تبلیغات
وبلاگ تخصصی مهندسی برق (قدرت) - CHP یا تولید همزمان گرما و برق
 
وبلاگ تخصصی مهندسی برق (قدرت)
بهترین نعمت سلامتی است
درباره وبلاگ


تمام مطالب این وبلاگ را به روح بزرگ عموی عزیزم احمد عبدی زاده تقدیم میكنم.
در صورت داشتن سوال-انتقاد و پیشنهاد و تمایل به ارتباط با ما از طریق تماس با مدیر در بالای صفحه و یا آدرس زیر ایمیل بزنید
bhroozsolimani@gmail.com

مدیر وبلاگ : بهروز سلیمانی كارشناسی ارشد برق قدرت گرایش ماشینهای الكتریكی و کاردانی کامپیوتر و دانشجوی رشته حقوق دانشگاه پیام نور رستم
موضوعات
پیوندهای روزانه
پیوندها
نظرسنجی
لطفا نظرات خود را جهت بهتر شدن وبلاگ ثبت نمایید







برچسبها
آمار وبلاگ
  • کل بازدید :
  • بازدید امروز :
  • بازدید دیروز :
  • بازدید این ماه :
  • بازدید ماه قبل :
  • تعداد نویسندگان :
  • تعداد کل پست ها :
  • آخرین بازدید :
  • آخرین بروز رسانی :
احمد عبدی زاده (سلیمانی) دشتی.zip - 31 KB چت روم | قالب وبلاگ
اولین قاضی ممسنی
گالری عکس
دریافت همین آهنگ

حرکت متن استاتوس بار دریافت کد حرکت متن چت روم

تولید همزمان برق و گرما یا به اختصار تولید همزمان(CHP) عبارت است از تولید همزمان و توام ترمودینامیكی دو یا چند شكل انرژی از یك منبع ساده اولیه.

معمولاً در مولدهای قدرت امروزی، از سوزاندن سوختهای فسیلی و گرمای حاصله برای تولید قدرت محوری و سپس تبدیل آن به انرژی الكتریسیته استفاده میشود. متداولترین این سیستمها نیروگاههای عظیم برق میباشند. در نیروگاههای حرارتی كه سهم عمده ای در تأمین نیاز الكتریسیته جوامع مختلف دارند، بطور متوسط تنها یك سوم انرژی سوخت ورودی به انرژی مفید الكتریسیته تبدیل میشود. در كشور ما بازده معمول نیروگاههای حرارتی چیزی در حدود 25% است. در این نیروگاهها

مقدار زیادی انرژی حرارتی از طرق مختلف مانند كندانسور، دیگ بخار، برج خنك كن، پمپمها و سیستم لوله كشی موجود در تأسیسات و .... بهدر میرود. از این گذشته در شبكه های انتقال برق نیز در كشور ما حدود 15% از انرژی الكتریسیته تولیدی تلف میشود كه اگر تولید برق در محل مصرف صورت بگیرد، عملاً این مقدار اتلاف وجود نخواهد داشت.

استفاده هر چه بیشتر از گرمای آزاد شده در حین فرایند سوختن سوخت باعث افزایش بازده انرژی و كاهش مصرف سوخت و در نتیجه كاهش هزینه های مربوط به تأمین انرژی اولیه میگردد.

از گرمای اتلافی بازیافت شده از این سیستمها میتوان برای مصارف گرمایشی، سرمایشی و بسیاری از فرآیندهای صنعتی استفاده نمود. تولید همزمان برق و گرما، میتواند علاوه بر افزایش بازده و كاهش مصرف سوخت، باعث كاهش انتشار گازهای آلاینده نیز گردد. در CHP از انرژی گرمایی تولید شده در فرآیند تولید قدرت به عنوان منبع انرژی استفاده میشود. مصرف كنندگانی كه به مقدار انرژی گرمایی زیادی در طول روز نیاز دارند، مانند صنایع تولیدی، بیمارستانها، ساختمانها و دفاتر بزرگ، خشكشویی ها و …، میتوانند برای كاهش هزینه های خود به نحو مطلوبی از CHP بهره ببرند. در شكل1 مقایسه ای میان تولید همزمان و تولید جداگانه برق و گرما از نقطه نظر بازده براساس مقادیر نوعی ارائه شده است.

تاریخچه

تولید همزمان در اواخر 1880 در اروپا و امریكا پدید آمد. در اوایل قرن بیستم اغلب كارخانجات صنعتی، برق مورد نیاز خود را با استفاده از دیگهای ذغال سوز و ژنراتورهای توربین بخار تولید میكردند. از طرفی در بسیاری از این كارخانجات بخار داغ خروجی در فرآیندهای صنعتی بكار گرفته می*****شد، بطوری كه در اوایل 1900 در آمریكا، حدود 58% از كل توان تولید شده توسط نیروگاههای صنعتی در محل، به شكل تولید همزمان بوده است.

هنگامی كه نیروگاههای برق مركزی و شبكه های قابل اطمینان برق ساخته شدند، هزینه های تولید و تحویل برق پایین بود و بسیاری از كارخانجات صنعتی شروع به خریداری برق از این شبكه ها نمودند و تولید برق خودشان را متوقف كردند.
شكل1 مقایسه بازده انرژی در سیستم تولید توان متداول با یك سیستم تولید همزمان نوعی به ازای تولید مقدار مشخصی انرژی الكتریسیته و گرما

در نتیجه استفاده از تولید همزمان كه 15% از مجموع ظرفیت الكتریسیته تولیدی امریكا در سال 1950 را به خود اختصاص داده بود، در سال 1974 به 5% كاهش یافت. سایر عواملی كه در كاهش استفاده تولید همزمان دخیل بودند عبارتند از: قانونمند شدن تولید برق، سهم اندك هزینه های خرید برق از شبكه در مجموع هزینه های جاری كارخانه ها، پیشرفت تكنولوژیهایی نظیر دیگهای بخار نیروگاهی، فراهم بودن سوختهای مایع و گازی در پایین ترین قیمت و نبود یا كمبود محدودیت های زیست محیطی.

در سال 1973 بعد از افزایش هنگفت در هزینه های سوخت و متعاقب آن بروز بحران انرژی در اغلب كشورهای جهان روند مذكور در تولید همزمان به صورت معكوس شروع شد. در اثر كاهش منابع سوخت فسیلی و افزایش قیمتها، این سیستمها كه دارای بازده انرژی بالاتری بودند، بسیار مورد توجه قرار گرفتند.

تولید همزمان علاوه بر كاهش مصرف سوخت، گازهای آلاینده را نیزكاهش می دهد. به همین دلایل، دول اروپایی، آمریكا و ژاپن اقداماتی در زمینه افزایش استفاده از تولید همزمان انجام دادند. در سالهای اخیر نیز تولید همزمان نه تنها در صنعت بلكه در سایر بخشها توسعه یافته است. در 25 سال اخیر انجام پروژه های تحقیق و توسعه، به پیشرفتهای مهم تكنولوژی نظیر فناوری پیل سوختی منجر شده است. پیلهای سوختی امروزه به عنوان یكی از سیستمهای نو ظهور در CHP به خوبی شناخته شده اند و انتظار می رود در آینده ای نزدیك به تولید تجاری برسد.

فرایند تولید همزمان برق و گرما

یك سیستم CHP از اجزای مختلفی تشكیل شده است: مولد قدرت اولیه (Prime mover)، مبدلهای حرارتی بازیافت گرما، ژنراتور، لوله ها و اتصالات و سایر تجهیزات جانبی از قبیل پمپها، عایق بندی ها و .... . همچنین در سیستمهایی كه از گرمای بازیافت شده جهت مصارف سرمایشی نیز استفاده شود، از یك چیلر تراكمی یا جذبی نیز در كنار سایر تجهیزات استفاده می شود. در شكل زیر شماتیك یك سیستم تولید همزمان توربین گاز كه برای مصارف سرمایشی نیز مورد استفاده قرار می گیرد نشان داده شده است. به این فبیل سیستمها كه به طور همزمان برق، گرما و سرما تولید می شود، اصطلاحاً Trigeneration یا CCHP گفته می شود.


شكل2 شماتیك یك سیستم CHP با مولد توربین گاز. به این سیستم كه به طور همزمان سرمایش نیز تولید می كند، Trigeneration یا CCHP نیز می گویند.

مولد قدرت اولیه در سیستمهای CHP معمولاً موتورهای احتراقی، توربین گاز، میكروتوربین و پیل سوختی است. كیفیت گرمای خروجی از هر یك از این فناوریها متفاوت بوده و بسته به كاربردهای مختلف و نیاز گرمایشی می توان یكی از این فناوریها را بكار برد. از نظر هزینه نصب و راه اندازی امروزه موتورهای احتراقی پایین ترین قیمت را دارند و سیستمهای پیل سوختی با توجه به آنكه هنوز به مرحله تجاری شدن نرسیده اند، لذا هزینه نصب اولیه آنها بالاترین است.

مزایای CHP

1- افزایش بازده انرژی

در سیستمهای CHP بازده انرژی به طور قابل ملاحظه ای افزایش می یابد. در سیستمهای متداول امروزی معمولاً از كل انرژی ورودی به سیستم تنها یك پنجم یعنی معادل 20% به انرژی مفید تبدیل می شود. البته بازده ترمودینامیكی نیروگاههای سیكل تركیبی پیشرفته تا حدود زیادی افزایش یافته و به 40 تا 50% می رسد. با این حال تلفات زیادی در خطوط انتقال نیرو و مصارف داخلی نیروگاهها وجود دارد كه تقریباً اجتناب ناپذیر است.

ولی در سیستمهای CHP حدود چهار پنجم انرژی ورودی به انرژی مفید تبدیل می شود. چنانچه از سیستمهای نوظهوری مانند پیل سوختی استفاده شود بازده انرژی تا حد 90% افزایش می یابد. بازده انرژی یكی از مهمترین مزایای CHP در كاربردهای صنعتی آن است.

2- كاهش هزینه های تأمین انرژی اولیه برای مصرف كننده

در CHP از آنجایی كه انرژی اولیه مصرفی (برق و گرما) از طریق یك سیستم واحد با ورودی سوخت معین تأمین می گردد، لذا هزینه های تأمین انرژی به طور قابل ملاحظه ای از سیستمهای امروزی كمتر است. در سیستمهای متداول كه برق و گرما به صورت جداگانه تأمین می شود، مصرف كننده مجبور است برق مورد نیاز خود را از طریق شبكه های محلی خریداری كند و از سوی دیگر برای مصارف گرمایشی خود نیز باید گاز طبیعی یا سوختهای فسیلی دیگر را به طور جداگانه خریداری نماید. ولی در سیستمهای CHP مصرف كننده از شبكه برق مستقل شده و از سوی دیگر چون از محتوای انرژی سوخت ورودی در حد بالایی استفاده می شود لذا هزینه های مربوطه بسیار كاهش می یابد.

3- تأمین انرژی الكتریسیته با كیفیت بسیار بالاتر

در سیستمهای CHP معمولاً از یك Converter در خروجی ژنراتور برای تبدیل برق DC به AC استفاده می شود. خروجی این Converter بسیار یكنواخت و بدون نوسان ولتاژ یا فركانس می باشد. از سوی دیگر مولدهای CHP دارای تكنولوژی بسیار پیشرفته تری نسبت به سیستمهای متداول هستند و برق را با یكنواختی بسیار بیشتری تولید می كنند. در مولدهایی نظیر پیل سوختی كیفیت برق خروجی در حد بسیار بالاتری قرار دارد.

از این گذشته برقی كه از شبكه های محلی خریداری می شود دارای نوسان ولتاژ و افت فركانسی بسیار زیادی خصوصاً در نقاط انتهایی شبكه است كه این می تواند آسیبهای جدی به دستگاهها و تجهیزات برقی وارد آورد. همچنین مقدار زیادی از انرژی الكتریسیته از طریق خطوط انتقال نیرو به هدر می رود كه در سیستمهای CHP چون برق در محل مصرف تولید می شود، عملاً این بخش از تلفات صفر میباشد.

4- امكان فروش برق تولید شده اضافی به شبكه

در سیستمهای CHP مصرف كنندگان قادر خواهند بود علاوه بر تأمین نیازهای الكتریسیته خود در ساعات اوج مصرف، برق تولیدی ااضافی خود را به شبكه های محلی بفروشند




نوع مطلب :
برچسب ها :
لینک های مرتبط :

 
لبخندناراحتچشمک
نیشخندبغلسوال
قلبخجالتزبان
ماچتعجبعصبانی
عینکشیطانگریه
خندهقهقههخداحافظ
سبزقهرهورا
دستگلتفکر