نیروگاه های مقیاس کوچک گازسوز

نیروگاه های مقیاس کوچک گازسوز

 کسب و کارهای زیادی به دنبال تامین برق مستقیم برای خود هستند، این مسئله باعث می­شود تدریجا ساختار شبکه توزیع برق تغییر نماید و به نظر می رسد نیروگاه های مقیاس کوچک جایگزین مناسبی برای آنها هستند. نیاز به انرژی قابل اطمینان و دردسترس و نیاز به تامین برق در مکان های دورافتاده، نقش تامین برق به صورت تولید پراکنده به وسیله گاز طبیعی را پررنگ تر نموده است. در سال های اخیر سایت های تجاری و صنعتی اقدام به احداث نیروگاه جهت تامین برق مستقل از شبکه سنتی توزیع نموده اند و نیاز به برق در مکان های دورافتاده و در کنار مصرف کننده، منجر به افزایش کاربردهای نیروگاه های تولید پراکنده(نیروگاه های مقیاس کوچک) شده است. این نیروگاه ها با ظرفیت تولید کمتر از 100 مگاوات در مراکز تجاری و صنعتی، می توانند به صورت  همزمان برق و حرارت (CHP) تولید کنند.

نیروگاه های CHP  مقیاس کوچک، تولید کننده همزمان انرژی حرارتی و الکتریکال می‌توانند اشکال مختلفی داشته باشند و طیف وسیعی از فناوری‌ها را در بر بگیرند. در عملکرد یک نیروگاه یا ژنراتور معمولی، مقادیر زیادی گرما در مدارهای خنک کننده و در گازهای خروجی تلف می شود. استفاده از این گرمای اتلاف شده برای فرآیندهای صنعتی یا گرمایش فضا باعث افزایش راندمان کلی فرآیند می شود.

نیروگاه های CHP به طور کلی در کنار تولید برق، تولید گرما می کنند که برای گرمایش و سرمایش صنعتی تجاری استفاده می­گردد و ۷۵ تا ۸۰ درصد از منبع سوخت را به انرژی مفید تبدیل می کنند، که راندمان مدرن ترین نیروگاه های CHP به ۹۰ درصد می­رسد. با توجه به نزدیکی محل تولید به محل مصرف، نیروگاههای CHP تلفات شبکه را کاهش می دهند. نیروگاه های CHP  با استفاده از موتورهای احتراق داخلی مانند سلول های سوختی، میکروتوربین ها و به تولید برق می پردازند.

موتور احتراق داخلی

موتور احتراق داخلی یک موتور حرارتی است که در آن احتراق سوخت با یک اکسید کننده (معمولاً هوا) در یک محفظه احتراق که بخشی جدایی ناپذیر از روند کار است رخ می دهد. در یک موتور احتراق داخلی، انبساط گازهای با دمای بالا و فشار بالا تولید شده توسط احتراق، نیروی مستقیمی را به برخی از اجزای موتور اعمال می کند. این نیرو معمولاً به پیستون ها (موتور پیستونی)، پره های توربین (توربین گاز)، یا نازل (موتور جت) اعمال می شود. این نیرو اجزای موتور را در مسافتی به حرکت در می آورد و انرژی شیمیایی را به انرژی جنبشی تبدیل می کند که برای رانش، حرکت یا نیرو دادن به هر چیزی که موتور به آن متصل است استفاده می شود.

موتورهای احتراق داخلی معمولاً با سوخت های فسیلی مانند گاز طبیعی یا فرآورده های نفتی مانند بنزین، سوخت دیزل یا نفت کوره تغذیه می شوند. از سوخت های تجدیدپذیر مانند بیوگاز نیز در موتورهای احتراق داخلی استفاده می­گردد. در اوایل سال ۱۹۰۰، مخترع موتور دیزل، رودولف دیزل، از روغن بادام زمینی برای راه اندازی موتورهای خود استفاده می کرد. هیدروژن که به نظر می رسد در آینده انرژی اولیه بسیاری از نیروگاه ها را تامین کند در حال حاضر هنوز تکنولوژی مناسب جهت استفاده از این گاز حاصل نگردیده است. به هر صورت گاز طبیعی نقش اصلی موتورهای احتراق داخلی را به عهده دارد، که تا حد زیادی به دلیل فراوانی و هزینه پایین تولید آن است.

عملکرد موتور احتراق داخلی در موتور ژنراتور گازسوز

یک موتور احتراق داخلی دارای یک یا چند سیلندر است که فرآیند احتراق در آنها انجام می شود و انرژی آزاد شده از سوختن سریع مخلوط سوخت و هوا را به انرژی مکانیکی تبدیل می کند. موتورهای گازسوز و دیزلی از انواع اصلی موتور احتراق داخلی در نیروگاه های برق مقیاس کوچک هستند. اکثر موتورهای احتراق داخلی در تبدیل سوخت سوزانده شده به انرژی قابل استفاده کارآمد هستند. بازدهی آنها بر حسب “بازده حرارتی” اندازه گیری می شود و در میان موتورهای احتراق داخلی- موتور های گازسوز جهت تولید برق به طور متوسط تا۴۰ درصد راندمان دارند.

برق نیوز: با توجه به رشد تقاضای انرژی برق در دهه آینده در کشور و عدم توانایی دولت در پاسخگویی به این تقاضا و نیز افزایش تدریجی حداکثر بار شبکه برق کشور و ادامه آن در سال‌های آینده، نیاز به سرمایه گذاری بخش خصوصی در زمینه تولید برق بشدت احساس می شود. نرخ رشد تقاضای برق در سال‌های آینده بین ۸ تا ۹ درصد پیش بینی می شود، این موضوع سبب می گردد تا ریسک بازار برای سرمایه گذاری به حداقل ممکن کاهش یافته و بازار مصرف برق ایران به بازاری بسیار مطمئن و مستمر برای تولید کنندگان تبدیل شود.
راندمان بالای موتور‌های گازسوزی که با تکنولوژی امروزه ساخته می‌شود و عدم ایجاد آلودگی زیست محیطی، از جمله دلایل محکمی هستند که تولید محلی برق را با استفاده از گاز طبیعی تشویق می‌کنند. شهرک‌های صنعتی می‌توانند بیشتر از میزان مصرف خود نیز برق تولید نموده و در ساعات اوج مصرف که قیمت برق گرانتر است تولید مازاد بر مصرف خود را در سطح ۲۰ کیلوولت و از طریق خطوط ۲۰ کیلوولت بدون نیاز به احداث پست تبدیل ولتاژ به شبکه تزریق نمایند و در واقع این تولید مازاد را به وزارت نیرو بفروشند.