إن الحاجة إلى الكهرباء في مجتمع اليوم فيما يتعلق بالاستخدامات المختلفة (المنزلية ، والتجارية ، والصناعية ، والزراعية) هي حاجة متزايدة لأن هذه الحاجة لها نمو سنوي يبلغ حوالي 7 ٪ في المتوسط في البلاد.
هناك ثلاثة أجزاء رئيسية لدورة الطاقة الكهربائية:
1- قطاع الإنتاج ، وهو المسؤول عن إنتاج الطاقة ، ويشمل محطات توليد الكهرباء.
2- قطاع النقل والتوزيع الفائق ويختص بنقل الطاقة من مراكز الإنتاج (محطات توليد الكهرباء) إلى مراكز الاستهلاك (شبكة التوزيع).
3- قطاع التوزيع: ويختص بتوزيع الطاقة على مختلف الاستخدامات خاصة المنزلية والتجارية والزراعية.
من أجل توفير الطاقة لنقاط الاستهلاك ، يجب توليد الطاقة الكهربائية في محطات توليد الطاقة وتوزيعها عبر خطوط النقل والخطوط الهوائية ، ثم توزيعها أخيرًا على نقاط الاستهلاك. ولكن إذا تمكنا من توليد الكهرباء عند نقطة الاستهلاك لتزويد جزء من حمل الشبكة ، فيمكننا أن نرى وفورات كبيرة في التوليد والنقل والتوزيع.
وفي هذا الصدد ، تعتزم الشركة المساهمة في توسيع وتقوية شبكة الكهرباء من خلال إنشاء وتشغيل محطات طاقة صغيرة الحجم في المناطق المحتاجة. نظرًا لارتفاع تكلفة نقل الطاقة من محطات الطاقة ، والتي تقع بشكل أساسي في مناطق بعيدة عن نقاط الاستهلاك ، يوصى اليوم ببناء محطات طاقة صغيرة الحجم في مكان الاستهلاك ، وتكاليف الاستثمار لنقل الطاقة وخسائرها في النقل والتوزيع. تقليل شبكة توزيع المنبع.
في العقود الأخيرة ، مع تطور أنظمة الطاقة ، كانت طريقة توصيل الطاقة الكهربائية للمستهلكين بشكل عام مثل توليد الطاقة في محطات الطاقة الكبيرة وزيادة الجهد إلى المستوى المطلوب بواسطة المحولات. ثم تنتقل الكهرباء عبر خطوط طويلة إلى جوار المستهلكين وتصل إلى المستهلك بعد خطوة واحدة أو أكثر لخفض الجهد.
مع زيادة الطلب على الكهرباء ، وإعادة الهيكلة في صناعة الكهرباء ، وزيادة كفاءة وحدات التوليد الصغيرة ، أصبحت شركات الطاقة أكثر ميلًا لتشغيل هذه الوحدات في نظام التوزيع وقريبة من المستهلكين. تسمى هذه الوحدات الصغيرة التي تتصل بنظام التوزيع بالجيل الموزع أو "التوليد الموزع". تعد خصخصة صناعة الكهرباء وتطوير الطاقة المتجددة من أهم العوامل في تطوير هذا النوع من إنتاج الكهرباء. استخدام وحدات التوليد الموزعة له تأثير كبير على القضايا الفنية والاقتصادية لأنظمة الطاقة. بعض مزايا توليد الكهرباء الموزعة هي:
1- زيادة الموثوقية
2- تقليل الفاقد وإطلاق طاقة خطوط نقل الطاقة
3- تحسين ملف الجهد
4- الساعي
5- استخدام التقنيات المتجددة وتقليل التلوث البيئي
6- إمكانية الإنتاج المتزامن للكهرباء والحرارة
التوليد الموزع بحكم التعريف هو توليد الكهرباء عند نقطة الاستخدام أو بالقرب منها باستخدام أنظمة توليد طاقة صغيرة نسبيًا ، عادةً بقدرة أقل من 30 ميجاوات ، ومتصلة بشبكة التوزيع. يعود تاريخ استخدام الإنتاج المشتت إلى السبعينيات. يمكن تلخيص أهم العوامل التي تسببت في الاهتمام الخاص بالإنتاج في هذه العقود على النحو التالي.
- ضرورة إعادة الهيكلة في صناعة الكهرباء
- قضايا جودة وموثوقية الكهرباء
- النمو الاقتصادي والسكاني العالمي
- النمو السريع للتكنولوجيا وظهور تقنيات عالية الكفاءة
تلوث الهواء والبيئة الناجم عن حرق الوقود الأحفوري في تقنيات منخفضة الكفاءة وشديدة التلوث.
- الحاجة إلى توفير الطاقة بسبب تناقص موارد الوقود الأحفوري
من ناحية أخرى ، للجيل الموزع فوائد محتملة ، بما في ذلك ما يلي:
- تقليص الحاجة لزيادة قدرة الشبكة الكهربائية
- سهل جدا وسريع البناء والتشغيل
- توليد كهرباء عالية الجودة وإمكانية استخدام الحرارة الناتجة في آن واحد (CHP)
- توفير طاقة عالية
- تقليل الفاقد وتحرير سعة خطوط نقل الكهرباء
- تحسين الجهد
- بيك ساي
- إمكانية استخدام مصادر الطاقة الأولية المختلفة مثل الغاز الحيوي والغاز الطبيعي وغيرها.
- توفير اقتصادي للمستهلك النهائي
- زيادة تأمين إمداد الطاقة للمستهلك النهائي خاصة في الصناعة
- انبعاث ملوثات بيئية منخفضة
تحتاج العديد من المصانع والمكاتب وخاصة المستشفيات إلى مصادر موثوقة للغاية لتوليد الكهرباء وأنظمة التدفئة لمكيفات الهواء والماء الساخن. لزيادة موثوقية إمدادات الطاقة وتقليل التكاليف ، تستخدم بعض المكاتب والمصانع التوليد المشترك أو محطات الطاقة العامة ، والتي غالبًا ما تستخدم مواد إضافية مثل نفايات الخشب أو الحرارة الزائدة من عملية صناعية لتوليد الكهرباء. في بعض الحالات ، يتم توليد الكهرباء من وقود يعمل محليًا مثل الغاز الطبيعي أو الديزل ، ثم يستخدم المولد الحرارة الزائدة من مصدر حرارة المولد لتوفير الماء الساخن وكذلك التدفئة الصناعية. عندما تتطلب عملية صناعية كميات كبيرة من الحرارة من مصادر غير كهربائية مثل الوقود الأحفوري أو الكتلة الحيوية ، يكون استخدام مصنع مشترك فعالاً من حيث التكلفة.
التوليد المتزامن للكهرباء والحرارة
باستخدام ظاهرة الإنتاج المتزامن للكهرباء والحرارة أو البرودة (التوليف) في التوربينات الدقيقة ، تزداد كفاءة DG أيضًا من محطات توليد الطاقة ذات الدورة المركبة وتصل إلى حوالي 90-80٪ من الطاقة الكيميائية للوقود.
تعتبر الزيادات الكبيرة في الكفاءة في البلدان التي تتمتع فيها الطاقة (الكهرباء والوقود) بأسعار حقيقية كبيرة للغاية وتشكل حافزًا قويًا للغاية لنشر وحدات DG عند الاستهلاك. تؤدي إضافة مبادل حراري إلى وحدة التوليد إلى رفع سعر المجموعة ، ولكن بدلاً من ذلك ، مع كل كيلو واط من الكهرباء المولدة ، يتم حصاد حوالي 2 كيلووات من الطاقة الحرارية للتدفئة والتبريد ، مما يكلف تكلفة استثمار الوحدة وتكاليف الصيانة. يقلل من التدفئة وتكييف الهواء. بالإضافة إلى ذلك ، جنبًا إلى جنب مع غازات العادم من التوربينات الدقيقة ، يتم إطلاق بعض الحرارة وغاز ثاني أكسيد الكربون في البيئة ، والتي يمكن أن تدخل ثاني أكسيد الكربون الموجود مباشرة في البيوت الزجاجية واستخدام الغاز الناتج عن هذه المولدات.
3-6- مصادر إنتاج متفرقة في إيران
كما ذكرنا ، لأسباب مختلفة ، ازدادت أهمية مصادر التوليد الموزعة في العالم ، مما أدى إلى تعاريف ووجهات نظر مختلفة حول مصادر التوليد الموزعة وما زالت القضية قيد الدراسة والتعليق. في هذا الصدد ، من الضروري أولاً معالجة عدد من الضروريات والتطبيقات لموارد التوليد الموزعة في إيران لتقديم تعريف شامل وكامل لهذه الموارد. من بين ضروريات وتطبيقات موارد التوليد الموزعة في إيران ، يمكن ذكر ما يلي:
• زيادة استهلاك الطاقة وعدم قدرة الحكومة على توفير الطاقة المطلوبة
• ضرورة إشراك القطاع الخاص في الاستثمار في وحدات إنتاج الطاقة وتقليص الملكية الحكومية
• الحاجة إلى زيادة المنافسة في قطاع الإنتاج (خلق سوق للكهرباء)
• قلة السيولة المطلوبة للاستثمار في قطاع الإنتاج بهذه الموارد
• ضرورة الاهتمام بالقضايا البيئية في العقود القادمة وتحسين جودة الكهرباء وكفاءة صناعة الكهرباء
• ضرورة الانتباه إلى تنوع استهلاك الطاقة الأولية في مصادر إنتاج الطاقة (تشتت نوع الوقود المستهلك)
• استخدام القدرات الموجودة في القطاعات المختلفة
• تقليل خسائر شبكة النقل والتوزيع
وبالتالي ، يبدو أن تعريف مصادر التوليد الموزعة في إيران يجب أن يشمل الجزأين الرئيسيين التاليين.
1- استخدام الطاقات الإنتاجية الموجودة في مختلف أنحاء الدولة
2- التوصيل بشبكات التوزيع
لذلك ، يمكن توفير التعريف التالي لمصادر التوليد الموزعة.
"يشار إلى جميع المصادر المتصلة بشبكة التوزيع (كيلو فولت 20 أو أقل) أو المثبتة والمستخدمة من قبل المستهلك النهائي لتلبية جزء من احتياجاته من الطاقة بمصادر التوليد الموزعة."
الإلمام بمولدات الغاز
مولدات الاحتراق المستخدمة في التوليد الموزع وأنظمة CHP هي:
• التوربينات الصغيرة
• توربينات الغاز
• محركات الغاز الطبيعي الترددية
يتم إنتاج التوربينات الصغيرة بسعات منخفضة وقد تم تطويرها مؤخرًا بواسطة عدد قليل من الشركات ، بما في ذلك Capston USA و Elliot. على الرغم من أن هذه الأنظمة أكثر كفاءة ، إلا أنها أغلى من المحركات الترددية.
عادة ما يتم إنتاج توربينات الغاز بقدرات عالية وتقنيتها في حوزة العديد من الشركات المعروفة مثل Siemens و Alstom و Rolls-Royce وما إلى ذلك وهي تشبه تمامًا أنظمة التوربينات الغازية لمحطة توليد الطاقة. هذه الأنظمة لها أيضًا تكلفة استثمار أولية عالية ولكنها أكثر كفاءة من المحركات الترددية.
تعد المحركات الترددية التي تعمل بالغاز من أقدم أنظمة توليد الطاقة المستخدمة على نطاق واسع في جميع القطاعات الصناعية. هذه الأنظمة هي أنظمة توليد الطاقة الأكثر فعالية من حيث التكلفة والتي يتم بناؤها بقدرات مختلفة من بضعة كيلووات إلى عدة ميغاواط.
لقد مرت أكثر من مائة عام منذ اختراع المحركات الترددية وهذه التكنولوجيا هي واحدة من أولى تقنيات الجيل الموزع. القوة الدافعة لهذه المحركات هي الوقود الأحفوري. تعد المحركات الترددية جزءًا من محركات الاحتراق الداخلي وتعمل عمومًا على أساس دورات الكي (الإشعال بالاشتعال) والديزل (الاشتعال بالضغط). تمكنت هذه المحركات من الحصول على قبول واسع النطاق في جميع قطاعات الاقتصاد تقريبًا. يختلف نطاق استخدام هذه المحركات من وحدات صغيرة (لتوفير الطاقة اللازمة للأدوات اليدوية) إلى محطات توليد الطاقة ذات الحمل الأساسي 60 ميغاواط. اليوم ، بسبب القضايا البيئية ، وحدات الديزل أقل استخدامًا في إنتاج الكهرباء الأساسية وأكثر في إنتاج الطاقة القصوى. تُستخدم المحركات الأصغر بشكل أساسي في النقل ، ولكن يمكن تحويلها إلى مولدات طاقة مع تعديل طفيف. تُستخدم المحركات الأكبر عمومًا لتوليد الكهرباء أو الدفع الميكانيكي أو دفع السفن. المحركات الترددية لها تكلفة استثمارية منخفضة ، لكن متطلباتها وتكاليف صيانتها مرتفعة. ميزة أخرى لهذه الأنظمة هي احتراقها المزدوج ، بحيث يمكنها العمل مع كل من الديزل والغاز الطبيعي ، وفي نفس الوقت تتمتع بالكفاءة المطلوبة.
جميع المحركات المستخدمة لتوليد الكهرباء تقريبًا رباعية الأشواط وتعمل على أربع مراحل (الشفط والضغط والاحتراق والتفريغ). أولاً ، يتم خلط الوقود والهواء بنسبة معينة ثم يتم توجيههما إلى غرفة الاحتراق من خلال مجمع المدخل. تستخدم بعض المحركات شاحنًا توربينيًا أو شاحنًا فائقًا لزيادة خرج الطاقة. في الشاحن التوربيني (أو الشاحن الفائق) ، يتم تكثيف الهواء قبل خلطه بالوقود ثم خلطه بالوقود. يتكثف خليط الوقود والهواء في غرفة الاحتراق مع ارتفاع المكبس. في محركات الديزل ، يدخل الوقود والهواء غرفة الاحتراق بشكل منفصل. بهذه الطريقة ، يدخل الهواء المكثف الخارج من التوربو أو الشاحن الفائق إلى غرفة الاحتراق أولاً. في غرفة الاحتراق ، يقوم المكبس بضغط الهواء عن طريق التحرك نحو أعلى نقطة للموت. عندما يتكثف الهواء ، ترتفع درجة حرارته وعند هذه النقطة يتم حقن الوقود في غرفة الاحتراق بطريقة ذرية. تكون درجة حرارة الهواء المضغوط عالية جدًا بحيث يحدث الاحتراق بمجرد حقن الوقود. يختلف عمل الاحتراق لمحركات الاشتعال بالشرارة قليلاً. في هذه المحركات ، بعد تكثيف خليط الوقود والهواء في غرفة الاحتراق ، يتم الاشتعال بواسطة شمعة احتراق. ومع ذلك ، بعد عملية الاحتراق ، تتسبب الطاقة المتولدة نتيجة إطلاق الطاقة الكيميائية للوقود في دفع المكبس للخلف نحو نقطة الموت المنخفضة. يؤدي تحريك المكبس لأسفل إلى تدوير العمود المرفقي وإنتاج طاقة دورانية. بهذه الطريقة ، يمكن توليد الكهرباء من الطاقة التي يولدها المحرك باستخدام مولد للطاقة. يتم طرد الغازات الساخنة من الاحتراق حيث يرتفع المكبس مرة أخرى عبر صمام المخرج ، وبالتالي يكمل الدورة. يوضح الرسم البياني التالي مخططًا لمولد طاقة بمحرك اشتعال شراري ترددي.
يمكن للمحركات الترددية أن تستخدم عدة أنواع من الوقود مع قليل من التشوه والتعديل. اليوم ، نظرًا للمشاكل البيئية التي تعاني منها هذه المحركات ، يتم استخدام تكوينات مزدوجة الموقد. في مثل هذه المحركات ، يكون الوقود الأول هو الغاز الطبيعي.
البحث عن المتجر
نظرًا لنمو الطلب على الكهرباء في العقد المقبل في البلاد وعدم قدرة الحكومة على تلبية هذا الطلب والزيادة التدريجية في الحمل الأقصى لشبكة الكهرباء في البلاد واستمرارها في السنوات القادمة ، فإن هناك حاجة قوية للاستثمار الخاص في توليد الكهرباء. .
• من المتوقع أن يتراوح معدل نمو الطلب على الكهرباء في السنوات القادمة ما بين 8 إلى 9 في المائة ، مما سيقلل من مخاطر السوق للاستثمار إلى الحد الأدنى وسيصبح سوق الكهرباء الإيراني سوقًا آمنًا ومستمرًا للغاية للمنتجين.
• شبكة الكهرباء الإيرانية موصولة بشبكات الكهرباء في الدول المجاورة. سيؤدي الارتباط بالدول المجاورة إلى توسيع سوق الكهرباء وزيادة إمكانية تصدير الكهرباء المولدة من محطات الطاقة إلى الدول المجاورة ، مما سيساعد على تقليل مخاطر استهلاك الكهرباء في إيران.
• الهيكل التنظيمي لمشتري الكهرباء في إيران هو الهيكل الحكومي. هذا يقلل من الإيرادات والمخاطر التشغيلية.
من ناحية أخرى وتماشياً مع السياسات العامة للمادة 44 من الدستور ومبادئ قانون الخطة الرابعة للتنمية الاقتصادية والاجتماعية والثقافية للبلاد ، فقد تقرر منذ بداية أكتوبر 2005 الاستجابة لطلبات التزويد بالكهرباء بطاقة تزيد عن 25 ميغاواط عبر الشبكة الوطنية. لا تكن. لذلك ، تعمل هذه المشكلة على استقرار الوضع الأمثل للطلب في السوق.
