کلیاتی در باره‌ی تولید هم‌زمان برق و حرارت

معمولا در مولدهای قدرت امروزی، از سوزاندن سوخت‌های فسیلی گرما تولید شده و از این گرما برای تولید قدرت محوری و سپس تبدیل آن به انرژی الکتریسیته استفاده می‌شود. در این نیروگاه مقدار زیادی گرما در فرایند تولید برق هدر می‌رود این انرژی استفاده نشده ممکن است برابر تا 67 ٪ از محتوای انرژی از سوخت در یک نیروگاه معمولی باشد.

صنایعی مانند خمیر و کاغذ، کارخانجات تولید کننده نفت و مواد غذایی به مقادیر زیادی حرارت به صورت بخار در فرایندهای تولیدی خود نیاز دارند. به منظور تامین حرارت این صنایع در گذشته معمولاً از دیگهای بخار که مصرف کننده سوخت هستند استفاده میکردند. در عین حال نیز برای تامین برق از طریق شبکه سراسری استفاده میکردند. امروزه میتوانند برق را در محل کارخانه تولید و از حرارت تلف شده برای تولید بخار استفاده نمایند. به این روش تولید هم‌زمان برق و حرارت از یک منبع یا CHP گفته میشود. این سیستم همچنین به عنوان Cogeneration شناخته شده است. در حالی که تولید حرارت به تنهایی در دیگ های بخار و سیستمهای قدرت اغلب تنها 33٪ موثر (67 ٪ از انرژی سوخت هدر رفته است) هستند.سیستم های CHP می توانند 60 ٪ تا 80 ٪ از سوخت ورودی را به انرژی مفید تبدیل کنند.

استفاده با ارزش برای حرارت تلف شده وجود دارد. صنایع غذایی نیاز به بخار برای میوه ها و سبزیجات دارند ؛ در صنایع لبنی از بخار و آب گرم استفاده می کنند و از آب گرم برای شستن دیگ های استفاده می کنند؛ در باشگاه های ورزشی از حرارت برای گرم کردن آب برای استخرهای شنا، دوش، و سونا استفاده می شود. CHP همچنین میتوانند از حرارت خود در چیلر جذبی و فناوری های تبرید استفاده کنند.

مزایای تولید هم‌زمان برق و حرارت

مزایای CHP را می توان در دو بخش خلاصه کرد. مزایایی که این سیستم ها برای مصرف کنندگان انرژی دارند و همچنین مزایایی که در سطح کلان برای جامعه دارند.

مزایای مصرف کنندگان انرژی

صرفه جویی انرژی: وقتی که برق در نیروگاههای بزرگ مرکزی به دور از مصرف کنندگان واقع شده است. حدود دو سوم از انرژی در تولید سوخت از دست داده است. با استفاده از ژنراتورهای کوچک CHP در محل، از گرمای تولیدی آن میتوان برای سرمایش و یا گرمایش فضای ساختمان و یا تامین آب گرم داخلی استفاده کرد. به این ترتیب صرفه جویی انرژی قابل توجه خواهد بود.
تولید برق و کیفیت قابل اطمینان: CHP می تواند قابلیت اطمینان و کیفیت تولید، انتقال و توزیع را افزایش دهد.
استقلال از شبکه برق: تولید کننده برق میتواند از شبکه سراسری برق مجزا باشد. این امر میتواند اقدام بزرگی در روستاها یا مناطق دور از شبکه سراسری باشد.
قابلیت عملکرد با سوختهای متفاوت: سیستم ها CHP می توانند از سوزاندن پروپان، نفت، هیدروژن، گاز و یا محلهای دفن زباله هاضم بی هوازی کار کنند.

مزایا برای جامعه

کاهش تلفات انرژی: در سیستم های تولید برق در محل مانند CHP تلفات خط مربوط به انتقال برق از فواصل طولانی کاهش می یابد.
خاموشی کمتر: قدرت در محل / ارائه سیستم های حرارتی پشتیبان گیری در مورد موارد اضطراری و خاموشی.
بهبود شبکه سراسری: CHP در محل می تواند شبکه برق قدرت کیفیت، کارایی و قابلیت اطمینان را بهبود بخشد.
پاسخ سریع به رشد بار: با استفاده از سیستم‌های CHP می‌توان با سرعت به افزایش نیاز برای تامین برق پاسخ داد. اما در نیروگاه‌های متمرکز این عمل بین 5 تا 10 سال طول می‌کشد.
کاهش انتشار آلودگی: میزان انتشار دیاکسید کربن و آلاینده‌های هوا مانند دیاکسید گوگرد، ذرات و مواد فرار آلی را میتوان به میزان قابل ملاحظه‌ای با سیستم CHP کاهش داد. این امر در نهایت منجر به کاهش انتشار گازهای گل‌خانه‌ای شده و از روند گرم شدن کره زمین جلوگیری می‌کند.
بهبود امنیت انرژی: با توجه به تولید پراکنده CHP در مناطق بزرگ، این سیستم‌ها کمتر در معرض خطر اختلال عمدی و تصادفی نسبت به نیروگاههای متمرکز قرار می‌گیرند.

آیا شرایط شما برای نصب سیستم‌های برق و حرارت همزمان مناسب است؟

اولین مرحله در تصمیم‌گیری این که یک سیستم تولید هم‌زمان برای شرایط شما مناسب است یا خیر آنالیز سریع انرژی مصرفی است. این آنالیز می‌تواند به چند سوال کوتاه و ساده تبدیل گردد. اگر پاسخ تمامی سوالات مثبت است می‌توان نتیجه گرفت که شرایط شما مورد مناسبی برای بررسی‌های دقیق‌تر است.

آیا شما تمامی راهکارهای لازم جهت کاهش مصرف انرژی الکتریکی و گرمایی را انجام داده‌اید؟

اگر امکان انجام اصلاحاتی برای کاهش مصرف انرژی در واحد شما وجود دارد، این اصلاحات درحالی که میزان سرمایه‌گذاری کمی‌ دارد، هزینه‌های عملیاتی و سالانه‌ی شما را کاهش خواهد داد و هم‌چنین در صورت استفاده از سیستم‌های تولید هم‌زمان، ابعاد سرمایه‌گذاری . هزینه‌های بعدی را نیز کاهش خواهد داد.

آیا بار الکتریکی مورد نیاز مجموعه‌ی شما بیش‌تر از 1000 کیلووات (1 مگاوات) است؟

در عین حالی‌که سیستم‌های کوچک تأمین برق و حرارت به صورت هم‌زمان وجود دارد، به وضوح می‌توان گفت که سیستمهایی با توان تولیدی بیش‌تر مقرون به صرفه‌تر بوده و در طول زمان بازگشت سرمایه‌ی کوتاه‌تری دارند. در نتیجه به منظور اطمینان از عمل‌کرد دستگاه به صورت 24 ساعته، به‌تر است که طراحی واحد تولید هم‌زمان به نحوی باشد که تنها بخشی از تأمین برق و بار گرمایشی (50 تا 80 درصد کل بار مورد نیاز) مجموعه توسط سیستم هم‌زمان صورت گیرد.

آیا بار گرمایشی مورد نیاز شما بیش‌تر از 1 میلیون بی.تی.یو. بر ساعت است؟ این بار گرمایشی می‌تواند به صورت آب گرم، بخار کم فشار و یا بار مورد نیاز یک چیلر جذبی و یا ترکیبی از هر سه باشد.

مازاد انرژی الکتریکی تولیدی می‌تواند به شبکه فروخته شود و راهی برای درآمدزایی طرح در نظرگرفته می‌شود ولی انرژی گرمایی مازاد تولیدی به هدر رفته و بازدهی واحد تولید هم‌زمان را کاهش می‌دهد.

آیا زمان نیاز هم‌زمان مجموعه‌ی شما به حرارت/ سرمایش و انرژی الکتریکی بیش‌تر از 4000 ساعت در سال است؟

درحالی‌که برخی از سیستم‌ها در شرایطی که نیاز هم‌زمانی آن‌ها حدود 2000 ساعت است برای نصب واحدهای تولید هم‌زمان مقرون به صرفه می‌باشد، اغلب سیستم‌ها در صورتی توجیه اقتصادی دارند که حداقل نصف یک‌سال نیاز به گرمایش/سرمایش و برق به صورت هم‌زمان داشته باشند. معمولاً بار گرمایشی استفاده شده در فرآیند تولید نسبت به گرمایش و سرمایش فضاهای داخلی مورد مناسبی برای نیاز ثابت یک مجموعه در نظر گرفته می‌شود. گر چه مجموعه‌هایی با میزان قابل توجه گرمایش و سرمایش فضا نیز می‌تواند مورد مناسبی برای بار ثابت گرمایشی در نظرگرفته شود.

آیا فضای فیزیکی مناسبی برای نصب سیستم تولید هم‌زمان در مجموعه شما وجود دارد؟

برای نصب سیستم هم‌زمان، فضای کافی برای ژنراتور، مبدل‌های حرارتی و سیستم‌های کنترلی بایستی وجود داشته باشد. سیستم‌های کوچک می‌تواند در فضای باز و داخل کانوپی قرارگیرد گرچه برای واحدهای بزرگ بایستی فضاهای مناسب طراحی و ساخته شود. همچنین ممکن است به انشعاب گاز مستقل نیاز داشته و پارامترهای زیست محیطی نظیر آلاینده‌های هوا و آلایندگی صوتی نیز مد نظر قرار گیرد.

آیا اتصال همیشگی به برق از دغدغه‌های اقتصادی مجموعه شما است؟

در بسیاری از مجموعه‌ها در صورت قطع برق ضررهای اقتصادی زیادی به مجموعه وارد می‌گردد. در این شرایط با طراحی مناسب سیستم‌های تولید هم‌زمان و در نظرگرفتن واحدهای جایگزین تولید برق به صورت 24 ساعته تضمین شده و خسارات و ضررهای ناشی از قطع برق مرتفع می‌شود.

در مجموع می‌توان گفت قبل از راه‌اندازی واحدهای تولید هم‌زمان برق و حرارت با توجه به حجم سرمایه‌گذاری، ممیزی و بهینه‌سازی مصرف انرژی و امکان‌سنجی اقتصادی، امری ناگزیر به نظر می‌رسد که نه تنها میزان هزینه‌های سرمایه‌گذاری، بهره‌برداری، عملیاتی و غیره در این راستا مشخص و معین می‌گردد بلکه میزان سود و برنامه‌ی فروش به شبکه نیز تعیین می‌شود. همچنین با انجام فرآیند ممیزی و بهینه‌سازی مصرف انرژی، گلوگا‌ه‌ها و هدررفت انرژی شناسایی شده و به طور بهینه مرتفع می‌گردد.

صنایعی که می‌توانند از سیستم‌های تولید هم‌زمان استفاده کنند:

بیمارستان‌ها
گل‌خانه‌ها
هتل‌ها
واحدهای شیمیایی
صنایع تولیدی
مجتمع‌های تجاری
واحدهای دولتی
واحدهای صنایع غذایی
دانشگاه‌ها
خانه‌های سال‌مندان
مجموعه‌های ورزشی

محصولات و خدمات

ما می‌توانیم طراحی، ساخت، مونتاژ، نصب و راه‌اندازی نیروگاه‌های مقیاس کوچک را به شرح زیر انجام دهیم:

نیروگاه‌ها با موتور ژنراتورهای گاز
نیروگاه‌های CHP رو باز؛ بدون نیاز به ساختمان. موبایل، انعطاف پذیر
نیروگاه‌های ثابت CHP
نیروگاه‌های اضطراری با قدرت موتور دیزل ژنراتور