فناوری سیستم : CHP

معمولاً برق مورد نیاز واحدهای صنعتی، ساختمانهای تجاری و ساختمانهای مسکونی از نیروگاههای عمده کشور تأمین می شود. در حالیکه نیاز حرارتی تمام آنها در همان محل تولید می گردد. اما روش دیگری که از دیر باز وجود داشته و امروزه توجه بیشتری را معطوف خود کرده که تولید همزمان برق و حرارت است . که عبارتست از تولید همزمان برق ، یا توان محوری و حرارت مفید توسط یک سیستم.

سال ها پیش این فناوری برای اولین بار در نیروگاههای سیکل بخار بکار رفته و از بخار استخراج شده از سیکل برای مصارف گرمایشی کارخانه و واحدهای اطراف آن استفاده می شده است . این عمل گرچه کمی باعث کاهش راندمان نیروگاه بوده اما با تأمین حرارت مورد نیاز

واحد از مصرف حجم زیادی سوخت جلوگیری می کرده است. خوشبختانه این ایده تنها به نیروگاههای بخار محدود نشد و در طی این سالها ، بویژه درسال های اخیر ، فناوری تولید مشترک برق و حرارت ، که بهره وری بالایی را در مصرف انرژی بدنبال دارد ، به سایر مولدهای تولید قدرت)مکانیکی یا الکتریکی ) گسترش داده شد . به عبارت دیگر امروزه می توان با پیشرفت های صورت گرفته ، هر سیستم مولد قدرتی با هر اندازه و کاربرد را به صورت یک واحد مشترک طراحی نمود . به این ترتیب علاوه بر تولید توان الکتریکی یا مکانیکی توسط دستگاه ، امکان استحصال حرارت اتلافی مولد یا موتور بصورت انرژی گرمایی قابل استفاده وجود دارد. امروزه بدلیل توجه خاصی که به این نوع سیستمها می شود و نیز اهمیت کاربرد آن در دنیای امروز و نهادینه کردن فرهنگ استفاده از آن ، در ادبیات مهندسی بجای اصطلاح دیر آشنای Cogeneration از عنوان " سیستم ترکیبی حرارت و قدرت Combined Heat and Power " استفاده می شود.

بنابراین سیستم CHP در اصل یک فناوری جدید محسوب نمی شود. اما آنچنان پیشرفت و گسترش یافته است که کمتر شباهتی با مفهوم کلمه مترادفش Cogeneration دارد.

عملکرد سیستمهایCHP :

در سیستم های CHP ، غالباً برای تولید برق و حرارت بصورت همزمان طراحی می شود. یک محرک اولیه دیزل یا توربین 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 بصورت حرارت می باشد.

در این نوع سیستم ، منابع اتلاف این حرارت ، که بارتند از گازهای خروجی از محرک اولیه ، سیکل خنک کن و روغن 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 بفرد این سیستم بدست می آید.

 راندمان یک مولد برق حرارتی :

دستگاه CHP بیشترین بهره وری در مصرف انرژی سوخت را دارد . به گونه ای که متوسط راندمان یک مولد برق در حدود 35% ومتوسط راندمان یک بویلر حدود 90% است. در حالیکه یک سیستم CHP با تولید هر دوی این محصولات راندمانی بیش از 85% دارد. یعنی راندمان الکتریکی آن حدود 35% و راندمان حرارتی 50% ) منظور از راندمان حرارتی عبارتست از انرژی حرارتی تولید شده به انرژی سوخت مصرفی(است. از طرف دیگر در مقایسه با سیستم های تولید برق و تولید حرارت متشابه رایج که بصورت مجزا هستند ، حدود 35% سوخت کمتری مصرف می کندو کاهش 35% سوخت در این دستگاه ها نقش بزرگی در کم شدن تولید آنها دارد.

دلائل استفاده از سيستم تولید مشترک :CHP

1- نیاز حتمی به توان الکتریکی.

2- افزونی موارد استفاده انرژی حرارتی نسبت به انرژی الکتریکی.

3- طولانی بودن ساعات بهره برداری فرآیند.

4- قیمت بالای برق شبکه یا عدم دسترسی به شبکه.

بعضی از دامنه های کاربرد کاملاً مؤثر سیستم تولید مشترک عبارتند از :

الف–صنعت :

*صنایع غذایی ؛ دارو سازی؛ کاغذ و مقوا؛ پالایشگاه و پتروشیمی؛ نساجی؛ فولاد؛ سیمان؛ شیشه؛ سرامیک

ب– مؤسسات خانگی و تجاری (بيمارستان؛دانشگاه؛هتل)

همچنین برای تأمین برق و نیاز گرمایشی واحدهای مسکونی مانند آپارتمان ها ، برج ها و حتی برای واحدهای مسکونی تک خانوار می توان از آن استفاده کرد . بعبارت ساده تر سیستم CHP برای واحدهایی که نیاز توأمان به برق و حرارت داشته باشند مفید است.