تأثر محطات التوليد على البيئة والانسان

المقدمة:

يرتكز التخطيط الكهربائي على التنبؤ بالأحمال المستقبلية وكل ما يضمن أداء المنظومة بدرجة مرضية. إلا أنه لم يؤخذ بعين الاعتبار فى التخطيطالكهربائي التلوث البيئي الناجم عن وجود المنظومة الكهربائية بالرغم من البحث الدقيق الذي تم بخصوص أثر التلوث البيئي - الناتج عن الأتربة والأملاح العالقة بالجو - على المنظومة الكهربائية. فنجد فى هذا الخصوص أن الدراسات انطلقت بدءاً من أثر التلوث البيئي على خطوط النقل عموماً[1] ودخلت فى التفصيلات بدءاً من أثر التلوث على أداء العوازل [2] [3] [4] [5] إلى أثر التلوث على الموصلات [9] [10] [14] وكذلك الأبراج [1].

وفى الجماهيرية الليبية كان هناك اهتمام واضح فى هذا الخصوص وبناءً عليه تم إنشاء محطات لاختبار شدة التلوث ومعرفة ما قد يسببه من أثر سلبي على أداء خطوط النقل والعوازل والأبراج [13].

وإن كان هناك من دراسة لتأثير المنظومة الكهربائية على البيئة فتكاد تنحصر فيما تحدثه محطات التوليد من تلويث للجو بسبب ما تنفثه من دخان ورماد متطاير [11][12][17]. أضف إلى ذلك ما تسببه أبراج التبريد بمحطات التوليد من ارتفاع فى درجة حرارة مياه البحر وماينعكس سلباً على البيئة البحرية.

فى هذه الورقة نحن بصدد الكشف عن بعض الجوانب التي تمثل الصورة غير المرضي عنها فى مجال الهندسة الكهربائية، ففى وجهة نظر الباحث أنه من المهم جداً طرح مسألة الأثر السلبي البيئي لاستخدام الكهرباء ومناقشتها واقتراح الحلول الناجحة والمناسبة لها. كما وأن مراجعة المقاييس والمعايير لكل ما يرتبط بتوليد ونقل وتوزيع الكهرباء سيكون من الخطوات المهمة فى طريق التخفيف من الأثر السلبي للكهرباء، ومن هنا نستطيع أن نضمن إلى حد ما تخطيطاً كهربائياً ينطلق من أرضية صلبة وبأقل الأضرار البيئية.

هناك العديد من المواضيع البيئية التي من الممكن أن تكون جديرة بالدراسة كنتيجة وانعكاس لوجود محطات التوليد ومحطات التحويل الكهربائية:

1. الآثار الصحية على الانسان.

2. الانعكاسات الاقتصادية والاجتماعية.

3. منظر الأرض.

4. الانعكاسات على البيئة النباتية والحيوانية.

5. المياه والتربة والهواء.

6. الطقس.

7. الآثار القديمة.

8. التقاليد الثقافية.

الضجيج والاهتزاز

التلوث السمعي

من مصادر الضجيج بمحطات التحويل، القواطع والفواصل وأجهزة التنبيه، وهذه تكون فى العادة لفترة قصيرة ولا تشكل مصدراً للانزعاج واللوم، أما بالنسبة للمولدات الكهربائية فأينما وجدت فهي مصدر إزعاج وخاصةً بمحطات التوليد، بل إن التعامل معها عن قرب سواء بالتوربينات أو المولدات سيعكس على الجسم اهتزازات إذا تعدت حدوداً معينة كان لها أثر سلبي مباشر على صحة الانسان.

حدة الضجيج الصادر عن حركة بعض الآليات والمواقع الكهربائية وعلى بعد ثلاثة أقدام تم استقاؤها من مفكرة الهندسة الكيميائية

(Chemical Engineering Plant Note Book) والمنشورة بالمصدر [15] وهى على النحو التالي:

الجدول (1) يوضح تقديرات لمستوى الضجيج لمعدات بمحطات التحويل والتوليد الكهربائية [15].

باختلاف مستوى الضجيج تتغير المدة المسموح بها للتعرض لهذا الوسط فعدد الساعات المسموح بها فى وسط ضجيجي فى اليوم يقل بزيادة مستوى الضجيج ببيئة العمل، وعلى هذا النحو حددت التشريعات الصوتية بالمصانع الأمريكية عدد الساعات المسموح بها تحت ضروف ضجيج مختلفة كما هو موضح فى الجدول رقم (2).

الجداول (2) العلاقة بين مستوى الضجيج وعدد ساعات العمل المسموح بها بالمصانع الامريكية [ 15 ] .

بالطبع لايكفي أن توجد معايير لمستوى الضجيج إذا لم تتم الاستفادة منها فى التخطيط المستقبلي للإنجازات الكهربائية والحث على ضمان أن يكون مستوى الضجيج أقل ما يمكن. يجب أن يكون هناك أيضاً حرص على ألا يتجاوز مستوى الضجيج ما هو مسموح به للمعدات والآلات الكهربائية- سواءُ بمحطات التحويل أم التوليد-حسب ما حددته المقاييس والمعايير العالمية.

التلوث بالاهتزاز

التلوث لضجيج نتيجة حركة الآلات الدوارة يتحول إلى اهتزازات عنيفة إذا تجاوزت الحد، فحركة الدوران، إضافة إلى التلوث السمعي، تحدث أيضاً اهتزازاً بجسم الانسان له مؤثرات فسيولوجية وسيكولوجية. توجد تقديرات عالمية للمستوى الذي تصل إليه قدرة الجسم على تحمل الاهتزازات (الأفقية والعمودية) والمدى الأوسع لذلك، وتجاوز هذه الحدود سيؤدي إلى إعياء واضح ونقص فى القدرة الإنتاجية بالنسبة لأغلب العمال. كذلك الاهتزازات على اليد والساعد تنتج عنها أضرار فيزيائية عندما يكون مستوى الاهتزازات مرتفعاً ومتكرراً على المكان الذي تعرض للاهتزاز [16].

التشويش اللاسلكي

يحدث التشويش اللاسلكي نتيجة التفريغ الجزئي Partial Discharges P.D. أو الهالة Corona.كذلك يكون نتيجة التفريغ الكامل بين الفجوات. التيار الذي يسرى فى التفريغ الهالي يحتوي على مركبات ذرات القدرة، وقد يحدث هذا التداخل بواسطة الحث المغناطيسي Electromagnetic induction أو الحث الكهروستاتيكي Electrostatic induction  نظراً لوجود المحاثة المتبادلة Mutual inductance بين موصلات خط القدرة وخطوط الهاتف فينتج عن ذلك سريان تيارات تتداخل مع التيارات الأصلية السارية فى خطوط الهاتف قد يصل إلى درجة يصبح معها استعمال أجهزة الهاتف خطراً، التشويش اللاسلكي بمحطات التحويل الكهربائية يتضمن أيضاً التالي:

1. عمليات الفصل.

2. الشرارة بالأجزاء المعطوبة مثل، عطب بمغير اللفائف Tap Changer بالمحول.

التلوث بالزيوت

من السهل جداً حدوث تلوث بيئي بالزيوت نتيجة انشراخ بإحدى جدران صفيحة لمحولات القدرة، فنجد أن المحولات الكبيرة تحتوى على كمية هائلة تصل إلى حوالي 50000 لتر من الزيت العازل، وعادة ما يحدث انسكاب الزيت من المحولات - كمشكلة بيئية نتيجة لسببين:

1. خطأ فى المناولة.

2. عطل بالمحول ينتج عنه تمزق بجدران المحول فينسكب الزيت.

هذان السببان من الممكن أن ينطبقا على القواطع الزيتية، إلا أن الزيت بالقواطع الزيتية وخاصة الحديثة منها تكون كميته قليلة.

 التلوث بغاز سادس فلوريد الكبريت SF6

التقديرات المسجلة حتى سنة 1996 للمنتوج العالمي لغاز SF₆  تفيد بأن القدرة الانتاجية فى السنة تصل إلى حوالي 8000 طن متري، ونتيجة لثقله بالنسبة إلى الهواء فيجب على العاملين بمحطات التحويل أن يكونوا على إلمام تام بهذه الخاصية ليأخذوا حذرهم عند تواجدهم بخنادق الموصلات الأرضية، والأنفاق، والسلالم حيث تسنح فرصة تجمع الغاز وطرده للهواء، مما قد يسبب الاختناق.

فتصميم المباني التى تحوي على غاز  SF₆  يجب أن يتوفر بها مجال للتهوية الطبيعية أو التهوية الصناعية بواسطة مراوح كهربائية يتم تشغيلها بعد تحسس جهاز كاشف خاص لتسرب غاز  SF₆  ، هذه الأيام نسمع بتصريحات وكالات البيئة العالمية بأن غاز  SF₆  يسهم فى ظاهرة البيوت الزجاجية (الاحتباس الحراري) وكذلك احتمالية تأثيره على طبقة الأوزون وإن كان هذا التأثير ضئيلاً جداً بالمقارنة مع غيره من الغازات الأخرى [21]. كذلك هناك تأثير على صحة الإنسان نتيجة المركبات by-products التى تتحلل من الغاز بسبب الانفراغات التى تحصل بأنظمة إطفاء الشرارة أو العزل بغاز  [22] SF₆  .