرك.
• التدريب والتوثيق: يجب على المشغلين توثيق إجراءات الصيانة والفحوصات. السجلات ضرورية لتتبع تاريخ محطة الطاقة الغازية وتخطيط الصيانة المستقبلية. بالإضافة إلى ذلك، يجب عليهم الاستثمار في تدريب منتظم لموظفي الصيانة لضمان تحديثهم بأفضل الممارسات وأحدث التقنيات.

سيناريوهات محطات الطاقة الغازية

يمكن لمحطات الطاقة الغازية توفير الطاقة للمناطق السكنية. عادةً ما يتم توصيل محطة الطاقة الغازية السكنية بخط أنابيب الغاز. ستوفر محطة الطاقة الغازية طاقة كافية للمنطقة السكنية بأكملها. في هذه الحالة، لن تضطر المقيمين إلى دفع مبالغ إضافية نظرًا لأن الطاقة كافية للمجتمع بأكمله.

تستفيد الشركات الصغيرة أيضًا من محطات الطاقة الغازية. لن تواجه شركة تجزئة صغيرة بها محطة طاقة غازية أي انقطاع في التيار الكهربائي أو انقطاعات. ستستفيد شركات التصنيع والشركات الصناعية بشكل كبير من استخدام محطة طاقة غازية. تُعد محطات الطاقة الغازية مصدرًا رئيسيًا لتوليد الطاقة في المناطق الصناعية، خاصة تلك البعيدة عن خط أنابيب الغاز.

تُعد محطات الطاقة الغازية مناسبة للمناطق النائية والمناطق غير المتصلة بالشبكة. في مثل هذه السيناريوهات، توفر محطات الطاقة الغازية طاقة كافية للمجتمعات الريفية والمستوطنات النائية. في مثل هذه السيناريوهات، تقلل محطات الطاقة الغازية من الاعتماد على مصادر الطاقة التقليدية، مثل البترول أو الفحم.

تُعد محطات الطاقة الغازية أفضل احتياطيات لمصادر الطاقة المتجددة، مثل الرياح أو الطاقة الشمسية. وذلك لأن محطات الطاقة الغازية يمكنها توفير الطاقة بسرعة عندما تكون هناك تقلبات في إمدادات الغاز. سيناريو آخر حيث تُعد محطات الطاقة الغازية مناسبة هو أثناء الكوارث الطبيعية، مثل الأعاصير أو الزلازل. تصبح محطات الطاقة الغازية مصدرًا أساسيًا للطاقة. وذلك لأنها توفر الطاقة لفرق الاستجابة للطوارئ والمنظمات.

كيفية اختيار محطات الطاقة الغازية

يمكن لعدة اعتبارات لمحطات الطاقة الغازية مساعدة المشترين في اختيار محطة الطاقة الغازية المناسبة لاحتياجاتهم من توليد الكهرباء.

• تحليل الحمل:

  أجرِ تحليلًا مفصلاً للحمل لتحديد كمية الطاقة المطلوبة. افهم ملف تعريف الحمل، بما في ذلك طلبات الطاقة الذروة والمتوسط، بالإضافة إلى مدة الحاجة إلى الطاقة. سيساعد هذا في اختيار محطة طاقة غازية ذات سعة مناسبة.

• أنواع المحطات:

  تعرف على أنواع محطات الطاقة الغازية المختلفة. لكل منها مرونته التشغيلية وكفاءته وتقنيته الخاصة. ضع في اعتبارك عوامل مثل سرعة استجابة المحطة للتغيرات في طلب الطاقة وأهمية الحفاظ على كفاءة عالية ومستوى التعقيد التكنولوجي المطلوب للتشغيل والصيانة.

• اختيار الموقع:

  اختر موقعًا مناسبًا لمحطة الطاقة الغازية مع مراعاة توافر الغاز الطبيعي واتصال شبكة الكهرباء. ضع في الاعتبار اللوائح البيئية المحلية وتوافر الأراضي، بالإضافة إلى إمكانية معارضة الجمهور لموقع المشروع وتصميمه.

• خيارات التكلفة والتمويل:

  ضع في اعتبارك الاقتصاديات المالية للمشروع لمحطة الطاقة الغازية وقارن تكاليف رأس المال وتكاليف التشغيل لتكوينات مختلفة من المحطات. استكشف خيارات التمويل، بما في ذلك تمويل المشروع واتفاقيات شراء الطاقة والحوافز الحكومية، لتحديد الحل الأكثر جدوى اقتصاديًا للمشروع.

أسئلة وأجوبة عن محطات الطاقة الغازية

س1: ما هي المكونات الرئيسية لمحطة الطاقة الغازية؟

ج1: المكونات الأساسية لمحطة الطاقة الغازية هي التوربين الغازي والمولد ومولد البخار لاستخلاص الحرارة (HRSG) والتوربين البخاري (لمحطات الدورة المركبة) والمكثف وبرج التبريد ومولد الطاقة.

س2: ما الفرق بين محطة الطاقة الغازية ومحطة الطاقة التي تعمل بالغاز؟

ج2: تشير محطة الطاقة الغازية إلى إعداد المصنع بأكمله لتوليد الطاقة باستخدام الغاز كوقود. تقوم محطة الطاقة الغازية بتحويل الطاقة الموجودة في الغاز إلى كهرباء. محطة الطاقة التي تعمل بالغاز هي نوع من محطات الطاقة الغازية التي تستخدم بشكل خاص إشعال (احتراق) الغاز لإنتاج الطاقة. يشمل ذلك محطات الطاقة التي تعمل بالتوربينات الغازية ومحطات الطاقة التي تعمل بمحركات الاحتراق الداخلي التي تعمل بالغاز.

س3: ما هي مزايا محطات الطاقة الغازية؟

ج3: تقدم محطات الطاقة الغازية العديد من الفوائد. لديهم وقت بناء أقصر نسبيًا مقارنة بمحطات الطاقة التي تعمل بالفحم. كما أنها أكثر مرونة، مما يسمح لها بالتكيف بسرعة مع متطلبات الطاقة المتغيرة. تُصدر محطات الطاقة الغازية كميات أقل من غازات الدفيئة، مما يجعلها خيارًا أكثر نظافة مقارنة بمحطات الطاقة التي تعمل بالفحم والنفط.