تحقیق تولید همزمان برق، حرارت و سرما CHP - CCHP

تولید همزمان برق، حرارت و سرما CHP & CCHP

معرفی فناوری های تولید همزمان برق و حرارت درسه دهه اخیر پس از افزایش عمده بهای سوخت، اهمیت بحث سوخت جایگزین ، افزایش كارآیی انرژی و کاهش آلودگی زیست محیطی، تمایل به استفاده از فنآوریهای جدید از جمله تولید همزمان برق و حرارت CHP(combined heat and power) افزایش یافته است. در روشهای معمول برای تامین نیازهای الكتریكی و حرارتی، الكتریسته ازشبكه توزیع سراسری و حرارت بوسیله سوزاندن سوخت در بویلر ها و تجهیزات گرمازا به روش تولید جداگانه تامین میگردد . در این روش انرژی قابل توجهی به گونه ای متفاوت از طریق گازهای داغ خروجی دودكش ،برجهای خنك كن ، كندانسورها ، خنك كننده ها در موتورهای احتراق داخلی و همچنین تلفات توزیع و انتقال الكتریسیته درشبكه سراسری به هدر می رود،

كه بیشتر این حرارت قابل بازیافت است ومی تواند در تامین انرژی حرارتی مورد استفاده قرارگیرد . ازطرفی الكتریسیته تولیدی به این روش به صورت متمركز (نیروگاهی) بوده و تلفات انرژی زیادی را در بر دارد . درمقابل این سیستمهای متمركز ، روش های تولید غیر متمركز و مستقل با استفاده از فناوری CHP با ترکیبی از تولید همزمان برق و حرارت قرار دارد . از لحاظ ترمودینامیكی این روش به معنی تولید همزمان دو شكل معمول انرژی یعنی الكتریكی وحرارتی ،با استفاده از یك منبع انرژی اولیه می باشد . انرژی گرمائی از بازیافت تلفات حرارتی این مولدهای مستقل بدست می آید و این حرارت در بخش های مختلف صنعتی ، تجاری و مسكونی به كار گرفته می شود از طرفی الکتریسیته تولیدی توسط این فنآوری به صورت محلی و مستقل و غیر متمركز بوده كه این دو ویژگی در کنار یکدیگر كارآیی مولدهای تولید برق را به میزان قابل توجهی افزایش می دهد . كارآیی سیستم های معمول به روش متمركز درحدود 27 تا 55 درصد می باشد كه بیشترین كارآیی مربوط به نیروگاه های سیكل تركیبی می باشد در حالیكه با بهره گیری از فنآوری تولید همزمان برق وحرارت بصورت مستقل، كارآیی انرژی این مولدها به حدود 90 درصد نیز خواهد رسید ، تا آنجا كه دولت های اروپائی ، امریكا وحتی در كشورهای آسیائی نظیر ژاپن سیاست ها و قوانینی را برای ترغیب به استفاده از سیستم های تولید همزمان برق وحرارت وضع نموده اند . از مزایای سیستم های تولید همزمان می توان به حركت به سوی خصوصی سازی و تولید غیر متمركز و مستقل برق و حرارت ، جلوگیری از تلفات توزیع وانتقال در شبكه سراسری ، افزایش كارآیی تبدیل انرژی و استفاده از آن ، كاهش مصرف سوخت و افزایش رقابت در تولید برق وتوان نیروگاهی و كاهش آلاینده های زیست محیطی بخصوص دی اكسید كربن و گازهای گلخانه ائی اشاره نمود . CHP متشکل از یک محرک اولیه است که انرژی شیمیایی سوخت را آزاد نموده و به توان مکانیکی در محور خروجی تبدیل می کند. در این موارد، محور محرک با یک ژنراتور کوپل شده و توان الکتریکی تولید می شود. از طرف دیگر حداکثر راندمان موجود برای محرک اولیه دستگاه و مولد کمتر از 50%است و این به معنی اتلاف بیش از نیمی از انرژی سوخت به صورت حرارت می باشد.در این نوع سیستم منابع اتلاف این حرارت که عبارتند از گازهای خروجی از محرک اولیه، سیکل خنک کن وروغن روغنکاری ، شناسایی شده و با قرار دادن مبدل های حرارتی ، گرمای اتلافی به شکل حرارت با دمای بالا (حرارت قابل استفاده) بازیافت می شود. با فراهم شدن امکان استحصال حرارت اتلافی در سیستم تولید مشترک برق و حرارت خصوصیات منحصر به فرد این سیستم به دست می آید.

فهرست مطالب

چکیده1

تولید همزمان برق و حرارت (CHP). 4

Large scale CHP-small scale CHP-mini scale CHP.. 8

موارد کاربرد تولید مشترک برق و حرارت :10

تولید مشترک برق و حرارت در مقیاس کوچک (Mini CHP) :13

فواید تولید همزمان برق و حرارت :15

موتور های رفت و برگشتی (Reciprocating Engines):22

موتور دیزل/ ژنراتور های اضطراری (Standby Generator):24

موتور گازی (Gas Engine) :25

موتور استرلینگ (Stirling Engine) :25

ژنراتور ها (Generators) :28

تولید همزمان برق ،حرارت و سرما (CCHP) در ساختمان های مسکونی :30

جریان انرژی در سیستم های CCHP :31

Eequipment الکتریسته مصرف شده توسط تجهیزات الکتریکی.. 31

(Following the Electric Load) :32

(Following the Thermal Load) :32

استراتژی آزاد برای تایین ظرفیت بهینه در CCHP :33

بررسی و مقایسه سیستم های CHP,CCHP,GHP :33

بررسی سیستم CCHP(Combined Cooling & Heating & Power) :34

مشخصات فنی و اقتصادی سیستم :36

منابع و مراجع:51