از يک ديد کلي شاخة قدرت مهندسي برق به چه مباحثي ميپردازد؟
توليد انرژي الکتريکي، انتقال آن از نيروگاه به مراکز مصرف و توزيع آن در ميان مصرف‌کننده‌ها با کيفيت مناسب،با قابليت اطمينان مطلوب و به صورت اقتصادي موضوع تمامي مباحث علم قدرت است.
در قسمت توليد به بررسي انواع نيروگاهها و روشهاي توليد برق پرداخته ميشود.سپس انرژي الکتريکي از طريق ترانسفورماتورهاي قدرت به شبکه انتقال تحويل داده ميشود.شبکه انتقال در واقع يک مدار الکتريکي غربالي گسترده است.منظور از گسترده بودن يعني بر عکس مدار هاي الکترونيکي در آن ابعاد مدار مهم بوده و متغيرهاي الکتريکي وابسته به زمان و مکان هستند.در محل هاي گوناگون اين شبکه غربالي ترانسفورماتورهاي کاهنده قرار دارند که سطح ولتاژ را در جند مرحله کاهش داده و انرژي الکتريکي را به شبکه توزيع تحويل ميدهند.شبکه هاي توزيع برق که معمولا شعاعي هستند انرژي الکتريکي را در اختيار مصرف کنندگان گوناگون صنعتي ،تجاري ،مسکوني، کشاورزي و…قرار ميدهند.در اين شاخه به تازگي موضوع انرژي‌هاي نو وارد شده که به توليد برق به روشهايي غير مرسوم ميپردازد.نيروگاه هاي زمين گرمايي،نيروگاه هاي خورشيدي وپيل هاي سوختي از اين جمله اند. پيل‌هاي سوختي يکي از ابزارهاي جديد توليد برق هستند که به خاطر مزيات فراوان امروزه حجم عظيمي از تحقيقات اين شاخه را به خود اختصاص داده‌اند. در يک پيل سوختي هدف توليد انرژي الکتريکي از طريق ترکيب گاز هيدروژن با اکسيژن است.به طوري که از ترکيب ايندو برق DC توليد ميشود.اين برق DC توسط مبدل هاي AC/DC ميتواند به شبکه وصل شود يا دراختيار خودرو برقي قرار گيرد.
لطفاً کمي راجع به زيرشاخه‌هاي قدرت در سطح کارشناسي ارشد و دکتري توضيح دهيد.
قدرت هم‌اکنون به پنج زيرشاخه تقسيم شده است: الکترونيک قدرت، فشار قوي، سيستم‌هاي قدرت، ماشين‌هاي الکتريکي و تبديل انرژي و مديريت انرژي الکتريکي.
در زيرشاخه الکترونيک قدرت هدف اصلي در شبکه هاي توزيع بالابردن کيفيت توان (power quality) و قابليت اطمينان است. منظور از کيفيت توان اين است که يک موج سينوسي تا حد امکان بدون اعوجاج به دست مصرف کننده برسد.
در سيستم هاي انتقال ،کنترل سيلان توان اکتيو و راکتيو موضوع ديگري است که تحت عنوان FACTS(Flexhble AC Transmition System) در اين زيرشاخه مطرح شده است. در گذشته سيستم‌هاي قدرت فقط قادر به انتقال توان بودند، اما امروزه با پيشرفت الکترونيک قدرت امکان کنترل سيلان توان در مسيرهاي مورد نظر نيز ميسر شده است .کاربرد ديگر الکترونيک قدرت در جهت کنترل متغيرهاي ماشين هاي الکتريکي مانند گشتاور، سرعت، موقعيت و… است .اين زيرشاخه درواقع حلقه رابط بين گرايش قدرت با الکترونيک وکنترل است.
– فشار قوي: اين زيرشاخه رابط ميان قدرت و فيزيک است. همانطور که فيزيک الکترونيک به توجيه فيزيکي پديده‌هاي الکترونيکي در نيمه هاديها ميپردازد، در اين زيرشاخه پديده‌هاي فشار قوي مانند بروز قوس، شکست الکتريکي،رفتار عايقها و…تبيين فيزيکي پيدا مي‌کنند. البته در اين زيرشاخه پديده‌هاي فراواني نيز مثل دلائل بروز صاعقه هستند که هنوز کاملا از لحاظ فيزيکي توجيهي پيدا نکرده‌اند.
– سيستم‌هاي قدرت: در اين زيرشاخه به تحليل مداري سيستم‌هاي قدرت پرداخته ميشود. اينجا همه چيز در يک چارچوب منظم رياضي قرار مي‌گيرد و به همة سئوالات به کمک روشهاي رياضي پاسخ داده ميشود. بسياري از دانشجوياني که از رياضيات قوي برخوردارند و در درس مدارهاي الکتريکي نيز شاخص بوده اند،اين شاخه را براي ادامه تحصيل در قدرت انتخاب مي‌کنند.
– ماشين‌هاي الکتريکي و تبديل انرژي: چگونه حرکت به برق و برق به حرکت تبديل ميشود؟ معادلات ماکسول در الکترومغناطيس چگونه در اين تبديل انرژي به کار مي‌روند؟ اينها مباحثي است که در اين زيرشاخه مطرح ميشود. موضوعات اين درس در درس ماشين‌هاي الکتريکي که همة مهندسان برق بايد بگذرانند،مطرح مي شود.اهميت اين درس درحدي است که دانشجويان مهندسي مکانيک، صنايع و نساجي نيز آنرا تحت عنوان مباني مهندسي برق مي گذرانند.
– مديريت انرژي الکتريکي: اين زيرشاخه براي اولين بار در دانشگاه صنعتي اميرکبير در سطح کارشناسي ارشد قدرت تعريف و معرفي شده است. نظر به اهميت بالاي منابع انرژي و دستيابي به انرژي‌هاي نو اين گرايش به منظور تربيت متخصص براي ساماندهي به سيستم توليد و مصرف انرژي در کشور در شاخه قدرت ارائه شد.
در آينده وضعيت قدرت در کشور به چه شکل خواهد بود؟ آيا مهندسان اين رشته در بازار کار دچار مشکل نخواهند شد؟
هم‌اکنون حدود 35000 مگاوات نيروگاه نصب شده در کشور داريم که به توليد برق مي‌پردازند. طبق برآوردهاي به عمل آمده در 12-10 سال آينده به علت افزايش مصرف برق ما به 65000 مگاوات نيروگاه نياز داريم، يعني تقريباً دوبرابر چيزي که الان موجود است. تاسيس اين نيروگاهها و به دنبال آن تاسيس خطوط انتقال لازم و ساخت ترانسفورماتورها و تجهيزات گوناگون سيستم قدرت، امنيت شغلي بسيار بالايي را براي مهندسي قدرت به ارمغان مي‌آورد. از طرفي مهندسين قدرت حقوق بالاتري نسبت به ديگر مهندسان برق دريافت مي‌کنند. بنابراين وضعيت شغلي و درآمدي خوبي در انتظار مهندسي قدرت خواهد بود. گستردگي خدمات آنها باعث مي شود که حتي با دور شدن از مراکز استانها باز به خدمات آنها نيازمند باشيم.يعني امکان دارد در گرايشهاي ديگر برق در شهرستانها با بيکاري مواجه شويم. ولي در مهندسي برق- قدرت اِن موضوع اصلا مطرح نمي باشد.
نکتة ديگر صدور خدمات مهندسي قدرت ما به کشورهايي نظير سوريه، جمهوري آذربايجان، ترکيه و ارمنستان و…است. قدرت جزو معدود شاخه‌هاي مهندسي ايران است که اينگونه به صدور خدمات خود به خارج از کشور ميپردازد وانتظار ميرود با گسترش تبادلات برق با کشورهاي هم جوار عراق وافغانستان بتوانيم به بازار برق اين کشورها نيز وارد شويم.
آقاي دکتر آيا پيوستن به WTO ميتواند مشکلات صنعت ما را حل کند؟
پيوستن به Word Trade Organization WTO به صنايعي اجازة ادامة فعاليت در داخل کشور مي‌دهد که قدرت رقابت در بازار جهاني را داشته باشند. صنايعي که به کمک يارانه‌ها و کمک‌هاي جانبي بيست و پنج ساله روي پاي خود ايستاده‌اند از ميان خواهند رفت. بنابراين با توجه به سياست‌گذاري‌هاي اقتصاد جهاني پيوستن به WTO موجب پيشرفت صنايع قوي و از طرف ديگر نابودي صنايع ضعيف ما خواهد شد. به نظر من ما بايد در صنعت تخصصي شويم و اين تخصص‌ها را صنايعي که قابليت پيشرفت داريم مشخص کنيم. ورود به WTO نه تنها به صنعت قدرت ما لطمه‌اي وارد نمي‌کند بلکه موجب بهبود کيفيت آن نيز خواهدشد. از طرفي صنعت قدرت براي پيشرفت خود مجبور به استفاده از پتانسيل‌هاي تحقيقاتي دانشگاه‌هاست چون من انتظار دارم که بخش خدمات مهندسي برق قدرت در اين شرايط جديد خود را نشان دهد.
البته با توجه به اختلاف نظر بين کارشناسان و تفاوتهاي فاحش در پيش‌بيني‌ها نتيجة دقيق را گذشت زمان مشخص خواهد کرد.