در چرخه انرژی الکتریکی سه بخش اساسی فعالیت مینمایند که عبارتند از:
1- بخش تولید که وظیفه تولید انرژی را بر عهده دارد که نیروگاههای برق را شامل میگردد.
2- بخش انتقال و فوق توزیع که وظیفه انتقال انرژی از مراکز تولید (نیروگاهها) به مراکز مصرف ( شبکه توزیع) را بر عهده دارد.
3- بخش توزیع که وظیفه پخش انرژی به انواع مصارف بخصوص خانگی، تجاری و کشاورزی را بر عهده دارد.
جهت تامین انرژی نقاط مصرف می بایست انرژی الکتریکی در نیروگاهها تولید و توسط خطوط انتقال و فوق توزیع و در نهایت توزیع به نقاط مصرف رسانده شود. اما اگر جهت تامین بخشی از بار شبکه بتوانیم انرژی الکتریکی را در محل مصرف تولید کنيم، می توانیم صرفه جویی قابل توجهی را در بخش تولید، انتقال و فوق توزیع شاهد باشیم.
در همین راستا این شرکت درصدد است تا با احداث و راه اندازی نیروگاههای مقیاس کوچک در مناطق نیازمند بتواند در گسترش و تقویت شبکه برق سهیم باشد. با توجه به هزینه بالای انتقال قدرت از نیروگاهها که عمدتا در مناطقی دور از نقاط مصرف واقع شدهاند، امروزه توصیه میشود با احداث نیروگاههای مقیاس کوچک در محل مصرف، از هزینههای سرمايه گذاري جهت انتقال نیرو و همچنین تلفات آن در مسیر انتقال و فوق توزیع و شبکه توزیع بالادست کاسته شود.
در طي دهه هاي اخير با توسعه سيسـتمهاي قدرت، روش رساندن انرژي الکتريکي به مصرف کننده ها به طور کلي به اين صورت می باشد که توان در نیروگاه های بزرگ تولید شده و ولتاژ توسط ترانسفرماتورها تا حد مطلوب بالا برده می شود. سپس انرژي الکتريکي از طريق خطوط طويل تا نزديکي مصرف کننده ها منتقل شده و پس از يک يا چند مرحله کاهش ولتاژ ، به مصرف کننده مي رسد.

با افزايش ميزان تقاضا براي انرژي الکتريکي، تجدید ساختار در صنعت برق و نیز افزايش راندمان واحدهاي توليدي کوچک، شرکت هاي برق تمايل بيشتري براي بهره برداري از اين واحدها در سيستم توزيع و در نزديکي مصرف کننده ها پيدا کرده اند. به اين واحدهاي کوچک که به سيستم توزيع متصل مي شوند توليد توزيع شده يا «توليد پراکنده » گفته مي شود. خصوصي سازي صنعت برق و توسعه انرژيهاي تجديد پذير از مهمترين عوامل گسترش اين نوع از توليد برق مي باشند. استفاده از واحدهاي توليد توزيع شده تأثير قابل توجهي بر مسائل فني و اقتصادي سيستمهاي قدرت مي گذارد. برخی مزایای استفاده از تولید پراکنده برق عبارتند از:
1- افزایش قابلیت اطمینان
2- کاهش تلفات و آزادسازی ظرفیت خطوط انتقال انرژی
3- بهبود پروفیل ولتاژ
4- پیک سایی
5- استفاده از تکنولوژی های تجدید پذیر و آلودگی کمتر محیط زیست
6- امکان تولید همزمان برق و گرما
توليد پراكنده طبق تعريف عبارت است از توليد برق در محل مصرف يا در نزديكي آن با استفاده از سيستمهاي توليد برق نسبتاً كوچك كه ظرفيت آنها معمولاً كمتر از 30 مگاوات مي‌باشد و به شبكه توزيع متصل ميشوند. سابقه استفاده از توليد پراكنده به بعد از دهه 70‏ برميگردد .عوامل مختلفي دست به دست هم دادند و باعث بوجود آمدن مبحثي بنام «توليد پراكنده» شدند. مهمترين عواملي كه سبب شد در اين چند دهه توجه ويژه‌اي به توليد پراكنده شود را مي‌توان به صورت زير خلاصه نمود.
- نياز به تجديد ساختار در صنعت برق
- كيفيت برق و مسائل قابليت اطمينان
- رشد اقتصاد جهاني وجمعيت
- رشد سريع تكنولوژي و ظهور فناوريهاي با راندمان بالا
- آلودگي هوا و محيط زيست ناشي از سوزاندن سوختهاي فسيلي در تكنولوژيهايي كه هم راندمان پايين‌ داشتند و هم آلودگي زيادي توليد مي‌كردند.
- لزوم صرفه‌جويي در مصرف انرژي با توجه به رو به زوال بودن منابع سوخت فسيلي
از سوي ديگر توليد پراكنده مزاياي بالقوه‌اي دارد كه از آن جمله مي‌توان به موارد زير اشاره نمود:
- كاهش نياز به افزايش ظرفيت برق شبكه
- احداث و بهره‌برداري بسيار آسان و سريع
- توليد برق با كيفيت بالا و امكان استفاده از گرماي حاصله به صورت همزمان (CHP)
- صرفه‌جويي زياد در مصرف انرژي
- کاهش تلفات و آزادسازی ظرفیت خطوط انتقال انرژی
- بهبود پروفیل ولتاژ
- پیک سایی
- امكان استفاده از منابع انرژي اوليه متنوع مانند بيوگاز، گاز طبيعي و ...
- صرفه‌جويي اقتصادي براي مصرف كننده نهايي
- افزايش امنيت تأمين انرژي براي مصرف كننده نهايي خصوصا درصنايع
- انتشار آلاينده‌هاي زيست محيطي پايين
بسياري از كارخانجات، ادارات و خصوصاً بيمارستان‌ها نياز به منابعي با قابليت اطمينان بالا براي توليد الكتريسيته و سيستم‌هاي گرمايي هواساز و آب گرم دارند. براي بالا بردن قابليت اطمينان منابع تغذيه و كاهش هزينه‌ها، برخي از ادارات و كارخانجات، از توليد تركيبي يا كارخانجات انرژي كلي استفاده مي‌كنند كه اغلب از مواد اضافي نظير آشغال چوب يا گرماي اضافي حاصل از يك فرآيند صنعتي، براي توليد الكتريسيته استفاده مي‌كنند. در برخي موارد، الكتريسيته از يك سوخت تغذيه شده به صورت محلي مانند گاز طبيعي يا گازوئيل توليد مي‌شود و سپس از گرماي اضافي منبع انرژي گرمايي ژنراتور براي فراهم آوردن آب داغ و نيز گرمايش صنعتي استفاده مي‌كنند. هنگامي كه يك فرآيند صنعتي نيازمند مقادير زياد گرمايي است كه از منابع غيرالكتريكي نظير سوخت‌هاي فسيلي يا زيست‌جرمي تأمين مي‌شود، استفاده از يك كارخانه توليد تركيبي مقرون به صرفه است.

توليد برق و گرما به صورت همزمان
با استفاده از پديده توليد همزمان برق و حرارت و يا سرما (Congeneration) در ميكروتوربين‌ها راندمان DG از نيروگاه‌هاي سيكل تركيبي نيز بالاتر رفته و به حدود 90-80 درصد انرژي شيميايي سوخت مي‌رسد.
افزايش قابل توجه راندمان در كشورهايي كه انرژي (برق و سوخت) داراي قيمت واقعي مي‌باشد، بسيار قابل توجه است و انگيزه‌اي است بسيار قوي براي استقرار واحدهاي DG در محل مصرف. اضافه كردن مبدل حرارتي به واحد مولد برق، قيمت مجموعه را بالا مي‌برد اما در عوض همراه با هر كيلووات انرژي الكتريكي توليدي، حدود دو كيلووات انرژي حرارتي براي مصارف گرمايشي و سرمايشي برداشت مي‌شود و اين خود هزينة سرمايه‌گذاري و نيز هزينة سوخت و نگهداري واحدهاي سنتي تأسيسات حرارتي و تهوية مطبوع را كاهش مي‌دهد. ضمناً همراه با گازهاي خروجي از ميكروتوربين‌ها مقداري گرما و گاز CO2 نيز به محيط زيست آزاد مي‌شود كه مي‌توان CO2 موجود را به طور مستقيم وارد گلخانه‌ها كرده و از گاز توليدي توسط اين مولدها نيز استفاده نمود.
 

3-6-منابع توليد پراكنده در ايران
همانگونه كه اشاره شد، به دلايل مختلف، بر اهميت منابع توليد پراكنده در دنيا افزوده شده است كه اين امر باعث گرديده تا تعاريف و ديدگاه‌هاي مختلفي در خصوص منابع توليد پراكنده ارائه گردد و موضوع همچنان در دست بررسي و اظهار نظر باشد. بدين لحاظ ابتدا لازم است به تعدادي از ضرورت‌ها و كاربردهاي منابع توليد پراكنده در ايران پرداخته شود تا امكان تعريفي جامع و كامل از اين منابع فراهم گردد. از جمله ضرورت‌ها و كاربردهاي منابع توليد پراكنده در ايران مي‌توان به موارد زير اشاره كرد:
• رشد فزايندة مصرف انرژي و عدم امكان تأمين ظرفيت مورد نياز توسط دولت
• لزوم وارد شدن بخش خصوصي در سرمايه‌گذاري واحدهاي توليد انرژي و كاهش تصدي‌گري دولت
• لزوم افزايش رقابت در بخش توليد (ايجاد بازار برق)
• پايين بودن حجم نقدينگي مورد نياز جهت سرمايه‌گذاري در بخش توليد توسط اين منابع
• لزوم توجه به مسائل زيست‌محيطي در دهه‌هاي آتي و بهبود كيفيت برق و كارايي صنعت برق
• لزوم توجه به تنوع انرژي مصرفي اوليه در منابع توليدكننده انرژي (پراكندگي نوع سوخت مصرفي)
• استفاده از ظرفيت‌هاي موجود در بخش‌هاي مختلف
• كاهش تلفات شبكه‌هاي انتقال و توزيع
بدين ترتيب به نظر مي‌رسد تعريف منابع توليد پراكنده در ايران بايستي دو بخش عمده زير را پوشش دهد.
1- استفاده از ظرفيت‌هاي توليد موجود در بخش‌هاي مختلف كشور
2- اتصال به شبكه‌هاي توزيع
بنابراين مي‌توان تعريف زير را براي منابع توليد پراكنده ارائه نمود.
«كليه منابعي كه به شبكه توزيع (kV20 و پايين‌تر) متصل مي‌شوند و يا توسط مصرف‌كننده نهايي و جهت تأمين بخشي از نيازهاي انرژي آنها نصب شده و مورد استفاده قرار مي‌گيرند، به عنوان منابع توليد پراكنده ناميده مي‌شوند.»
 

آشنایی با مولدهای گازسوز
مولدهاي گاز سوزي كه در سيستمهاي توليد پراكنده و CHP مورد استفاده قرار مي‌گيرند، عبارتند از:
• ميكرو توربينها
• توربينهاي گازي
• موتورهاي رفت و برگشتي گاز طبيعي سوز
ميكروتوربينها در ظرفيتهاي پايين توليد مي‌شوند و به تازگي شركتهاي معدودي از جمله Capston امريكا و Elliot اقدام به توليد آن نموده‌اند. اين سيستمها اگرچه راندمان بالاتري دارند اما نسبت به موتورهاي رفت و برگشتي هزينه بيشتري دارند.
توربينهاي گازي نيز معمولاً در ظرفيتهاي بالا توليد مي‌شوند و تكنولوژي آن در اختيار چند شركت معروف از جمله زيمنس، آلستوم، رولزرويز و ... است و دقيقاً مشابه سيستمهاي توربين گازي نيروگاهي است. اين سيستمها نيز هزينه‌ سرمايه‌گذاري اوليه بالايي دارند ولي نسبت به موتورهاي رفت و برگشتي راندمان بالاتري دارند.
موتورهاي رفت و برگشتي گاز سوز از جمله قديمي ترين سيستمهاي توليد قدرت محسوب مي‌شوند كه در تمامي بخشهاي صنعتي كاربرد وسيعي يافته اند. اين سيستمها مقرون به صرفه‌ترين سيستمهاي توليد برق مي‌باشند كه در ظرفيتهاي مختلف از چند كيلووات تا چند مگاوات ساخته مي‌شوند.
بيش از يكصد سال از ابداع موتورهاي رفت و برگشتي مي‌گذرد و اين فناوري از اولين فناوريهاي توليد پراكنده به حساب مي‌آيد. نيروي محركه اين موتورها از سوختهاي فسيلي است. موتورهاي رفت و برگشتي جزء موتورهاي احتراق داخلي بوده و عموماً بر اساس سيكلهاي اتو (اشتعال جرقه‌اي) و ديزل (اشتعال تراكمي) كار مي‌كنند. اين موتورها توانسته‌اند تقريباً در تمام بخشهاي اقتصادي مقبوليت وسيعي پيدا كنند. گستره بكارگيري اين موتورها از واحدهاي كوچك (براي تأمين قدرت مورد نياز ابزارهاي دستي) تا نيروگاههاي برق بار پايه 60 مگاواتي تغيير مي‌كند. امروزه به خاطر مسايل زيست محيطي از واحدهاي ديزلي در توليد برق پايه كمتر استفاده شده و بيشتر در توليد توان پيك بكار مي‌رود. موتورهاي كوچكتر عمدتاً براي كارهاي حمل و نقل استفاده مي‌شوند، ولي مي‌توانند با اندكي تغيير شكل و اصلاح به مولدهاي برق تبديل شوند. موتورهاي بزرگتر بطور كلي براي توليد برق، محركه‌هاي مكانيكي يا نيروي پيشران كشتيها بكار مي‌روند. موتورهاي رفت و برگشتي هزينه سرمايه‌گذاري كمي دارند ولي ملزومات و هزينه تعمير و نگهداريآنها بالا است. از ديگر قابليتهاي اين سيستمها دوگانه سوز بودن آنها مي‌باشد، بطوري كه مي‌توانند هم با سوخت ديزل و هم با گاز طبيعي كار كنند و در عين حال راندمان مطلوبي نيز داشته باشند.

تقريباً تمام موتورهايي كه به منظور توليد برق بكار ميروند، چهار زمانه بوده و در چهار مرحله (مكش، تراكم، احتراق و تخليه) كار ميكنند. در ابتدا سوخت و هوا با نسبت معين با هم مخلوط شده و سپس از طريق منيفولد ورودي به محفظه احتراق هدايت ميشود. در برخي از موتورها براي افزايش قدرت خروجي از توربوشارژر يا سوپرشارژر استفاده ميشود. در توربوشارژر (يا سوپرشارژر) هوا پيش از اختلاط با سوخت متراكم شده و آنگاه با سوخت مخلوط ميشود. مخلوط سوخت و هوا در محفظه احتراق با بالا آمدن پيستون متراكم مي‌شود. در موتورهاي ديزلي سوخت و هوا به طور جداگانه وارد محفظه احتراق ميشوند. به اين صورت كه ابتدا هواي متراكم خروجي از توربو يا سوپرشارژر وارد محفظه احتراق ميشود. در محفظه احتراق پيستون با حركت به سمت نقطه مرگ بالا، هوا را متراكمتر ميكند. با تراكم هوا دماي آن بالا رفته و در اين لحظه سوخت به داخل محفظه احتراق به صورت اتميزه شده, تزريق ميگردد. دماي هواي متراكم به قدري است كه به محض تزريق سوخت عمل احتراق صورت ميگيرد. عمل احتراق در موتورهاي داراي اشتعال جرقه‌اي قدري متفاوت است. در اين موتورها پس از متراكم شدن مخلوط سوخت و هوا در محفظه احتراق، احتراق با جرقه شمع انجام ميگيرد. به هر حال بعد از عمل احتراق، قدرت توليد شده در نتيجه آزاد شدن انرژي شيميايي سوخت، باعث عقب راندن پيستون به سمت نقطه مرگ پايين ميشود. حركت پيستون به سمت پايين باعث چرخش ميل لنگ و توليد قدرت دوراني ميشود. بدين ترتيب مي‌توان از قدرت توليد شده توسط موتور با استفاده از يك ژنراتور برق، الكتريسيته توليد نمود. گازهاي داغ حاصل از احتراق با بالا آمدن مجدد پيستون از طريق دريچه خروجي به بيرون هدايت ميشوند و بدين ترتيب سيكل كامل ميشود. در شكل زیر شماتيك يك مولد برق با موتور رفت و برگشتي اشتعال جرقه‌اي نشان داده شده‌است.
موتورهاي رفت و برگشتي با كمي تغيير شكل و اصلاح مي توانند از چند نوع سوخت استفاده كنند. امروزه به خاطر مشكلات زيست محيطي كه اينگونه موتورها دارند، از پيكربنديهاي دوگانه سوز استفاده مي‌شود. در اينگونه موتورها سوخت اول گاز طبيعي است.

بررسی بازار
با توجه به رشد تقاضاي انرژي برق در دهه آينده در كشور و عدم توانايي دولت در پاسخگويي به اين تقاضا و نيز افزايش تدريجي حداكثر بار شبكه برق كشور و ادامه آن در سالهاي آينده، نياز به سرمايه گذاري بخش خصوصي در زمينه توليد برق بشدت احساس ميشود.
• نرخ رشد تقاضاي برق در سالهاي آينده بين 8 تا 9 درصد پيش بيني ميشود، اين موضوع سبب ميگردد تا ريسك بازار براي سرمايه گذاري به حداقل ممكن كاهش يافته و بازار مصرف برق ايران به بازاري بسيار مطمئن و مستمر براي توليد كنندگان تبديل شود.
• شبكه برق ايران به شبكه هاي برق كشور هاي همجوار متصل است. اتصال به كشورهاي همسايه سبب گسترش بازار برق و افزايش احتمال صدور برق توليدي نيروگاهها به كشورهاي همسايه ميشود.اين موضوع خود به كاهش بيشتر ريسك بازار مصرف برق در ايران كمك خواهد كرد.
• ساختار سازماني خريدار برق در ايران، ساختار دولتي است. اين موضوع سبب كاهش ريسكهاي درآمدي و عملياتي ميگردد.
• از طرف ديگر در راستاي سياستهاي كلي اصل 44 قانون اساسي و مباني قانون برنامه چهارم توسعه اقتصادي- اجتماعي و فرهنگي كشور از ابتداي مهر ماه 1384 مقرر گرديده است كه در خواستهاي تامين برق با قدرت بيش از 25 مگا وات از طريق شبكه سراسري پاسخ داده نشود. لذا اين موضوع وضعيت بهينه بازار تقاضا را تثبيت ميكند.

  منبع : ایطرح

جهت آشنایی بیشتر با طرح توجیهی نیروگاه CHP به این مقاله مراجعه کنید.

شرکت بهبود صنعت آمادگی خود جهت تهیه طرح توجیهی نیروگاه CHP را اعلام می دارد

هم اکنون سفارش طرح توجیهی نیروگاه CHP دهید

استفاده از کلیه مطالب این سایت برای عموم آزاد می باشد ، فقط در راستای حفظ زحمات تیم تولید محتوی ما خواهشمندیم در صورت برداشت از این محتوی لینک ما را درج نمایید. باسپاس