محطة دينورويغ لتوليد الطاقة

محطة كهرباء دينورويج ( بالويلزية: Gorsaf Bŵer Dinorwig ، تنطق [ dɪˈnɔrwɪɡ ] )، والمعروفة محليًا باسم Electric Mountain ، أو Mynydd Gwefru ، هي عبارة عن مخطط لتوليد الطاقة الكهرومائية للتخزين بالضخ ، بالقرب من Dinorwig ، Llanberis في حديقة سنودونيا الوطنية في جوينيد ، شمال ويلز . يمكن للمخطط توفير طاقة قصوى تبلغ 1,728 ميجاوات ^{[ 2 ]} ولديه سعة تخزين تبلغ حوالي 9.1 جيجاوات في الساعة ( 33 تيرا جول ) .   

أُنشئت هذه المحطة في وقت كانت فيه مسؤولية توليد الكهرباء في إنجلترا وويلز تقع على عاتق مجلس توليد الكهرباء المركزي (CEGB) التابع للحكومة ؛ وذلك بهدف توفير طاقة ذروة، واستجابة سريعة للغاية، وتخزين الطاقة، والتحكم في التردد. وقد ساهمت قدرة محطة دينورويغ على الاستجابة السريعة للغاية في تقليل الحاجة إلى الاحتفاظ باحتياطي دوار في محطات الطاقة الحرارية التي تعمل جزئيًا. عند تصميم المحطة، كان مجلس توليد الكهرباء المركزي يستخدم محطات قديمة تعمل بالفحم والنفط ذات كفاءة منخفضة لتلبية ذروة الطلب.  وفي ستينيات القرن الماضي، تم إدخال مجموعات حرارية أكثر كفاءة بقدرة 500 ميغاواط، في البداية لتشغيل الأحمال الأساسية فقط. استطاعت دينورويغ تخزين الطاقة الرخيصة المنتجة ليلًا بواسطة محطات ذات تكلفة هامشية منخفضة، ثم توليدها خلال أوقات ذروة الطلب، وبالتالي إحلال محطات الطاقة ذات الكفاءة المنخفضة محل المحطات ذات الكفاءة المنخفضة خلال فترات ذروة الطلب.

كانت هناك خطط لإنشاء محطة تخزين طاقة بالضخ بالقرب من إكسمور ، لكنها لم تُنفذ. ^{[ 3 ]} مع ازدياد الاعتماد على مصادر الطاقة المتجددة كالرياح والطاقة الشمسية ، من المتوقع أن تزداد الحاجة إلى التخزين لمواجهة مشكلة انقطاع التيار الكهربائي. ^{[ 4 ] [ 5 ] [ 6 ]} في عام 2013، تمت الموافقة على إنشاء محطة تخزين طاقة بالضخ بقدرة 50 ميغاواط في غلين رونوي القريبة، في مناجم الأردواز المهجورة ، بتكلفة متوقعة تبلغ 120 مليون جنيه إسترليني. وبحلول عام 2019، وصل هذا المشروع إلى مرحلة "التصميم الهندسي التفصيلي". ^{[ 7 ]}

لا يقتصر تشغيل محطة دينورويغ على تلبية ذروة الأحمال فحسب ، بل تعمل أيضاً كاحتياطي تشغيل قصير الأجل، مما يوفر استجابة سريعة للتغيرات المفاجئة في الطلب على الطاقة أو الانقطاعات المفاجئة في محطات توليد الطاقة. في سيناريو شائع (يُعرف باسم " التقاط التلفزيون ")، يؤدي انتهاء برنامج تلفزيوني وطني شهير أو فواصل إعلانية في البرامج التلفزيونية التجارية إلى قيام ملايين المستهلكين بتشغيل الغلايات الكهربائية في غضون دقائق معدودة، مما يؤدي إلى زيادة إجمالية في الطلب تصل إلى 2800  ميغاواط. ^{[ 8 ]}

في عام 2016، أشير إلى صعوبة تحديد الجدوى المالية لتخزين الطاقة الكهرومائية بالضخ (PHES) في سوق الطاقة المفتوحة في بريطانيا. تسمح المراجحة لمشغلي أنظمة تخزين الطاقة الكهرومائية بالضخ بفرض أسعار مرتفعة للطاقة الموردة في وقت قصير عند ارتفاع الطلب، لكن الدراسات تشير إلى أن عائدات المبيعات وحدها، حتى في أوقات ذروة الطلب، لا تبرر الاستثمار الأولي؛ وتشير التوقعات لمشاريع مماثلة إلى فترة استرداد تصل إلى أربعين عامًا. مع ذلك، يحصل نظام دينورويغ لتخزين الطاقة الكهرومائية بالضخ على دخل ثابت مقابل الحفاظ على قدرة احتياطية دائمة لتنظيم التردد في حالات الطوارئ ؛ وقد بلغ هذا الدخل في عام 2016 حوالي 10.8  مليون جنيه إسترليني. ^{[ 9 ]}

أُنشئ المشروع بموجب أحكام قانون الطاقة الكهرومائية لشمال ويلز لعام 1973. وقد شُيّد في محجر دينورويك المهجور للأردواز . وللحفاظ على جمال منتزه سنودونيا الوطني ، تقع محطة توليد الطاقة في أعماق جبل إيليدير فاور ، داخل أنفاق وكهوف. بدأ المشروع عام 1974 واستغرق عشر سنوات لإنجازه بتكلفة 425  مليون جنيه إسترليني ^{[ 10 ]} ، وكان أكبر عقد هندسة مدنية تُمنحه حكومة المملكة المتحدة آنذاك. وقد تولى تنفيذ العمل تحالف شركات ألفريد ماك ألبين /براند/ زشوك . ^{[ 11 ]} كان لا بد من نقل اثني عشر مليون طن (12,000,000 طن  إنجليزي  ؛ 13,000,000 طن  أمريكي ) من الصخور من داخل الجبل، مما أدى إلى إنشاء أنفاق واسعة بما يكفي لمرور شاحنتين بسهولة، وكهف هائل يبلغ ارتفاعه 51 مترًا (167 قدمًا) ، وطوله 180 مترًا (590 قدمًا) ، وعرضه 23 مترًا (75 قدمًا) يُعرف باسم "قاعة الحفلات الموسيقية". ^{[ 12 ]}       

ترتبط محطة الطاقة بمحطة الشبكة الوطنية الفرعية في بينتير بواسطة  كابلات 400 كيلو فولت مدفونة لمسافة 10 كيلومترات تقريبًا (6 أميال) ، بدلاً من استخدام أبراج أو أعمدة نقل لنقل الكهرباء عبر منطقة ذات جمال طبيعي خلاب. 

تتألف محطة توليد الطاقة من ستة مولدات/محركات كهربائية من نوع GEC  بقدرة 300 ميجاواط لكل منها، موصولة بتوربينات عكسية من نوع فرانسيس . المولدات عبارة عن وحدات تبريد هوائي ذات عمود رأسي وأقطاب بارزة، تحتوي كل منها على 12 قطبًا كهرومغناطيسيًا يزن كل منها 10 أطنان، وتنتج جهدًا طرفيًا قدره 18 كيلوفولت؛ وتبلغ سرعة التزامن 500 دورة في الدقيقة. من وضع السكون، يمكن لمولد واحد يزن 450 طنًا أن يتزامن ويصل إلى الحمل الكامل في غضون 75 ثانية تقريبًا. عند تزامن جميع الوحدات الست ودورانها في الهواء (حيث يُطرد الماء بواسطة الهواء المضغوط وتستهلك الوحدة كمية صغيرة من الطاقة لتدوير العمود بأقصى سرعة)، يمكن الوصول إلى حمل يتراوح من صفر إلى 1800 ميجاواط في غضون 16 ثانية تقريبًا. ^{[ 13 ]} بمجرد التشغيل، وعند التدفق الكامل، يمكن للمحطة توفير الطاقة لمدة تصل إلى ست ساعات قبل نفاد الماء. ^{[ 1 ]}      

تبلغ سعة تخزين الطاقة في المحطة حوالي 9.1  جيجاواط ساعة. ^{[ 2 ]} عند ذروة الإنتاج، يتدفق الماء عبر المولدات بمعدل 390 مترًا مكعبًا (86,000 جالون إمبراطوري؛ 100,000 جالون أمريكي) في الثانية (أي ما يعادل حجم حوض سباحة بطول 25 مترًا (27 ياردة) تقريبًا في الثانية). ^{[ 14 ]} 

يُخزَّن الماء على ارتفاع 636 مترًا (2087 قدمًا) فوق مستوى سطح البحر في خزان مارشلين ماور . وعند الحاجة لتوليد الطاقة، يُضخ الماء من الخزان عبر التوربينات إلى بحيرة لين بيريس ، التي تقع على ارتفاع 100 متر تقريبًا (330 قدمًا) . ويُعاد ضخ الماء من لين بيريس إلى مارشلين ماور خلال أوقات انخفاض الطلب على الطاقة. ورغم أن عملية ضخ الماء تستهلك طاقة أكبر من الطاقة المُولَّدة أثناء ضخه، إلا أن الضخ يُجرى عادةً عندما تكون تكلفة الكهرباء أقل، بينما يُجرى التوليد عندما تكون تكلفة الكهرباء أعلى.    

تعمل المحطة بكفاءة تتراوح بين 74 و76% في المتوسط. ^{[ 15 ] [ 16 ]} وهي تلبي حاجةً أساسيةً في الشبكة من خلال الاستجابة للزيادات المفاجئة في الطلب على الكهرباء، وذلك بفضل قدرتها السريعة على توفير الطاقة عند ارتفاع الأحمال. ومن البدائل المتاحة، وجود طاقة احتياطية من محطات توليد الطاقة التقليدية التي تعمل بجزء من طاقتها (" الاحتياطي الدوار ")، وبالتالي بكفاءة أقل، مما يسمح بتشغيلها بسرعة إلى طاقتها الكاملة. وتتنافس أنواع أخرى من محطات توليد الطاقة في هذا السوق على الطاقة الاحتياطية، مثل التوربينات الغازية ومولدات الديزل لخدمة الاحتياطي في الشبكة الوطنية .

ستفيض المياه الزائدة إلى بحيرة لين بادارن، ومن ثم تُفقد من نظام الخزانات. كانت كل من بحيرتي لين بيريس ولين بادارن موطنًا أصليًا لسمك الشار القطبي ، وهو سمك نادر في المملكة المتحدة. عند بدء المشروع، نُفذت عملية إنقاذ للأسماك لنقل سمك الشار من بحيرة لين بيريس إلى بحيرات محلية أخرى مناسبة، ويُعتقد أنه نظرًا لتقلبات منسوب المياه الشديدة في بحيرة لين بيريس، فقد اختفى سمك الشار القطبي الآن من البحيرة.

تم الترويج لمحطة توليد الطاقة أيضًا كمعلم سياحي، حيث كان بإمكان الزوار القيام برحلة بحافلة صغيرة من "الجبل الكهربائي" - وهو اسم مركز الزوار القريب في لانبيريس - لمشاهدة آلية عمل المحطة؛ ^{[ 17 ] [ 16 ]} وقد زارها 132,000 شخص في عام 2015. ^{[ 18 ]} وفي عام 2021، أعلنت شركة فيرست هايدرو عن توقف الجولات السياحية داخل المحطة وإغلاق مركز الزوار، ^{[ 19 ]} ثم هدم المركز في عام 2023. ^{[ 20 ]} ومع ذلك، صرحت الشركة قائلة: "لا تزال محطة توليد الطاقة الواقعة أسفل محجر دينورويغ إنجازًا هندسيًا ذا أهمية وطنية، ونأمل في إيجاد طريقة بديلة ومجدية لعرض عملياتها في المستقبل." ^{[ 19 ]}

اعتبارًا من عام 2025، يقترب مصنع دينورويغ من نهاية عمره التشغيلي المخطط له، وقد أعلنت شركة إنجي  ، المالكة الحالية للأغلبية، عن مشروع استثماري بقيمة مليار جنيه إسترليني لاستبدال التوربينات والمصنع المرتبط بها. ^{[ 21 ]}

• التحكم في الشبكة الوطنية
• استخدام الطاقة وترشيد استهلاكها في المملكة المتحدة
• تخزين الطاقة في الشبكة
• قائمة محطات الطاقة الكهرومائية ذات التخزين بالضخ
• قائمة مشاريع تخزين الطاقة
• التكلفة النسبية للكهرباء المولدة من مصادر مختلفة

• الموقع الرسمي