How Electricity Generation Really Works Practical Engineering Arabic English

How Electricity Generation Really WorksYouTube↗ IA↗(long shot)
Education 1.8M views 49.2K likes 23 Jul 2019 Show Contributors 3

Practical Engineering 4.8M subscribers United States YouTube↗

Contributed subtitles

Arabic أكسيد SA

German أكسيد SA

Spanish (Latin America) El Desa Parecido

من الصعب المبالغة في أهمية الكهرباء في عالمنا الحديث

The importance of electricity in our modern world can hardly be overstated.

ما كان رفاهية قبل مائة عام هو الآن عنصر حاسم للسلامة

What was a luxury a hundred years ago is now a critical component to the safety, prosperity,

الازدهار والرفاهية للجميع تقريبا ومع ذلك الكهرباء خلافا لضرورياتنا الجسدية الأخرى ، لا يمكننا الإمساك بها في أيدينا لا نستطيع رؤيتها بشكل مباشر ، وعادة ما يكون لدينا فقط فهم غامض من أين يأتي

and well-being of nearly everyone. And yet, electricity is so unlike our other physical necessities. We can’t hold it in our hand; We can’t see it directly; and we usually only have a vague understanding of where it comes from.

من أنا أنا جرادي وهذا عملي

Hey I’m Grady, and this is Practical Engineering.

الهندسة في حلقة اليوم نتحدث عن توليد الطاقة [موسيقى] هذا الفيديو برعاية hellofresh مجموعة الوجبات الأكثر شعبية في أمريكا أكثر عن ذلك لاحقًا جيل الموسيقى هو الخطوة الأولى للكهرباء

On today’s episode, we’re talking about power generation. This video is sponsored by Hellofresh, America’s most popular meal kit. More on that later. Generation is the first step electricity takes on its journey through the power grid, the

يأخذ في رحلته من خلال شبكة الكهرباء الجهاز الضخم الذي يسلم الطاقة لملايين الناس يومًا بعد يوم تحدثنا عن شبكة الكهرباء

gigantic machine that delivers energy to millions of people day in and day out.

في فيديو سابق ولكن هناك نقطة حاسمة تستحق التكرار

We talked about the power grid in a previous video, but there’s one crucial point that’s

انها نظام توصيل الطاقة في الوقت الحقيقي تتحرك الكهرباء بسرعة تقريبا توافر الضوء والحالية لتخزين الطاقة على نطاق واسع لا يكاد يذكر

worth repeating: it is a real-time energy delivery system. Electricity moves at nearly the speed of light, and current availability of large-scale energy storage is negligible.

يعني أن الطاقة يتم توليدها ونقلها وإمدادها كلها في

That means that power is generated, transported, supplied, and used all in the exact same moment.

بالضبط نفس اللحظة التي تدور فيها الطاقة من خلال أسلاك منزلك أو مكتبك كان شعاع من أشعة الشمس على لوحة شمسية ذرة من اليورانيوم أو على الأرجح قليلا من الفحم أو الغاز الطبيعي والمراجل البخارية منذ مللي ثانية فقط بسبب

The energy coursing through the wires of your home or office was a ray of sunshine on a solar panel, an atom of Uranium, or most likely, a bit of coal or natural gas in a steam boiler only milliseconds ago.

قوانين الديناميكا الحرارية كل الكهرباء لدينا تبدأ كنوع آخر من

Because of the laws of thermodynamics, all our electricity starts as some other kind

الطاقة التي تعني جميع طرقنا لتوليد الكهرباء هي مجرد طرق خيالية

of energy, which means all of our ways to generate electricity are just fancy ways of

لتحويل نوع واحد من الطاقة إلى نوع آخر وفي معظم الحالات نوع

converting one type of energy to another.

الطاقة التي يتم تحويلها إلى الكهرباء هي الحرارة نلقي نظرة على أي من مختلف

And in most cases, the type of energy being converted to electricity is heat.

مخططات دائرية توضح انهيار إنتاج الطاقة العالمي سترى ذلك

Take a look at any of the various pie charts showing the breakdown of global energy production.

الغالبية العظمى من الأساليب التي نستخدمها لتوليد الطاقة هي في الأساس عادلة

You’ll see that the vast majority of methods we use to generate power are essentially just

طرق مختلفة للحصول على الماء الساخن حقا العديد من محطات الطاقة الحرارية كما هم يسمى استخدام الوقود الأحفوري مثل الفحم أو الغاز الطبيعي في الفرن لتوليدها

different ways of getting water really hot. Many thermal power plants (as they’re called) use fossil fuels like coal or natural gas

تبخير هذا النوع من النباتات لها عيوب واضحة في الإنتاج كميات هائلة من ثاني أكسيد الكربون كمنتج ثانوي غاز الدفيئة مسؤولة إلى حد كبير عن الارتفاع المستمر في متوسط درجة الحرارة يُعرف مناخ الأرض أيضًا باسم الاحترار العالمي في الواقع إنتاج الكهرباء

in a furnace to generate steam. These types of plants have the obvious disadvantage of producing tremendous amounts of carbon dioxide as a by-product, a greenhouse gas that’s largely responsible for the ongoing rise in the average temperature of the Earth's climate, also known as global warming.

يشكلون حوالي 1/3 من إجمالي انبعاثات غازات الدفيئة العالمية لحسن الحظ هناك

In fact, electricity production makes up about a third of total greenhouse gas emissions.

هي طرق أخرى لتوليد كميات كبيرة من البخار لا تعتمد عليها

Luckily, there are other ways to generate large quantities of steam that don’t rely

الوقود الأحفوري بعض المصانع تستخدم انشطار العناصر المشعة والنووية

on fossil fuels. Some plants use the fission of radioactive elements in a nuclear reactor as a source

المفاعل كمصدر للحرارة يمكن لبعض أجزاء العالم استخدام الطاقة الحرارية الأرضية الحرارة من داخل قشرة الأرض يمكننا حتى استخدام أشعة المرايا تركيز ضوء الشمس وخلق حرارة كافية

of heat. Some parts of the world can use geothermal energy, heat from inside the earth’s crust. We can even use arrays of mirrors to concentrate sunlight and create enough heat to run a boiler.

في غلاية لكن أبعد من تلك الخطوة الأولى ، تعد محطات الطاقة الحرارية إلى حد كبير

But beyond that first step, thermal power stations are pretty much all the same.

كل نفس بمجرد إنشاء البخار يمر عبر التوربين الذي

Once the steam is created, it passes through a turbine which converts the thermal energy

يحول الطاقة الحرارية إلى طاقة دورانية

into rotational energy.

إلى جانب الدوار الذي هو الجزء الذي يدور من مولد التيار المتردد الذي يدور

The shaft of the turbine is coupled to a rotor (that’s the part that rotates) of an AC

مجموعة مغناطيسية الجزء الثابت الذي هو الجزء الذي يحتوي على مجموعة ثابتة من الملفات من سلك يسمى اللفائف حيث تمر المغناطيس على الدوار كل لف لها تولد الجهد عبر كل ملف في معظم الأماكن في العالم عدد الملفات الموجودة في الجزء الثابت هي ثلاثة لأن شبكتنا مبنية على ثلاث مراحل

generator that spins a set of magnets. The stator (that’s the part that’s stationary) has a set of coils of wire called windings. As the magnets on the rotor pass each winding, they generate a voltage across each coil. In most places in the world, the number of coils in the stator is three, because our

التيار المتناوب فائدة وجود الاتجاهات البديلة الحالية

grid is built for three-phase, alternating current.The benefit of having the current

هو أنه يجعل من السهل تصعيد أو خفض الجهد باستخدام طريقة بسيطة ميتة

alternate directions is that it makes it easy to step up or down the voltage using a dead

جهاز يسمى المحول فائدة توليد الطاقة في ثلاثة أفراد المراحل هي الحصول على إمدادات سلسة إلى حد ما من الكهرباء التي تتداخل لذلك هناك أبدا لحظة عندما تكون جميع المراحل صفرا يمكن أن يحملها العرض ثلاثي الطور ثلاث أضعاف الطاقة على ثلاثة أسلاك يمكن أن يحملها سلك إمداد أحادي الطور

simple device called a transformer. The benefit of generating power in three individual phases is getting a fairly smooth supply of electricity that overlaps so there’s never a moment when all phases are zero. A three-phase supply can also be carry three times as much power on three wires as a single-phase

on - هذا هو السبب في أن مولدات التوربينات البخارية تحتوي دائمًا على ملفات

supply can carry on two. This is why steam turbine generators almost always have coils grouped in three.

مجمعة في ثلاثة لكن البخار ليس الطريقة الوحيدة لقضاء التوربين

But, steam isn’t the only way to spin a turbine.

تستخدم الطاقة الكهرومائية المياه المتدفقة وقد شهد إنتاج طاقة الرياح طاقة هائلة

Hydroelectricity uses flowing water, and wind energy production has seen massive growth

نمو في السنوات العشر الماضية مصدر الطاقة المتجددة الآخر الذي رؤية النمو المتفجر هو الفولطاضوئية الشمسية أو تكلفة الطاقة الشمسية

in the past 10 years. The other renewable source of electricity that is seeing explosive growth is solar photovoltaic or PV.

الخلايا التي تحول الضوء مباشرة إلى كهرباء تراجعت مما يجعلها

The cost of solar cells which convert light directly into electricity has plummeted, making

من الممكن لأصحاب المنازل والشركات لتثبيتها على أسطح المنازل والعرض

it feasible even for individual homeowners and businesses to install them on rooftops

تحتاج بعض أو كل قوتها الخاصة إلى مزارع الطاقة الشمسية على نطاق واسع يصل في المناخات المشمسة لتلبية الطلب المتزايد على الكهرباء المتجددة

and supply some or all of their own power needs. Large-scale solar farms are also popping up in sunny climates to meet the growing demand for renewable electricity.

قادرة على تشغيل الشبكة مباشرة من أشعة الشمس دون المنتجات الثانوية الضارة

Being able to power the grid directly from sunlight without harmful by-products is awesome,

رائع ولكنه يأتي بتكلفة إلى جانب العيب الواضح فقط العمل خلال ساعات النهار للطاقة الشمسية الكهروضوئية لها عيب آخر على الشبكة ليس لديه أي القصور الذاتي واحدة من أكبر فوائد ربط الكثير من محطات الطاقة معًا هي اتجاه القوة للبقاء في الشبكة

but it does come at a cost. Besides the obvious disadvantage of only working during daylight hours, solar PV has another disadvantage on the grid: it doesn’t have any inertia. One of the biggest benefits of connecting lots of power plants together is the tendency

حتى خلال الأعطال والاضطرابات الموضعية ، يساعد هذا الجمود على الحفاظ على إمدادات الكهرباء موثوقة وأساسية ولكن الكهرباء لا تملك

of power to remain in motion on the grid, even during localized faults and disturbances. This inertia keeps our electricity stable and reliable.

الجمود بمفرده لا يمكنك إعطاء الإلكترونات ركلة ونأمل أن تستمر

But electricity doesn’t have inertia on its own. You can’t give the electrons a kick and hope they continue down the wires without

أسفل الأسلاك دون أي مساعدة يأتي القصور الذاتي من الدوران المادي من بين كل هذه المولدات الضخمة المترابطة ، يمكنك تخيل القوة

any help. The inertia comes from the physical rotation of all those massive interconnected generators.

شبكة كقطار يصعد القاطرات تعمل معا لحمل

You can imagine the power grid as a train going up a hill. The locomotives work together to carry the load.

تحميل للحفاظ على سرعة خنق أو عدد من القاطرات يجب أن يكون

To maintain speed, the throttle or number of locomotives needs to be adjusted to match

تعديل باستمرار لتتناسب مع حمولة القطار الذي يمثل المجموع يتغير الطلب على الطاقة باستمرار طوال اليوم الذي تعمل فيه شبكة الكهرباء

the load of the train (which represents the total power demand that is constantly changing throughout the day).

وبطريقة مشابهة للغاية ، يشعر جميع المتصلين بالطلب الكهربائي على الفور

The power grid works in a very similar way. Electrical demand is felt immediately by all the connected generators.

مولدات كل طلب إضافي يسبب حملا أكثر قليلا على كل مولد

Each additional demand causes a little more load on the every generator together, slowing

معا تباطؤ التناوب بمقدار ضئيل فقط وبالتالي تقليل تردد التيار المتردد بالمثل إذا كان توليد الكهرباء

the rotation by just a tiny amount and thus decreasing the frequency of the alternating current.

يتجاوز الطلب الذي سيسرع المولدات يمكنك رؤية هذا واضح

Similarly, if electricity generation exceeds the demand, the generators will speed up.

في محرك نموذجي بدون فرش وموصل بأسلاك بالضبط مثل ثلاث مراحل

You can see this demonstrated in a typical brushless motor which is wired exactly like

المحرك تحت أي حمل يدور المحرك بحرية ولكن إذا قمت باختصار الاتصالات معا لمحاكاة حمولة كهربائية عالية يستغرق المزيد من الطاقة لتحويل الطاقة

a three-phase generator. Under no load, the motor spins freely. But, if I short the contacts together to simulate a high electrical load, it takes much more energy to turn.

يقوم المستهلكون بتشغيل وإيقاف الأجهزة الكهربائية حسب الرغبة دون إشعار

Power consumers turn on and off electrical devices at will, with no notification to the

المرافق على الإطلاق لتجنب التقلبات في التردد يجب تعديل الجيل باستمرار لأعلى أو لأسفل لمطابقة المتطلبات الكهربائية

utilities at all. So, to avoid fluctuations in frequency, generation has to be constantly adjusted up or down to

على الشبكة تسمى هذه العملية التحميل التالي كطلب على الشبكة

match electrical demands on the grid. This process is called load following.

يزيد أو ينقص على مدار اليوم يقوم مشغلو الشبكة بإرسال التوليد

As demand on the grid increases or decreases throughout the day, grid operators dispatch

القدرة على مضاهاة العودة إلى القياس لدينا سرعة القطار يمثل شبكة تردد 50 أو 60 هيرتز حسب المكان الذي تعيش فيه كل

generation capacity to match it. Going back to our analogy, the speed of our train represents the grid frequency, 50 or 60 hertz depending on where you live.

قاطرة وكل عربة قطار مصممة للسفر بنفس الطريقة بالضبط

Every locomotive and every train car is designed to travel at exactly the same speed, and the

تعتمد سرعة واستقرار النظام بأكمله على التزامن المثالي إذا

stability of the entire system depends on perfect synchrony.

جزء واحد من القطار يبدأ بالتحرك بشكل أسرع أو أبطأ من بقية القطار

If one part of the train starts moving faster or slower than the rest of the cars, things

السيارات تسير الأمور بسرعة كبيرة وهذا هو السبب في أن الجمود مهم للغاية إن وجد

go haywire in a hurry. This is why inertia is so important.

تحدث المشكلة على سبيل المثال إذا مات أحد القاطرات القطار يكفي

If any problem occurs, for example if one of the locomotives dies, the train has enough

الجمود لإبقاء الأمور تتحرك بينما يمكن معالجة المشكلة

inertia to keep things moving while the problem can be addressed.

هذا هو السبب في أن مشغلي الشبكة يحافظون على مولدات احتياطي الغزل

It’s also why grid operators maintain spinning reserves, generators that are ready to connect

جاهزة للاتصال بالشبكة في غضون لحظة

to the grid at a moment’s notice.

وقبل توصيل المولد ببقية الشبكة يجب أن يكون

And before a generator can be connected to the rest of the grid, it needs to be synchronized

متزامنة كذلك يعني أن طور التردد والجهد يجب أن يكون تتطابق تمامًا مع طاقة الشبكة عن طريق ضبط السرعة والإثارة

as well. That means its frequency, phase, and voltage need to be matched with grid power by adjusting

المغناطيسات الكهربائية في الدوار أداة خاصة تسمى منظار التزامن يساعد في هذه العملية بمجرد أن يعطي جهاز التزامن النبات الشفاف يمكن للمشغلين إغلاق الكسارة للاتصال بالشبكة وهذا هو

the speed and excitation of the electromagnets in the rotor. A special instrument called a synchroscope helps with this process. Once the synchroscope gives the all clear, plant operators can close the breaker to connect to the grid.

تبسيط الحمل التالي وإرسال المولد ولكنه يسلط الضوء على واحد

This is a simplification of load following and generator dispatch, but it highlights

من الاختلافات الرئيسية بين الرياح والطاقة الشمسية وبقية جيلنا

one of the key differences between wind and solar and the rest of our generation capacity.

السعة إذا أردنا أن تضاء أضواءنا بشكل صحيح عندما نقلب المفتاح الذي لدينا

If we want our lights to turn on right when we flip the switch, we have to understand

لفهم أن مشغلي الشبكة يحتاجون إلى نفس الشيء الذي يتوقعه سوف تكون قدرة التوليد متاحة على موثوقية الطلب هو السائد الغرض من وجود شبكة كهرباء مترابطة في المقام الأول و

that the grid operators need the same thing: the expectation that generation capacity will be available on demand. Reliability is the overarching purpose of having an interconnected power grid in the

دمج مصادر طاقة غير موثوقة مثل عندما يعتمد ذلك على الطقس

first place, and incorporating unreliable sources of power - like wind that depends

والطاقة الشمسية المتوفرة فقط خلال نصف اليوم هي واحدة من أكبرها

on weather and solar that’s only available during half the day - is one of the biggest

التحديات التي نواجهها مع البنية التحتية الكهربائية بسبب الاحترار العالمي

challenges we face with electrical infrastructure.

يعد التحول إلى مصادر الكهرباء المتجددة أحد أهمها

Because of global warming, transitioning to renewable sources of electricity is one of

تحديات حياتنا وأعتقد أن التغلب عليها يبدأ منا جميعًا

the most important challenges of our lifetime, and I think that overcoming it starts with

أن تكون أكثر إطلاعًا ومتحمسًا لفهم أين لدينا

all of us being interested, informed, and excited about understanding where our power

تأتي القوة من هذا الفيديو الذي ترعاه مجموعة hellofresh America رقم واحد للوجبات

comes from. This video’s sponsored by Hello Fresh, America’s number one meal kit.

أنا وزوجتي نحب هذه المجموعات تمامًا ولا أعرف بالضبط ما هي ولكن شيء عن عدم الاضطرار إلى تخطيط وجبات الطعام أو التسوق بالكامل

My wife and I absolutely love these kits. I don’t know exactly what it is, but something about not having to plan the meals or do the

يغير نشاط طهي العشاء إلى هذا الشيء الممتع حقًا الذي أنظر إليه

shopping completely changes the activity of cooking dinner into this really fun thing

إلى الأمام طوال اليوم ، مرحبا الطازجة تأتي مباشرة إلى عتبة داركم مع الطازجة المكونات التي تم قياسها مسبقًا وسهلة لمتابعة بطاقات الوصفات التي نقدمها عادةً

that I look forward to all day. Hellofresh comes right to your doorstep with fresh, pre-measured ingredients and easy-to-follow recipe cards.

وجبات نباتية ولكن لديهم وصفات مصممة خصيصا لجميع أنواع الأذواق يمكنك تغيير الخيارات أو إيقاف عمليات التسليم مؤقتًا وقتما تشاء و

We usually get the vegetarian meals but they have recipes tailored to all kinds of tastes. You can switch options or pause deliveries whenever you want, and right now the price

يبدأ السعر الآن من 6.99 دولارات لكل خدمة أعتقد أنها جميلة

starts at $6.99 per serving, which is pretty reasonable for a date night.

معقول لليلة واحدة وتعلم ما هو أكثر معقولية الثمانية

And you know what’s even more reasonable?

وجبات مجانية تقدمها hellofresh للمعجبين في القناة الذين يزورون hellofresh

The 8 free meals that HelloFresh is giving to fans of the channel who visit HelloFresh.com

الهدوء والعملية الداخلية التي تبلغ قيمتها 80 دولارًا أمريكيًا عن الشهر الأول من hellofresh

and enter practical80. That’s $80 off your first month of HelloFresh.

فقط انقر على الرابط في الوصف واستخدم الكود العملي 80 عند الدفع

Just click the link in the description and use code Practical80 at checkout.

شكرًا على المشاهدة وأخبرني برأيك [موسيقى]

Thank you for watching, and let me know what you think!