CHP
CHP چیست
گرما و توان ترکیبی (CHP) که به نام تولید همزمان نیز شناخته می شود، فناوری است که از یک منبع سوخت واحد برای تولید گرما و برق استفاده می کند. سیستمهای CHP، الکتریسیته تولید میکنند و گرمایی را جذب میکنند که در غیر این صورت برای تامین انرژی گرمایی مفید مانند بخار یا آب گرم، که میتواند برای گرمایش فضا، سرمایش، آب گرم خانگی و فرآیندهای صنعتی استفاده شود، تلف میشود.
فناوری است که با استفاده از طیف وسیعی از فناوری ها و سوخت ها، برق و انرژی حرارتی را با راندمان بالا تولید می کند. با تولید برق در محل، تلفات به حداقل می رسد و گرمایی که در غیر این صورت هدر می رود به بارهای تاسیسات به شکل گرمایش فرآیند، بخار، آب گرم یا حتی آب سرد اعمال می شود.
میتواند در یک تأسیسات یا ساختمان منفرد قرار گیرد یا میتواند یک منبع انرژی، ریزشبکه، و/ یا منبع شهری باشد که انرژی و انرژی حرارتی را برای چندین کاربر نهایی فراهم میکند. تجهیزات CHP میتوانند در صورت قطع شبکه برق ۲۴ ساعته و ۷ روز هفته تامین کنند و میتوانند با سایر فناوریهای انرژی توزیعشده مانند فتوولتائیک خورشیدی (PV) و ذخیرهسازی انرژی جفت شوند.
پیکربندی های رایج CHP
دو پیکربندی رایج عبارتند از:
توربین احتراقی یا موتور رفت و برگشتی با واحد بازیابی حرارت
دیگ بخار با توربین بخار
توربین احتراقی یا موتور رفت و برگشتی با واحد بازیابی حرارت
توربینهای احتراقی یا موتورهای رفت و برگشتی سیستمهای CHP سوخت (گاز طبیعی، نفت یا بیوگاز) را میسوزاند تا ژنراتورها را برای تولید برق و استفاده از دستگاههای بازیابی گرما برای جذب گرمای توربین یا موتور استفاده کنند. این گرما معمولاً به صورت بخار یا آب گرم به انرژی گرمایی مفید تبدیل می شود.
دیگ بخار با توربین بخار
در توربین های بخار، فرآیند با تولید بخار در دیگ شروع می شود. سپس از بخار برای چرخاندن یک توربین برای راه اندازی یک ژنراتور برای تولید برق استفاده می شود. بخار خروجی از توربین می تواند برای تولید انرژی گرمایی مفید استفاده شود. این سیستم ها می توانند از انواع سوخت ها مانند گاز طبیعی، نفت، زیست توده و زغال سنگ استفاده کنند.
CHP و بهره وری
سیستم های سی اچ پی واحدهای تولید انرژی الکتریکی و حرارتی کارآمد هستند. بهبود فناوری سی اچ پی در طول زمان منجر به طراحی مناسب سیستمهای آن شده است که معمولاً با راندمان کلی بین ۶۵ تا ۸۵ درصد عمل میکنند و برخی از آنها به ۹۰ درصد میرسند.
این در مقایسه با بازده کلی تنها ۴۵% تا ۵۵% زمانی که برق و انرژی حرارتی به طور جداگانه ارائه می شود، مقایسه می شود. سیستم های سی اچ پی با بازیابی محصول جانبی گرمای اتلاف تولید برق به عنوان انرژی حرارتی مفید برای گرمایش و سرمایش به این بازده بالا دست می یابند.
از آنجایی که ای نسیستم به طور کارآمد عمل میکنند، سوخت کمتری را برای ارائه خدمات انرژی مشابه میسوزاند. این تولید کارآمد انرژی همه انواع انتشارات از جمله گازهای گلخانه ای (GHGs) مانند کربن، آلاینده های معیار و آلاینده های خطرناک هوا را کاهش می دهد.
CHP و انرژی های تجدیدپذیر
به عنوان یک منبع توزیع شده که هم بارهای الکتریکی و هم بارهای حرارتی را در نقطه تولید خدمت میکند، میتواند با کاهش بار در شبکه منطقهای و ارائه یک منبع بار پایه برای تامین نیاز الکتریکی حتی زمانی که منابع تجدیدپذیر متناوب تولید نمیکنند، به پشتیبانی از منابع تجدیدپذیر متناوب کمک کند. قدرت. میتواند مکمل منابع تجدیدپذیر مانند خورشید و باد باشد و به تسهیلات اجازه دهد تا از این منابع تجدیدپذیر متناوب با حفظ قابلیت اطمینان استفاده کنند.
از لحاظ تاریخی، واحدهای سی اچ پی با سوخت های سنتی کار می کنند و امروزه بسیاری از گاز طبیعی استفاده می کنند. این استفاده از سی اچ پی را می توان به عنوان “۱.۰” در نظر گرفت، اولین موج فناوری های سی اچ پی که بر سوخت های فسیلی متکی بود. با این حال، واحدهای CHP میتوانند با سوختهای تجدیدپذیر و کم کربن مانند بیوگاز،RNG یا بیومتان، و هیدروژن یا «۲.۰» سوخت شوند. استفاده از این سوختهای کربن پایینتر میتواند به سیستمهای سی اچ پی اجازه دهد تا انتشار گازهای گلخانهای را حتی بیشتر از آنچه در ۱.۰ انجام میدهند کاهش دهند.
CHP و ریزشبکه ها
سیستمهای CHP میتوانند به عنوان بخشی از یک ریزشبکه، برق قابل اعتمادی را برای یک جامعه محلی فراهم کنند و به چندین ساختمان یا تأسیسات اجازه میدهند تا چراغها را در هنگام قطع شبکه روشن نگه دارند. بیش از ۲۰۰ ریزشبکه در ایالات متحده از CHP استفاده می کنند که معادل ۳۵ درصد کل ریزشبکه های کشور است. علاوه بر این، در ۶۷٪ از ریزشبکه هایی که به طور مداوم کار می کنند استفاده می شود.
ریزشبکهها توسط دانشگاهها، تأسیسات نظامی، شهرداریها و مؤسسات عمومی مورد استفاده قرار میگیرند و به حفظ قابلیت اطمینان منبع انرژی الکتریکی و حرارتی و بهبود انعطافپذیری آنها در برابر آب و هوای شدید و قطع برق کمک میکنند.
CHP و تاب آوری
CHP یک منبع انرژی توزیع شده است که در برابر انواع رویدادهای آب و هوایی بسیار مقاوم است.سی اچ پی با سوخت گاز طبیعی نسبت به سایر انواع تولید پراکنده احتمال کمتری دارد که اثرات ناشی از انواع بلایا را تجربه کند. در طول قطع شبکه، سیستمهای سی اچ پی میتوانند در حالت جزیرهای عمل کنند و به طور خودکار یک تاسیسات میزبان یا ریزشبکه را از شبکه برق جدا کرده و توان و انرژی حرارتی ثابتی را برای تاسیسات یا تاسیسات متصل به ریزشبکه فراهم کنند.
زیرساختهای گاز کمتر از سایر سیستمهای زیرساختی تحت تأثیر رویدادهای آب و هوایی شدید قرار میگیرند، زیرا خطوط لوله گاز عمدتاً زیرزمینی هستند و سیستم میتواند با فشار بالا و تنها نیمی از ایستگاههای فشردهسازی به کار خود ادامه دهد. در آینده، این زیرساخت ممکن است برای انتقال حجم بالاتری از سوخت های کم کربن استفاده شود. علاوه بر این، سیستمهای CHP که از سوختهای بهدستآمده در محل استفاده میکنند، مانند بیوگاز از محل دفن زباله یا تصفیهخانه فاضلاب، ممکن است برای حفظ عملیات کمتر به زیرساختهای گاز وابسته باشند و لایه دیگری از انعطافپذیری را اضافه کنند.
هنگام ارزیابی CHP چه مواردی را باید در نظر گرفت؟
هنگام ارزیابی CHP برای سایت خود، مهم است که به سؤالات زیر پاسخ دهید:
مصرف انرژی فعلی شما و پیش بینی مصرف انرژی در آینده چیست؟ سیستمهای CHP بهترین و مطمئنترین بازده مالی را زمانی ارائه میکنند که از تولید انرژی موجود به طور کامل استفاده شود.
قیمت فعلی انرژی و پیش بینی قیمت انرژی در آینده چگونه است؟ هر چه اختلاف بین قیمت برق و گاز وارداتی (معروف به اسپارک اسپرد) بیشتر باشد، بیشترین سود مالی را به همراه خواهد داشت. اسپارک مثبت از ‘۳’ یا بالاتر معمولاً نشان می دهد که پروژه CHP از نظر مالی قابل دوام خواهد بود.
هزینه فعلی عملیات در مقابل هزینه بهره برداری با CHP چقدر است؟ هزینه مستقیم شامل سی اچ پی فقط باید در نظر گرفته شود. در برخی موارد، گنجاندن آن میتواند هزینههای موجود را جبران کند (مثلاً حذف دیگها، چیلرها و غیره) که باید در ارزیابیهای شما لحاظ شود.
الزامات سرمایه گذاری و سرمایه گذاری اضافی شما برای CHP چیست؟ یکی از معدود فناوری هایی است که می تواند بازگشت سرمایه را فراهم کند. هنگام ارزیابی عملکرد اقتصادی سی اچ پی، باید فقط نیروگاهی را که مستقیماً با تأسیسات آن مرتبط است، شامل شود و نه نیروگاهی که در حال ارتقاء است یا برای تأمین امنیت خدمات مورد نیاز است (مانند نیروگاه آماده به کار، بویلرها، چیلرها و غیره).
امضای کربن سایت شما قبل و بعد از CHP چیست؟ کسبوکارها نیاز به فعالیت پایدار دارند. به این ترتیب می تواند به حمایت از دستیابی به اهداف خود در صورت انتخاب و ارائه صحیح کمک کند.