مقالات دیزل ژنراتور

CHP چیست؟ تولید همزمان برق و حرارت در دیزل ژنراتور و گاز ژنراتور

CHP چیست؟ راهنمای جامع تولید همزمان برق و حرارت در دیزل ژنراتور و گاز ژنراتور
آنچه در این نوشته خواهید خواند:

CHP مخفف عبارت Combined Heat and Power به معنای تولید همزمان برق و حرارت است. در این مقاله از سایت آبادیزل، به بررسی مفهوم، عملکرد، مزایا و معایب این سیستم در دیزل ژنراتور و گاز ژنراتور می‌پردازیم.

هدف اصلی سیستم CHP، استفاده از یک منبع انرژی برای تولید همزمان دو نوع انرژی مفید است:

  • انرژی مکانیکی/الکتریکی (برق)

  • انرژی حرارتی (گرمایش)

در این سیستم، حرارت تلف شده در فرآیند تبدیل انرژی بازیابی شده و راندمان کلی به طور چشمگیری افزایش می‌یابد.

CHP چیست؟ (تعریف جامع)

CHP یا تولید همزمان برق و حرارت، سیستمی است که حرارت اتلافی ناشی از فرآیند تولید برق را بازیابی کرده و برای مصارف گرمایشی یا فرآیندهای صنعتی استفاده می‌کند.

ویژگیتوضیح
مفهوم اصلیتولید همزمان دو نوع انرژی از یک منبع سوخت
نمونه رایجژنراتور گازسوز که حرارت اگزوز آن برای گرمایش ساختمان استفاده می‌شود
هدفجلوگیری از اتلاف انرژی حرارتی در موتور ژنراتورها

عملکرد سیستم CHP

سیستم CHP به منظور جلوگیری از اتلاف انرژی حرارتی در موتور ژنراتورها استفاده می‌شود.

روش کار:

  1. موتور ژنراتور برق تولید می‌کند

  2. حرارت ناشی از احتراق (به صورت بخار یا گازهای داغ اگزوز) به جای دفع به محیط، جمع‌آوری می‌شود

  3. این حرارت به بخش دیگری که نیاز به انرژی حرارتی دارد (گرمایش ساختمان، فرآیند صنعتی، آب گرم) منتقل می‌شود

افزایش راندمان با سیستم CHP (مقایسه)

نوع تولیدراندمان معمولراندمان با CHP
تولید برق به تنهایی۳۵ تا ۵۵ درصد–
تولید همزمان برق و حرارت–۸۰ تا ۹۰ درصد

مثال عملی:
یک موتور گازسوز ۱ مگاواتی مجهز به سیستم CHP:

ورودی و خروجیمقدار
سوخت ورودی۱۰۰ واحد
برق تولیدی۳۵ واحد
حرارت تولیدی۵۰ واحد
تلفات انرژی۱۵ واحد

نتیجه: با روش‌های متداول برای تولید همین میزان برق و حرارت، حدود ۱۶۵ واحد سوخت نیاز است و ۸۰ واحد انرژی تلف می‌شود.

CCHP چیست؟ (تولید همزمان برق، حرارت و سرمایش)

CCHP مخفف عبارت Combined Cooling, Heating and Power به معنای تولید همزمان برق، گرمایش و سرمایش است.

ویژگیCHPCCHP
تولیداتبرق + حرارتبرق + حرارت + سرمایش
کاربرد گرمایشدارددارد
کاربرد سرمایشندارددارد (با استفاده از چیلرهای جذبی)
راندمان کلی۸۰-۹۰ درصدتا ۹۰ درصد (بسته به تجهیزات)

نکته مهم: در سیستم CCHP، از حرارت بازیافتی برای راه‌اندازی چیلرهای جذبی استفاده می‌شود که سرمایش مورد نیاز ساختمان را تأمین می‌کنند.

تفاوت CHP و CCHP به زبان ساده

سیستممعنیکاربرد
CHPتولید همزمان برق و حرارتژنراتور برق تولید می‌کند و حرارت آن برای گرمایش استفاده می‌شود
CCHPتولید همزمان برق، حرارت و سرمایشژنراتور برق تولید می‌کند و حرارت آن هم برای گرمایش و هم برای سرمایش (از طریق چیلر جذبی) استفاده می‌شود

مزایای سیستم CHP (جدول جامع)

مزیتتوضیح
افزایش راندماناز ۳۵-۵۵ درصد به ۸۰-۹۰ درصد
کاهش هزینه انرژیاستفاده همزمان از برق و حرارت تولیدی
حفظ محیط زیستکاهش مصرف سوخت و انتشار آلاینده‌ها
کاهش تلفات انتقالتولید برق در محل مصرف (تولید پراکنده)
افزایش قابلیت اطمیناناستقلال از شبکه سراسری برق
صرفه‌جویی در سوختتا ۴۰ درصد کاهش مصرف سوخت نسبت به روش‌های جداگانه

معایب استفاده از سیستم CHP

عیبتوضیح
هزینه اولیه بالاژنراتورهای گازسوز (مناسب برای CHP) قیمت بیشتری نسبت به دیزل ژنراتورها دارند
وابستگی به گاز شهریدر صورت قطع گاز شهری، نمی‌توان از این سیستم استفاده کرد
محدودیت مکانیفقط در مناطقی قابل نصب است که گاز شهری در دسترس باشد
پیچیدگی نصب و راه‌اندازینیاز به تخصص و تجهیزات اضافی (مبدل‌های حرارتی، چیلرهای جذبی و…)

کاربردهای سیستم CHP (دسته‌بندی شده)

صنایع

صنعتکاربرد
داروسازیتأمین برق و بخار استریلیزاسیون
نساجیتأمین برق و حرارت فرآیندهای رنگرزی
غذاییتأمین برق و بخار پخت و پاستوریزاسیون
کاغذ و مقواتأمین برق و حرارت خشک‌کن‌ها
فولاد و ذوب آهنتأمین برق و حرارت کوره‌ها
پالایشگاه و پتروشیمیتأمین برق و بخار فرآیندهای شیمیایی
سیمان، شیشه، سرامیکتأمین برق و حرارت کوره‌ها
خودرو و قطعه‌سازیتأمین برق و حرارت خطوط تولید
کشاورزیتأمین برق و حرارت گلخانه‌ها و خشک‌کن‌ها

محیط‌های تجاری و عمومی

  • هتل‌ها

  • بیمارستان‌ها

  • مراکز خرید بزرگ

  • باشگاه‌ها و محیط‌های ورزشی

  • مترو و فرودگاه‌ها

  • ساختمان‌های اداری و تجاری

واحدهای مسکونی

  • برج‌های مسکونی بلندمرتبه

  • مجتمع‌های آپارتمانی

  • ویلاهای بزرگ

نتیجه کلی: هر مکانی که نیاز به تولید همزمان برق، گرمایش و سرمایش داشته باشد، می‌تواند از سیستم‌های CHP یا CCHP استفاده کند.

نیروگاه تولید پراکنده (DG) و ارتباط آن با CHP

تولید پراکنده (Distributed Generation) به معنای تولید برق در همان محل مصرف یا نزدیک به آن است.

مشخصات نیروگاه‌های تولید پراکنده:

ویژگیمقدار/توضیح
ظرفیت حداکثرتا ۲۵ مگاوات
موقعیت نصبنزدیک به مصرف‌کننده
اتصالمستقیم به شبکه توزیع یا مصرف‌کننده

مزایای تولید پراکنده:

مزیتتوضیح
کاهش تلفات انتقالتلفات برق در خطوط انتقال از بین می‌رود یا بسیار کم می‌شود
افزایش قابلیت اطمینانبرق از نقاط مختلف تأمین می‌شود، احتمال قطعی کاهش می‌یابد
کاهش هزینه‌های شبکهنیاز به توسعه خطوط انتقال کاهش می‌یابد

دلایل رویکرد جهانی به تولید پراکنده:

  1. پیشرفت‌های صنعتی در تکنولوژی‌های مرتبط

  2. محدودیت‌های موجود در احداث خطوط انتقال نیرو

  3. ورود بحث بازار برق در سیستم قدرت

  4. افزایش تقاضای مشترکین برای سرویس با قابلیت اطمینان بالا

  5. حساسیت بالا نسبت به آلودگی‌های محیط زیست

میزان تولید حرارت در سیستم CHP

تولید حرارت در سیستم CHP کاملاً وابسته به توان موتور ژنراتور است و حداکثر می‌تواند معادل توان نامی دستگاه حرارت تولید کند.

مثال:

  • اگر توان موتور ژنراتور ۱۰۰۰ کیلووات باشد، در بهترین حالت می‌توان ۱۰۰۰ کیلووات انرژی حرارتی نیز از آن استخراج کرد.

مطالعه موردی: استفاده برج میلاد از سیستم CHP

برج میلاد تهران یکی از نمونه‌های موفق استفاده از سیستم CHP در ایران است.

مشخصاتمقدار/توضیح
نوع سیستمنیروگاه کوچک گازی (CHP)
توان تولید برقحدود ۴ مگاوات
تأمین برقبیش از نیاز خود برق تولید می‌کند
وضعیت اتصال به شبکهنه تنها از شبکه سراسری برق نمی‌گیرد، بلکه به تأمین برق شهر تهران نیز کمک می‌کند

جمع‌بندی و نتیجه‌گیری نهایی از دیدگاه آبادیزل

  1. سیستم CHP (تولید همزمان برق و حرارت) راندمان کلی را از ۳۵-۵۵ درصد به ۸۰-۹۰ درصد افزایش می‌دهد و از اتلاف انرژی حرارتی جلوگیری می‌کند.
  2. عملکرد سیستم CHP به این صورت است که پس از تولید برق، حرارت ناشی از احتراق (از طریق بخار یا گازهای اگزوز) به بخش‌های نیازمند حرارت (گرمایش ساختمان، فرآیندهای صنعتی) منتقل می‌شود.
  3. CCHP نسخه پیشرفته‌تر CHP است که علاوه بر برق و گرمایش، سرمایش مورد نیاز را نیز از طریق چیلرهای جذبی تأمین می‌کند.
  4. مهم‌ترین مزایای CHP عبارتند از: افزایش راندمان، کاهش هزینه انرژی، حفظ محیط زیست، کاهش تلفات انتقال و افزایش قابلیت اطمینان شبکه.
  5. معایب اصلی CHP شامل هزینه اولیه بالا، وابستگی به گاز شهری، محدودیت مکانی نصب و پیچیدگی راه‌اندازی است.
  6. کاربردهای CHP در صنایع (داروسازی، نساجی، غذایی، فولاد، پتروشیمی، خودروسازی)، محیط‌های تجاری (هتل، بیمارستان، مراکز خرید، مترو، فرودگاه) و واحدهای مسکونی بزرگ (برج‌ها، مجتمع‌ها) گسترده است.
  7. برج میلاد تهران با استفاده از سیستم CHP با توان ۴ مگاوات، علاوه بر تأمین برق خود، به شبکه سراسری نیز برق تزریق می‌کند.
  8. توصیه می‌شود پیش از خرید و نصب سیستم CHP یا CCHP، حتماً با کارشناسان مجرب مشورت کنید تا بر اساس نیاز، توان مورد نیاز، دسترسی به گاز شهری و بودجه، بهترین گزینه انتخاب شود.

 

برای مشاوره تخصصی در مورد خرید و نصب سیستم CHP، گاز ژنراتور و دیزل ژنراتور مناسب برای کاربرد خود، با کارشناسان آبادیزل تماس بگیرید.

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *