 |
| الشبكة الكهربائية |
I. تقديم عام حول الشبكة الكهربائية
تلعب الشبكة الكهربائية دورًا حيويًا في حياتنا اليومية، إذ يعتمد عليها كمنظومة أساسية لنقل الطاقة الكهربائية من مصادر الإنتاج إلى المستهلك، وسواء كان هذا الأخير عبارة عن منازل أو مصانع أو مؤسسات عامة. ولضمان استمرارية الإمداد الكهربائي بأعلى درجات الأمان والكفاءة، فإن الشبكة تعتمد على مبدأ التوازن الدائم بين كمية الطاقة المنتجة والمستهلكة.
1. إنتاج الطاقة الكهربائية
تبدأ عملية إنتاج الطاقة الكهربائية بتحويل أنواع متعددة من الطاقة إلى طاقة كهربائية، حيث تمر هذه الطاقات بسلسلة من التحولات عبر مراحل حرارية وميكانيكية، وتتحول بعد ذلك إلى طاقة كهربائية تُستخدم في تشغيل مختلف الأجهزة مثل الإضاءة والتدفئة وتشغيل الأجهزة الإلكترونية. ومن بين هذه الطاقات ما يلي:
- الطاقة الحرارية: مثل الفحم والوقود الأحفوري.
- الطاقة المائية: مستمدة من قوة المياه قي الشلالات والسدود.
- الطاقة الشمسية: عبر استخدام الألواح الكهروضوئية.
2. النقل والتوزيع
تُستخدم عدة أنواع من تقنيات النقل وتوزيع الكهرباء، حيث تختلف باختلاف نوع محطة الإنتاج ووسيلة النقل المستخدمة (خطوط هوائية أو كابلات أرضية) إضافة إلى نوع التيار الكهربائي (مستمر أو متناوب، أحادي أو ثلاثي الطور).
وللحيلولة دون فقدان الطاقة الناتج عن مقاومة الأسلاك يتم نقل الكهرباء عبر جهد عالي أو عالي جدا، حيث تساعد الزيادة في الجهد على تقليل شدة التيار وبالتالي خفض خسائر جول التي تزداد بمربع التيار. وبعد النقل يتم خفض الجهد تدريجيًا إلى مستويات مناسبة للاستخدام النهائي.
تتميز الشبكات الكهربائية بتردد ثابت للتيار المتناوب، وهو 50 هرتز في أوروبا والمغرب العربي، و60 هرتز في أمريكا الشمالية،وذلك لضمان توافق الأجهزة مع المصدر الكهربائي.
3. مستويات الجهد حسب المعايير الدولية
- معيار IEC (اللجنة الكهروتقنية الدولية):
| المجال | الاختصار | مجال الجهد (فولت) | القيم الشائعة |
|---|---|---|---|
| الجهد المنخفض | BT | من 100 إلى 1000 فولت | 400 - 690 - 1000 |
| الجهد المتوسط | MT | من 1 إلى 35 ك فولت | 3.3 - 6.6 - 11 - 22 - 33 |
| الجهد العالي | HT | من 35 إلى 230 ك فولت | 45 - 66 - 110 - 132 - 150 - 220 |
- معيار فرنسي NF C 15-100:
| المجال | الجهد المتناوب (V) | القيم الشائعة |
|---|---|---|
| الجهد المنخفض جدًا (TBT) | أقل أو يساوي 50 فولت | 12 - 24 - 48 |
| الجهد المنخفض (BTA) | من 50 إلى 500 فولت | 230 - 400 |
| الجهد المتوسط A (BTB) | من 500 إلى 1000 فولت | 690 |
| HTA2 | من 1 إلى 40 ك فولت | 5.5 - 6.6 - 10 - 15 - 20 - 33 |
| HTA2 | من 40 إلى 50 ك فولت | 40.5 |
| HTB1 | من 50 إلى 130 ك فولت | 63 - 90 |
| الجهد العالي B (HTB2) | من 130 إلى 350 ك فولت | - |
| HTB3 | من 350 إلى 500 ك فولت | 400 |
4. حالة المغرب
تعتمد شبكة النقل الكبرى في المغرب بشكل رئيسي على خطوط بجهد 400 كيلو فولت و225 كيلو فولت، وتديرها المؤسسة الوطنية لتشغيل النظام الكهربائي (Dispatching National - DN). كما تُستخدم خطوط 60 كيلو فولت في الشبكات الجهوية للتوزيع، أما شبكات التوزيع المحلية التي تغذي المستهلكين فتستخدم خطوط 22 كيلو فولت و400 فولت.
II. الخطوط الكهربائية
تشكل الخطوط الكهربائية الدعامة الأساسية في نقل الكهرباء، وتتكون أساسا من أبراج داعمة ونواقل إضافة الى العوازل، بحيث تضمن سلامة وكفاءة النقل.1. أنواع الخطوط حسب الوظيفة:
- خطوط النقل الكبير.
- خطوط الربط بين المحطات.
- خطوط التوزيع الإقليمي.
- خطوط التوزيع للمستهلكين.
- حسب الموقع: خطوط هوائية.
- خطوط أرضية (كابلات).
2. مكونات الخط الكهربائي
1.2. الدعامات (الأبراج)
تُصمم الأبراج للحفاظ على النواقل على ارتفاع آمن فوق الأرض والعوائق المحيطة، كما تساهم في ضمان سلامة الأشخاص والمنشآت. ويختلف شكل الأبراج حسب الجهد والمسافة الفاصلة بينها.
الأبراج الكهربائية
2.2. النواقل (الكابلات)
تتكون النواقل (الكابلات) من عدة أسلاك مستديرة عارية ملفوفة معا. وتصنع عادة من الألمنيوم النقي أو سبائكه نظرا لانخفاض مقاومتها الكهربائية وخفة وزنها، مع استخدام النحاس في بعض الخطوط القديمة.
3.2. كابلات الحماية (Câbles de garde)
تُركب كابلات الحماية فوق النواقل وهي غير مصممة لنقل التيار، بل تساهم في حماية الخطوط من الصواعق. وتحتوي على نواة من الصلب مغلفة بخيوط من الألمنيوم، كم أن بعض الأنواع تكون مزودة بألياف ضوئية للاتصالات.
4.2. العوازل
تُستخدم العوازل لعزل الكابلات عن الأجزاء المعدنية المكونة للأبراج، حيث تمنع مرور التيار إلى الأبراج وتثبت الكابلات في مكانها. وتُركب عادة على شكل سلاسل يزداد عددها وطولها مع ارتفاع الجهد.
العوازل الكهربائية
III. أهمية الشبكة الكهربائية
تُعد الشبكة الكهربائية دعامة أساسية في التنمية الاقتصادية والاجتماعية، فهي ركيزة لا غنى عنها في دعم الصناعات والخدمات الحديثة. ومع تطور مصادر الطاقة المتجددة يبرز تحدي جديد يتمثل في تحديث الشبكات لتصبح أكثر ذكاءً ومرونة وقادرة على استيعاب الطاقات المتغيرة وضمان توازن مستدام بين العرض والطلب.
يُتوقع أن تساهم الشبكات الذكية في تحسين الكفاءة وتقليل الخسائر، إضافة إلى تعزيز دور المستهلكين كمشاركين فاعلين في إدارة الطاقة، عبر تقنيات متطورة مثل تخزين الطاقة والعدادات الذكية.
خاتمة
تُظهر الشبكة الكهربائية اليوم تطورًا مستمرًا يتماشى مع متطلبات العصر الحديث، إذ تتحول تدريجيًا من بنية تقليدية إلى نظام ذكي يستجيب لتحديات الاستدامة والطاقة المتجددة. ويبقى الاستثمار في تطوير هذه الشبكات ركيزة أساسية لضمان إمداد مستدام وموثوق للطاقة الكهربائية، مما يساهم في رفاهية المجتمعات ودعم النمو الاقتصادي.