المهندسة رند معن احمد<br />تحويل الطاقة الغازية إلى طاقة كهربائية: التقنيات والتطبيقات<br />يشهد العالم تزايدًا في الطلب على الطاقة الكهربائية، مما يتطلب البحث عن مصادر بديلة وفعّالة لتوليد الكهرباء. تُعد الطاقة الغازية، سواءً من الغاز الطبيعي أو الغازات الناتجة عن عمليات التصنيع والتحلل الحيوي، مصدرًا مهمًا للطاقة يمكن تحويله إلى كهرباء بكفاءة عالية. تبحث هذه الورقة العلمية في آليات تحويل الطاقة الغازية إلى طاقة كهربائية، مع التركيز على التقنيات الحديثة مثل التوربينات الغازية، خلايا الوقود، والمحركات الترددية، بالإضافة إلى التحديات والفرص المستقبلية في هذا المجال.<br />تعتبر الطاقة الغازية أحد أهم مصادر الطاقة الأولية المستخدمة في توليد الكهرباء، نظرًا لوفرة الغاز الطبيعي وتنوع مصادر الغازات القابلة للاشتعال مثل: <br />- الغاز الطبيعي الميثان أساسًا <br />- غاز التصنيع (Syngas) الناتج عن تحويل الفحم أو الكتلة الحيوية. <br />- الغاز الحيوي من مخلفات عضوية. <br />- غازات النفايات الصناعية. <br />تساهم تقنيات تحويل الطاقة الغازية إلى كهرباء في تقليل الانبعاثات الضارة مقارنةً بالوقود الأحفوري التقليدي، مما يجعلها خيارًا صديقًا للبيئة عند دمجها مع تقنيات التقاط الكربون.<br />-2 تقنيات تحويل الطاقة الغازية إلى كهرباء <br />التوربينات الغازية (Gas Turbines) <br />تعمل التوربينات الغازية على مبدأ ضغط الهواء وخلطه مع الغاز، ثم إشعاله لتدوير التوربين المتصل بمولد كهربائي. تتميز بكفاءة تصل إلى 40-60% في الدورة المركبة (Combined Cycle). <br />مميزاتها: <br />- سرعة التشغيل وقدرة عالية على التحميل. <br />- انبعاثات أقل من محطات الفحم. <br />تحدياتها: <br />- حساسية لتركيب الغاز :يجب أن يكون خاليًا من الشوائب <br />- تكاليف صيانة عالية. <br />المحركات الترددية (Reciprocating Engines) <br />تُستخدم محركات الاحتراق الداخلي التي تعمل بالغاز لتوليد الكهرباء، خاصة في المنشآت الصغيرة والمتوسطة. <br />مميزاتها: <br />- كفاءة تصل إلى 45%. <br />- مرونة في استخدام أنواع مختلفة من الغازات. <br />عيوبها: <br />- اهتزازات وضجيج عالي. <br />- انبعاثات أكاسيد النيتروجين (NOₓ) تحتاج إلى معالجة. <br />خلايا الوقود (Fuel Cells) <br />تقوم خلايا الوقود بتحويل الطاقة الكيميائية للغاز (مثل الهيدروجين المستخلص من الميثان) مباشرة إلى كهرباء عبر تفاعل كهروكيميائي. <br />أنواعها: <br />- خلايا أكسيد صلب (SOFC) – مناسبة للغاز الطبيعي. <br />- خلايا PEM (Proton Exchange Membrane) – تعمل بالهيدروجين النقي. <br />مميزاتها: <br />- كفاءة تصل إلى 60%. <br />- صامتة ولا تنتج انبعاثات مباشرة. <br />تحدياتها: <br />- تكلفة عالية. <br />- حاجة إلى غاز نقي أو معالجة مسبقة. <br />. أنظمة التوليد المشترك (CHP - Combined Heat and Power) <br />تستخدم الحرارة المهدورة من توليد الكهرباء لتدفئة المباني أو العمليات الصناعية، مما يرفع الكفاءة الإجمالية إلى 80%.<br />جامعة المستقبل الجامعة الاولى في العراق