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. بااین حال 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 ایرانبه هزار و یک دلیل کشورهای جهان به روش هایی رویکرد داشته اند که بتوانند تا آنجا که مقدور است بازدهی را افزایش دهند؛ یکی از مواردی که میتواند موجب صرفه جویی شود ترکیب همزمان برق و حرارت در نیروگاه های CHP است. فناوری جدید که کشورهای پیشتاز در توسعه آن را به کار گرفته اند. یکی از مزیت های استفاده از نیروگاه های 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 نیروگاه های آبی و حرارتی تا محل مصرف در ساختمان ها 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 مصرف کننده بتواند در مصارف شهری آن را مورد استفاده قرار دهد. همین امر نیز میتواند اتلاف انرژی را موجب شود. نیروگاه های CHP چیستنیروگاه های 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 ساختمان های 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 . به عبارت دیگر امروزه میتوان با پیشرفت های صورت گرفته، هر سیستم مولد قدرتی با هر اندازه و کاربرد را به صورت یک واحد مشترک طراحی نمود. به این ترتیب علاوه بر تولید توان الکتریکی یا مکانیکی توسط دستگاه، امکان استحصال حرارت اتلافی مولد یا موتور به صورت انرژی گرمایی قابل استفاده وجود دارد. همان طور که گفته شد سیستم های CHP غالباً برای تولید برق و حرارت به صورت 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 گونه ای 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 زیست محیطی CHPچنین نیروگاه هایی میتواند از نظر زیست محیطی نیز دارای اهمیت باشد. بازده 83 درصدی نیروگاه های CHP ضرورت احداث آنها را بیش ازپیش بیان میکند. در کلان شهرهایی که با بحران های آلودگی مواجه هستند هر چه از میزان تقاضا برای برق نیروگاه های بزرگ کاسته شود خود موهبتی شگفت محسوب میشود.این سیستم ها غالباً برای تولید برق و حرارت به صورت 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 به صورت حرارت میباشد. در این نوع سیستم، منابع اتلاف این حرارت، که عبارتند از گازهای خروجی از محرک اولیه، سیکل خنک کن و روغن روغن کاری، شناساییشده و با قرار دادن مبدل های حرارتی ، گرمای اتلافی به شکل حرارت با دمای بالا (حرارت قابل استفاده) بازیافت میشود. با فراهم شدن امکان استحصال حرارت اتلافی در سیستم تولید مشترک برق و حرارت خصوصیات منحصربه فرد این سیستم به دست میآید.نیروگاه کوچک برای ساختمان های بزرگاگر 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 یارانه ها همگام شده و در صورت امکان، بخشی از برق تولیدی مازاد بر مصرف خود را نیز به قیمت های واقعی و با تضمین خرید، به وزارت نیرو بفروشد.در واقع، راندمان بالای تولید در کنار بازیافت انرژی از جمله دلایلی است که احداث نیروگاه های CHP (تولید همزمان برق و حرارت) را در کشور ضروری میسازد. به این ترتیب با تولید و احداث نیروگاه های تولید همزمان برق و حرارت میتوان از کارایی این سامانه ها در فرودگاه ها، ساختمان های بلند، بیمارستان ها و شهرک های صنعتی بهره مند شد.به گفته کارشناسان، بازدهی نیروگاه های CHP (تولید همزمان برق و حرارت) حدود 83 درصد و بازده نیروگاه های گازی بین 37 تا 45 درصد است که در واقع تولید همزمان برق و حرارت موجب افزایش بازده نیروگاه های CHP میشود.وزارت نیرو مقصر ردیف اولهر چند وزارت نیرو توجه خاصی به احداث نیروگاه های CHP داشته باشد و در این جهت نیز تاکنون چندین پروژه CHP به صورت پایلوت در برخی از نقاط کشور انجام شده است. واحد تولید همزمان برق و حرارت در کنار ساختمان وزارت نیرو ازجمله این پروژه هاست. 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 تولیدی به سمت موتورخانه ساختمان وزارت نیرو هدایت میشود تا بابت سیستم های گرمایشی و سرمایشی این سازمان مورد استفاده قرار گیرد. ضمن اینکه بخش بازیافت آب گرم نیز وجود دارد که آب را از 60 درجه به 80 درجه تبدیل میکند. در همین حال احداث 7 مگاوات ظرفیت نیروگاهی تولید همزمان برق و حرارت توسط بخش خصوصی با سرمایه گذاری 80 میلیارد ریالی نیز از جمله برنامه های وزارت نیرو است.دانش فنی و تجهیزات مورد نیاز برای ساخت این نیروگاه ها مطابق با استانداردهای روز دنیا به طور کامل در کشور وجود دارد که بر این اساس واردات به همین میزان کاسته خواهد شد و وزارتخانه های نیرو و صنایع ساخت این نیروگاه ها را بر عهده صنعتگران داخلی گذاشته اند، 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 صرفه جویی 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 .