7 معوقات تقف أمام الخطة الوطنية لتوحيد الجهد الكهربائي

في دراسة كلية التقنية حول توحيد الجهد:

بدأ مختصون وخبراء اكاديميون بوضع الخطط والدراسات المتعلقة بتوحيد الجهود الكهربائية بالمملكة، و(اليوم) تنفرد بنشر احدى الدراسات وتوضيح آلية وخطة العمل المقترحة لتوحيد الجهد بشكل يتفادى تلك المعوقات، ويجعل من المشكلات حلولا وبميزانية قليلة جدا لا تجعل منها عائقا في التطبيق وذلك مقارنة مع دول اخرى متقدمة عمدت لتغيير جهدها الكهربائي الموحد الى 230 فولت.
واكد الدكتور محمد بن عبدالله الراجحي من كلية التقنية في دراسة حديثة عن توحيد الجهد الكهربائي في المملكة والذي اوضح ان الهدف من الدراسة هو تقديم خطة وطنية لتوحيد الجهود الكهربائية بدون تكاليف مادية حيث تم تسليط الضوء على اهمية التوحيد لتوافق النظام العالمي والمتمثل في (230 فولت) موضحا مميزاته على (127 فولت)، كما تطرق البحث للسلبيات المصاحبة لعملية الخلط في الجهود الكهربائية المطبقة في عدد من الدول ومن بينها المملكة كذلك عرض في دراسته المعوقات المتوقعة والتي تصاحب تطبيق هذا المشروع الوطني.
يعرف الجهد الكهربائي بانه تلك الكمية الفيزيائية المسببة لسريان التيار في الموصلات وهي بذلك كمية فيزيائية ترتبط بمتغيرات اخرى منها مقدار التيار ومقاومة الاسلاك الناقلة التي بدورها تعتمد على متغيرات فيزيائية اخرى منها طول السلك وسمكه ونوع مادته.. الخ. وبذلك يكتسب الجهد الكهربائي اهمية كبيرة في مواقع الانتاج للطاقة الكهربائية ومواقع الاستهلاك وما بينهما من شبكات كهربائية.
وبالنظر الى الانظمة المتوفرة عالميا نجد ان الجهود منها ما هو 100، 110، 115، 120، 127، 200، 208، 220، 230، 240، 250، 380، 400 فولت.. الخ. مما يعني وجود مدى معين من الجهود الكهربائية التي يمكن استخدامها تبعا للتطبيق (سكني، صناعي... الخ). ولكن وبنظرة اكثر تخصيصا للاستخدام المنزلي نجد ان الجهود الكهربائية المستخدمة التي تندرج تحت الجهد المنخفض يمكن تقسيمها الى مجموعتين: الاولى تتراوح بين 100 الى 130 فولت (سوف اشير اليها ب 100 فولت) والثانية تتراوح ما بين 200 الى 250 فولت (سوف اشير اليها ب 220 فولت).
وبنظرة فاحصة للعديد من دول العالم يتضح لنا ميلها الى توحيد الجهود الكهربائية فيها، فعلى سبيل المثال نجد ان دولة متقدمة صناعيا مثل اليابان تعتمد الجهد الكهربائي 100 فولت كجهد موحدا لها.
وفي دولة متقدمة مثل المملكة المتحدة تعتمد الجهد الكهربائي 230 كجهد موحد لها وفي دولة متقدمة تقنيا قبل الولايات المتحدة نجد انها تعتمد 110 فولت جهدا كهربائيا موحدا
وبنظرة شمولية لدول العالم نجد ان 70% من دول العالم تعتمد 220 فولت كجهد كهربائي موحد مما أعطاه صبغة النظام الدولي الموحد، بينما يستخدم 6% من دول العالم 110 فولت كجهد كهربائي موحد منفرد، والنسبة المتبقية من دول العالم 24% نجد انها تستخدم خليطا من الجهود الكهربائية لتغذية المساكن، ومن بين هذه الدول المملكة.
ونتيجة لاختلاف الخلفية الثقافية والوعي فقد اوضحت نتائج دراسة سابقة (1) انقسام المجتمع السعودي حول هذا الموضوع الى ثلاث شرائح:
الاولى: لا ترى ان هناك اي مشكلة في ازدواج الجهد الكهربائي المستخدم، وذلك لقلة ادراكهم لسلبيات الخلط في استخدام الجهد الكهربائي.
الثانية: تتوقع ان مشكلة الخلط في استخدام الجهد الكهربائي مشكلة عالمية وتعايشت معها دون السعي لحلها.
اما الشريحة الثالثة: فهي مدركة لمشكلة الخلط في استخدام الجهد الكهربائي، وانها مشكلة تعاني منها المملكة دون كثير من دول العالم ولكنهم لا يفكرون في دراستها ومناقشتها لاعتقادهم انه لا يمكن حلها حيث ان المشكلة تحتاج الى جهد ومبالغ طائلة.
وبسبب ذلك لم يتطرق لحل هذه المشكلة بشكل جدي مما ادى الى تفاقم المشكلة ونموها مع النمو والتطور السريع الذي شهدته وتشهده المملكة في جميع مجالات الحياة مما ادى الى افراز العديد من المشاكل الامنية والاقتصادية والتي يمكن تقسيمها الى:
اولا: مشاكل واضحة وجلية للجميع والمتمثلة في:
1 احتراق الاجهزة الكهربائية وعطلها عند توصيلها بجهد كهربائي اعلى مما صممت له يؤدي الى خسائر مادية كبيرة.
2 تعدد انواع القابسات والمقابس في المملكة الى اكثر من 16 نمطا مما يستدعي تعرية الاسلام في كثير من الحالات والذي يكون سببا رئيسيا في نشوب الحرائق وما ينتج عنه من خسائر في الارواح والممتلكات.
ثانيا: مشاكل لا يدركها الا المختصون مثل:
1 زيادة عدد الاسلاك داخل الجدران وزيادة سماكتها مما يرفع تكلفة التمديدات الكهربائية.
2 بالاضافة لكون الاسلاك المصممة لتغذية جهاز معين يعمل بجهد 220 فولت لا تصلح لتغذية جهاز مشابه يعمل ب 110 فولت، وارتكاب مثل هذه الاخطاء ربما يؤدي الى نشوب حريق بسبب ارتفاع درجة حرارة السلك تدريجيا واحتراق المادة العازلة.
3 زيادة الانبعاث الاشعاعي الكهرومغناطيسي.
توحيد الجهد: 220 او 110 فولت
يتضح ان هناك دولا قد اعتمدت 220 فولت كجهد موحد كما ان هناك دولا قد اعتمدت 110 فولت كجهد موحد. وهنا يبرز سؤال مهم: في حال اعتماد توحيد الجهد في المملكة فعلى اي جهد كهربائي سيتم التوحيد 220 او 120 فولت؟
ولاعتماد اجابة صحيحة نستعرض فيما يلي مميزات اعتماد 220 فولت كجهد موحد:
1- يعتبر استخدام الجهد 220 فولت او 230 فولت افضل أمنيا واقتصاديا من استخدام الجهد 127 فولت.
2- ليس هناك حاجة لتغيير التمديدات المغذية من المحطة الفرعية الى المساكن.
3- ليس هناك حاجة لتغيير التمديدات والتوصيلات داخل المساكن ولكن ربما تحتاج فقط لإعادة تنظيم.
4- تحقق الموافقة للنظام العالمي ودول الجوار المحيطة حيث ان 70% من دول العالم تستخدم الجهد الكهربائي 220 فولت بينما يستخدم 6% فقط الجهد الكهربائي 110 فولت بشكل منفرد.
5- وجود بعض الأجهزة التي تحتاج اصلا للجهد الكهربائي 220 او 230 فولت فقط.
6- انخفاض اسعار الأجهزة التي تستخدم الجهد الكهربائي 220 او 230 فولت نظرا لسعة انتشارها عن الأجهزة التي تستخدم 127 فولت والتي تصنع خصيصا للمملكة مما يؤدي الى ارتفاع تكلفتها.
7- انخفاض معدل هبوط الجهد الكهربائي في حالة 220 او 230 فولت عنه في حالة استخدام الجهد 127 فولت.
8- حيث ان التيار الكهربائي سوف يقل في حالة استخدام الجهد الكهربائي 220 او 230 فولت فان المجال المغناطيسي المنبعث من اسلاك التغذية الخارجية والداخلية سينخفض الى النصف تقريبا.
9- اقل تكلفة في المواد وعقود التنفيذ والصيانة ونقل الطاقة لصالح شركة الكهرباء.
ولماذا لهذه المزايا وغيرها من اهمية فقد تبنت دول متقدمة مثل فرنسا تعديل الجهد الكهربائي الموحد لديها من 110 فولت الى 230 فولت عبر عدة مراحل, الا ان اجراء مثل هذا قد كلف دولة قوية اقتصاديا مثل فرنسا ميزانية كبيرة جدا قد يتعذر على غيرها من الدول توفيرها.
وبالنظر الى الجهود الكهربائية في المملكة نجد ان لها حالة خاصة بها ربما لا يوجد انموذج عالمي مشابه تماما له ولذلك فمن الصعب تطبيق او مقارنة حالة المملكة بغيرها من الدول. وعلى سبيل المثال فيوجد في المملكة مدن تزود ب 220 فولت ثلاثة اطوار + متعادل, وفي بعض المدن 127 فولت ثلاثة اطوار + متعادل, ولذلك نجد مدنا تعرف بأنها تستخدم جهدا كهربائيا 127 فولت واخرى تعرف بأنها تستخدم 220 فولت واخرى تستخدم الاثنين معا. وبعض المدن التي تستخدم الجهد الكهربائي 220 فولت قد تكون مزودة ب 220 فولت ثلاثة اطوار + متعادل وبعضها مزودة ب 127 فولت ثلاثة اطوار + متعادل هذا بالاضافة الى انماط اخرى مختلفة.
وبذلك فإن تطبيق الجهد الكهربائي 230 فولت على جميع مدن المملكة يعتبر هدفا كبيرا ينشده الاشخاص المدركون لمزاياه, حيث انه يعتبر نقلة نوعية تخطوها المملكة في هذا المجال نحو نظام عالمي موحد اضافة لكونه سيسهم في تسهيل تبادل السلع والأجهزة الكهربائية مع دول العالم على نطاق اشمل واوسع واقل تكلفة, لهذا السبب يجب ان تذلل تلك العقبات والأعباء عن طريق طرح آلية لا تصطدم مع الامكانات المتاحة لعملية التحويل من قبل المواطن والدولة.
وعلى الرغم اننا بينا اهمية توحيد الجهد الكهربائي في المملكة وما سيترتب على الاستمرار في استخدام جهدين من اضرار أمنية وصحية واقتصادية على الفرد والمجتمع الا ان وضع آلية لتوحيد الجهد الكهربائي يجب ان تراعي الأعباء التي سوف تصاحب هذه العملية وهذه الأعباء تتمثل في الأعباء المادية والجهد المبذول لعملية التحويل والوقت المتمثل في الفترة اللازمة لإنجاز عملية التحويل. واخذا بالاعتبار لهذه المعطيات فإن آلية التنفيذ والتكاليف المصاحبة لتوحيد الجهد الكهربائي للمملكة سوف تكون مختلفة عن دول اخرى, وعليه يجب وضع دراسة خاصة ومستقلة بالمملكة تقدم حلولا منطقية للمشاكل المتوقعة.
ومن هنا تبرز اهمية هذه الورقة والتي تهدف الى تقديم خطة عمل لتوحيد الجهد الكهربائي في المملكة بدون تكاليف كما هو متوقع للمصاريف التي تتبع مثل هذا المشرع الضخم او بتكاليف تعد بسيطة اذا ما قورنت بحجم الفائدة من تطبيق هذا المشروع الوطني.
خطة العمل لهذا المشروع
وقبل البدء في طرح الخطة المقترحة تم رصد اهم المعوقات التي يمكن ان تظهر للتصدي لمثل هذا العمل الوطني الضخم فيجب ان تؤخذ بالحسبان لتفاديها والتقليل منها والاستعداد بالحلول المناسبة لها, وذلك ليصل هذا المقترح للنجاح المقصود وليرى على حيز التنفيذ, ومن اهم هذه المعوقات المتوقعة مايلي:
1- الحاجة إلى إعادة تسليك معظم المنازل حيث ان الشبكة الداخلية في معظمها صممت لتخدم 220/127 فولت.
2- الاضطرار للاستغناء عن عدد هائل من الأجهزة 127 فولت المستخدمة سابقا او شراء محولات لها مما يكلف المواطن مبالغ كبيرة, او الدولة في حالة الرغبة في التعويض.
3- خسارة ناتجة عن مخزون الأجهزة 127 فولت في مستودعات التجار.
4- الحاجة إلى تغيير عدد من محولات الضغط المتوسط الى المنخفض.
5- الحاجة الى تغيير عدادات الاستهلاك.
6- اعتراض بعض المواطنين بسبب الأعباء المالية والجهد والوقت.
7- احتمال تأجيل عملية التوحيد من قبل الدولة بسبب التكلفة المرتفعة.
الخطة المقترحة
تقوم هذه الخطة على اربع ركائز هي:
1- ايقاف المد للمشكلة (نمو المشكلة) وذلك بفرض الجهد 400/230 فولت ثلاثة اطوار + متعادل في المخططات الجديدة ولن يكون هنا اضرار على الدولة او الشركة او المواطن فجميع الإنشاءات من شبكات ومحولات ومبان سوف تؤسس على الجهد مما يقتضي ضرورة التنسيق مع جميع الجهات ذات العلاقة (مثل المكاتب الهندسية, البلديات.. الخ) لغرض هذا الامر.
2- استغلال العامل الزمني لحل المشكلة بشكل ايجابي عن طريق جعل بعض المشاكل التي سوف تنشأ عند البدء في تطبيق خطة التوحيد حلا لمشاكل اخرى كما سوف توضحه هذه الدراسة.
3- القبول مرحليا بفكرة ان الجهد 220 فولت يقوم مقام 230 فولت حيث ان الفرق لا يتجاوز 5% وهو الحد الذي تعمل به الاجهزة بكفاءة مثالية.
4- تبني خطة عدم مواجهة المشاكل دفعة واحدة، ولكن بشكل تدريجي حسب الاهمية، من اجل تذليل المشاكل ثم التغلب عليها.
خطوات تطبيق الخطة:
1- وضع عقبات في استيراد الاجهزة 127 فولت والسماح للاجهزة 230 فولت، حيث تلعب هذه الخطوة دورا حيويا في نجاح المقترح.
2- تطبيق الركيزة الاولى في آلية الحل المتمثل في ايقاف المد للمشكلة.
3- المباني الجديدة في المخططات القائمة تزود ب 127 فولت ثلاثة اطوار ولكن بدون متعادل اي ان تلك المباني سوف تستخدم الجهد 220 فولت فقط اجباريا.
4- المباني الموجودة تترك كما هي ويكون اصحابها بالخيار، اما البقاء على الوضع القديم او التحويل الى الجهد 220 فولت.
ملاحظة: اختلاف رغبات اصحاب تلك المباني سوف يكون له فوائد مهمة لانجاح الخطة.
وبالتالي:
@ لا يحق لصاحب المبنى القائم طلب تعويض اذ انه مخير بالاستمرار او التعديل.
@ تحقيق رغبة نسبة ممن يريد ان يستمر على الجهد 127 فولت وهم الذين يمتلكون اجهزة كثيرة 127 فولت فيرغبون في استهلاك العمر الافتراضي لتلك الاجهزة، او ممن يصرون على ضرورة التعامل مع الجهد 127 فولت لقلة خطورته وسهولة التعامل معه (كما يتوقعون).
@ وجود هذه النسبة ممن يرغبون في الاستمرار سوف يكون له فائدة في حل مشكلة التخلص من المخزون في مستودعات التجار - اذا لا يحق للتجار طلب التعويض.
@ امتصاص حدة الرفض للذين لا يرغبون في توحيد الجهد بسبب ما تعودوا عليه.
5- سوف تنشأ بعض المشاكل عند الاعلان عن تطبيق الخطة لكن بعض المشاكل ستكون حلا لمشاكل اخرى كما ذكرنا مثل:
@ يتوقع انخفاض سعر الأجهزة 127 فولت بسبب تحول المستهلكين الى الجهد الموحد وسيقابل هذا الانخفاض ارتفاع بسبب وجود المعوقات في الاستيراد وبقاء جزء من المستهلكين يستخدم الجهد 127 فولت.
@ يتوقع تكدس البضاعة للاجهزة 127 فولت في مستودعات التجار بسبب تحول نسبة كبيرة من المستهلكين الى الجهد الموحد، وسيقابل هذا التكدس انخفاض بسبب وجود معوقات الاستيراد وبقاء شريحة من المستهلكين يستخدمون الجهد 127 فولت.
@ مقابل نقصان الاجهزة 127 فولت بانتهاء عمرها الافتراضي ونفاذ المخزون يكون المواطنون قد ادركوا ضرورة توحيد الجهد ومميزاته المتعددة ومنها مواكبة التطور حيث ان جميع الاجهزة الجديدة تعمل على الجهد 230 فولت.
6- بعد اقتناع الساكنين في الاحياء القائمة بضرورة استخدام الجهد 220 فولت بسبب زيادة ادراكهم للفائدة وندرة المعروض من الاجهزة التي تستخدم الجهد 127 بالسوق نتيجة لمعوقات الاستيراد وزيادة استخدامها للاجهزة 230 فولت يمكن رفع الجهد 127 فولت للطور الى 133 فولت لكي يتحقق لديهم جهد 230 فولت حيث ان المحولات الى الضغط المنخفض تقبل هذا التعديل، وبذلك تنتهي المشكلة.
7- ومن المتوقع بروز الحاجة لتغيير العدادات المستخدمة لحساب الاستهلاك، عند الرغبة في توحيد الجهد، ولكن بتطبيق هذه الخطة يمكن تفادي ذلك.
ملاحظة: عند رغبة الساكن للتحول الى جهد موحد 220 فولت فلاحاجة للساكن بتبديل الاسلاك ولكنه يحتاج الى اعادة تنظيم.
الايجابيات المصاحبة لتطبيق هذا المقترح:
ولاشك ان هذه الخطة الوطنية لها ايجابيات اخرى يجب استغلالها لحل اخطاء موجودة ومنها:
1- فرض التأريض كشرط لاستلام اتمام شهادة البناء للمباني الجديدة.
2- تفعيل دور الألوان في تمديد الأسلاك.
3- فرض استخدام نمط واحد فقط من المقابس (تعتمده هيئة المواصفات والمقاييس في المملكة) للمباني الجديدة مما يظفي مسحة من التطور النوعي للمملكة في هذا الخصوص، وسد باب المشاكل الناتجة من اختلاف انماط المقابس والذي طالما عانى منه المواطنون.
4- تقليل الانبعاث الكهرومغناطيسي عند تمديد الاسلاك الخارجية والداخلية.
5- فرض استخدام القاطع في صندوق التوزيع (الطبلون) بحساس 5 - 100 ملي امبير في حالة تسريب أي تيار للأرض.
وفي حال تطبيق هذه الخطة الوطنية المقترحة والوصول الى جهد موحد 230 فولت فاننا نكون قد حققنا مواصفات الهيئة الدولية IEC والتي تنص على توحيد الجهد العالمي 230 / 400 فولت ويتردد 50 هيرتز. ولكن بالنظر لما يخص المعلومة الاخيرة المتعلقة بتوحيد التردد عند 50 هيرتز، فكما يتضح من الشكل 5 في الملحقات يتضح ان اكثر من 80% من دول العالم تستخدم التردد 50 هيرتز والنسبة الباقية من الدول تستخدم التردد 60 هيرتز، ومن هذه الدول المملكة العربية السعودية. ومما لا شك فيه ان هناك عوامل ايجابية من ان تكون المملكة ضمن الدول ذات النسبة الاكبر، ولكن عوامل سلبية اكبر تحول بينها وبين تحويل التردد الى 50 هيرتز حيث ان جميع مدن المملكة تستخدم التردد 60 هيرتز، وتبعا لذلك فان جميع المولدات والمحولات والاجهزة الكهربائية لها نفس التردد وبذلك يكون من الصعوبة بمكان التفكير في تحويل التردد لما يترتب عليه من تكلفة باهضة بالاضافة الى ان كثيرا من الاجهزة صممت لتعمل بالترددين 50 /60 هيرتز وبذلك ننصح بالاستمرار على التردد 60 هيرتز وهو الافضل لوضع المملكة، ما لم تتوافر دراسة يمكن من خلالها تحويل التردد دون خسائر.
الخلاصة:
لو بحث الانسان عن الميزات التي يمكن ان يحققها من تعدد الفولتية 127 / 220 فولت في منظور علمي واقتصادي متأن ومتجرد من الخلفيات القديمة التي يعيشها لم يجد ميزة واحدة قد تبرر استمراره في هذا الخلط الضار للجهود الكهربائية على جميع الجوانب التي تمس المواطن والمجتمع.
ولذلك تطرقت هذه الورقة لتقديم خطة وطنية مقترحة للوصول الى توحيد الجهود الكهربائية عند 230 فولت وفقا للمواصفة الدولية، واشتملت الدراسة على ميزات توحيد الجهد وسلبيات الخلط في الجهود الكهربائية. وتضمنت الخطة على ركائز وخطوات تطبيق متدرجة، اخذت بالاعتبار توفير الحلول لجميع المشكلات المتوقع بروزها لمثل هذا المشروع.
التوصيات:
1- ضرورة الإسراع في اتخاذ القرارات اللازمة لتطبيق هذه الخطة الوطنية المقترحة لتوحيد الجهد الكهربائي عند 230 فولت.
2- توعية المواطنين باهمية توحيد الجهد وفوائده العديدة عن طريق وسائل الاعلام المختلفة والجهات التعليمية وفواتير الكهرباء وغيرها من الوسائل المتاحة.
3- تكوين لجان متخصصة من الجهات ذات العلاقة لمتابعة تنفيذ هذه الخطة الوطنية المقترحة.
4- إلزام البلديات والمكاتب الهندسية والاستشارية بأخذ هذه الالية المقترحة في الحسبان للمخططات الجديدة والقائمة، كل بما يخصه كما ورد في هذه الخطة الوطنية المقترحة.
المحطات والمولدات الكهربائية بالشرقية