| المستخلص: |
التزايد المستمر في عدد سكان الكون والتطور الصناعي والتكنولوجي أدى إلى ازدياد متسارع وملحوظ في استخدام الطاقة. وعليه توجب البحث عن طرق لتوليد الطاقة من أجل تخفيف استهلاك الوقود المسبب لتلوث البيئة. أنظمة الطاقة النظيفة ذات طبيعة متقطعة ويتحتم استخدامها بشكل مثالي إلى أنظمة تخزين، أنظمة تخزين الطاقة لها أهمية أيضا لتخفيف أحمال الكهرباء في أوقات الذروة. تهدف هذه الدراسة إلى تصميم نظام تخزين طاقة هيدروكهربائي خاص بمحطة معالجة المياه العادمة الغربية في مدينة نابلس -دير شرف، حيث تمتاز محطات تنقية المياه بالاستهلاك العالي للكهرباء تستهلك محطة التنقية في نابلس -دير شرف ما يقارب 2,261,762 kWh في السنة وقد تم تصميم نظام التخزين ليقوم بتخزين طاقة خلال ساعات النهار (10 ساعات) وتزويد المحطة بالطاقة ليلا لمدة (14 ساعة). ويتطلب ذلك وجود خزانين علوي وسفلي بسعة 24000 متر مكعب للخزان الواحد، بالإضافة إلى أنبوب بلاستيكي بطول 310 متر وقطر خارجي 630 مليمتر؛ والعنصر الأساسي في هذا النظام هو توربين منعكس (حيث يقوم بعمل المضخة والتوربين حسب الحاجة) بقدرة 563 كيلو وات. ولمعرفة آثار هذا النظام التخزينية على البيئة وتكلفته، اخترنا أن ندرس دورة الحياة لهذا النظام باستخدام أسلوب جامعة ليدن، حيث يتم تقسيم الأثار البيئية المترتبة إلى 10 أثار رئيسية. تطرقت الدارة كذلك إلى حساب التكلفة الإجمالية للنظام ومقارنته بنظام تخزين آخر ألا وهو بطاريات الرصاص الحمضية. ولتحليل دورة حياة نظام تخربن الطاقة الكهرومائية تم تقسيم مرحلة حياة النظام إلى خمس مراحل هي مرحلة الحفر، مرحلة الإنتاج، مرحلة النقل، مرحلة الصيانة ومرحلة التخلص أو التدوير. ومن ثم تقييم أثر كل مرحلة لها. وفقا لهيكلية المنظمة الدولية للمعايير (الأيزو 14040). باستخدام برنامج openLCA. وبعد دراسة هذه النظام عن طريق دورة الحياة تبين لنا النتائج التالية: أن مرحلة الإنتاج ومرحلة التخلص تعتبر الأكثر أثر على البيئة، ويتبع ذلك مرحلة الصيانة. بينما مرحلتي النقل والحفر فهي تكاد أن تكون معدومة مقارنة بما ذكر من مراحل. أما من ناحية التكلفة الاقتصادية فإن تكلفة المشروع الإنشائية قدرت ب ($651765.4). وتم حساب أيضا التكلفة السنوية للمشروع على مدى خمسين عاما -عمر النظام المفترض -ومن خلالها تم حساب سعر kWh لنجد أنها تساوي (kWh /$0.0317). ومن ناحية أخرى قد تمت المقارنة بين نظام التخزين الكهرومائي ونظام بطاريات الرصاص الحامضية. ولقد أشارت النتائج بأن نظام تخزين الطاقة الكهرومائية هو الأقل تكلفة خلال فترة حياته بواقع ($651765.4) بينما تكلفة البطاريات خلال نفس فترة الحياة تقدر ب ($ 3,077,044.2). أما من ناحية الآثار البيئية فتمت مقارنة الآثار فقط في مرحلة الإنتاج لكلا النظامين نظرا لما لهذه المرحلة من أثر واضح على البيئة. -واستندت المقارنة هنا أيضا وفقا للمنظمة الدولية للمعايير-. حيث تبين بمقارنة دورة حياة كل من النظامين في مرحلة الإنتاج: أن نظام الطاقة الكهرومائية أقل أثر في فئة الاختباس الحراري ((global warming potential وفئة الأمطار الحمضية (Acidification). بينما سجلت نسبة أعلى في تأثيرها على البيئة في فئة سمية الإنسان (human toxicity) مقارنة بنظيرتها بطاريات الرصاص الحامضية. ومن هنا فإن أنظمة تخزين الطاقة هي أنظمة مكملة لنظام الطاقة المتجددة لإمدادها بالاستمرارية طوال النهار والليل. ومن دراستنا هذه نستنتج أن نظام تخزين الطاقة الكهرومائي نظام مفيد ومجدي اقتصاديا لمحطة دير شرف نابلس حيث يسد احتياجاتها للطاقة الكهربائية. ونظرا لتوفر العوامل الجغرافية (المساحة والارتفاع والماء) فإن هذا خيار مناسب لدعم تخزين الطاقة المتجددة في هذه المحطة. وكما أنه صديق للبيئة لما له من أثر قليل في عملية الاحتباس الحراري.
|
