هرهفته شنبه ها - سال سیزدهم

پرتیراژترین نشریه صنعت ساختمان

نشریه شماره   177   دوهفته نامه آرشیو PDF پیام ساختمان

تولید همزمان برق و گرمای ساختمان

گروه بازار ساختمان: در مصرف انرژی برق و نیز گاز طبیعی در ساختمان های کشور کمتر به مفاهیمی مانند بهره وری و نیز بازدهی توجه شده است. بیشتر مردم و حتی مسئولان نیز کمترین توجهی به این امور نکرده و اهمیت آن را بسیار کمتر از قیمت زمین و استحکام بنا و حتی زیبایی ساختمان می‌دانند. بااین‌حال با کاهش ذخایر فسیلی و نیز افزایش قیمت حامل های انرژی های در جهان، اهمیت این مفاهیم اگر چه دیر اما مورد توجه قرار گرفته است، حتی در کشور ما.
رویکرد جهان، غفلت ایران
به هزار و یک دلیل کشورهای جهان به روش‌هایی رویکرد داشته‌اند که بتوانند تا آنجا که مقدور است بازدهی را افزایش دهند؛ یکی از مواردی که می‌تواند موجب  صرفه‌جویی شود ترکیب همزمان برق و حرارت در نیروگاه‌های CHP  است. فناوری جدید که کشورهای پیشتاز در توسعه آن را به‌کار گرفته‌اند.
یکی از مزیت های استفاده از نیروگاه‌های CHP این است که می‌تواند برق را نیز مانند حرارت ساختمان درهمان محل مصرف، تولید کند و می‌دانیم که انتقال برق از مبدأ تولید در نیروگاه‌های آبی و حرارتی تا محل مصرف در ساختمان‌ها با اتلاف انرژی بسیاری همراه است و این امر با افزایش فاصله میان این دونقطه به دلیل افزایش مقاومت الکتریکی بیشتر هم می‌شود. بخش بدتر قضیه به تبدیل ولتاژ برق است تا مصرف‌کننده بتواند در مصارف شهری آن را مورد استفاده قرار دهد. همین امر نیز می‌تواند اتلاف انرژی را موجب شود.
نیروگاه‌های CHP چیست
نیروگاه‌های CHP اختصاری از Combined Heat and Power می‌باشد که به معنای ترکیب گرما و قدرت در ساختمان باشد. هر چند این روش تولید برق و حرارت روش جدیدی نیست اما اینکه از این روش برای تولید مقادیر کمی انرژی، آن هم در محل مصرف مانند ساختمان‌های مسکونی و خدماتی استفاده شود، روشی است که آن را ابتکاری مفید نشان می دهد. فناوری تولید مشترک برق و حرارت، که بهره وری بالایی را در مصرف انرژی به دنبال دارد، به سایر مولدهای تولید قدرت (مکانیکی یا الکتریکی) گسترش داده شد . به‌عبارت‌دیگر امروزه می‌توان با پیشرفت های صورت گرفته، هر سیستم مولد قدرتی با هر اندازه و کاربرد را به‌صورت یک واحد مشترک طراحی نمود. به‌این‌ترتیب علاوه بر تولید توان الکتریکی یا مکانیکی توسط دستگاه، امکان استحصال حرارت اتلافی مولد یا موتور به‌صورت انرژی گرمایی قابل‌استفاده وجود دارد. همان طور که گفته شد سیستم های CHP غالباً برای تولید برق و حرارت به‌صورت همزمان طراحی می‌شود . یک محرک اولیه ( موتور یا توربین ) انرژی شیمیایی سوخت را آزاد نموده و به توان مکانیکی در محور خروجی تبدیل می‌کند. دستگاه CHP بهترین بهره وری در مصرف انرژی سوخت را دارد . به گونه‌ای که متوسط راندمان یک مولد برق در حدود 35درصد و متوسط راندمان یک بویلر 90درصد است . درحالی‌که یک سیستم CHP با تولید هر دوی این محصولات راندمانی بیش از 85درصد دارد.
اهمیت زیست‌محیطی CHP
چنین نیروگاه‌هایی می‌تواند از نظر زیست‌محیطی نیز دارای اهمیت باشد. بازده 83 درصدی نيروگاه‌هاي CHP ضرورت احداث آنها را بیش‌ازپیش بیان می‌کند. در کلان‌شهرهایی که با بحران های آلودگی مواجه هستند هر چه از میزان تقاضا برای برق نیروگاه‌های بزرگ کاسته شود خود موهبتی شگفت محسوب می‌شود.
این سیستم‌ها غالباً برای تولید برق و حرارت به‌صورت همزمان طراحی می‌شود. یک محرک اولیه (موتور یا توربین) انرژی شیمیایی سوخت را آزاد نموده و به توان مکانیکی در محور خروجی تبدیل می‌کند. در این موارد، محور محرک با یک ژنراتور کوپل شده و توان الکتریکی تولید می‌شود، از طرف دیگر، حداکثر راندمان موجود برای محرک اولیه دستگاه و مولد کمتر از 50 درصد است و این به معنی اتلاف بیش از نیمی از انرژی سوخت به‌صورت حرارت می‌باشد. در این نوع سیستم، منابع اتلاف این حرارت، که عبارتند از گازهای خروجی از محرک اولیه، سیکل خنک کن و روغن روغن‌کاری، شناسایی‌شده و با قرار دادن مبدل‌های حرارتی ، گرمای اتلافی به شکل حرارت با دمای بالا (حرارت قابل‌استفاده) بازیافت می‌شود. با فراهم شدن امکان استحصال حرارت اتلافی در سیستم تولید مشترک برق و حرارت خصوصیات منحصربه‌فرد این سیستم به‌دست می‌آید.
نیروگاه کوچک برای ساختمان های بزرگ
اگر هر واحد صنعتی، بیمارستانی یا مجتمع های بزرگ مسکونی، تجاری و اداری در کنار خود یک واحد نیروگاهی کوچک داشته باشد، می‌تواند علاوه بر تأمین برق مصرفی خود، با هدفمند کردن یارانه‌ها همگام شده و در صورت امکان، بخشی از برق تولیدی مازاد بر مصرف خود را نیز به قیمت‌های واقعی و با تضمین خرید، به وزارت نیرو بفروشد.در واقع، راندمان بالاي توليد در كنار بازيافت انرژي از جمله دلايلي است كه احداث نيروگاه‌هاي CHP (تولید همزمان برق و حرارت) را در كشور ضروري مي‌سازد.
 به‌این‌ترتیب با تولید و احداث نیروگاه‌های تولید همزمان برق و حرارت می‌توان از کارایی این سامانه‌ها در فرودگاه‌ها، ساختمان های بلند، بیمارستان‌ها و شهرک های صنعتی بهره‌مند شد.به گفته كارشناسان، بازدهی نیروگاه‌های CHP (تولید همزمان برق و حرارت) حدود 83 درصد و بازده نیروگاه‌های گازی بین 37 تا 45 درصد است كه در واقع تولید همزمان برق و حرارت موجب افزایش بازده نیروگاه‌های CHP می‌شود.
وزارت نیرو مقصر ردیف اول
هر چند وزارت نيرو توجه خاصي به احداث نيروگاه‌هاي CHP داشته باشد و در اين جهت نيز تاکنون چندین پروژه CHP به‌صورت پایلوت در برخی از نقاط کشور انجام شده است. واحد تولید همزمان برق و حرارت در كنار ساختمان وزارت نیرو ازجمله این پروژه‌هاست. این واحد 5/3 مگاوات برق و 5/3 مگاوات حرارت تولید می‌کند که از این میزان برق تولیدی حدود یک مگاوات در ساختمان وزارت نیرو مصرف و 5/2 مگاوات وارد شبکه 20 کیلوولت می‌شود.بخار توليدي به سمت موتورخانه ساختمان وزارت نيرو هدايت می‌شود تا بابت سيستم هاي گرمايشي و سرمايشي اين سازمان مورد استفاده قرار گيرد. ضمن اينكه بخش بازيافت آب گرم نيز وجود دارد كه آب را از 60 درجه به 80 درجه تبديل می‌کند. در همين حال احداث 7 مگاوات ظرفيت نیروگاهي تولید همزمان برق و حرارت توسط بخش خصوصی با سرمايه‌گذاري 80 میلیارد ریالي نيز از جمله برنامه‌هاي وزارت نيرو است.دانش فنی و تجهیزات مورد نیاز برای ساخت این نیروگاه‌ها مطابق با استانداردهای روز دنیا به ‌طور کامل در کشور وجود دارد که بر این اساس واردات به همین میزان کاسته خواهد شد و وزارتخانه‌های نیرو و صنایع ساخت این نیروگاه‌ها را بر عهده صنعتگران داخلی گذاشته‌اند، زیرا توانایی ساخت آن را دارند.
اما وزارت نیرو به اقدامات بزرگی باید دست بزند چرا که همه می‌دانیم در سال های قبل فشار اقتصادی و مالی سنگینی  به این وزراتخانه وارد شده و اکنون بهتر است روش های گذشته را کنار گذاشته و مردم را در تولید انرژی سهیم کند. این امر می‌تواند آنها را با مفهوم بازدهی انرژی به معنای صرفه‌جویی بیشتر آشنا کند. اعمال فشار جهت کمتر مصرف کردن یا شعار درست مصرف کردن تا چه میزان می‌تواند مشکل بهره وری پایین این کالای گران را حل کند .