مشاوره فنی احداث نیروگاه مقیاس کوچک

 برنامه چهارم توسعه اقتصادی، اجتماعی و فرهنگی کشور شاخص هایی را در راستای کلان کشور تبیین کرده است.

این معیارها با اولویت بهبود وضعیت بهره برداری و ظرفیت سازی در شبکه، شاخص اصلی مقررات زیر مجموعه برنامه چهارم توسعه است.

افزایش تقاضای مصرف برق بدلیل گسترش صنایع و افزایش جمعیت، ایران را بر آن می دارد تا بتواند راهکارهایی جهت تامین تقاضا و افزایش سرمایه گذاری جهت بالا بردن ظرفیت تولید و همچنین توسعه شبکه انتقال و توزیع ارائه دهد. تولید پراکنده به عنوان یک راه حل مناسب می تواند بخشی از این نیازها را به خصوص در رابطه با افزایش ظرفیت، کاهش حجم سرمایه گذاری در توسعه شبکه های انتقال و توزیع و خصوصی سازی که از ارکان اساسی روند تجدید ساختار می باشد، فراهم کند.

بر این اساس و در راستای حمایت از حضور بخش غیر دولتی در توسعه طبق بند ب ماده 25 قانون برنامه چهارم توسعه نسبت به جلب مشارکت سرمایه های غیر دولتی اقدام گردید.

قابلیت های تولید پراکنده در کاهش سرمایه گذاری اولیه، کاهش تلفات سیستم و عدم نیاز به انتقال انرژی، افزایش راندمان تولید و امکان جلب مشارکت افراد مختلف به دلیل نیاز به سرمایه گذاری اولیه کمتر، موجب شد تا وزارت نیرو با ابلاغ دستور العمل توسعه مولدهای مقیاس کوچک، از طریق خرید تضمینی و سایر تسهیلات، اقدام به جلب مشارکت سرمایه گذاران در این موضوع نماید.

از جمله مهترین تولیدات پراکنده قابل استفاده در ایران که قابلیت استفاده آن در کشور ما هم فراهم شده است، مولد های گازی می باشند. با توجه به ضرورت تامین رشد حدودا 10 درصدی تقاضای انرژی الکتریکی در هر سال و وجود منابع سرشار گاز در ایران، استفاده از این مولدها می تواند راه حلی مطلوب برای رسیدن به اهداف مذکور باشد.

تولید پراکنده DG در مفهوم کلی آن به هر نوع تولید در محل مصرف اطلاق می گردد. چنین اصطلاحی پیش از آن که انرژی الکتریکی جایگزین صورت های دیگر انرژی مانند حرارت، روشنایی، انرژی مکانیکی و ... شود نیز وجود داشت.

شاید بتوان ساده ترین مصداق تولید پراکنده انرژی را آتشی دانست که انسان های اولیه جهت مصارف حرارتی خود از آن بهره می برند. با گذشت زمان و پیشرفت تکنولوژی، شبکه های جریان متناوب AC و نیز نیروگاه های در مقیاس بزرگ پا به عرصه صنعت نهادند تا بتوان انرژی الکتریکی را در فواصل طولانی انتقال داد، توان خروجی نیروگاه ها را افزایش داد، بارهای مصرفی بزرگ را تامین نمود و نیز هزینه های سرمایه گذاری و بهره برداری به ازای هر کیلو وات قدرت تولیدی را کاهش داد.

عوامل بسیاری را می توان برای رویکرد مجدد صنعت برق به تولید پراکنده نام برد.

 International / Energy Agency / IEA (2002)  پنج عامل اساسی را در رابطه با رویکرد مجدد به تولید پراکنده بر می شمرد که عبارتند از:

1-      پیشرفت تکنولوژی های پراکنده

2-      محدودیت در ساختن خطوط انتقال جدید

3-      افزایش تقاضای مصرف کنندگان جهت تهیه برق با قابلیت اطمینان بالا

4-      آزاد سازی (تجدید ساختار) بازار برق

5-      نگرانی های زیست محیطی

از دیگر دلایل مهم استفاده تولید پراکنده افزایش قابلیت اطمینان است. زیرا با تجدید ساختار بازار و همچنین گسترش بازار رقابتی، مشتریان نسبت به قابلیت اطمینان متصدی برق تولیدی خود می باشند.

از جمله مهمترین پیامدهای تجدید ساختار صنعت برق، خصوصی سازی صنایع مرتبط با آن صنعت می باشد. بالا بودن قیمت نیروگاه های بزرگ و همچنین زیاد بودن هزینه های سرمایه گذاری برای احداث این نوع نیروگاه ها، مانعی اساسی در تحقق اهداف خصوصی سازی محسوب می گردد. استفاده از نیروگاه های تولید هزینه سرمایه گذاری در تولید انرژی الکتریکی را کاهش می دهد و همچنین باعث سرمایه گذاری در این امر می شود.

علاوه بر موارد فوق، بحران نفت در سال 1973   و همچنین بالا رفتن قیمت نفت در سال های اخیر موجب شده است تا بسیاری از کشورها که در صنایع خود، وابسته به سوخت فسیلی بودند، به دنبال یافتن جایگزین های مناسب برای این گونه سوخت ها باشند. همچنین با افزایش آگاهی عمومی از مسایل زیست محیطی و تغییر نگرش در سیاست های تامین انرژی و در اولویت قرار گرفتن مسایل محیط زیست، یافتن جایگزین های مناسب و پاک برای سوخت های فسیلی ضرورت یافت.

مطالعات نشان می دهد انرژی های تجدید پذیر مانند انرژی خورشیدی، بادی، جزر و مد، زمین گرمایی، بایوماس و ... از نظر زیست محیطی فاقد آلودگی می باشند و جایگزین مطلوبی برای سوخت های فسیلی هستند.

تولیدات پراکنده علاوه بر تولیدات انرژی الکتریکی، دارای مزایای متعددی می باشند و برای شبکه فوائد بسیاری دارند. با توجه به پایین بودن سطح ولتاژ پایانه سیستم ها، امکان نصب واحدهای تولید پراکنده در شبکه توزیع مقدور می باشد. بطورکلی مزایای اصلی تولید پراکنده به شرح ذیل می باشند.

1-      کاهش تلفات، آزاد سازی ظرفیت خطوط

2-      بهبود سطح ولتاژ شبکه

3-      افزایش قابلیت اطمینان شبکه

4-      قابلیت تولید همزمان انرژی الکتریکی و حرارت

5-      کاهش اثرات نامطلوب زیست محیطی

6-      سایر موارد

هم اکنون در کشور عزیزمان ایران نیز همزمان با حرکت به سوی تجدید ساختار صنعت برق و برای همسو بودن با این مهم، استفاده از تولید پراکنده به جهت افزایش قابلیت اطمینان و آزاد سازی ظرفیت و همچنین استفاده از انرژی های نو به ویژه در سال های اخیر مطرح گردیده است.

افزایش تقاضای مصرف برق به دلیل گسترش صنایع و افزایش جمعیت، ایران را بر آن وا می دارد تا بتواند راهکارهایی جهت تامین تقاضا و افزایش سرمایه گذاری جهت تامین تقاضا و افزایش سرمایه گذاری جهت بالا بردن ظرفیت تولید و نیز شبکه انتقال و توزیع خود ارائه دهد.

تولید پراکنده به عنوان یک راه حل مناسب می تواند بخشی از این نیازها را به خصوص در رابطه با افزایش ظرفیت، توسعه های انتقال و توزیع و جذب سرمایه گذاری و خصوصی سازی که از ارکان اساسی روند تجدید ساختار می باشد، را فراهم کند.

 از جمله مهمترین تولیدات پراکنده قابل استفاده در ایران، ژنراتورهای موتور گاز سوز و توربین های گازی ساخت داخل می باشند. با توجه به ضرورت تامین رشد حدودا ده درصدی تقاضای انرژی الکتریکی در هرسال و وجود منابع سرشار گاز در ایران، استفاده از ژنراتورهای گاز سوز و توربین های گازی می تواند راه حلی مطلوب برای رسیدن به اهداف مذکور باشد.

 از طرفی در سال های اخیر بکارگیری سیستم های تولید همزمان (CG ) Cogeneration باعث افزایش بیشتر راندمان نیروگاه ها و همچنین کاهش سطح آلایندهای منتشره از آنها گشته است. تولید همزمان برق و حرارت (CHP ) Combined heat & power ، یک روش صرفه جویی انرژی است که در آن برق و حرارت بطور همزمان تولید می شوند. حرارت حاصل از تولید همزمان می تواند به منظور گرمایش ناحیه ای (District heating ) و یا در فرایندهای صنعتی مورد استفاده قرار می گیرد. فرایند تولید همزمان می تواند براساس استفاده از توربین های گازی، توربین های بخار یا توربین های گاز احتراقی و ... بنا نهاده شود و منبع تولید انرژی اولیه نیز شامل دامنه وسیعی است که می تواند سوخت های فسیلی، زیست توده، زمین گرمایی، انرژی خورشیدی و ... باشد. می توان با استفاده از یک چیلرجذبی، بخشی از گرمای بازیافت شده برای تولید سرما نیز بهره برد.

می توان با استفاده از یک چیلرجذبی، بخشی از گرمای بازیافت شده برای تولید سرما نیز بهره برد.

در نتیجه بطور همزمان می توان برق، گرما و سرما شناخته می شود. از یک بویلر کمکی نیز می توان برای جبران کمبود گرمای مورد نیاز بارهای گرمایی و از یک منبع ذخیره گرما در مواقعی که بار گرمایی از میزان خروجی گرما کمتر است، استفاده نمود.

تولید متداول قدرت بطور میانگین تنها 35 درصد بازده دارد و حدود 65 درصد ظرفیت انرژی بصورت گرمای اتلافی آزاد می شود. جدید ترین سیکل ترکیبی می تواند این بازه را صرفنظر از انتقال و توزیع برق تا 55 درصد بهبود بخشد. تولید همزمان، این درصد را با استفاده از بازیافت گرمای اتلافی در بخش های صنعت، تجارت و گرمایش و سرمایش منازل به طرز چشمگیری کاهش می دهد.

با بهره برداری از گرما، بازده دستگاه تولید همزمان می تواند به 90 درصد یا حتی بیشتر برسد.

به علاوه برق تولید شده توسط دستگاه تولید همزمان معمولا بطور محلی مصرف می شود و تلفات انتقال و توزیع را ندارد.

عواملی مانند کمبود منابع مالی برای احداث نیروگاه های بزرگ، تجدید ساختار صنعت برق ایران که باعث رشد خصوصی سازی و بازار رقابتی در صنعت برق کشور شده است، رشد روز افزون مصرف انرژی الکتریکی، وجود پراکندگی بسیار در منابع انرژی اولیه مورد نیاز، لزوم برق رسانی و مسایل محیط زیست باعث شده است تا هم اکنون منابع تولید پراکنده به عنوان یکی از راهکارهای مناسب جهت رسیدن به اهداف مصوب محسوب شود.

وزارت نیرو جهت نیل به اهداف ذکر شده، با ابلاغ دستورالعمل توسعه مولد مقیاس کوچک، تلاش دارد ضمن گسترش سرمایه گذاری بخش در این بخش، صنایع را به تولید برق مورد نیاز خود تشویق نماید. برای این منظور وزارت نیرو مجوز اتصال مولد به شبکه سراسری تا ظرفیت دو برابر و دیماند صنایع را به آنها می دهند تا از طریق فروش مازاد برق تولیدی خود، در امد کسب کنند و با ارائه راهکارهایی مانند تضمین خرید، انگیزه صنایع را جهت سرمایه گذاری در این بخش افزایش می دهد.

مولدهای مقیاس کوچک با توجه به ظرفیت های پایین و همچنین سرمایه گذاری کم ازاین قابلیت برخوردار شده و امکان خرید برق از آنها از یک سو و از سوی دیگر هزینه پایین و همچنین سرمایه گذاری آنها و حذف هزینه سرمایه گذاری انتقال و تلفات شبکه ها باعث ایجاد مزیت دو چندان آنها در تامین برق شده است.

در سالهای اخیر، استفاده از توربین های گازی با توجه به شاخصه های فنی مطلوب نظیر راندمان بالا، صرفه اقتصادی، عمر طولانی، سرعت بارگیری، پائین بودن آلاینده های زیست محیطی، هزینه های پایین تعمیر و نگهداری و ... با استقبال زیادی روبرو شده است. برخی با پرامترهای اصلی یک مولد گازی که در هنگام انتخاب می بایست در نظر قرار می گیرد عبارتست از: 1- قدرت نامی 2- نوع سوخت مصرفی و میزان مصرف سوخت 3- دور موتور و سیستم تنظیم دور 4- راندمان الکتریکی و حرارتی 5- ابعاد و وزن و ... که مجهز به تابلوی کلید KW و KVAR دو طرفه می باشند. تجهیزات حفاظتی در این تابلوها از نوع رله های میکروپروسسوری با توانایی دریافت سیگنالهای ولتاژ و جریان می باشند و حداقل حفاظت های تعبیه شده به قرار زیر می باشند:

1-      حفاظت جریان زیاد و جریان زیاد زمین جهت دار ( 67N,67 )

2-      حفاظت جریان زیاد و جریان زیاد زمین معمولی ( 51-50 و 51N-50N )

3-      حفاظت نامتعادلی جریان (I2 )

4-      حفاظت جریانO Voltage  U/

5-      حفاظت جریان زیاد حساس زمین ( 51NS )

6-      و  موارد دیگر