أثر درجة الحرارة على استهلاك الكهرباء بالمدينة المنورة - د. حامد الخطيب ...

أثر درجة الحرارة على استهلاك الكهرباء بالمدينة المنورة

د.حامد الخطيب - أستاذ الجغرافيا الطبيعية المساعد 

بقسم الاجتماعيات بكلية المعلمين بالمدينة المنورة

  الكهرباء شكل من أشكال الطاقة تسري عبر الأسلاك والألياف ، لتضيء وتحرك الحياة على سطح المعمورة ، وما التقدم الهائل والمتسارع في الحضارة الإنسانية إلا نتيجة من نتائجها .

   فبعد حرق الخشب والزيوت للإضاءة ، غدت الكهرباء هي المصدر المسيطر على مصادر الطاقة والإنارة ، ومنذ الأزل والله جلت قدرته يوحي للإنسان بوجود هذه الطاقة عبر عدة ظاهرات طبيعية أبرزها البرق ، ولكنه سبحانه وتعالى أجل اكتشافها حتى يستطيع العقل استيعابها والسيطرة عليها.

  وقد تفاوتت أمصار الأرض في قدرتها على استخدام هذه النعمة ، كما تنوعت وسائل توليدها بعد أن اكتشف سرها ، فقد يكون مصدرها تفاعلات كيميائية بين العناصر ، أو بسبب حركة معينة تتعدد مسبباتها ، أو بالاحتكاك. ومن أبرز ميزات هذه الطاقة السرية القدرة على نقلها من مكان إلى آخر ، ولكن سبل خزنها ما زالت لا ترقى إلى مستوى استخدامها ، ولعل هذا الأمر من أبرز صفاتها.

   وأصبح استهلاك الطاقة الكهربائية أحد المؤشرات على رقي المجتمعات وتقدمها ، كما أصبحت مؤشراً مهماً يدل على النشاط البشري ، ومؤشراً آخر على تقلبات الطقس المفاجئة والمتوقعة بفعل تتابع الفصول المناخية ، فأيام العطل والأعياد الرسمية يقل استخدام الطاقة الكهربائية ، ويزداد استخدامها أيام الصيف في المناطق الحارة ، ويزداد استهلاكها أيام فصل الشتاء في المناطق الباردة ، ويزيد استهلاكها في بداية الليل مقارنة بآخره ، ويقل استهلاكها في نهاية النهار عن آخره.

   لذلك أصبحت درجة الحرارة أحد المحاور الرئيسية للتنبؤ باستهلاك الطاقة الكهربائية ، وازدادت المخاوف من زيادة الطلب على الكهرباء بعد الدراسات العديدة التي أشارت إلى ارتفاع درجة حرارة كوكب الأرض.

   ونظراً لما يسببه تسخين الأرض من أضرار على الحياة على سطح الأرض وبخاصة الأضرار البيولوجية( ) فقد عمدت الأمم المتحدة بسن قانون خاص بانبعاث الغازات الدفيئة بحيث لا يتجاوز تركزها عام 2050م التركيز الحالي لها رغم تضاعف حاجة الإنسان خلال هذه الفترة للطاقة( ) ، وبدأ الإنسان بالبحث عن بدائل نظيفة لتوليد الطاقة الكهربائية ، فلجأ إلى الرياح ، والتيارات البحرية والمد والجزر ، وحرارة مياه البحار.. وغير ذلك ، وتعددت الأبحاث المتعلقة باستحداث طرق نظيفة لتخزين الطاقة الكهربائية المولدة مصادر طبيعية (المساقط المائية ، السدود ، الرياح… وغير ذلك).. فقد استعرض (Hasanin et al., 1997) ثلاث طرق لتخزين الطاقة الكهربائية: وهي التخزين Sensible Heat storage والتخزين الكامن Latent Heat storage. والتخزين البارد Cool storage. 

   يتضح ممــــا سبق أن هناك اتجاهــــاً عاماً لارتفاع درجة حرارة سطح الأرض ، وأن المناطق المدارية وشبه المدارية ستكون الأكثر حاجة للطاقة الكهربائية؛ لاستخدامها في عملية التبريد ، أما مناطق العروض العليا فقد لا تحتاج إليها كما هو الحال في المناطق الحارة. حيث يساعد ارتفاعها على توفير الطاقة المستخدمة في عملية التبريد. وتعددت الأبحاث والدراسات التي استخدمت درجة الحرارة في التبريد بكمية الطاقة الكهربائية المطلوبة ، ومنها بعض الدراسات في المملكة العربية السعودية ، ولم تحظ منطقة المدينة المنورة بدراسة متخصصة في هذا المجال؛ لذلك فإن هذه الدراسة تهدف إلى:

1- تحديد أثر درجة الحرارة الصغرى والعظمى على استهلاك الكهرباء في المدينة المنورة.

2- تحديد أثر الرطوبة النسبية على استهلاك الكهرباء في المدينة المنورة.

3- تحديد الفترات الزمنية حسب [الساعة، اليوم، الشهر] التي يصل فيها استهلاك الكهرباء أقصاه.

4- تحديد الفترات الزمنية حسب [الساعة ، اليوم ، الشهر] التي يصل فيها استهلاك الكهرباء أدناه.

5- التوصل إلى نموذج إحصائي يمكن من خلاله التنبؤ بحاجة المدينة من الطاقة الكهربائية وفق بعض المتغيرات المناخية وبخاصة درجة الحرارة.

الدراسات السابقة

   هناك عدد من الدراسات المحلية تهدف إلى اكتشاف العلاقة بين درجة الحرارة واستهلاك الكهرباء؛ فقد نشرت مجلة عالم الصناعة في عددها الثاني عشر عام1980 مقالة للباحث تركي سلطان تحت عنوان: "التنبؤ باستهلاك الطاقة الكهربائية في المملكة" ، وخرجت هذه الدراسة بمعادلة يمكن بواسطتها التنبؤ باستهلاك الطاقة في المملكة على النحو التالي:

ص = أبس حيث إن:

ص= القيمة المحسوبة للاستهلاك خلال سنة ما.

س= السنة المقصودة – 1392هـ (وهي السنة التي استخدمت بياناتها للحصول على الثابتان أ ، ب).

أ ، ب= ثابتان وقيمتهما من خلال تطبيق المربعات الصغرى وهي:

أ= 874984 ب= 1.21

وبذلك يمكن تطبيق المعادلة على أية سنة قادمة على النحو التالي:

ص= (874984) (1.21)س [ القيمة الناتجة 1000 كيلو واط ساعة].

س= السنة المقصودة - 1392.

   كما استطاع الشعيب وزملاؤه( )الوصول إلى صيغة نموذج إحصائي يمكن بواسطته التنبؤ باحتياجات الطاقة الكهربائية خلال أسبوع ، على ضوء معرفة درجة الحرارة العظمى ودرجة الحرارة الصغرى باستخدام النموذج المعروف: (DDS) Dynamic data system methodology

على النحو التالي: P (t) = A exp (t) + Xt

حيث إن: Pt= الطلب على الطاقة الكهربائية (ميجاوات) خلال زمن معين.

A, = ثوابت قيمتها كما يلي:

A= 209.6 (درجة الحرارة العظمى) ، 109.7 (درجة الحرارة الصغرى).

= 0.0058 (درجة الحرارة العظمى) ، 0.0062 (درجة الحرارة الصغرى).

Xt= يمكن استخراجها من معادلة خاصة تتعلق بالسلسلة الزمنية الخاصة بدرجات الحرارة العظمى والصغرى.

   وقام الأستاذ محمد أحمد عجوة (2004) بدراسة عن الطاقة الكهربائية في القصيم تطرق منها إلى أثر درجة الحرارة على طلب الطاقة الكهربائية واستهلاكها في هذه المنطقة ، كما قام الأستاذ طلال عبد الكريم بكر بدراسة (1989) حول دور الطاقة الكهربائية في القاعدة الصناعية في المملكة.

   بيد أن هذه الدراسات المحلية لم ترق إلى ما وصلت إليه الدراسات الأجنبية في مجال اكتشاف العلاقة بين درجة الحرارة واستهلاك الكهرباء ، ولم تتطرق إلى أثر درجة الحرارة على استخدام الطاقة الكهربائية ، وتعد هذه الدراسة محاولة متواضعة لوضع أولى الخطوات الجادة نحو تحديد أثر درجة الحرارة في منطقة تتصف بارتفاع درجة حرارتها وجفافها على استهلاك الكهرباء.

  المدينة المنورة هي أول مدينة في المملكة عرفت الكهرباء ، عندما أضاءت المسجد النبوي الشريف بالتيار الكهربائي عام 1907هـ من مولدين أحدهما يعمل بالفحم والآخر يعمل بالكيروسين ، وقد تم تركيبهما في دار الضيافة بباب المجيدي. وكانت طاقة كل واحد منها 10 كيلو واط .

  وفي عام 1934م أضيف إليهما مولد آخر بقدرة 20 كيلو واط. وفي عام 1941م تم تركيب مولد آخر بطاقة قدرها 105 كيلو واط يعمل بالديزل ، وقد عاصر ذلك ظهور المولدات الخاصة بالموسرين( ). 

  وبعد اكتشاف النفط ، بدأت الحكومة في الاهتمام بتوليد الكهرباء بصورة أكبر ، ومع نهايات المرحلة المبكرة لتطور الطاقة الكهربائية في المملكة ، بدأت الحكومة في تكوين الشركات لتوليد الكهرباء وتوزيعها على السكان ، لتحل محل المولدات الخاصة( ). 

   ففي عام 1953م تم تركيب وحدتي توليد قدرة كل منها 400 كيلو واط في محطة التوليد الحالية بآبار علي ، وقد تم وصلها بالحرم النبوي الشريف ودار الإمارة ، وكان السـكان المقيمين بمحاذاة الناقل يأخذون الكهرباء من هذا الخط( ) ، وفي عام 1957م تم إنشاء شركة كهرباء المدينة المنورة. حيث أضيف مولدين قدرة كل منهما 850 كيلو واط ، وهي بداية إيصال التيار للسكان وقد بلغ عدد المشتركين عام 1960م نحو 2.334 مشتركاً. وفي عام 1970م ارتفع عدد المشتركين إلى 15.000 مشترك ، وفي عام 1975م وصل عددهم إلى 23.000 مشترك ، وخلال عام 1977م قامت الشركة بتشغيل محطة التوليد الثانية بطريق المطار بقدرة 160 كيلو واط ، وأسند أمر تشغيلها وصيانتها إلى شركة كهرباء المدينة المنورة ، وفي عام 1979م وصل عدد المشتركين إلى 48.000 مشترك( ).، وبعد اكتمال محطة ينبع لتحلية مياه البحر ، نقل التيار الكهربائي عبر خط ذو جهد عال فائق 380 ألف فولت ، رافق ذلك إنشاء محطة استقبال ومركز توزيع أحمال شمال المدينة المنورة قبالة مجمع خادم الحرمين الشريفين الملك فهد لطباعة المصحف الشريف ذات جهد 380 ألف فولت ، كما أنشأت محطة تحويل بالجهد نفسه بمسيجيد ، ومحطة تحويل ذات جهد 110 ألف فولت في بدر ، ومحطتي توزيع ذات جهد 330 ألف فولت في الواسطة والفريش لتزويد القرى بالتيار الكهربائي ، وبذلك ارتفع عدد المشتركين عام 1980م ليصل إلى 68.000 مشترك. ( ) . 

  وتعد محطة الشعيبة البخارية أحدث وأكبر مشروع كهربائي في المنطقة الغربية ، حيث تم توقيع عقد إنشائها عام 1998م بقدرة إنتاجية تصل إلى 1102 ميجا واط بتكلفة 5831 مليون ريال ، وقد بدأت المرحلة الأولى بالتشغيل منذ عام 2002م ، بطاقة 367 ميجا واط( ). 

  وكانت التنظيمات الإدارية الخاصة بالكهرباء ترافق التطور الكبير في إنتاج الطاقة ففي عام 1947م صدر أول مرسوم بتأسيس أول شركة كهرباء في مكة المكرمة ، تبعها عام 1949م تأسيس شركة في الظهران وأخرى 

في المدينة المنورة. ( ) ، وفي عام 1961م شكلت وزارة التجارة والصناعة إدارة خاصة تعنى بشؤون الكهرباء .

   وفي عام 1972م صدر قرار بإنشاء مصلحة الخدمات الكهربائية وفي عام 1975م أنشأت وزارة الصناعة والكهرباء ، وخلال عام 1976م تم إنشاء المؤسسة العامة للكهرباء. ( ).

وفي عام 1976م بدأت الشركات السعودية الموحدة للكهرباء بالظهور وكان أول ظهور لها في المنطقة الشرقية ، وفي عام 1981م تم إنشاء الشركة السعودية الموحدة لكهرباء المنطقة الغربية وتم دمج 12 شركة ، بالإضافة إلى بعض المشاريع الحكومية التابعة للمؤسسة العامة للكهرباء ، وقد بلغت مساحة امتياز هذه الشركة نحو 320 ألف كم2. ( ) 

  وقد وصلت كمية الكهرباء المنتجة من هذه الشركة عام 1995م إلى 6120 ميجا واط. وفي عام 2000م وصلت الكمية إلى 8398 ميجا واط ، ومن المتوقع وصول الإنتاج عام 2020م إلى 17956 ميجا واط. أي بمعدل زيادة قدره 4.4%.( ). في حين وصل الطلب عام 2000م إلى 9439 ميجا واط ، ومن المتوقع أن يصل عام 2020م إلى 20401 ميجا واط( ). 

وأصبحت الشركة تغطي حتى عام 1998م 541 مدينة وقرية ، يستفيد منها (1.196.251) مشترك( ) ، أما طول الشبكة فبلغ عام 1998م إلى 3.363 كم (جهد 110-380 ألف فولت) ، و 18.268 كم (جهد 13.8-69 ك. فولت) ، و 37.166 كم (جهد 380 ، 200 ، 137 فولت). أي مجموع أطوال الشبكة وصل إلى 58.797 كم( )..

  وفي تطور رائد صدر عام 1998م قرار من مجلس الوزراء يقضي بدمج كافة شركات الكهرباء العشر في المملكة والمشاريع التابعة للمؤسسة العامة للكهرباء في شركة مساهمة واحدة باسم (الشركة السعودية للكهرباء) ، والتي باشرت أعمالها اعتباراً من 1/1/1421هـ ، وفي عام 1422هـ/2001م صدر قرار آخر من مجلس الوزراء ينص على إنشاء هيئة تنظيم الخدمات الكهربائية وتهدف هذه الهيئة إلى ضمان توفير الخدمات الكهربائية عند مستويات ذات جودة وموثوقية عاليتين وبأسعار مناسبة( ).. وبتاريخ 28/2/1424 هـ تم إلغاء وزارة الصناعة والكهرباء ، ونقل نشاط الكهرباء من وزارة الصناعة والكهرباء إلى وزارة المياه ، وصارت تسمى وزارة المياه والكهرباء( ). 

 

  تم تقسيم البحث إلى فصلين رئيسيين هما:

أولاً: البيانات والمعلومات. 

ثانياً: طرق المعالجة الإحصائية.

البيانات والمعلومات : 

  يشتمل نظام المدينة الكهربائي على محطة توليد أبيار علي بطاقة قصوى قدرها 29 ميجا واط ، ومحطة توليد الطاقة الكهربائية على طريق المطار بطاقة قدرها 260 ميجا واط ، ومحطة ينبع (التحلية + التوليد) 545 ميجا واط ، ومحطة رابغ1500 ميجا واط ، أما الشعيبة فما زالت قيد الإنشاء ولم تدخل في الخدمة إلا المرحلة الأولى منها. (شكل 1).

  ويتبع النظام محطات تحويل وتحكم وتوزيع ،وتقع وحدة التحكم الرئيسية في المدينة المنورة ، وهناك محطة تحويل رئيسية في كل من بدر ومسيجيد ، ومحطتي توزيع في الواسطة والفريش ، وبعد أن خضع النظام الكهربائي للسيطرة والتحكم بواسطة الحاسبات الإلكترونية ، بدأت محطة التحكم في شمال المدنية تسجل وتخزن كميات الطاقة المولدة ، والأحمال الكهربائية القصوى والدنيا ، ويرافق ذلك تسجيل درجات الحرارة العظمى والدنيا والرطوبة النسبية العظمى والدنيا كل يوم حسب الساعة التي حصلت فيها هذه القيم ، بالإضافة إلى تسجيل قيمة الحمولة والساعة التي حصلت بها هذه القيمة .

  وقد بدأ التسجيل والتوثيق العملي لهذه المتغيرات منذ 16/4/1999 ، وقد تم الحصول على هذه البيانات اليومية حتى 31/12/2003 ، وبهذا فإن هذه البيانات تشمل 1720 يوماً ، موزعة على أشهر السنة وعلى الأيام كما في الجدولين (1) والجدول (2).

الجدول (1) توزيع أيام الدراسة على أشهر السنة

الشهر كانون2 يناير شباط فبراير آذار مارس نيسان أبريل أيار مايو حزيران يونيو

عدد الأيام 124 112 124 135 155 150

تابع للجدول رقم (1)

تموز يوليو آب أغسطس أيلول سبتمبر تشرين1 أكتوبر تشرين2 نوفمبر كانون1 ديسمبر

155 155 150 155 150 155

الجدول (2) توزيع أيام الدراسة على أيام الأسبوع

اليوم السبت الأحد الاثنين الثلاثاء الأربعاء الخميس الجمعة

عدد الأيام 246 246 246 244 245 245 247

طرق المعالجة الإحصائية : 

1- استخدمـت تكـرارات كـل متغيـر مـن المتغيـرات الداخلة في الدراسة وعددها 14 متغير.

2- استخرجت المتوسطات الحسابية لهذه المتغيرات.

3- اسـتخرجت معامـلات الارتباط بين هذه المتغيرات والحمولة القصوى والدنيا لشبكة الكهرباء.

4-استخرجت المتوسطات الحسابية لمتغيرات الدراسة حسب: السنة والشهر واليوم.

5-استخدم نموذج الانحدار المتعدد Multiple Regression لمعرفة أثر درجة الحرارة العظمى ودرجة الحرارة الصغرى ، والرطوبة النسبية العظمى والرطوبة النسبية الصغرى على أعلى وأدنى حمولة لشبكة كهرباء المدينة.

6- استخدم نموذج الانحدار المتعدد لمعرفة أثر درجة الحرارة العظمى ودرجة الحرارة الصغرى على أعلى وأدنى حمولة للشبكة.

7- استخدم الانحدار المتعدد لمعرفة أثر درجة الحرارة والرطوبة النسبية التي حصل عندها أعلى حمولة Peak للشبكة.

8- تمثيل بعض العلاقات الخاصة بمتغيرات الدراسة برسوم بيانية توضيحية.: 

الحد الأعلى لحمولة الشبكة :

  بلغ متوسط الحد الأقصى للحمولة اليومية للشبكة الكهربائية في المدينة المنورة 548.8 ميجا واط خلال فترة الدراسة 16/4/1999-31/12/2003 ، تركزت ثلاثة أرباعها ضمن الفئة التي تراوحت قيمتها ما بين 300-700 ميجا واط وأن أقل من 1% فقط تتجاوز الحمولة القصوى حد الـ 900 ميجا واط (انظر الشكل2). جدول (3) الحمولة القصوى لشبكة الكهرباء في المدينة المنورة خلال الفترة (1999-2003) ميجا واط

الفئة حدود الفئة التكرار التكرار المتراكم النسبة المئوية النسبة المتراكمة

الأول أقل من 300 72 72 4.1 4.1

الثانية 300-500 667 739 38.8 42.9

الثالثة 500-700 554 1293 32.2 75.1

الرابعة 700-900 416 1709 24.2 99.4

الخامسة أكثر من 900 11 1720 0.6 100

المجموع ــ 1720 1720 100% 100%

   ومن خلال المتوسط العام للحمولة القصوى على مستوى السنة؛ فإن هناك زيادة ملحوظة في الحمولة ، وقد بلغ معدل هذه الزيادة السنوية خلال الفترة (2000-2003) نحو 5.5% وهذا مؤشر مهم على زيادة معدل الاستهلاك للكهرباء في المدينة المنورة ، فقد بلغ متوسط الحمولة القصوى للشبكة عام 2000م نحو 494.5 ميجا واط و534.8 ميجا واط عام 2001م ، و565.8 ميجا واط عام 2002م ، ووصلت إلى 603.7 ميجا واط عام 2003م ، وقد تم استثناء عام 1999م من عملية المقارنة بسبب عدم توفر البيانات من 1/1/1999-16/4/1999 ، أما على الصعيد الشهري ، فإن هناك تفاوتاً في الحمولة القصوى من شهر إلى آخر. (جدول 4). فمن خلال الجدول التالي (4) يتضح أن أقصى حمولة للشبكة يكون في شهر آب (أغسطس) ثم أيلول (سبتمبر) فتموز (يوليو) فحزيران (يونيو) ، أي أن أشهر الصيف هي الأكثر طلباً على الطاقة الكهربائية ، وأن درجة الحرارة المتراكمة في الصيف أثرت على ارتفاع درجة حرارة شهر أيلول مما رفع استهلاك الكهرباء في هذا الشهر وجعله يحتل المرتبة الثانية في الحمولة القصوى لشبكة الكهرباء في المدينة المنورة.

جدول (4) معدل الحمولة القصوى لشبكة الكهرباء في المدينة المنورة خلال الفترة (1999-2003) حسب شهور السنة/ ميجا واط

الشهر المعدل الانحراف المعياري الشهر المعدل الانحراف المعياري

كانون ثاني(يناير) 330 34.5 تموز(يوليو) 710 81.4

شباط (فبراير) 345 34.0 آب(أغسطس) 763 81.3

آذار(مارس) 371 37.1 أيلول(سبتمبر) 742 83.0

نيسان(أبريل) 517 70.6 تشرين أول(أكتوبر) 587 101.5

أيار(مايو) 629 81.6 تشرين ثاني(نوفمبر) 413 88.7

حزيران(يونيو) 700 76.7 كانون أول(ديسمبر) 346 36.1

فتــرة الـدراســـة 548.8 177.6

  ويمتد أثر الحرارة المتراكمة صيفاً حتى شهر تشرين أول(أكتوبر) ، فقد تجاوز معدل الحمولة القصوى للشبكة في هذا الشهر المعدل العام للحمولة القصوى خلال فترة الدراسة . وقد سجل شهر كانون الثاني(يناير) أدنى معدل لتلك الحمولة ، ثم يأتي شهر شباط(فبراير) ثم كانون أول(ديسمبر) ، وبذلك يمكن تقسم السنة إلى ثلاثة فصول متساوية ومتباينة تبايناً واضحاً في استهلاك الكهرباء ، وهي فترة الحر (حزيران ، (يونيو) تموز(يوليو) ، آب(أغسطس) ، أيلول(سبتمبر)) وفترة الدفء (نيسان(أبريل) ، أيار(مايو) ، تشرين أول(أكتوبر) ، تشرين ثاني(نوفمبر) وفترة الاعتدال (كانون ثاني ، (يناير) شباط(فبراير) ، آذار(مارس) ، كانون أول(ديسمبر) وتتميز فترة الحر وفترة الاعتدال بأن كل واحدة منها متصلة ، بينما فترة الدفء فهي منفصلة: [نيسان(أبريل)/ أيار(مايو) وتشرين أول(أكتوبر)/ تشرين ثاني(نوفمبر). ومما يلفت الانتباه تشابه الانحرافات المعيارية لأشهر كل فترة من هذه الفترات ، عدا وجود شذوذ بيّن لدى الانحراف لشهر تشرين أول(أكتوبر) ، حيث وصل الانحراف المعياري لهذا الشهر أقصاه (101.5). وهذا يدل على أن هذا الشهر تتنازعه فترة الحرّ وفترة الدفء. فهو يمثل فترة انتقالية حرجة. (انظر الشكل 2). 

  وفيما يتعلق بتفاوت الحمولة القصوى للشبكة من يوم إلى آخر ، وبغض النظر عن إمكانية وجود بعض أيام الأسبوع (عدا الخميس والجمعة) عطل رسمية (عيد الأضحى وعيد الفطر) ، فضلاً عن تعطل المؤسسات التعليمية خلال الإجازة الصيفية. فإنه يمكن اعتبار الفرص لأيام الأسبوع متساوية (عدا الخميس والجمعة).ويبدو من الجدول (5) أن أيام الدوام الرسمي عدا يوم الأربعاء تتشابه في حمولة الشبكة الكهربائية القصوى ، إذ تراوحت في هذه الأيام ما بين 556-557 ميجا واط ، أما يوم الأربعاء فيقع ما بين أيام الدوام الرسمية الأربعة (السبت ، الأحد ، الاثنين ، الثلاثاء) وبين أيام العطلة الرسمية (الخميس ، الجمعة). حيث تكثر في هذا اليوم المغادرات للموظفين وطلبة الجامعات والعمال الذين يسكنون خارج المدينة المنورة ، مما يقلل استهلاك الكهرباء في المؤسسات التي يعملون بها ، كما أن معظم العطل الرسمية الرئيسية (عيد الفطر ، عيد الأضحى ، العطلة الأسبوعية) تبدأ في نهاية دوام يوم الأربعاء والذي يقل الالتزام بالدوام حتى نهايته ، ويبدو أن يوم الخميس هو اليوم الوحيد الذي يقضيه الموظفون والمستخدمون ممن يقطنون خارج المدينة المنورة بعيداً عنها ، وأن جزءاً منهم يبدأ بالعودة يوم الجمعة. ولذلك فإن يوم الخميس يحتل المرتبة الأخيرة في حمولة الشبكة القصوى ، يليه يوم الجمعة حيث تفرض صلاة الجمعة على المصلين البدء بنشاطهم مبكراً مقارنة بيوم الخميس ، يضاف إلى ذلك حاجة المساجد إلى طاقة كهربائية إضافية بسبب شعائر صلاة الجمعة. ويأتي انخفاض الانحراف المعياري ليومي الخميس والجمعة معبراً عن كون هذين اليومين هما عطل رسمية سواء أيام الدوام الرسمي أو الأعياد الرسمية أما الأيام الأخرى فهناك احتمال أن تكون عطل رسمية ضمن عطل (عيد الفطر ، عيد الأضحى ، العطلة الصيفية) ، وغالباً تكون أيام دوام رسمي ولذلك ارتفع الانحراف المعياري فيهما ، دالاً على تفاوت الحمولة القصوى للشبكة أثناء هذه الأيام مقارنة بيومي الخميس والجمعة ذات الحد الأدنى لحمولة الشبكة..

جدول (5) الحمولة القصوى لشبكة الكهرباء في المدينة المنورة حسب اليوم خلال الفترة (1999-2003)/ ميجا واط

اليوم المعدل الانحراف المعياري اليوم المعدل الانحراف المعياري

السبت 557 182.0 الأربعاء 54.8 178.0

الأحد 557 180.0 الخميس 530 169

الاثنين 556 179.0 الجمعة 538 174.0

الثلاثاء 556 180.0 فترة الدراسة 548.8 177.6

الحد الأدنى لحمولة الشبكة الكهربائية: 

سجلت الشبكة أدنى حمولة لها يوم الثالث من شهر شباط عام 2000م (150 ميجا واط) بينما سجل يوم 17/8/2003م أعلى حمولة لها (950 ميجا واط) ، وكان اليوم الذي سبق هذا اليوم 16/8/2003م قد سجل أعلى حمل للحمولة الدنيا لشبكة المدينة المنورة (817 ميجا واط). لذلك يمكن القول بأن ليلة 16/18/8/2003م ، ويوم 17/8/2003م ، هما أكثر أيام الدراسة استهلاكاً للكهرباء ، علماً بأن المتوسط العام لأدنى حمولة للشبكة خلال فترة الدراسة قد بلغ 407 ميجا واط.

ويبدو من خلال المتوسطات السنوية للحمولة الدنيا لشبكة الكهرباء أن هناك تزايداً ملحوظاً في الحمولة ، فقد بلغ متوسط الحمولة الدنيا عام 2000م نحو363.7 ميجا واط ، و392.1 ميجا واط لعام 2001م ، و420.9 ميجا واط لعام 2002م ، و451.7 ميجا واط لعام 2003م ، أي بزيادة سنوية قدرها 6.7% ، وبهذا نستطيع القول بأن معدل الزيادة في الحد الأدنى لحمولة الشبكة يفوق الزيادة بالحمولة القصوى بنحو 1.2%. وقد يعتبر هذا مؤشراً على ارتفاع درجة الحرارة مع تقدم السنوات ، فهل هذا يعود إلى نسق عام؟ أم بسبب تأثير الجزيرة الحرارية للمدينة؟ أم أنه مؤشر حضاري وليس مؤشراً يدل على ارتفاع درجة الحرارة؟

   وباستعراض الجدول رقم (6) يتبين أن نحو ثلثي قيم الحمولة الدنيا للشبكة تقع ضمن الفئة الثانية والثالثة ، كما نلاحظ تدني القيم المتطرقة ، فقد تكررت القيمة 215 ميجا واط 14 مرة ، وتقع هذه القيمة ضمن الفئة الثانية ، ويوضح الشكل رقم (4) بأن نحو 80% من قيم الحمولة الدنيا للشبكة تقل عن المتوسط العام للحمولة كما هو الحال (تقريباً) بالنسبة للحمولة القصوى..

جدول (6) الحمولة الدنيا لشبكة الكهرباء في المدينة المنورة خلال الفترة (1999-2003) ميجا واط

الفئة

حدود الفئة التكرار التكرار المتراكم النسبة المئوية النسبة المتراكمة

الأولى أقل من 200 241 241 14% 14%

الثانية 200-400 614 855 35.7% 49.7%

الثالثة 400-600 568 1423 33% 82.7%

الرابعة 600-800 292 1715 17% 99.7%

الخامسة أكثر من 800 5 1270 0.3% 100%

المجمـوع 1720 1720 100% 100%

   وحمولة الشبكة الدنيا حسب شهور السنة شديدة التطابق في شكل توزيعها مع الحمولة القصوى (شكل 5) ، وما زال شهر كانون الثاني(يناير) يحتل المرتبة الأخيرة في الحمولة الدنيا ، ويحتل شهر آب المرتبة الأولى ، وأن الفارق بين معدل الحمولة القصوى ومعدل الحمولة الدنيا يصل نحو 140 ميجا واط ، ويبدو من خلال الجدول (7) بأن أعلى انحراف معياري هو شهر أيلول بدلاً من شهر تشرين أول(أكتوبر) بالنسبة للحمولة القصوى ولكن بفارق بسيط من الأشهر المجاورة ، ويمثل شهر أيلول(سبتمبر) مرحلة انتقالية بين أشهر الصيف الحارة جداً والفترة الدافئة خلال فصل الخريف.

   وكما هو الحال يمكن تقسيم السنة إلى فترة حارة (حزيران(يونيو) ، تموز(يوليو) ، آب(أغسطس) ، أيلول(سبتمبر) وفترة دافئة غير متصلة (نيسان(أبريل) ، أيار(مايو) ، تشرين أول(أكتوبر) ، تشرين ثاني(نوفمبر) وفترة معتدلة كانون أول(ديسمبر) ، كانون ثاني(يناير) ، شباط(فبراير) ، آذار(مارس) ويلاحظ من خلال الشكل (3 و5) بأن الفترة الممتدة من حزيران(يونيو) إلى آب(أغسطس) تخرج قليلاً عن النسق العام للحمولة القصوى والحمولة الدنيا ،حيث يظهر تقوس للأسفل في المنحنى خلال هذه الفترة بسبب إجازة المؤسسات التعليمية الصيفية . 

جدول (7) معدل الحمولة الدنيا لشبكة الكهرباء في المدينة المنورة حسب شهور السنة خلال الفترة (1999-2003م)/ ميجا واط

الانحراف المعياري المعدل الشهر الانحراف المعياري المعدل الشهر

73.2 599 تموز(يوليو) 20.0 186 كانون ثاني(يناير)

74 640 آب(أغسطس) 29.5 207 شباط(فبراير)

84 559 أيلول(سبتمبر) 40.1 254 آذار(مارس)

76.8 421 تشرين أول(أكتوبر) 54.6 354 نيسان(أبريل)

76.6 278 تشرين ثاني(نوفمبر) 71.3 470 أيار(مايو)

34 209 كانون أول(ديسمبر) 58.7 570 حزيران(يونيو)

172.8 407 فتــرة الـدراســـة

   تتشابه أيام الدوام الرسمي (عدا يوم الأربعاء) في الحمولة الدنيا لشبكة الكهرباء ، ويقارب معدل هذه الأيام المعدل العام للحمولة الدنيا ، ويحتل يوم الجمعة المرتبة الأخيرة في هذا الأمر ، ولعل ذلك يعود إلى أن الناس يخلدون إلى النوم بعد صلاة الفجر وبخاصة خلال الصيف ، وأن الارتفاع الواضح في معدل الحمولة الدنيا ليومي الأربعاء والخميس قد يعود إلى نشاط صالات الأفراح والاستراحات خلال هذين اليومين بشكل يفوق يوم الجمعة وبخاصة أثناء دوام المؤسسات التعليمية ، ومن المعروف بأن السهرات تستمر حتى طلوع الشمس ، ولا يحبذ أهل المدينة المنورة الاحتفـال بهـذه المناسـبات يـوم الجمعة بسبب دوام المؤسسات الخاصة والعامة يوم السبت.

جدول (8) معدل الحمولة الدنيا لشبكة الكهرباء في المدينة المنورة حسب الأيام خلال الفترة (1999-2003م)/ ميجا واط

الانحراف المعياري المعدل اليوم الانحراف المعياري المعدل اليوم

177.2 413 الأربعاء 173.9 406 السبت

177.2 413 الخميس 173.2 407 الأحد

185 390 الجمعة 175 408 الاثنين

172.8 407 فترة الدراسة 175.4 409 الثلاثاء

   الإضاءة والتكييف هما المستهلكان الرئيسيان للطاقة الكهربائية في المدينة المنورة، حيث تشير تقارير الشركة السعودية للكهرباء بأن 82.9% تستهلك للسكن، و12.3% للأغراض التجارية، و2.1% للقطاع الحكومي، و1.1% للقطاع الزراعي،ونحو 0.2% للقطاع الصناعي، والباقي 1.4% تستخدمها بقية القطاعات( ) لذلك يلعب النشاط السكاني الدور الأساسي في مسيرة المنحنى اليومي لاستهلاك الكهرباء، ونظراً لعدم توفر بيانات ساعية لاستهلاك الكهرباء في المدينة المنورة، فقد بدى المنحنى الممثل لشكل (6) متقطعاً، لأنه يمثل الساعات التي حصلت بها ذروة الحد الأقصى لحمولة الشبكة ومع ذلك فإن الشكل يبرز فترات زمنية واضحة تعكس النشاط السكاني اليومي، والسلوك اليومي لدرجة الحرارة (كما سيتبين لاحقاً) وهذه الفترات هي:

أولاً: فترة السهرة :

 

   تمتد هذه الفترة من الساعة التاسعة مساءً (21.0) حتى ساعات الصباح الباكر (الرابعة صباحاً). وتشمل هذه الفترة فترة صلاة الفجر، وسهرات الأعراس والمناسبات الخاصة، وخاصة في فصل الصيف، وهنا تقترن الإضاءة مع ارتفاع درجة الحرارة الذي يلزمها التبريد ليصبح الجو مناسباً للسهرات.

ثانياً : فترة الظهيرة: تمتد هذه الفترة من الساعة الحادية عشرة صباحاً حتى الثانية بعد الظهر ، وتمثل الساعة 12 ظهراً ذروة الاستهلاك الكهربائي خلال هذه الفترة ، ويعود سبب بروز هذه الفترة إلى صلاة الظهر مقرونة بحاجة السكان ، والدوائر الحكومية ، والقطاع التجاري والصناعي إلى الطاقة الكهربائية ، ويعود سبب اختفاء الحدود القصوى خلال فترة الصباح والضحى ، إلى قلة فاعلية أثر الإضاءة على الاستهلاك ، وأن المنازل تكون في مرحلة سباتها الصباحي.

ثالثاً: فترة العصر: تمتد هذه الفترة من الساعة الثانية حتى الرابعة بعد الظهر ، وتمثل الساعة 3:30 أقصى حمل للشبكة ، فقد تكرر الحد الأقصى للحمولة في هذه الساعة (589 مرة) أي ما يعادل ثلث التكرارات (الأيام). ولعل السبب يعود إلى اقتران الإشعاع الشمسي والإشعاع الأرضي ، فبعد أن تصل الطاقة الإشعاعية حدها الأقصى عند فترة الزوال ، تبدأ مرحلة الذروة للإشعاع الأرضي ، مما يزيد من درجة حرارة الهواء ، وتحتاج المساكن ومختلف القطاعات إلى مزيد من الطاقة لتلطيف الجو ، كما يصاحب هذه الظاهرة فترة صلاة العصر في مساجد المدينة المنورة.

رابعاً: فترة الغروب حتى صلاة العشاء : تمثل الفترة التي تتبع العصر حتى قبيل صلاة المغرب فترة سبات في المدينة المنورة ، حيث تختفي الحدود القصوى للاستهلاك في هذه الساعات. ويعود النشاط السكاني للظهور مع صلاة المغرب ويستمر حتى بعيد صلاة العشاء، وقد يعود ظهور بعض حالات للحد الأقصى لاستهلاك الكهرباء في المدينة المنورة بعد الساعة الثامنة إلى استمرار الحركة التجارية، وإلى صلاة التراويح والتهجد إلى صلاة الفجر خلال شهر رمضان المبارك .

  سجلت الساعة السابعة صباحاً أقل ساعات اليوم استهلاكاً للطاقة ، فقد تكررت حالات الحمولة الدنيا للشبكة 849 مرة أي ما يعادل نصف حالات الحدود الدنيا ، ويمكن من خلال الشكل (7) تقسيم ساعات اليوم في المدينة المنورة بناءً على الحدود الدنيا لحمولة الشبكة إلى أربع فترات زمنية هي:

1- فترة الصباح والضحى : تمتد هذه الفترة من الساعة الرابعة صباحاً حتى الحادية عشرة قبل الظهر. فبعد صلاة الفجر يحاول معظم الناس النوم ولو لساعة من الوقت قبل البدء بتحضير أنفسهم للعمل ، أو تجهيز أطفالهم للذهاب إلى المدارس الجامعات، وتمتد فترة التحضير من الخامسة صباحاً حتى السابعة ، بعد ذلك يسود السكون أرجاء معظم المساكن في المدينة المنورة ، وتبدأ الحركة تدب في أرجاء بعضها عند الساعة التاسعة ، وعند الساعة الحادية عشرة تكون الحركة قد عادت مرة أخرى للبيوت تحضيراً لصلاة الظهر واستعداداً لتجهيز طعام الغداء حين عودة الطلبة من مدارسهم والموظفين من وظائفهم.

2- فترة القيلولة (الظهر) : وهي فترة قصيرة جداً، تتبع تناول الغداء، وتستمر من الواحدة حتى الثانية بعد الظهر، وتتبع هذه الفترة فترة صلاة الظهر، حيث تلجأ المحلات التجارية ومشاغل الميكانيك والحدادة والتجارة، وبعض وظائف القطاع الخاص إلى توقيف نشاطاتها خلال هذه الساعة، فتنخفض كمية استهلاك الكهرباء، فتصل الحمولة على الشبكة الكهربائية أدنى حد لها.

3- فترة العصر : وتبدأ هذه الفترة بعد أداء صلاة العصر، حيث تخف الحركة في شوارع المدينة المنورة، ويبقى غالبية السكان في منازلهم قبيل غروب الشمس بقليل، ونظراً لاختلاف ساعات غروب الشمس حسب الفصول فإن هذه الفترة غير واضحة المعالم بالنسبة لحالات الذروة وحالات الحمولة الدنيا وبمطابقة الشكلين (6و7) ، نجد تداخلاً بين فترة العصر وفترة الغروب.

4- فترة الغروب : وتبدأ من الساعة الخامسة حتى السابعة والنصف، وتتناوب هذه الفترة حالات الذروة وحالات الحدود الدنيا، ولعل السبب في ذلك عائد من إلى اختلاف مواعيد صلاتي المغرب والعشاء، خلاف الفترات (الأولى والثانية) التي تحددها ساعات الدوام الرسمي، أما الفترة الثالثة والرابعة فتحددها ساعات غروب الشمس ومن ثم صلاتي المغرب والعشاء وما ينجم عنهما من نشاط سكاني.

ساعات الذروة حسب شهور السنة : يبين الجدول التالي رقم (9) معدل ساعات الذروة لحمولة الشبكة الكهربائية في المدينة المنورة ، وقد عكس هذا المعدل ما تم التوصل إليه سابقاً إلى تقسيم السنة إلى فصول مناخية. حيث يمكن اعتبار كل من (كانون أول(ديسمبر) ، كانون ثاني(نوفمبر) ، شباط(فبراير) ، وآذار(مارس)) فصلاً معتدلاً ، تكون ذروة حمولة شركة الكهرباء ما بين الساعة الخامس حتى التاسعة مساءً . لأن استهلاك الكهرباء في هذا الفصل يكون لغايات الإنارة في الدرجة الأولى ، وتقل حفلات المناسبات المختلفة إلى أقصى حد ممكن ، لذلك فإن النشاط السكاني في هذا الفصل يدب مع ساعات الغروب ويخف مع الساعة التاسعة مساءً ، فالطقس لا يساعد على السهر في الاستراحات ، ولا يسمح دوام المدارس السهر لفترات أطول.

جدول (9) معدل ساعات الذروة لحمولة الشبكة الكهربائية بالمدينة المنورة حسب الشهر خلال الفترة (1999-2003م)/ الزمن بالساع

الانحراف المعياري الساعة الشهر الانحراف المعياري الساعة الشهر

1:38 14:45 تموز(يوليو) 2:22 18:32 كانون ثاني(يناير)

2:16 14:36 آب(أغسطس) 1:43 18:53 شباط(فبراير)

6:33 12:08 أيلول(سبتمبر) 5:08 18:23 آذار(مارس)

9:16 8:45 تشرين أول(أكتوبر) 8:11 8:02 نيسان(أبريل)

7:44 17:06 تشرين ثاني(نوفمبر) 7:07 9:23 أيار(مايو)

5:23 18:51 كانون أول(ديسمبر) 3:05 14:36 حزيران(يونيو)

6:55 14:19 الســنـة

   أما الفصل الحار الذي فرز من خلال الجدول السابق (7) فيشمل أشهر الصيف فقط (حزيران(يونيو) ، تموز(يوليو) ، آب(أغسطس)) ، وتراوحت ساعات الذروة فيه من الساعة 2:30 حتى الساعة 2:45 بعد الظهر. وتمثل هذه الفترة عادة قمة المنحنى اليومي لدرجة الحرارة، وأن الاستهلاك في هذه الفترة يتركز بالدرجة الأولى على التبريد، لأن أشعة الشمس تغني في معظم المنازل والمؤسسات عن إنارة الكهرباء وإن استخدمت الإنارة الكهربائية فهي في أقل الحدود .

   ويتمثل الفصل الدافئ في أشهر (نيسان(أبريل)، أيار(مايو)، وتشرين أول(أكتوبر)، وقد خرج شهر أيلول عن النسق الخاص بالفصل الحار، أو الفصل الدافئ، وهو أبعد لأن يحسب ضمن الفصل الحار، وقد يكون سبب هذا الأمر يعود إلى كونه شهر حار ولكن تداوم به مؤسسات التعليم العالي، فتختلف ساعات النشاط البشري فيه من أشهر الصيف رغم ارتفاع درجة حارته، أما ساعات الذروة في الفصل الدافئ فتتراوح ما بين الساعة الثامنة صباحاً حتى التاسعة والثلث صباحاً. ويمكن أن نعزو ذلك إلى أن بداية دوام المؤسسات الحكومية والخاصة والمدارس يكون الساعة الثامنة صباحاً ، وتكون إنارة الشمس غير كافية في هذا الوقت ، كما أن درجة حرارة الجو ما زالت مرتفعة ، وبحاجة إلى تبريد طفيف ، وقد تقفل أجهزة التكييف بعد فترة وجيزة أو أن تبقى على درجة طفيفة ، والشيء نفسه يمكن أن ينطبق على المنازل ، ولذلك نجد أن ساعات الذروة في هذا الفصل تنحصر في بداية الدوام الصباحي، وبشكل عام فإن الساعة السابعة والثلث شهد أعلى حمولة للشبكة. 

  تتفاوت ساعات الأسبوع بالوقت الذي تكون حمولة الشبكة في أقصى حد لها ، ويبرز الجدول (10) ثلاثة أنماط لهذه الساعة. فخلال أيام الدوام الرسمي (سبت ، أحد ، اثنين ، ثلاثاء ، أربعاء) فإن أقصى حمولة للشبكة تكون حول الساعة الثانية بعد الظهر. وتتراوح ما بين 2:26-3:19 بعد الظهر.

الانحراف المعياري الساعة اليوم الانحراف المعياري الساعة اليوم

6:23 14:26 الأربعاء 6:07 15:19 السبت

7:12 13:52 الخميس 6:40 14:37 الأحد

8:29 12:36 الجمعة 6:23 14:51 الاثنين

6:55 14:19 فترة الدراسة 6:38 14:34 الثلاثاء

   وتمثل هذه الفترة ذروة منحنى درجة الحرارة اليومي في المنطقة ، والنمط الثاني هو يوم الجمعة حيث تصل حمولة الشبكة أقصاها في هذا اليوم الساعة 12:36 وهو موعد صلاة الجمعة ، حيث تستهلك مساجد المدينة التي يربو عددها عن 700 مسجد كمية ضخمة من الطاقة الكهربائية ، في ساعة محددة وفق شعائر هذه الصلاة المباركة ، أما النمط الثالث وهو يوم الخميس الذي يعتبر يوم عطلة رسمية للقطاع الحكومي فإن ساعة الذروة في هذا اليوم تقل ما بين نصف ساعة إلى ساعة عن بقية أيام الدوام الرسمي. ويعود هذا التأخير إلى أن عامل التبريد يوم الخميس في مثل هذه الساعة يلعب الدور الأساسي في استهلاك الكهرباء ، أما بقية الأيام فإن عامل الإنارة في الدوائر الحكومية وتشغيل بعض الأجهزة يساهم إلى جانب عامل التبريد في استهلاك الكهرباء علماً بأن الدوام الرسمي ينتهي في معظم الدوائر الحكومية الساعة الثانية ، وقد يمتد في بعض المؤسسات إلى الساعة الثالثة بعد الظهر ، يضاف إلى ما سبق ذكره ، أن بعض المصانع تغلق أبوابها مع منتصف نهار يوم الخميس.: 

يظهر الجدول (11) نمطاً أكثر تعقيداً من سابقه الجدول (10). فقد تحددت حمولة الشبكة الكهربائية بأربعة أنماط لساعات الحد الأدنى ، يمكن تسميتها على النحو التالي: 

جدول (11) معدل ساعات الحمولة الدنيا لشبكة الكهرباء في المدينة المنورة حسب الشهر خلال الفترة (1999-2003م)/ الزمن بالساعة

الانحراف المعياري الساعة الشهر الانحراف المعياري الساعة الشهر

5:05 10:24 تموز(يوليو) 1:44 5:46 كانون ثاني(يناير)

5:04 10:42 آب(أغسطس) 1:37 5:38 شباط(فبراير)

3:25 8:42 أيلول(سبتمبر) 1:21 7:06 آذار(مارس)

3:03 8:21 تشرين أول(أكتوبر) 3:07 8:24 نيسان(أبريل)

13:04 8:22 تشرين ثاني(نوفمبر) 3:41 8:51 أيار(مايو)

1:51 7:35 كانون أول(ديسمبر) 5:42 12:25 حزيران(يونيو)

4:02 8:40 السنة

1- الفصل البارد:. 

  ويضم كلاً من شهر كانون أول(ديسمبر) وشباط(فبراير)، وتتراوح فترة الحد الأدنى لحمولة الشبكة الكهربائية ما بين الساعة 5:38-5:46 صباحاً، وهي الفترة التي تعقب صلاة الفجر مباشرة، حيث تغلق المساجد ،

  ويخلد المصلون إلى النوم، والنشاط السكاني في أدنى درجاته 

وبخاصة أنه لا حاجة لتشغيل المكيفات بسبب برودة الطقس فهذان الشهران هما أبرد شهور السنة.

2- الفصل المعتدل: 

   ويضم كلاً من شهر آذار(مارس)، وهو يقع على أطراف الفصل البارد، وشهر كانون أول(ديسمبر) والذي يقع أيضاً على أطراف الفصل البارد، وكان هذان الشهران يقعان ضمن الفصل البارد عند الحديث عن الحمولة القصوى وقد استطاعت الحمولة الدنيا فرز الشهور بصورة أدق من الحمولة القصوى، وتتراوح ساعات الحمولة الدنيا ما بين الساعة 7:06-7:35، وهي الفترة التي تتبع فترة التحضير للدوام سواء كانت للموظفين أم للطلبة، وهي فترة سكون منزلي، ويبدو أنه لا يعقب صلاة الفجر في هذين الشهرين فترة سكون قبل التحضير للدوام، حيث لا يوجد فارق كبير بين صلاة الفجر وبين طلوع الشمس والذهاب إلى المدارس والجامعات.

3- الفصل الدافئ: 

  ويضم كلاً من شهر نيسان(أبريل) وأيار(مايو) وأيلول(سبتمبر) وتشرين أول(أكتوبر) وتشرين الثاني(نوفمبر). ويشمل هذا الفصل معظم شهور الربيع والخريف ، وهما الفصلان الانتقاليان بين الصيف والشتاء. وتتراوح ساعات الحد الأدنى لحمولة الشبكة ما بين 8:21-8:51 صباحاً ، وهنا يبدو الأمر محيراً لتشابه ساعات الذروة ، والحد الأدنى في كل من شهر نيسان(أبريل) وشهر تشرين الأول(أكتوبر) ، حيث تدور هذه الساعات حول الساعة الثامنة صباحاً ، ويمكن أن يقال القول نفسه بالنسبة إلى شهر أيلول(سبتمبر) ، فالفارق بين هذه الأشهر من ساعات الذروة إلى ساعات الحد الأدنى دقائق معدودة.فإذا سلمنا بأن المنازل تكون في أدنى مراحل نشاطها في ساعات الصباح ، فإن القطاعات الأخرى كما سبق ذكره آنفاً يمكن أن تستخدم الإنارة في بداية الدوام مع تشغيل المكيفات ، ثم لا تلبث وتستغني عن الإنارة الكهربائية ، وتخفف أو تطفئ المكيفات بعد فترة وجيزة من تشغيلها.

4- الفصل الحار: 

  ويضم كلاً من شهري تموز(يوليو) وآب(أغسطس) ويلحق بهما شهر حزيران(يونيو). حيث تتراوح ساعات الحد الأدنى في شهري تموز (يوليو) وآب(أغسطس) ما بين 10:24-10:42 صباحاً ، ويعود السبب في ذلك إلى الاعتماد بدرجة كبيرة على إنارة الشمس للمنازل ومختلف القطاعات ، علماً بأن في هذين الشهرين مؤسسات التعليم شبه مغلقة ، أما شهر حزيران(يونيو) فلا يمثل جميعه عطلة رسمية للقطاع التعليمي ، لذلك كانت ساعة الحد الأدنى في هذا الشهر تقترب من نصف النهار ، وهذه الساعة تمثل منتصف المسافة بين الساعة العاشرة صباحاً (الإجازة الصيفية) والساعة الثانية بعد الظهر التي تمثل ساعات الذروة خلال الفترة نفسها.:

أولاً: الحمولة القصوى ودرجة الحرارة العظمى

  بلغ معدل درجة الحرارة العظمى خلال فترة الدراسة (1999-2003م) نحو 36م5 ، بانحراف معياري قدره 7.7 .

  وقد تفاوتت هذه الدرجة ما بين 16.1م5 و48.4م5. أما معدل درجة الحرارة التي رافقت حصول ذروة حمولة الشبكة الكهربائية فكانت 31.5م5 ، وتراوحت هذه الدرجة ما بين 4.5م5 و 47.7م5. وهذا يدل بأنه لا يوجد تلازم دقيق بين درجة الحرارة العظمى والحمولة القصوى للشبكة. فقد بلغ معامل الارتباط بين درجة الحرارة القصوى ودرجة الحرارة المرافقة لأعلى حمولة 00.14 بدلالة إحصائية قدرها 99%، أي أن ذروة الحمولة لا تحصل عندما تكون درجة الحرارة في أقصاها خلال أيام الدراسة، وكما تبين في الفصول السابقة فإن ذروة الحمولة قد تحصل خلال ساعات الليل، أما علاقة درجة الحرارة القصوى خلال اليوم مع الحمولة القصوى للشبكة فهي علاقة قوية، فقد بلغ معامل الارتباط بينهما 0.90 وبدلالة إحصائية مرتفعة (99%)، ولذلك من الأفضل اعتماد درجة الحرارة القصوى والدنيا أو معدل درجة الحرارة لمعرفة أثر درجة الحرارة على استهلاك الكهرباء ممثلاً بحمولة الشبكة.

   يستخدم بعض الباحثين مفهومين يتعلقان بدرجة الحرارة وعلاقتها مع استهلاك الكهرباء ، وهذان المفهومان هما Heating day, & Cooling days ، وقد اختلفت الدراسات لتحديد يوم التبريد ، ويوم التسخين أو التدفئة ، فمنهم من يعتبر اليوم الذي تكون معدل درجة الحرارة فيه 15م5 هو اليوم الذي يحتاج إلى تشغيل التدفئة ، ومنهم من يعتبر درجة الحرارة 18م5. أما التبريد فالبعض يعتبر 18م5 هي الحد الفاصل بين التبريد والتدفئة ، والبعض يقر بأن درجة الحرارة 21م5 هي الأفضل لأن تكون الحد اللازم لتشغيل التكييف( ) (ولو طبقنا المعيار (21م5) على الجدول (12) فإن 10% تقريباً من الأيام لا تحتاج إلى تكييف، ولكن هذا الأمر غير صحيح، إذ يجب اعتماد المعدل اليومي باستخدام درجة الحرارة العظمى ودرجة الحرارة الدنيا..

جدول (12) درجات الحرارة العظمى في المدينة المنورة خلال الفترة (1999-2000م)/ م5

النسبة المتجمعة النسبة التكرار المتجمع التكرار حدود الفئة/م5 الفئة

1.2%

10.4%

27.8%

40.9%

58.6%

91.7%

100% 1.2%

9.1%

17.4%

13.2%

17.6%

33.2%

8.3% 21

178

477

704

1006

1577

1720 21

157

299

227

302

571

143 أقل من 20

20-25

25-30

30-35

35-40

40-45

أكثر من 45 الأولى

الثانية

الثالثة

الرابعة

الخامسة

السادسة

السابعة

  وتعتبر الأرقام الواردة في الجدول (12) مؤشراً مهماً يدل على حاجة المدينة المنورة للطاقة الكهربائية ، فهناك 21 يوم فقط من بين 1720 يوم لم تتجاوز الحرارة العظمى الفئة المثلى لراحة الإنسان وهي (18-20م5) ، ويمكن أن تصل الأيام التي تتمتع بالمثالية إلى 178 يوم ، أي ما يعادل 10.4% من أيام فترة الدراسة ، وهذه الأيام لا تحتاج إلى تبريد أو تسخين/ تدفئة.

ثانياً: الحمولة القصوى ودرجة الحرارة الصغرى تتراوح درجة الحرارة الدنيا خلال فترة الدراسة ما بين 5.5م5 و40.1م5 ، وبمعدل يصل إلى 22.6م5 بانحراف معياري قدره 7.0. ويبلغ معامل الارتباط بين درجة الحرارة الصغرى وحمولة الشبكة الكهربائية إلى 0.90 بدلالة إحصائية مرتفعة (99%).

  وبتفحص الجدول (13) وباعتماد درجة الحرارة 20م5 للتبريد ، فإن أكثر من ثلث أيام الدراسة لا تحتاج إلى تبريد ، وأن ثلثي أيام الدراسة تحتاج إلى تشغيل المكيفات مما يرفع من استهلاك الكهرباء في هذه الأيام ، ولمعرفة النسبة المئوية للأيام التي تحتاج إلى تشغيل المكيفات لا بد من استخدام معدل درجة الحرارة اليومي.حيث يبين الجدول (14) أن نحو 14% من أيام الدراسة وفق المعيار المشار إليه آنفاً (20م5) لا تحتاج إلى تشغيل المكيفات في المدينة المنورة ، ويمكن أن تصل النسبة إلى الثلث إذا رفعنا المعيار إلى 22م5 ، وأن نحو 2% فقط تحتاج إلى تدفئة. 

  ومن المعروف أن نظام التدفئة في أيام التبريد قد تكون محصورة ببعض الفنادق ، وتكاد تخلو المنازل من وسائل التدفئة ، علماً بأن معامل الارتباط بين معدل ودرجة الحرارة اليومي والحمولة القصوى يصل إلى 0.91 وبدلالة إحصائية قدرها 99% ، وأن معدل درجة الحرارة السنوي في المدينة خلال فترة الدراسة يصل إلى 29.5م5.

جدول (13) درجات الحرارة الصغرى في المدينة المنورة خلال الفترة (1999-2003)/ م5

النسبة المتجمعة النسبة التكرار المتجمع التكرار حدود الفئة/م5 الفئة

2.5%

17.7%

37.1%

53.8%

82.6%

99.6%

100% 2.5%

15.3%

19.4%

16.7%

28.8%

16.9%

0.4% 43

306

640

927

1422

17.3

1720 43

263

324

287

495

291

7 أقل من 10

10-15

15-20

20-25

25-30

30-35

أكثر من 35 الأولى

الثانية

الثالثة

الرابعة

الخامسة

السادسة

السابعة

جدول (14) معدل درجات الحرارة في المدينة المنورة خلال الفترة 

(1999-2003)/ م5

النسبة المتجمعة النسبة التكرار المتجمع التكرار حدود الفئة/م5 الفئة

1.9%

14.2%

32.7%

46.6%

70.8%

95.9%

100% 1.9%

12.3%

18.5%

14.9%

23.2%

25.1%

4.1% 32

244

562

819

1218

1650

1720 32

212

318

257

399

432

70 أقل من 15

15-20

20-25

25-30

30-35

35-40

أكثر من 40 الأولى

الثانية

الثالثة

الرابعة

الخامسة

السادسة

السابعة

ثالثاً: الحمولة الدنيا ودرجة الحرارة :

   لقد اتضح مما سبق بأن معامل الارتباط بين درجة الحرارة العظمى وحمولة الشبكة القصوى ، ومعامل الارتباط بين الحمولة نفسها وكل من معدل درجة الحرارة ، ودرجة الحرارة الدنيا يزيد عن 0.90 وبدلالة إحصائية مرتفعة ، وقد تبين أن معامل الارتباط بين الحمولة الدنيا لشبكة الكهرباء ودرجة الحرارة القصوى ودرجة الحرارة العظمى يصل إلى 0.92 و0.91 على التوالي. وبدلالة إحصائية قدرها 99%. والشيء نفسه يمكن أن يقال عن علاقة تلك الحمولة مع المعدل اليومي لدرجة الحرارة.

  وبذلك نستطيع القول بأن لدرجة الحرارة دوراً كبيراً في حمولة الشبكة الكهربائية في المدينة المنورة ، حيث تبين وجود علاقة بين تلك الحمولة ودرجات الحرارة. ويوضح الشكل التالي تلك العلاقة (الشكل 8) ، فالنسق الشهري لدرجة الحرارة يسير والنسق العام لحمولة الشبكة الكهربائية ، وهذا يثبت مرة أخرى أثر درجة الحرارة في التنبؤ مستقبلاً بحاجة المدينة من الطاقة الكهربائية.

  ومن خلال الشكل (8) أمكن تحديد نطاق الراحة Comfort Zone كما حدده( )حيث تعتبر الفترة التي تكون درجة الحرارة فيها تتراوح ما بين 15م5-20م5 فترة راحة للإنسان ، ولا يحتاج فيها إلى التدفئة أو التبريد ، وقد تبين أن هذه الفترة تشمل ( نصف تشرين أول (أكتوبر) وتشرين ثاني (نوفمبر) ، وشهر شباط (فبراير) ، ونصف شهر آذار (مارس) تقريباً) أما شهري كانون أول (ديسمبر) وكانون ثاني (يناير) فهي بحاجة إلى تدفئة ، أما بقية الفترة فتحتاج إلى تبريد وتمثل نحو 60% من أيام السنة.

   تعددت النماذج الرياضية والإحصائية التي تهدف إلى تقدير حجم الطلب على الطاقة الكهربائية ، وقد سبق الإشارة إلى تلك الدراسات في باب الدراسات السابقة. حيث استخدمت هذه الدراسات النمط السابق للاستهلاك ، والتزايد السكاني ودرجات الحرارة وغير ذلك.

  وقد حاولت هذه الدراسة الوصول إلى معادلة خط انحدار يمكن من خلالها التنبؤ بحمولة شبكة الكهرباء في المدينة المنورة ، باستخدام درجة الحرارة العظمى ودرجة الحرارة الدنيا والرطوبة النسبية العظمى والرطوبة النسبية الدنيا ، وقبل البدء بتطبيق هذا النموذج الإحصائي تم اختبار نمط توزيع الحالات الدراسية ، لاكتشاف نوع العلاقة بين درجة الحرارة وحمولة شبكة الكهرباء ، وقد تبين من خلال الشكل (9) أن العلاقة بين درجة الحرارة وحمولة الشبكة علاقة خطية نوعاً ما ، بينما لم تكن العلاقة هكذا بين الرطوبة النسبية وحمولة الشبكة. وبذلك أمكن تطبيق معادلة الانحدار المتعدد Multiple Regression باستخدام درجات الحرارة دون تحفظ ، وقد استطاعت كلاً من درجة الحرارة العظمى ودرجة الحرارة الصغرى تفسير نحو 83% من التباين في حمولة الشبكة القصوى ، وبدلالة إحصائية 99% وبناء على تطبيق نموذج الانحدار المتعدد فقد أمكن الوصول إلى الصيغة النهائية للمعادلة على النحول التالي:

حمولة الشبكة الكهربائية القصوى / ميجا واط = 58.66+9.31 درجة الحرارة العظمى 12.35 – 0.21 درجة الحرارة الصغرى – 0.49 الرطوبة النسبية الدنيا ، وعند استبعاد الرطوبة النسبية العظمى والرطوبة النسبية الدنيا لم يتأثر معامل التفسير إلا بنسبة ضئيلة جداً لم يتجاوز 0.002% ، ولذلك يمكن اعتماد درجة الحرارة العظمى ودرجة الحرارة الصغرى لتقدير الحمولة القصوى لشبكة الكهرباء في المدينة المنورة على النحو التالي:

حمولة الشبكة الكهربائية القصوى/ميجا واط = 1.7.89+11.12 + 11.27 درجة الحرارة العظمى + درجة الحرارة الدنيا

  وقد تحسن مقدار التباين المفسر في حمولة الشبكة عندما استخدمت الحمولة الدنيا للشبكة متغيراً تابعاً ، ودرجة الحرارة ودرجة الحرارة الصغرى والرطوبة النسبية الدنيا ، والرطوبة النسبية العظمى متغيرات مستقلة. فقد وصل التباين المفسر نحو 87% وبدلالة إحصائية قدرها 99% ، بموجب معادلة الانحدار المتعدد التالية:

الحمولة الدنيا للشبكة/ ميجا واط.= 7.34+177.28 (درجة الحرارة العظمى) + 14.40 (درجة الحرارة الصغرى) – 0.2(الرطوبة النسبية العظمى) – 0.43 (الرطوبة النسبية الدنيا) ، وعند حذف الرطوبة النسبية العظمى والرطوبة النسبية الدنيا فإن معامل التفسير لتباين الحمولة الدنيا لم يتأثر كثيراً واعتبر معامل التفسير نحو 0.002 ، ولذلك يمكن اعتماد معادلة الانحدار المتعدد التالية للتنبؤ بالحمولة الدنيا للشبكة الكهربائية:

الحمولة الدنيا للشبكة/ ميجا واط = 222.45 + 8.11 = (درجة الحرارة العظمى) + 13.14 (درجة الحرارة الدنيا) .

  وفي محاولة لمعرفة أثر درجة الحرارة والرطوبة النسبية المرافقة لساعة حدوث الحد الأعلى والحد الأقصى لحمولة الشبكة في المدينة المنورة؛ استخدم مرة أخرى نموذج الانحدار المتعدد للكشف عن العلاقة بينهما ، فقد تبين أن هذين المتغيرين قد استطاعا تفسير نحو 21% فقط (وبدلالة إحصائية قدرها 99%) من التباين في بيانات كل من الحمولة القصوى والحمولة الدنيا للشبكة وفق المعادلتين التاليتين:

الحمولة القصوى للشبكة/ميجا واط = 0.34+602.04 (درجة الحرارة)- 4.87(الرطوبة النسبية)

الحمولة الدنيا للشبكة/ميجا واط= 0.32+458.79 (درجة الحرارة) - 4.75 (الرطوبة النسبية)

   وبناء عليه ، فإن درجة الحرارة العظمى ودرجة الحرارة الصغرى المتوقعة في يوم ما ، يمكن استخدامها بصورة ناجحة في تقدير حمولة الشبكة للمدينة المنورة سواء كانت الحمولة القصوى أم الحمولة الدنيا ، ويمكن إهمال الرطوبة النسبية في تقدير تلك الحمولة والاكتفاء بدرجة الحرارة ، ونظراً لكون نسبة استهلاك الكهرباء لا بأس بها تكون في ساعات الليل عندما تكون درجة الحرارة منخفضة نسبياً مقارنة مع درجة حرارة ساعات النهار؛ فقد انخفض تأثير درجة الحرارة المرافقة لساعة حدوث الحد الأقصى والحد الأدنى لحمولة الشبكة ، إذا ما استثنينا الرطوبة النسبية كما هو في المعادلتين الأخيرتين. .

تتلخص نتائج هذه الدراسة بما يلي:

1- لقد ثبت أن للسلوك الفردي اليومي دوراً في استهلاك الكهرباء ومن ثَمَّ في حمولة الشبكة الكهربائية.

2- إن لمواعيد الصلاة أثراً على حمولة الشبكة الكهربائية.

3- إن للعطل المدرسية والعطل الرسمية أثراً واضحاً على حمولة الشبكة الكهربائية.

4- يوجد توافق شبه تام ما بين منحنى الحمولة القصوى والدنيا وبين درجة الحرارة العظمى ودرجة الحرارة الصغرى.

5- تراوح معدل الارتباط بين درجات الحرارة (المعدل ، ودرجة الحرارة العظمى ، ودرجة الحرارة الصغرى) وكلاً من الحمولة القصـوى والحمــولة الدنـيـا حول (0.90).

6- يوجد ارتباط ضعيف بين درجة الحرارة المرافقة لساعات الحد الأعلى والحد الأدنى لحمولة الشبكة ، فقد وصل معامل الارتباط إلى 0.14.

7- يمكن تقسيم السنة على عدة فصول مناخية بناء على النسق العام لحمولة الشبكة الكهربائية.

8- تبين أن نحو 60% من أيام السنة تحتاج إلى تشغيل المكيفات. وأن نحو 20% من أيام السنة تقريباً لا تحتاج إلى تشغيل المكيفات أو التدفئة ، وهو ما أطلق عليه (فصل الراحة) أو نطاق الراحة ، وهناك 20% من أيام السنة تحتاج إلى تدفئة.

9- ليس للرطوبة النسبية دور يذكر في حمولة الشبكة الكهربائية.

10- أمكن لدرجة الحرارة العظمى ودرجة الحرارة الصغرى تفسير نحو 83% من التباين في الحمولة القصوى لشبكة الكهرباء ، كما استطاع هذان المتغيران تفسير نحو 86% من التباين في الحمولة الدنيا للشبكة.

11- إن العلاقة بين حمولة الشبكة ودرجة الحرارة يمكن اعتبارها خطية إلى حد ما ، وهي أشبه بعصاة لعبة الجولف.

أما أهم التوصيات فيمكن إجمالها فيما يلي:

1- العمل بالتوقيت الصيفي ، للاستفادة بصورة أكبر من ضوء النهار ، وتقديم ساعة انتهاء الدوام الرسمي ساعة كاملة عن ذروة درجة الحرارة ، وذروة حمولة شبكة الكهرباء.

2- تحديد ساعة معينة لإنهاء الاحتفالات بالأعراس والمناسبات ولتكن الساعة الواحدة أو الثانية صباحاً.

3- الاستمرار في سياسة العزل الحراري للمساكن والمنشآت السكنية المختلفة.

4- اعتماد صيغة المعادلة التي توصلت إليها هذه الدراسات في تقدير حمولة شبكة الكهرباء ، وإعادة تطبيقها سنوياً لتعديل ثوابتها.

شكر وتقدير : 

  يتقدم الباحث بجزيل الشكر إلى العاملين بشركة الكهرباء في جدة ، والمدينة المنورة وبخاصة القائمين على محطة التحويل في المدينة المنورة ، لما بذلوه من جهد خير أثناء إعداد هذا البحث . 

قائمة المراجع

المراجع باللغة العربية

- بكر ، طلال عبد الكريم ، 1989م ، "دور الطاقة الكهربائية في توسعة القاعدة الصناعية في المملكة" ، المهندس ، المجلد الثالث ، العدد الرابع ، ص ص71-75.

- الزهيري ، عصام ، 2003م ،"معالي الدكتور غازي القصيبي وزيراً للمياه والكهرباء" ، الكهرباء ، الشركة السعودية للكهرباء ، ص5.

- سلطان ، تركي إبراهيم ، 1980م ، "التنبؤ بالاستهلاك من الطاقة الكهربائية في المملكة" ، عالم الصناعة ، العدد 12 ، ص ص7-12.

- شرف الدين ، سيد حسن ،"توليد الطاقة الكهربائية من التيارات البحرية" ، الخفجي ، العدد ، ص ص14-114.

- الشركة السعودية للكهرباء ، 2002م ، "التقرير السنوي" الرياض.

- الطرزي ، عبد الله حمادة ، 2001م ، "الطاقة الكهربائية في سلطنة عمان- دراسة في الجغرافيا الكمية" ، مجلة دراسات الخليج والجزيرة العربية ، العدد 100 ، ص ص55-87.

- عجوة ، أحمد محمد ، 2004م ، "الطاقة الكهربائية في القصيم" ، الندوة الثامنة لأقسام الجغرافيا بجامعات المملكة ، 11-13 محرم/1425 (2-4/ آذار/ 2004) جامعة أم القرى ، مكة المكرمة.

- عزيز ، محمد الخزامي ، 1995م ، "استخدام تكنولوجيا نظم المعلومات الجغرافية في مجال ترشيد خدمات الطاقة الكهربائية في مدينة الدوحة" ، دراسات الخليج والجزيرة العربية ، العدد 79 ، ص ص105-134.

- الكليبي ، فهد بن محمد ، 2003م ، "توقع متوسط درجة الحرارة الشهرية لمدينة الرياض باستخدام التحليل التوافقي" ، مجلة جامعة الملك سعود ، مجلد 15 (الآداب) ، عدد 2 ، ص ص479-495.

- وزارة الصناعة والكهرباء ، 1998م ، "تطور الكهرباء خلال مائة عام" ، الرياض.

- وزارة الصناعة والكهرباء ، 2002م ، "الصناعة والكهرباء- قفزات جبارة وإنجازات باهرة" الرياض.

المراجع باللغة الإنجليزية

- Casey, K. S., et al., 2001, "Global and Regional Sea Surface Temperature Trends", Journal of Climate, Vol., 14, pp. 3801-3817.

- Christensen, E. F. et al., 1991, "Length of the Solar Cycle: …", Science, Vol., 254, pp. 698-700.

- Comte, D. M. et al., 1981 "Modling the Impact of Summer Temperatures on National Electricity Consumption", Journal of Applied Meteorology, Vol., 20, pp. 1415-1419.

- Crowley, T. J., 2000, "Causes of Climate Change over the Past 100 Years", Science, Vol., 289, pp. 270-276.

- Easterling, D. R., et al., 1997, "Maximum and Minimum Temperature Trends for the Global", Science, Vol., 277pp. 364-366.

- Gaffen, D. J., et al., 1999, "Climatology and Trends of U. S. Surface Humidity and Temperature", Journal of climate, Vol., 12, pp. 811-828.

- Haigh, J. D., 2001, "Climate Variability and the Influence of the Sun", Science, Vol., 294, pp. 2109-2111.

- Hasnain, S. M., et al., 1997, “Energy Storage for Electric Load Management” , Energy Research Institute , KACST, PP. 114-128.

- Hodell, D. A., et al, 2001, "Solar Forcing of Drought Frequency in the Maya Lowlands", Science Vol., 292, pp. 1367-1369.

- Huang, B., et al., 2001, “Temperature Trend of the Last 40y, in the Uper Pacific Ocean, American Meteorology Society, Vol. 14, PP. 3738 – 3750. 

- Jacobs, G. A., et al., 1994 "Decade-Scale Trans - Pacific Propagatio and Warming Effects of an El Nino anomaly", Nature, Vol., 370, pp. 360-363.

- Mitchell, J. F., et al., 1995, "Climate Response to Increasing Level of Greenhouse gases and sulfate aerosols", Nature, Vol., 376, pp. 501-504.

-Quayle, R. G., 1980, “Heeting Degree Day Data Applied of Residential Heating Energy Consumption”, Journal of Applied Meteorology, Vol. 19, PP. 241 – 246.

- Sailor, W. C., et al., 2000, "A Nuclear Solution of Climate Change", Science, Vol., 288, pp. 1177-1178.

- Shrestha, A.B., et al., 1999, “Maximum Temperature Trends in the Himalaya and its Vicinity…. “, Joruanl of Climate, Vol. 12, PP. 2775 – 2786. 

- Shuaib, A. N., et al., 1987, "Dynamic Data System Medeling of Electrical Power Demand", Electrical Power & Energy System, Vol., 9, pp. 250-253.

- Walther, G. R., et al., 2002, "Ecological Response to Recent Climate Change", Nature, Vol., 416, pp. 389-395.

- Wang, J. X. L., et al., 2001, "Late - Twentieth - Century Climatology and trends of Surface Humidity and Temperature in China", Journal of Climate, Vol., 14, pp. 2833-2845.

- Warren, H. E., et al. ,1981, "Impact of Climate on Energy Sector in Economic Analysis", Journal of Applied Meteorology, Vol., 20, pp. 1431-1439.

- Weaver, A. J., et al., 1994, "Rapid Interglacial Climate Fluctuations Driven by North Atlantic Ocean Circulation", Nature, Vol., 367, pp. 447-450.

- Wigley, T. M. L., 1992, "Implications for Climate and Sea Level of Revised IPCC Emissions Scenarios", Nature, Vol., 357, pp. 293-300.

- Zwiers, F. W., et al., 2002, "The 20 Year Forecast", Nature, Vol., 416, pp. 690-691.