1. السد والخزان (Reservoir)
يُبنى السد على مجرى نهر لتخزين المياه ورفع منسوبها، مما يخلق طاقة كامنة تُستخدم لاحقًا لتوليد الكهرباء.
2. مدخل المياه (Water Intake)
- المدخل السطحي: يُجهز بشبكة حجز خشنة (Coarse Trash Rack) لمنع دخول الأشجار والفروع والحطام إلى النظام.
- بوابة المدخل: تُستخدم لإيقاف تدفق المياه عند الحاجة لصيانة النظام.
- بوابة تصريف صغيرة: تُستخدم لتصريف التسربات من البوابة الرئيسية.
3. نفق التوجيه (Head Race Tunnel)
ينقل المياه من المدخل إلى خزان التوازن، ويُصمم لتقليل فقدان الضغط وضمان تدفق مستمر.
4. خزان التوازن (Surge Shaft)
يعمل كمخزن مؤقت لامتصاص التغيرات المفاجئة في ضغط المياه، مما يحمي النظام من الصدمات الهيدروليكية.
5. مصيدة الرمال (Sand Trap)
تُستخدم لإزالة الجسيمات الصلبة مثل الرمال من المياه قبل دخولها إلى الأنابيب، مما يقلل من التآكل في التوربينات.
6. شبكة حجز دقيقة (Fine Trash Rack)
تُزيل الحطام الأصغر حجمًا الذي قد يمر من الشبكة الخشنة، مما يحمي المعدات الدقيقة في النظام.
7. صمام العزل (Penstock Isolating Valve) مع صمام هواء
يُستخدم لإيقاف تدفق المياه في حالات الطوارئ أو الصيانة، ويُرفق بصمام هواء لمنع تكوّن فراغات هوائية داخل الأنابيب.
8. الأنبوب الضاغط (Pressure Shaft)
ينقل المياه من خزان التوازن إلى التوربين، ويُصمم لتحمل الضغوط العالية الناتجة عن ارتفاع السقوط.
9. الصمام الكروي (Spherical Valve)
يُستخدم للتحكم في تدفق المياه إلى التوربين، ويتميز بقدرته على الإغلاق السريع والفعال.
10. التوربين (Turbine)
يحول الطاقة الحركية للمياه إلى طاقة ميكانيكية، وغالبًا ما يُستخدم توربين فرانسيس في هذه الأنظمة.
11. أنبوب السحب (Draft Tube)
يُوجه المياه الخارجة من التوربين إلى مجرى التصريف، ويُصمم لتقليل فقدان الطاقة وزيادة كفاءة التوربين.
12. بوابة أنبوب السحب (Draft Tube Gate)
تُستخدم لإغلاق أنبوب السحب أثناء الصيانة أو في حالات الطوارئ.
13. خزان التوازن السفلي (Outlet Surge Shaft)
يعمل على تخفيف الصدمات الهيدروليكية في الجزء السفلي من النظام، مما يحمي البنية التحتية من الضغوط المفاجئة.
14. نفق التصريف (Tail Race Tunnel)
ينقل المياه من أنبوب السحب إلى مجرى النهر بعد استخدامها في التوربين، ويُصمم لضمان تدفق سلس وتقليل الاضطرابات.
🏗️ الترتيب العام للمحطة
يُظهر الشكل التخطيطي في المقالة الترتيب النموذجي لمحطة كهرومائية تقليدية ذات ارتفاع عالٍ، حيث تتدفق المياه من الخزان عبر المكونات المذكورة أعلاه وصولًا إلى التوربين، ثم تُعاد إلى مجرى النهر.
🔍 ملاحظات إضافية
- المدخل العميق للمياه: في بعض المحطات، يُستخدم مدخل عميق يأخذ المياه مباشرة من الخزان دون شبكة حجز، ويُصمم لتمكين تنظيم قوي لمستوى المياه في الخزان.
- مصيدة الحجارة: تُستخدم في المداخل العميقة لجمع الحجارة الناتجة عن عمليات الحفر أو الانزلاقات الأرضية، مما يحمي الأنابيب والتوربينات من التلف.
هذا الترتيب يُستخدم في العديد من المحطات الكهرومائية حول العالم، وخاصة في المناطق الجبلية ذات الارتفاعات العالية، حيث يُمكن تحقيق كفاءة عالية في توليد الكهرباء من خلال استغلال الطاقة الكامنة للمياه.
