التوليد المشترك للطاقة أو CHP (الجمع بين الحرارة والطاقة) هو استخدام محرك حراري لتوليد كل من درجات الحرارة والكهرباء في وقت واحد. بشكل عام ، محطات الطاقة الحرارية ، وكذلك المحركات الحرارية ، لا تغير الطاقة الموجودة إلى طاقة كهربائية. تهدر معظم المحركات نصف الطاقة الرئيسية بسبب الحرارة الزائدة. من خلال التقاط الحرارة الزائدة ، تستخدم الحرارة والطاقة مجتمعة الحرارة التي سيتم إهدارها في محطة طاقة قياسية ، ويحتمل أن تحقق كفاءة إجمالية تتراوح من 80 إلى 95٪ ، مقارنة بنسبة 40٪ على الأكثر بالنسبة للمعيار محطات توليد الطاقة . هذا يعني أن وقودًا منخفضًا يجب استخدامه لإنتاج كمية متساوية من الطاقة المطلوبة. نظرًا لوجود قدرة عالية في كفاءة الطاقة ، يُعتبر CHP هو المزود الرئيسي لتحسين تغير الطقس حيث يقدم فوائد معقولة وكذلك متسقة على إمدادات الطاقة. تقدم هذه المقالة لمحة عامة عن التوليد المشترك للطاقة وأنواعه.
ما هو التوليد المشترك للطاقة؟
يمكن تعريف مصطلح التوليد المشترك أو CHP (الحرارة والطاقة المجمعة) على أنه مزيج من طاقتين هما الحرارة والطاقة ، وتستخدم لتوليد التيار وكذلك الحرارة. هذا نوع فعال للغاية من تغيير الطاقة ، والذي يمكن أن يحقق توفيرًا رئيسيًا للطاقة بنسبة 40٪ عند مقارنته بالحصول المنفصل للكهرباء من الشبكة الوطنية بالإضافة إلى غلاية الغاز المخصصة للتدفئة في الموقع. عادةً ما يتم إصلاح محطات CHP بالقرب من نهاية المستهلك وبالتالي سيتم تقليل النقل ، وكذلك خسائر التوزيع ، والكهرباء انتقال & سيتم تحسين أداء التوزيع. بالنسبة لمستهلكي الطاقة حيث تكون سلامة الإمداد عاملاً مهمًا لاختيار قوتهم ، فإن جهاز التصنيع والغاز وفير. يفضل أن تكون أنظمة التوليد المشترك القائمة على الغاز مناسبة كمحطات طاقة أسيرة.
نظام التوليد المشترك
مكونات التوليد المشترك للطاقة
تشمل المكونات الأساسية لنظام الحرارة والطاقة المشترك ما يلي.
- Prime Mover هو محرك يستخدم في صنعه المولد يركض.
- نظام الوقود
- يستخدم المولد لتوليد الكهرباء من نظام توزيع الطاقة إلى المبنى
- يستخدم نظام استرداد الحرارة لالتقاط الحرارة المستخدمة من القاطرة (المحرك) .
- نظام تبريد لتبديد الحرارة المرفوضة من القاطرة التي لا يمكن تحسينها
- أنظمة الاحتراق والتهوية لتزويد الهواء النظيف وحمل الغازات العادمة المتبقية من المحرك ،
- يستخدم نظام التحكم للحفاظ على التشغيل الآمن والفعال
- يتم استخدام الضميمة لتحقيق الحماية للمحرك وكذلك الماكينات ، وكذلك لتقليل الضوضاء.
مكونات التوليد المشترك للطاقة
أنواع محطات التوليد المشترك للطاقة
في الأساس ، يتم تصنيف أنواع محطات توليد الطاقة المشتركة بناءً على عملية التشغيل وسلسلة استخدام الطاقة. لذلك ، فإن أنواع أنظمة التوليد المشترك هي دورة أعلى ودورة قاع.
أنواع محطات التوليد المشترك للطاقة
دورة تتصدر
في هذا النوع من محطات الطاقة ، إذا تم استخدام الوقود المزود أولاً لتوليد الطاقة ، فإنه يولد طاقة حرارية بعد ذلك في الإجراء. تستخدم هذه الطاقة بشكل أساسي لإشباع حرارة العملية بخلاف الإمدادات الحرارية الأخرى. هذا النوع من التوليد المشترك هو الأكثر شيوعًا وكذلك نظام التوليد المشترك المستخدم على نطاق واسع. تصنف محطات توليد الطاقة ذات الدورة الأولى أساسًا إلى أربعة أنواع.
مصنع CHP ذو الدورة المركبة
تتكون محطة CHP ذات الدورة المركبة بشكل أساسي من محرك ديزل أو توربين غازي يولد طاقة كهربائية أو طاقة ميكانيكية يتم تعقبها من خلال نظام تحسين الحرارة وهو مفيد في توليد البخار وكذلك تشغيل التوربينات البخارية الناتجة.
مصنع التوربينات البخارية CHP
تُستخدم محطة CHP للتوربينات البخارية لتوليد الطاقة الكهربائية وبخار المعالجة من خلال حرق الفحم لتوليد بخار عالي القوة ، والذي يتم الاتفاق عليه بعد ذلك بواسطة التوربينات البخارية لتوليد الطاقة المطلوبة ، ثم يتم استخدام بخار العادم كبخار إجراء منخفض القوة للتسخين فوق المياه المخصصة لمجموعة متنوعة من الأغراض.
محرك الاحتراق الداخلي
يشتمل مصنع CHP لمحرك الاحتراق الداخلي على غطاء من مياه نظام التبريد يتدفق عبر نظام استرداد الحرارة لإنتاج بخار أو ماء ساخن لتسخين الفجوة.
توربينات الغاز
في هذا التوربينات الغازية ، يتم استخدام توربين غازي عادي لتشغيل مولد لتوليد الكهرباء. يتم توفير عادم التوربينات باستخدام غلاية استرداد الحرارة لتوليد الحرارة والبخار.
نظام دورة القاع
في محطة CHP ذات الدورة القاعية ، يتم استخدام الوقود الرئيسي لتوليد الطاقة الحرارية عند درجة حرارة عالية. ثم يتم استخدام الحرارة التي يتم التخلص منها في هذه الطريقة لتوليد الطاقة باستخدام غلاية الاسترداد ومولد التوربينات. في هذه الأيام ، يستخدم هذا النوع من المصانع على نطاق واسع في عملية التصنيع التي تحتاج إلى حرارة عند درجات حرارة عالية في الغلايات ، فضلاً عن رفض الحرارة في درجات حرارة عالية جدًا. على الرغم من استخدامها في صناعات مثل الأسمنت والصلب والسيراميك والبتروكيماويات والغاز ، وما إلى ذلك ، فإن محطات دورة القاع ليست متكررة ولا تنطبق على محطات دورة التجميع.
الحاجة إلى التوليد المشترك للطاقة
تشمل الحاجة إلى التوليد المشترك للطاقة ما يلي:
- يقلل التوليد المشترك للطاقة من سعر التصنيع ويعزز الإنتاج.
- يمكن تحسين كفاءة المصنع.
- يساعد في الحفاظ على استخدام المياه وكذلك تكلفة المياه.
- يستخدم هذا لتقليل انبعاث الهواء من مادة معينة مثل الزئبق وثاني أكسيد الكبريت وثاني أكسيد الكربون ، وإلا فإنه سيؤدي إلى تأثير الاحتباس الحراري.
- هذه الأنظمة غير مكلفة عندما نتناقض مع محطة الطاقة المعتادة.
كيفية اختيار نظام التوليد المشترك
هناك العديد من العوامل التي يتم أخذها في الاعتبار عند اختيار نظام التوليد المشترك.
- مطابقة الحمل الكهربائي
- مطابقة الحمل الحراري
- مطابقة الحمل الأساسي الكهربائي
- مطابقة الحمل الأساسي الحراري
- نسبة الحرارة إلى الطاقة
- نوعية الطاقة الحرارية المطلوبة
- تحميل الخطوط العريضة
- الوقود الحالي
متى يجب أن نفكر في CHP؟
- يجب دائمًا مراعاة ذلك عندما:
- تصميم مبنى جديد
- تركيب مصنع مرجل جديد
- استبدال أو تجديد المصنع الحالي
- المراجعة التوريد الكهربائي
- وقود الطاقة الأولية
- مورد عنصر المحرك للأعمال الميكانيكية للعمود
وبالتالي ، فإن هذا كله يتعلق بالتوليد المشترك للطاقة وأنواعه ، و تطبيقات التوليد المشترك في محطات توليد الطاقة التي تشارك بشكل رئيسي في مجموعة واسعة من القطاعات مثل معالجة مياه الصرف الصحي ، والعسكرية ، والصناعية ، ومراكز البيانات ، والترفيه ، والفنادق ، والمستشفيات ، والسجون ، والمؤسسات التعليمية ، والبستنة ، والتطورات المختلطة ، وما إلى ذلك. إليك سؤال لك ، أين الزيزفون يقع مصنع التوليد المشترك؟
