تُستخدم أنظمة الطاقة التي تعمل بالطاقة الكهربائية الكهرباء من الشبكة لتشغيل ضخ المياه أو النقل أو المعالجة، فهي مصدر طاقة مناسب لجميع مراحل حالة الطوارئ، ولكنه قد لا يكون متاحًا دائمًا (على سبيل المثال في المرحلة الشديدة بعد كارثة طبيعية).

على نطاق محلي صغير، الكهرباء التي تنتجها مجموعة من الألواح الشمسية (يُرجي الرجوع إلى S.10 ) أو مولد ديزل واحد (يُرجي الرجوع إلى S.12 ) يمكنه تشغيل نظام مياه بسيط، مثل مضخة في بئر التنقيب. وعادةً ما يتم إنتاج الكهرباء على نطاق أوسع على نحو مركزي وتغذيتها في خطوط النقل. وفي حين أنه لا يزال من الممكن إنتاج هذه الكهرباء باستخدام مجموعة من مولدات الديزل أو وسائل أخرى (مثل الطاقة الشمسية أو الرياح أو الطاقة الكهرومائية)، فإن مرحلة التشغيل والصيانة تكون مركزية وتتم تغذية الطاقة في شبكة لاستخدامها على مساحة واسعة.

اعتبارات التصميم

بالنسبة لإمدادات المياه، تُستخدم الطاقة الكهربائية في الغالب للضخ، على الرغم من إمكانية استخدامها أيضًا في عمليات أخرى، مثل معالجة المياه (يُرجي الرجوع إلى الفصل T) الاعتبارات الرئيسية لتصميم يعمل بالطاقة الكهربائية تتعلق أنظمة الطاقة بما إذا كان الإمداد المطلوب هو التيار المباشر (DC) أو التيار المتردد (AC)، وبالنسبة للأخير سواء كان أحادي أو ثلاثي المراحل، ويمكن استخدام كافة أنواع الإمداد لأنظمة المياه، ويعتمد الاختيار على السياق ومتطلبات الطاقة. فعلى سبيل المثال، توفر طاقة التيار المباشر (DC) شحنة كهربائية (تيارًا) في اتجاه واحد فقط، وهي نوع الطاقة التي تنتجها لوحة شمسية لتشغيل مضخة التيار المباشر (DC) بكفاءة. ومع ذلك، فإن إمدادات التيار المباشر (DC) محدودة بالمسافات التي يمكن أن تنقلها الطاقة دون فقدان طاقة باهظة، لذلك من المهم تغيير حجم الكابلات.

باستخدام طاقة التيار المتردد (AC)، يتغير اتجاه التيار والجهد بشكل دوري، وهو نوع الطاقة من الشبكة التي تشغل مضخات التيار المتردد (AC) المتاحة بشكل يتسم بالشيوع. وينشأ هذا التغيير في الاتجاه موجة يمكن أن يكون لها ارتفاعات مختلفة (تسمى السعة، وهي مقياس لمقدار الجهد الذي يحدث في أعلى أو أسفل كل موجة) والتردد (عدد الموجات في الثانية). بالإضافة إلى ذلك، يُطلق على عدد الموجات في أي لحظة اسم المرحلة. تُنتج مرحلة واحدة باستخدام سلك كهربائي واحد حامل للتيار لإنشاء موجة واحدة (230 فولت)، في حين يتم إنتاج ثلاث مراحل باستخدام ثلاثة أسلاك حية لتكوين ثلاث موجات في وقت واحد والتي يتم إزاحتها في الوقت المناسب (415 فولت). ويُستخدم التيار ثلاثي المراحل عند الحاجة إلى مزيد من الطاقة، مثل توفير الطاقة لخطوط النقل، وكذلك للمحركات الكبيرة والأحمال الثقيلة. التيار المتردد (AC) هو الوضع المستخدم لنقل الكهرباء عبر مسافات طويلة، حيث تُفقد طاقة أقل في النقل عند الجهد المرتفع (أكثر من 110,000 فولت). ويعني الجهد المرتفع تيارات منخفضة، وتوليد تيارات منخفضة الحرارة أقل في خط الطاقة بسبب انخفاض المقاومة. ويتم تحويل التيار المتردد (AC) من هذا الجهد العالي باستخدام محولات في الوجهة قبل استخدام الطاقة. ويمكن تخزين الطاقة باستخدام البطاريات، ولكن من الأفضل عمومًا تجنب ذلك بسبب التكلفة والعمر القصير وفقدان الطاقة المتأصل الذي يحدث في أثناء تخزين البطارية من خلال نظام ضخ جيد التصميم جنبًا إلى جنب مع التخزين المناسب.

المواد والمستلزمات

ينبغي أن يتوافق نوع الطاقة المزودة مع متطلبات تشغيل الجهاز في الموقع. فعلى سبيل المثال، سيتطلب محرك مضخة كبير بجهد 415 فولت إمدادًا ثلاثي المراحل.

القابلية للتطبيق

شبكة الكهرباء مناسبة لجميع مراحل الاستجابة، على الرغم من أنها قد لا تكون متاحة دائمًا في المرحلة القصوى إذا تأثرت خطوط الكهرباء أو محطات الطاقة أو في المناطق التي يوجد بها انقطاع متكرر وطويل للتيار الكهربائي. وللاستجابة لحالات الطوارئ وفي بعض السياقات غير الطارئة، يمكن أن تكون مصادر الطاقة البديلة خيارًا أفضل.

التشغيل والصيانة

يمكن أن تعمل المضخات الكهربائية مع القليل من الصيانة، ولكن يلزم إجراء فحوصات منتظمة للتيار والجهد والتردد للتحذير من المشاكل المحتملة. وفي حالة كون القراءات أعلى أو أقل من المعتاد، فيجب اتخاذ الخطوات المناسبة مع مزود الطاقة أو المضخة. وعندما تُنتج الكهرباء بواسطة مولد محلي، سيزداد عبء الصيانة والتكلفة بشكل كبير (يُرجي الرجوع إلى S.12 ). وينبغي تثبيت منظم الجهد لحماية النظام من الجهد المتغير وانقطاع التيار الكهربائي، وسيكون الوصول إلى مصادر الطاقة البديلة مفيدًا أيضًا في وقت انقطاع التيار الكهربائي.

الصحة والسلامة

يمكن أن تكون الكهرباء خطيرة. وينبغي أن يعمل الموظفون المدربون فقط على الإمداد بالتيار الكهربائي، ويجب اتباع جميع قواعد الصحة والسلامة المتعلقة بالكهرباء. وإذا كان العمل بعيدًا عن لوحة التوزيع، فينبغي فصل الإمداد عند العازل، ويجب إزالة الصمامات، وينبغي دائمًا افتراض اتصال الأسلاك بالتيار حتى الاختبار، ويجب أن تظل الأيدي جافة، ويجب على الجميع التحقق من انتهاء العمل وقبل إعادة التشغيل، ينبغي عزل الكابلات وتأريضها بشكل صحيح، وينبغي عدم تجاوز الصمامات وقواطع الدائرة. وفي حالة استخدام أنظمة البطاريات، ينبغي تقييد الوصول لتجنب مخاطر الصعق بالكهرباء.

التكاليف

بالإضافة إلى التكاليف لكل كيلو واط في الساعة، فإن تكاليف الصيانة الفعلية لأنظمة الشبكة الكهربائية متوسطة (0.8-1.5 دولار أمريكي للفرد/سنويًا) وقابلة للمقارنة بأنظمة الطاقة التي تعمل بالرياح S.9 . ومع ذلك، في حالة استخدام الديزل S.12 مباشرة لإنتاج الطاقة، فإن التكاليف المستمرة تكون كبيرة. وبصرف النظر عن التكاليف المالية، ينبغي مراعاة التكاليف البيئية المرتفعة من الطاقة المنتجة باستخدام مصادر غير متجددة في مرحلة التصميم عند اختيار مصدر طاقة.

الاعتبارات الاجتماعية والبيئية

تعد شبكة الكهرباء مصدرًا للطاقة وهو أمر معهود ومقبول للناس.