سیستم تولید همزمان برق و حرارت (CHP)

معمولاً برق مورد نیاز واحدهای صنعتی، ساختمان های تجاری و ساختمان های مسکونی از نیروگاه های عمده کشور تأمین می شود. در حالی که نیاز حرارتی تمام آنها در  همان محل تولید می گردد. اما روش دیگری که از دیرباز وجود داشته و امروزه توجه بیشتری را معطوف خود کرده، تولید مشترک بر ق 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 نیروگا ه های 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.

ProEXR File Description =Attributes= cameraAperture (float): 36.000000 cameraFarClip (float): 1000.000000 cameraFarRange (float): 1000.000000 cameraFov (float): 54.432220 cameraNearClip (float): 1.000000 cameraNearRange (float): 0.000000 cameraProjection (int): 0 cameraTargetDistance (float): 200.000000 cameraTransform (m44f) channels (chlist) compression (compression): Zip16 dataWindow (box2i): [0, 0, 5499, 4124] displayWindow (box2i): [0, 0, 5499, 4124] gamma (float): 1.000000 lineOrder (lineOrder): Increasing Y pixelAspectRatio (float): 1.000000 screenWindowCenter (v2f): [0.000000, 0.000000] screenWindowWidth (float): 1.000000 tiles (tiledesc): [64, 64] =Channels= A (half) B (half) G (half) R (half)

خوشبختانه این ایده تنها به نیروگاه های بخار محدود نشد و در طی این سا ل ها، به ویژه در سال های اخیر، فناوری تولید مشترک برق و حرار ت، که بهره وری بالایی را در مصرف انرژی به دنبال 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 بصورت یک واحد مشترک طراحی نمو د.  به این ترتیب علاوه بر تولید توان الکتریکی یا مکانیکی توسط دستگاه، امکان استحصال حرارت اتلافی مولد یا موتور به صورت انرژی گرمایی قابل استفاده وجود دارد. امروزه بدلیل توجه خاصی که به این نوع سیستم ها می شود و نیز اهمیت کاربرد آن در دنیای امروز و  نهادینه کردن فرهنگ استفاده از ” سیستم ترکیبی حرارت و برق“، Combined Heat and Power (CHP) استفاده می شود.

کاربرد سیستم های تولید همزمان برق و حرارت :
در واحدهایی که بطور همزمان به حرارت و توان نیاز دارند، پتانسیل ایجاد تولید مشترک وجود دارد. البته در صورتیکه سیستم مصرف انرژی خصوصیات زیر را داشته باشد، صرفه جوئی قابل توجهی در هزینه انرژی بدست آمده و سیستم تولید مشترک جذاب تر و مقرون به صرفه تر خواهد بود.

مشخصات یک سیستم ایده آل برای نصب و اجرای تولید مشترک :

  • نیاز حتمی به توان الکتریکی؛
  • افزونی موارد استفاده انرژی حرارتی نسبت به انرژی الکتریکی؛
  • الگوهای بار پایدار و ثابت انرژی حرارتی و الکتریکی؛
  • طولانی بودن ساعات بهره برداری فرآیند؛
  • قیمت بالای برق شبکه یا عدم دسترسی به شبکه؛

انرژی حرارتی مورد نیاز به منظور اهداف زیر مورد استفاده قرار می گیرد :
خشک کردن، پیشگرم نمودن، تولید بخار فرآیند، محرک تجهیزات بازیافت حرارت و تولید آب سرد، آب گرم، سیال داغ و غیره.

در سیستمهای تولید همزمان از انواع تجهیزات استفاده شده و ممکن است برای رفع نیاز بخصوص، در یک محل مشخص طراحی گردند. از طرف دیگر، بسیاری از واحدها دارای احتیاجات مشابه بوده و سیستمهای تولید همزمان پکیج) از قبل طراحی شده) می توانند این احتیاجات را رفع کرده و از جهت اقتصادی بر سیستمهای مهندسی طراحی از ابتدا، ترجیح داده می شوند. آنچه در ذیل می آید مثالهائی برای سیستمهای تولید همزمان در سه بخش مختلف اقتصادی می باشد. سیستم های تولید همزمان در تمام بخشهای اقتصادی دنیا وجود دارند. برای سادگی مقایسه، سیستمهای تولید همزمان را غالباً در یکی از سه گروه زیر تقسیم بندی می کنند:

  1. صنعتی
  2. اداری
  3. تجاری

کاربردهای CHP:

  1. ادارات و سازمان های دولتی، هتل ها، باشگاه های ورزشی، خانه سالمندان
  2. آپارتمان ها و ساختمان های مسکونی
  3. دانشگاه ها و مدارس، بیمارستان ها، مراکز نظامی، زندان ها
  4. سیستم های انرژی منطقه ای، مراکز تسویه آب و فاضلاب، استخرها
  5. صنایع شیمیایی، پالایشی، صنایع مواد غذایی و صنایع تولید شیشه
  6. مترو ها و فرودگاه ها