CHP چیست

CHP

 CHP مخفف عبارت Combined Heat and Power می باشد، یعنی تولید همزمان دو نوع انرژی. به عبارت دیگر اگر شما از یک منبع انرژی دو نوع انرژی در محل مصرف دریافت کنید یک سیستم CHP دارید، استفاده از بخاری ماشین در زمستان یک مثال از سیستم CHP می باشد. در نیروگاه‌های حرارتی که بخش اعظمی از نیاز الکتریسیته جوامع تامین می شود، به‌طور متوسط تنها یک‌سوم از انرژی سوخت ورودی، به انرژی مفید الکتریسیته تبدیل می‌شود، به عبارت دیگر بازده این نیروگاه‌ها حدود ۳۰ تا ۳۵ درصد است. همچنین در شبکه‌های انتقال برق نیز حدود ۱۵ درصد از انرژی الکتریسیته تولیدی تلف می‌شود. اگر تولید برق در محل مصرف صورت بگیرد این مقدار اتلاف نیز وجود نخواهد داشت.

در نیروگاه های CHP حرارت حاصل از تولید برق در مولدهای محرک ژنراتور به منظور تأمین انرژی لازم جهت گرمایش مورد استفاده قرار می­ گیرد. فرایند تولید همزمان را می ­توان بر اساس انواع مولدهای نیروی محرکه از جمله توربین ­های گاز، توربین ­های بخار، موتورهای احتراقی و مولدهای دیگر طبقه ­بندی نمود. در شرایطی که منابع تولید انرژی اولیه نیز شامل منابع وسیعی از جمله سوخت­ های فسیلی، زیست توده، زمین گرمایی و انرژی خورشیدی می ­باشند.

CHP1

در واقع تولید همزمان (Cogeneration) از نگاه ترمودینامیکی به معنای تولید دو یا چند شکل از انرژی با استفاده از یک منبع انرژی اولیه می ­باشد و از آن جایی که دو شکل متداول انرژی، انرژی حرارتی و مکانیکی می باشد و انرژی مکانیکی اغلب برای به حرکت در آوردن یک ژنراتور الکتریکی استفاده می­ شود، این فرآیند به تولید همزمان برق و حرارت (CHP) معروف شده است.

  • واحد CCHP چیست

CCHP مخفف Combined Cooling ,Heat and Power می باشد به معنای تولید همزمان برق، سرما و حرارت. مولد قدرت اولیه در سیستم‌هایCHP، معمولاً موتورهای احتراقی، توربین گازی، میکروتوربین و پیل سوختی است. کیفیت گرمای خروجی هر یک از این مولد ها متفاوت بوده و بسته به کاربردهای مختلف و نیاز گرمایشی می توان از یکی از آن ها استفاده کرد. امروزه از نظر هزینه نصب و راه‌اندازی، موتورهای احتراقی دارای پایین‌ترین قیمت بوده و سیستم‌های پیل سوختی با توجه به این که هنوز به مرحله تجاری شدن نرسیده‌اند بالاترین هزینه را در بردارند.

در مقابل سیستم ­های متمرکز تولید برق (نیروگاه­ های حرارتی سنتی)، نیروگاه CHP یک روش تولید غیر متمرکز و محلی به حساب می ­آید. به این معنا که می ­توان برای هر منطقه و محله یک نیروگاه تولید برق مستقل احداث کرد و همچنین به علت نزدیکی محل تولید برق به محل مصرف، تلفات ناشی از انتقال جریان الکتریسیته بسیار ناچیز خواهد بود. همچنین انرژی گرمایی ناشی از بازیافت تلفات حرارتی در مولدهای محرک­ ژنراتور را می ­توان در دو حوزه پرمصرف و کاربردی مورد استفاده قرار داد.

    • تهویه مطبوع

به منظور تأمین انرژی لازم جهت تولید آب گرم مورد نیاز برای گرمایش ساختمان­ های مسکونی، اداری، تجاری و …

    • صنعت

جهت رفع نیاز بسیاری از فرایندهای صنعتی در صنایع مختلفی همچون پتروشیمی­ ها، کارخانجات کاغذسازی و …

CHP2

 لذا در نیروگاه­ های CHP با توجه به تولید الکتریسیته به صورت محلی و مستقل (غیر متمرکز) و استفاده همزمان از گرمای تلف­ شده، کارایی مولدهای تولید برق به میزان قابل توجهی افزایش یافته است. راندمان تولید برق در نیروگاه ­های گازی حدود ۳۰ درصد می ­باشد که با افزایش هزینه­ های سرمایه­ گذاری و مجهز شدن به تجهیزات سیکل ترکیبی راندمان آن نهایتاً به ۵۵ درصد خواهد رسید. این در حالی است که با بهره­ گیری از فناوری تولید همزمان برق و حرارت، آن هم بصورت مستقل، بازدهی انرژی این مولدها به حدود ۷۵ تا ۹۵ درصد نیز خواهد رسید که این راندمان بالا در مقایسه با توربین ­های گازی و سیکل ترکیبی، نقش مهمی در بهینه­ سازی مصرف سوخت ایفا می­ کند.

همچنین در سیستم­ های CHP میزان تولید CO2  بسیار پایین ­تر از روش ­های مرسوم دیگر می باشد، تا آن جا که بسیاری از دولت­ های اروپائی، آمریکا و حتی در بعضی از کشورهای آسیایی نظیر ژاپن، سیاست­ ها و مقرراتی را برای ترغیب به استفاده از نیروگاه ­های  CHP وضع نموده ­اند و این نشان از اهمیت CHP در کاهش مصرف انرژی می­ باشد.

CHP3

سیستم ­های تولید همزمان فقط از یک فرآیند برای تولید الکتریسیته، گرما و یا سرما استفاده می­ کنند، بنابراین ظرفیت­ های گرمایش و سرمایش و برق مورد نیاز باید به خوبی تخمین زده شوند و بر اساس آن تجهیزات سیستم به نحو مناسبی انتخاب گردند. همچنین باید این انتخاب با دقت فراوان همراه باشد. یک سیستم تولید همزمان دارای چهار جز می باشد.

    • مولد نیروی محرکه

وظیفه آن تولید نیروی مکانیکی می باشد.

    • ژنراتور الکتریکی

وظیفه آن تولید انرژی الکتریکی می باشد.

    • سیستم بازیافت حرارت

وظیفه آن بازیابی گرما می باشد.

    • سیستم کنترلی مناسب

وظیفه آن مدیریت و کنترل کلیه سنسورها و عملگرها می باشد.

در مجموع با توجه به همزمانی تولید و مصرف برق در سیستم­های تولید همزمان، نیاز است تا چنین سیستم ­هایی در محل­ هایی با خصوصیات ویژه زیر راه ­اندازی شوند.

    • تقاضای مصرف انرژی (برق و گرما) دائمی باشد.
    • تقاضای مصرف انرژی گرمایی بالا باشد.
    • حتی الامکان نسبت تقاضای برق و گرمایش متعادل باشد. یعنی شرایط برای بهره­ برداری از سیستم در طی شبانه روز و در طول سال به گونه ­ای باشد که بتوانیم بهره ­برداری پیوسته ­ای از سیستم داشته باشیم.
  • اهمیت CHP چیست

با توجه به اهمیت مباحث صرفه جویی انرژی و سهم بالای مصرف انرژی در صنایع، به کارگیری روش های مؤثر در این راستا تأثیرات قابل توجهی در پیشرفت و توسعه هر کشوری به دنبال خواهد داشت. تولید همزمان برق و حرارت (CHP) به عنوان یک روش موثر برای کاهش مصرف انرژی، در حال حاضر در دستور کار بسیاری از کشورهای پیشرفته قرار گرفته است و سهم قابل توجهی از تولید برق و حرارت مورد نیاز این کشورها با استفاده از این روش تأمین می گردد.

در کشورمان به علت ارزان بودن انرژی و پایین بودن سهم هزینه های انرژی نسبت به سایر هزینه ها در سبد هزینه خانوار، تاکنون در خصوص چگونگی مصرف انرژی و راه های کاهش مصرف آن اقدامات موثری انجام نشده است. اما به تدریج که قیمت انرژی مصرفی افزایش پیدا کند هم هزینه مصرف انرژی برای خانوار افزایش پیدا می کند و هم مصرف و اتلاف بی رویه آن به سرمایه های ملی و چرخه اقتصادی کشور لطمه زده و محیط زیست را در معرض خطر قرار می دهد. بنابراین یافتن راهکارهایی برای بهینه سازی مصرف انرژی در نیروگاه ها که یکی از پر مصرف ترین صنایع کشور می باشد، از اهمیت ویژه ای برخوردار است.

در فناوری های تولید همزمان برق و حرارت، حرارت اضافی حاصل از تولید برق و یا توان مکانیکی، برای استفاده مجدد از انرژی در مصارف مختلف بازیافت می شود. استفاده از این فناوری ها به دلیل وجود مقدار زیادی تلفات در هنگام تبدیل انرژی حرارتی به انرژی مکانیکی یا الکتریکی شکل گرفته است. این تلفات معمولاً به صورت حرارت وارد دودکش شده، دمای آن کنترل شده و در اتمسفر آزاد می شود. با بازیافت مقداری از حرارت در مبدل های حرارتی، بازدهی کل سیستم به اندازه قابل توجهی افزایش می یابد و در عین حال که برق تولید می شود حرارت مورد نیاز مراکز تجاری، صنعتی و عمومی نیز تأمین می گردد.

سیستم های تولید همزمان گرما، سرما و الکتریسیته (CCHP) با کمک بازیافت حرارت تلف شده علاوه بر تولید توان الکتریکی، بارهای حرارتی و برودتی مورد نیاز را تأمین می کنند. گسترش روز افزون توربین های گاز و موتورهای احتراق داخلی گاز سوز، استفاده از سیستم های تولید همزمان با محرک اولیه توربین گازی و نیز موتورهای احتراقی را بسیار متداول کرده است. در این سیستم ها با استفاده از چیلر جذبی و مولد بخار بازیاب حرارت، حرارت اضافی خارج شده از توربین می تواند بار حرارتی و برودتی محل مورد نظر را بدون مصرف جداگانه سوخت تامین نماید. این عمل موجب کاهش مصرف سوخت و نیز کاهش انتشار مواد آلاینده می شود.

روش معمول برای تأمین نیاز الکتریکی و حرارتی مصرف کنندگان، خرید برق از شبکه و تولید حرارت از طریق سوزاندن سوخت در کوره ها و دیگ های بخار است. اما با استفاده از فناوری تولید همزمان می توان مصرف سوخت و به طور کلی مصرف انرژی را تا حد قابل ملاحظه ای کاهش داد. در حال حاضر اغلب انرژی مصرفی جهان از سوخت های فسیلی به خصوص نفت، گاز و زغال سنگ تأمین می شود. احتراق سوخت های فسیلی باعث انتشار انواع آلاینده ها نظیر اکسیدهای گوگرد، نیتروژن، منواکسید کربن و گاز کربنیک و … در محیط زیست می گردد و با ورود آن ها به جو زمین سلامتی انسان ها و تمام موجودات زنده را با خطر مواجه می کند. سوخت های فسیلی علاوه بر انتشار گازهای مضر دارای منابع محدودی نیز می باشند، به طوری که در آینده ای نزدیک عمر ذخایر آن ها به پایان می رسد.

راندمان بالای واحدهای تولید همزمان، این واحدها را به عنوان راه حل قابل قبولی برای تبدیل انرژی، مطرح نموده است. همچنین بازده بالای این واحدها باعث کاهش تولید دی اکسید کربن و سایر آلاینده ها نظیر ترکیبات گوگردی و اکسیدهای نیتروژن می شود. از سوی دیگر در کشورهایی که قوانین سخت گیرانه زیست محیطی در آن ها اعمال شود، با کاهش تعداد واحدهای تبدیل سوخت به حرارت مفید، کنترل واحدهای تولید آلایندگی آسان تر خواهد بود.

CHP4

  • مزایای بارز سیستم CHP 

    • افزایش راندمان

سیستم CHP می تواند باعث افزایش راندمان تولیدات تا بیش از ۸۵% گردد، این در حالی است که اجرای سیستم CHP تنها افزایش بسیار کوچکی در هزینه سرمایه گذاری اولیه را به همراه خواهد داشت.

    • محیط زیست

راندمان بالای سیستم های CHP باعث می­شود تولید دی اکسید کربن و سایر آلاینده ها نظیر ترکیبات گوگردی و اکسیدهای نیتروژن کاهش یابد.

    • هزینه های پایین تعمیرات و نگهداری

به دلیل این که برای استفاده از حرارت تولیدی در یک واحد CHP تجهیزات کمتری در هر ساختمان مورد نیاز است، هزینه های تعمیرات و نگهداری تجهیزات نیز کمتر خواهد شد.

    • استفاده هر چه بیشتر از فضای ساختمان

    • امکان فروش برق تولید شده اضافی به شبکه

در سامانه‌های CHP مصرف‌کنندگان قادر خواهند بود علاوه بر تأمین نیازهای الکتریسیته خود در ساعات اوج مصرف، برق تولیدی اضافی را به شبکه‌های محلی نیز بفروشند.

درج شده در

Leave a Reply

avatar
  تنظیم هشدار برای :  
هشدار برای
دسته بندی ها
آخرین مطالب