نوشته‌ها

چکیده مقاله:

در فرآیند خصوصی سازی بازار انرژی یا به عبارت دیگر بازار آزاد برق می توان از پتانسیل مالی بخش خصوصی برای توسعه زیرساخت ها و فناوری بهره مند شد تا تعهدات مالی دولت در این زمینه کاهش یابد. ارائه تعریف درستی از بازار آزاد انرژی ما را ضمن آگاهی از ضرورت خصوصی سازی به بهره گیری از نتایج تجربیات کشورهای موفق در بازار آزاد برق ترغیب میکند. ضمن آگاهی از معایب و تبعات منفی بازار برق دولتی منطبق بر تجربه حال حاضر کشور، راهکارهای لازم جهت الگوبرداری از مدلسازی موجود و بومی سازی الگوها، مبتنی بر شرایط خصوصی ایران امری بدیهی به نظر میرسد.

 

هدف

در این نوشته با تأکید بر اهمیت خصوصی‌سازی انرژی و بازار آزاد انرژی، جنبه‌های حیاتی بازار برق را بررسی می کنیم و مزایا و چالش های بالقوه این تحول را کشف می کنیم.

در چشم انداز همیشه در حال تحول تولید و توزیع انرژی، مفهوم بازار انرژی آزاد و خصوصی شده جذابیت قابل توجهی پیدا کرده است. این تغییر پارادایم نوید بهره وری، نوآوری و دسترسی بیشتر در حوزه برق را می دهد. در این مقاله، ما عمیقاً به پیچیدگی‌های این چشم‌انداز تحول‌آفرین می‌پردازیم، اهمیت آن را برجسته می‌کنیم و به نگرانی‌های کلیدی می‌پردازیم. با ما دراین مقاله همراه باشید تا ضرورت تجدید ساختار بازار برق را درک کنید.

 

درک بازار فعلی برق ایران

ساختار موجود بازار برق یک تعامل پیچیده بین نهادهای دولتی و خصوصی است. این شامل تولید، انتقال، و توزیع است که هر کدام توسط چارچوب های نظارتی متمایز اداره می شود. این سیستم پیچیده اغلب منجر به ناکارآمدی و موانع نوآوری می شود. آزادسازی بازار مستلزم شکستن انحصارات و تقویت رقابت سالم است. با دادن مجوز به تعداد بیشتری از بازیکنان برای مشارکت در تولید و توزیع برق، میتوانیم شاهد نوآوری، مقرون به صرفه بودن و بهبود کیفیت خدمات باشیم. بازار آزاد انرژی، راه را برای افزایش ادغام منابع انرژی تجدیدپذیر هموار می کند. این تغییر در پرداختن به نگرانی های زیست محیطی و کاهش وابستگی به سوخت های فسیلی بسیار مهم است. بازار آزاد، صنعت انرژی را به یک صنعت سرمایه پذیر تبدیل میکند و همچون صنعت توریسم، سرمایه گذاری داوطلبانه را به سمت این بازار سرریز میکند. وجود یک بازار یکسویه و دولتی در ایران امروز منجر به شکست مشوق های سرمایه گذاری در حوزه انرژی به خصوص انرژی های تجدیدپذیر از جمله نیروگاه های خورشیدی شده است، حال آنکه سرمایه گذاری خصوصی کاتالیزوری برای پیشرفت در همه عرصه هاست. باز کردن بازار برق به روی سرمایه گذاران خصوصی، ضمن تزریق سرمایه و تخصص مورد نیاز منجر به توسعه فناوری های پیشرفته، شبکه های هوشمند و راه حل های ذخیره انرژی کارآمد میشود و به نوسازی، پیشرفت تکنولوژیکی و توسعه زیرساخت ها می انجامد.

 

مزایای بازار برق آزاد - خصوصی‌سازی انرژی و بازار آزاد برق با رویکرد مدلسازی بازار برق ایران

مزایای خصوصی سازی انرژی

  1. خصوصی سازی انرژی منجر به افزایش رقابت می شود و قیمت ها را برای مصرف کنندگان کاهش داده و با تشویق نوآوری خدمات کارآمدتر و قابل اعتمادتری را به همراه خواهد داشت. 
  2. از دیگر مزایا خصوصی سازی انرژی می توان به اشتغال زایی آن اشاره کرد، از آنجایی که بخش خصوصی در نوسازی زیرساخت ها و پذیرش فناوری های جدید سرمایه گذاری می کند، در بخش های مختلف از جمله انرژی های تجدیدپذیر، مدیریت شبکه و توسعه فناوری شغل ایجاد می کند. 
  3. از مزایای بالقوه بازار انرژی خصوصی شده می توان به تسریع انتقال منابع تولید برق به منابع انرژی تجدیدپذیر اشاره کرد که انتشار کربن و اثرات زیست محیطی را کاهش دهد. 
  4. یکی از مزایای اصلی بازار آزاد انرژی حضور فعال گروه های حمایت از مصرف کننده، همراه با فرآیندهای نظارتی شفاف، جهت اطمینان از رسیدگی به نگرانی های مصرف کنندگان است. مصرف کنندگان می توانند اطمینان حاصل کنند که در بازار انرژی خصوصی شده صدای خود را دارند.

 

چالش های بازار برق خصوصی - خصوصی‌سازی انرژی و بازار آزاد برق با رویکرد مدلسازی بازار برق ایران

چالش های خصوصی سازی انرژی و راهکارهای غلبه بر آن

چالش ها

در حالی که خصوصی سازی انرژی نویدبخش توسعه صنعت برق است، اما بدون چالش نیست. پرداختن به این نگرانی‌ها برای تضمین یک انتقال آرام بسیار مهم است. با وجود مزایا و فوایدی که خصوصی‌سازی صنعت انرژی به همراه دارد، همچنان با چالش‌هایی نیز همراه است که می‌توان به آن‌ها اشاره کرد. در ادامه، به برخی از این چالش‌ها می پردازم:

 

  1. قانونگذاری و نظارت مناسب: یکی از مهمترین چالش‌های خصوصی‌سازی انرژی، ایجاد قوانین و مقررات مناسب برای این صنعت است. باید یک تعادل مناسب بین آزادی بازار و حفاظت از حقوق مصرف‌کنندگان و محیط زیست ایجاد شود. ایجاد تعادل مناسب در مقررات زدایی با نظارت لازم بسیار مهم است. یک چارچوب نظارتی به خوبی تعریف شده از دستکاری بازار جلوگیری می کند و در عین حال امکان رقابت سالم را فراهم می کند.
  2. تضمین دسترسی و قیمت منصفانه: یکی از مخاطراتی که ممکن است در خصوصی‌سازی به وجود آید، این است که بخشی از جامعه از دسترسی به انرژی محروم شود یا قیمت‌های بالایی برای آن‌ها ایجاد شود. باید اطمینان حاصل شود که همه افراد به انرژی نیازمند دسترسی داشته باشند و قیمت‌ها منصفانه باشند. اطمینان از دسترسی و مقرون به صرفه بودن به معنی تلاش برای این امر که تضمین شود که خصوصی سازی منجر به محرومیت یا قیمت های گزاف برای مصرف کنندگان نمی شود. دسترسی و مقرون به صرفه بودن باید در خط مقدم این تحول باقی بماند.
  3. موازنه بین سود تجاری و منافع عمومی: شرکت‌های خصوصی ممکن است تمایل داشته باشند تا فقط به منافع تجاری خود توجه کنند و از منافع عمومی بگذرند. بنابراین، لازم است که نظارت مناسب بر این شرکت‌ها صورت گیرد تا منافع عمومی نیز حفظ شود.
  4. حفاظت از محیط زیست: خصوصی‌سازی ممکن است منجر به تمرکز بیشتر بر سود و کاهش توجه به مسائل محیط زیستی شود. لازم است که سیاست‌ها و مقررات مناسب برای حفاظت از محیط زیست در نظر گرفته شود. اگر بخواهم نمونه ای از این سیاست های حمایتی در جهت حفاظت از محیط زیست را مطرح کنم باید به تقویت زیرساخت های موجود جهت راه اندازی نیروگاه های تجدیدپذیر همچون نیروگاه خورشیدی به خصوص نیروگاه فتوولتائیک و نیروگاه بادی اشاره کرد که از قضا در کشور ما ایران پتانسیل بالایی در حوزه منابع تجدیدپذیر وجود دارد.
  5. مدیریت کنترل منابع ملی: خصوصی‌سازی منجر به انتقال مالکیت از دولت به بخش خصوصی می‌شود. بنابراین، لازم است که منابع ملی به بهترین نحو مدیریت شوند تا منافع کشور حفظ شود.
  6. مقابله با احتمالات و فشارهای اقتصادی: در شرایط اقتصادی نامساعد، شرکت‌های خصوصی ممکن است با فشارهای اقتصادی مواجه شوند. لازم است که برنامه‌ها و استراتژی‌های مناسب برای مقابله با این وضعیت‌ها در نظر گرفته شود.
  7. پایداری و استقرار در بلندمدت: فرآیند خصوصی‌سازی نیازمند برنامه‌ریزی دقیق و استراتژی‌های مطلوب برای حفظ پایداری و استقرار در بلندمدت است. این شامل استراتژی‌های اقتصادی، محیط زیستی و اجتماعی می‌شود.
  8. تأمین منابع مالی: برای اجرای موفقیت‌آمیز خصوصی‌سازی، نیاز به تأمین منابع مالی کافی است. این شامل سرمایه‌گذاری‌ها، تسهیلات مالی و منابع دیگر مالی می‌شود.
  9. مقابله با تغییرات فناوری: فناوری در صنعت انرژی به سرعت در حال تغییر است. برای اجتناب از منسوخ شدن و بروزرسانی فناوری‌ها، نیازمندی‌های فنی و فناوری باید به دقت مورد بررسی قرار گیرند.
  10. مدیریت ریسک‌ها و بحران‌ها: صنعت انرژی ممکن است با ریسک‌ها و بحران‌های مختلف مواجه شود، از جمله حوادث طبیعی و مشکلات امنیتی. برنامه‌ها و استراتژی‌های مدیریت ریسک باید در نظر گرفته شوند.

 

 

Electricity Market Model - خصوصی‌سازی انرژی و بازار آزاد برق با رویکرد مدلسازی بازار برق ایران
راهکارها

با رسیدگی به این چالش‌ها و ایجاد راهکارهای مناسب، می‌توان خصوصی‌سازی صنعت انرژی را به یک فرصت بزرگ برای بهبود عملکرد و افزایش کارایی در این صنعت تبدیل کرد. برای مواجهه با چالش‌های خصوصی‌سازی صنعت انرژی، رویکرد کلی می‌تواند شامل موارد زیر باشد:

 

  1. توسعه و اجرای قوانین و مقررات منطقی و منصفانه: ایجاد قوانین و مقرراتی که تعادل مناسبی بین آزادی بازار و حفاظت از منافع عمومی و محیط زیست را فراهم کنند، بسیار حائز اهمیت است. مقررات دولتی برای تضمین رقابت عادلانه و جلوگیری از اقدامات انحصاری ضروری است. قوانین تعامل را تعیین می کند و آزادی بازار را با حمایت از مصرف کننده متعادل می کند.
  2. تضمین دسترسی عادلانه به انرژی: اطمینان حاصل کردن از اینکه همه افراد به انرژی مورد نیازشان دسترسی دارند و قیمت‌ها برای همگان مناسب است، بسیار مهم است.
  3. توسعه زیرساخت‌ها و فناوری‌ها: سرمایه‌گذاری در توسعه زیرساخت‌های مرتبط با انرژی و به‌روزرسانی فناوری‌ها به منظور افزایش بهره‌وری و بهبود کارایی اجتناب‌ناپذیر است که البته در فرایند خصوصی سازی بازار انرژی میتواند از پتانسیل های مالی بخش خصوصی در جهت توسعه زیرساخت و فناوری بهره مند شد و از تعهدات مالی دولت در این حوزه کم کرد.
  4. تشکیل نظارت موثر: برنامه‌ها و سیاست‌های نظارت بر شرکت‌های خصوصی باید به گونه‌ای باشد که منافع عمومی و محیط زیست محافظت شود.
  5. ترکیب مناسب منافع عمومی و تجاری: توجه همزمان به منافع عمومی و تجاری و معماری مکانیزم‌ها و سیاست‌های مناسب برای تضمین کنترل و تعادل بین این دو، بسیار حائز اهمیت است.
  6. توسعه راهبردها برای مدیریت ریسک: شناسایی و مدیریت بهینه ریسک‌های مرتبط با عملیات صنعت انرژی از اهمیت بالایی برخوردار است.

به طور کلی، رویکردی که ترکیبی از قوانین مناسب، نظارت کارآمد، سرمایه‌گذاری استراتژیک و توجه به منافع عمومی و تجاری باشد، می‌تواند به موفقیت در خصوصی‌سازی صنعت انرژی کمک کند. کمااینکه نمونه هایی از طرح های خصوصی سازی موفق انرژی وجود دارد که میتوان به عنوان الگو از آن ها بهره گرفت. چندین کشور از جمله بریتانیا، آلمان، فنلاند، امریکا، استرالیا و ترکیه خصوصی سازی انرژی را با موفقیت اجرا کرده اند. این تلاش ها به بهبود کارایی و نوآوری در بازارهای انرژی مربوطه منجر شده است که در اینجا شرح مختصری از مثال‌های موفقیت‌آمیز از فرآیند خصوصی‌سازی صنعت انرژی در این کشورها را برای شما می‌آورم:

یکی از مثال‌های موفق خصوصی‌سازی صنعت انرژی در بریتانیا است. با اجرای این سیاست‌ها، شرکت‌های خصوصی وارد بازار شدند و رقابت بین آن‌ها فعال شد. این رقابت منجر به افزایش کارایی در تولید و توزیع انرژی شد. همچنین، با کاهش هزینه‌ها در نتیجه این رقابت، هزینه‌های انرژی برای مصرف‌کنندگان نیز کاهش یافت.

در استرالیا، با اجرای خصوصی‌سازی در بخش انرژی، شرکت‌های خصوصی به توسعه فناوری‌های پیشرفته در زمینه تولید و مدیریت انرژی پرداختند. این منجر به ارتقاء عملکرد انرژی و افزایش کارایی در این صنعت شد. همچنین، نوآوری‌های جدید در زمینه استفاده از منابع انرژی پاک و توسعه فناوری‌های حمل و نقل انرژی به وقوع پیوست.

در ترکیه با بهره گیری از تجربه دست کم سه کشور اروپایی که در بالا نام برده شد با خصوصی‌سازی بخش‌های مختلف صنعت انرژی، توانسته‌اند به کاهش هزینه‌ها و بهبود عملکرد در زمینه تولید و انتقال انرژی بپردازند. همچنین، این فرآیند به توسعه فناوری‌های جدید در زمینه تولید انرژی از منابع تجدیدپذیر کمک کرده است.

البته بومی سازی الگوهای موجود جز لاینفک پیاده سازی بازار آزاد انرژی در ایران است که میتوان با بررسی تجربیات بین‌المللی و تحلیل وضعیت فعلی بازار برق ایران از لحاظ ساختار، نظام قیمت‌گذاری، نقاط ضعف و قوت و مشکلات موجود با بررسی دقیق و جامع وضعیت فعلی بازار برق ایران به یک مدل مطلوب از بازار آزاد و تدوین مقررات مرتبط با تولید، توزیع، انتقال و مصرف انرژی رسید که بیشترین تطابق با وضعیت و نیازهای ایران را دارد .

جهت اطمینان از بهترین مدل بومی شده از بازار آزاد در ایران میتوان آن را در مقیاس کوچک آزمایش و اجرا کرد و نتایج آن را مورد ارزیابی قرار داد. این اجراها به عنوان آزمون‌های نهایی قبل از اجرای کامل و بزرگ‌مقیاس مورد استفاده قرار می‌گیرند که پس از تایید کارکرد موفق در مقیاس کوچک، مدل سازی شده در سطح کشور اجرا می‌شود، ضمن اینکه سیستم نظارتی بر روند اجرا و عملکرد بازار آزاد انرژی باید ایجاد شود و تغییرات و بهبودهای لازم به منظور بهبود مستمر اعمال شوند تا تمامی شاخص ها جهت بومی سازی ساختار بازار در نظر گرفته شوند که شامل تعیین کننده‌هایی است که نحوه و ترتیب ارتباطات و تعاملات میان مشتریان، تولیدکنندگان، توزیع‌کنندگان و انتقال‌دهندگان را مشخص می‌کند. از مدل قیمت گذاری گرفته تا مقرراتی که کارکرد بازار را تنظیم میکنند و پشتیبانی از توسعه فناوری شامل ارتقاء فناوری‌های مرتبط با تولید، انتقال و مصرف برق تا فراهم کردن بهره‌وری و کیفیت بالاتر با توسعه زیرساخت‌ها که توانایی انتقال و توزیع برق تولیدی را به کاربران در سراسر کشور فراهم کنند و برای جلوگیری از حوادث و اتفاقات ناخواسته، مدیریت ریسک و امنیت سیستم‌ها را تامین کنند.

 

مدلسازی بازار برق ایران - خصوصی‌سازی انرژی و بازار آزاد برق با رویکرد مدلسازی بازار برق ایران
مدلسازی بازار برق ایران

با توجه به شاخص‌های اشاره شده در پاراگراف بالا، بومی سازی بازار برق در ایران باید با دقت و مطالعه دقیقی از شرایط و نیازهای محلی صورت پذیرد تا مدل دقیق با کمترین خطا ساخته شود که میتواند ترکیبی از مدل های موجود در دنیا باشد که از جمله مدل‌های متداول بازار خصوصی برق میتوان به موارد زیر اشاره کرد:

 

  1. مدل بازار انرژی Energy-Only Market))

   در این مدل، قیمت برق توسط ارائه‌کنندگان، تولیدکننده و تقاضاکنندگان مشخص می‌شود. این مدل بر پایه تعادل بین عرضه و تقاضا کار می‌کند و هزینه برق مستقیماً به قیمتی که از بازار دریافت می‌کنند پرداخت می‌شوند.

  1. مدل بازار دوحالته (Two-Settlement Market)

   در این مدل، بازار برق به دو بخش تقسیم می‌شود: بازار انرژی و بازار قراردادهای آینده (فوروارد). در بازار انرژی، تبادل برق در زمان واقعی صورت می‌گیرد و در بازار قراردادهای آینده، قراردادهای خرید و فروش برق در زمان‌های آینده منعقد می‌شوند.

  1. مدل بازار آزاد (Free Market)

   در این مدل، شرکت‌های تولیدکننده برق و توزیع‌کننده مستقل از هم عمل می‌کنند و قیمت برق توسط بازار تعیین می‌شود. این مدل از منافع رقابتی و افزایش کارایی در بازار برق حمایت می‌کند.

  1. مدل بازار ترکیبی (Hybrid Market)

   این مدل ترکیبی از مدل‌های مختلف است که در آن عناصر از مدل‌های مختلف با هم ترکیب شده‌اند. مثلاً ممکن است در این مدل هم بازار انرژی وجود داشته باشد و هم بازار قراردادهای آینده.

  1. مدل خرید تضمینی (Power Purchase Agreement – PPA)

   در این مدل، یک توافق بین تولیدکننده و خریدار (معمولاً یک سازمان یا صنعتگر) برای فروش برق بر اساس یک نرخ مشخص امضا می‌شود. این مدل بیشتر در پروژه‌های نیروگاه‌های برق خورشیدی و بادی استفاده می‌شود.

 

 

صورت های مختلف انرژی - خصوصی‌سازی انرژی و بازار آزاد برق با رویکرد مدلسازی بازار برق ایران
نتیجه

تحول به سمت بازار آزاد و خصوصی شده انرژی صرفاً یک تغییر پارادایم نیست. این جهشی به سوی آینده ای پایدارتر، کارامدتر و نوآورانه تر است. با از بین بردن انحصارات و توانمندسازی بخش خصوصی در صنعت انرژی، ما راه توسعه را روشن تر و هموارتر می کنیم. ضروری است که ما در این انتقال با تمرکز دقیق بر مقررات، مقرون به صرفه بودن و رفاه مصرف کننده حرکت کنیم. از مدل های موجود بازارهای آزاد انرژی الگوبرداری کنیم که البته هرکدام از این مدل‌ها ویژگی‌ها و مزایا و معایب خاص خود را دارند و بسته به شرایط و نیازهای هر کشور یا منطقه، انتخاب می‌شوند. این مراحل یک روش بومی سازی بازار آزاد انرژی در دنیا با مدلسازی بازار برق ایران را شامل می‌شود. برای هر مرحله، تخصص و دانش فنی لازم برای اجرا وجود دارد و تیم‌های متخصص مورد نیاز هستند که ما با هم می توانیم مسیری را به سوی بازار انرژی پویاتر روشن کنیم.

نویسنده: مهدی پارساوند

شیوه افزایش نیروگاه گازی : نیروگاه گازی بر اساس سیکل برایتون کار می‌کند. جهت افزایش راندمان نیروگاه گازی روش هایی قابل انجام است:

روش اول: هوای ورودی به کمپرسور (سیکل پیچیده ترشده، اما راندمان بالا می‌رود.)

حالت اول: دود باهوا به ورودی کمپرسورکنار یکدیگر قرار گرفته که در این صورت راندمان تجهیزات به شدت افت می‌کند.

حالت دوم: باروش ذیل راندمان ۱ الی ۲ درصدقابل افزایش است؛ (هوای ورودی به اتاق احتراق گرم می‌شود)

روش دوم: توربین دو مرحله ای (Double stage turbine) زیاد شدن راندمان مستلزم هزینه تولید بخار زیاد و تجهیزات گران‌قیمت آن است.

روش سوم: کمپرسور دومرحله‌ای (two-stage) که در محیط های با دمای زیر صفر مورد استفاده قرار میگیرد. در واقع هر چه دمای ورودی کمپرسور پایین ترباشد، راندمان نیروگاه گازی بیشتر است.

شیوه افزایش نیروگاه گازی > بالاترین راندمان نیروگاه گازی حدودا معادل ۳۵ % می باشد که شامل نیروگاه گازی دارای کمپرسور دومرحله‌ای توربین دومرحله‌ای و پیش گرم کن می‌باشد.

نیروگاه گازی در واقع به معنای سوخت گاز نیست، بلکه توربین آن گاز می باشد و سوخت آن مایع یا گازوئیل است که اکثریت آن گازوئیل است. در کشور ایران به دلایل زیاد بودن سوخت گازوئیل، نیروگاه گازی با سوخت گازوئیل استفاده می شود. ولی در کشورهای اروپایی به دلیل زیاد بودن سوخت جامد، نیروگاه گازی با سوخت جامد استفاده می شود. که به آن نیروگاه گازی سیکل بسته نامیده می شود. هوای داغ ناشی ازاحتراق راداخل گرم کن می‌چرخانیم وبعد هوارابیرون می‌فرستیم.
ملاحظه می‌شود که هوای داغ ناشی از احتراق داخل توربین می‌شود. لذامی توان ازسوخت جامد استفاده کردکه این نوع ساده‌ترین نوع نیروگاه گازی سیکل بسته می‌باشد.

منبع: برق نیوز

تجهیزات نیروگاه گازی : نیروگاه گازی یا نیروگاه گاز طبیعی، نیروگاه حرارتی است که برای تولید برق گاز طبیعی می سوزاند. نیروگاه های گاز طبیعی تقریباً یک چهارم برق جهان و بخش قابل توجهی از انتشار گازهای گلخانه ای جهانی و در نتیجه گرم شدن کره زمین تولید می کنند. با این حال آنها می توانند تولید فصلی قابل انعطاف را برای تعادل بخشیدن به انرژی تجدید پذیر متغیر در جایی که انرژی برق یا اتصال دهنده های برق در دسترس نیست فراهم کنند.

بنابرابن نیروگاه گازی نوعی نیروگاه سوخت فسیلی است که در آن انرژی شیمیایی ذخیره شده در گاز طبیعی که عمدتا متان است، به طور متوالی به انرژی گرمایی، مکانیکی و در نهایت انرژی الکتریکی تبدیل می شود. اگرچه آنها برای تبدیل انرژی گرمایی به کار مفید نمی توانند از حد چرخه کار نو عبور کنند، اما گرمای بیش از حد ممکن است در نیروگاه های تولید همزمان برای گرم کردن ساختمان ها، تولید آب گرم یا گرم کردن مواد در مقیاس صنعتی استفاده شود.

تجهیزات نیروگاه گازی

در حقیقت مهم ترین بخش تجهیزات نیروگاه های گازی توربین گاز است.

 

توربین گاز

توربین گازی قطعه ای از تجهیزات نیروگاه گازی است که با استفاده از گاز داغ تولید شده توسط سوزاندن هوای فشرده و سوخت، توربین را می چرخاند و جز equipment اصلی تجهیزات نیروگاه های سیکل ترکیبی و تولید همزمان است. با توجه به افزایش تمایل به حفظ محیط زیست و مسائل مربوط به بار تولید برق در سالهای اخیر، انتظار می رود که تقاضا برای توربین های گازی با عملکرد بالا، قابلیت اطمینان، تنوع سوخت و کاهش انتشار سمی افزایش یابد.

 

بازده توربین گاز

در حقیقت بخش زیادی از انرژی در توربین گاز از بین می‌رود. به همین سبب، دلایلی چون خروج گاز با دمای زیاد، صرف حدود دو سوم توان توربین در کمپرسور و نمیتوان از سوخت جامد استفاده کرد و باعث می‌شود که توربین گاز بازده پایینی داشته باشد. از پارامترهای مؤثر بر بازده چرخه توربین گاز (چرخه برایتون Brayton Cycle) می‌توان به نسبت فشار یا نسبت تراکم کمپرسور، دمای محیط، دمای احتراق و بازده کمپرسور اشاره کرد. بر همین جهت می‌توان راه‌های زیر را در جهت افزایش بازده توربین گاز پیشنهاد داد:

  • افزایش دمای ورودی به توربین گاز
    افزایش بازده توربین و کمپرسور
    اصلاح چرخه توربین گاز
    بهبود مقاومت مواد مورد استفاده در توربین و کمپرسور در برابر دما
    بهبود راه‌های خنک‌کاری توربین
    طراحی‌های جدید توربوماشین‌ها
    بهبود روش‌های نگهداری کمپرسورها و توربین‌ها

 

 

کمپرسور - تجهیزات نیروگاه گازی

 

کمپرسور

به انگلیسی: Compressor یک دستگاه مکانیکی است که با کاهش حجم گازها، فشار آن‌ها را افزایش می‌دهد. در برخی دستگاه‌ها و ماشین‌آلات، کمپرسورها هوا را فشرده کرده و به قسمت احتراق می‌فرستند.

از کمپرسورها برای فشرده‌کردن گازها استفاده می‌شود. در حقیقت کمپرسورها با صرف انرژی مکانیکی، سیال را با سرعت به درون خود مکیده، آن را فشرده می‌کنند. در اثر این عملیات، دمای گازی که فشرده می‌شود نیز افزایش می‌یابد. معمولاً گاز پرفشار خروجی از کمپرسورها را از یک سیستم خنک‌کننده عبور می‌دهند تا دمای گاز کاهش یابد. انواع گوناگونی از کمپرسور وجود دارد که برای مصارف صنعتی و عمومی طراحی شده‌اند. کمپرسور هوا گونه ای از کمپرسورها می‌باشد.

کمپرسورها به دو نوع دینامیکی (Dynamic) و جابه‌جایی مثبت (Positive Displacement) تقسیم می‌شوند. کمپرسورهای دینامیکی خود به دو نوع «جریان محوری» (Axial) و «جریان شعاعی» (Radial Flow) تقسیم می‌شوند.

 

محفظه احتراق

در حقیقت وظیفه اصلی یک اتاق احتراق دریافت هوای فشرده از خروجی کمپرسور و انجام عمل احتراق کامل روی سوخت‌های وارد شده به آن، به شکل مداوم است. به منظور دستیابی به این هدف، طراحان اتاق‌های احتراق در توربین‌های گاز مدل‌های مختلفی را طراحی می‌کنند. در طراحی یک اتاق احتراق پارامترهای متعددی چون اطمینان از احتراق کامل سوخت، ایجاد فضای مورد نیاز در کوچکترین حجم ممکن، افت فشار کم، توزیع درجه حرارت یکسان در خروجی اتاق احتراق، کنترل دمای قطعات به کار رفته در ساختمان یک اتاق احتراق، پایداری شعله، عدم تشکیل کک و سایر اکسیدهای سوخت، حداقل بودن گازهای سمی در محصولات احتراق در نظر گرفته می‌شود. عموماً انواع متداول آن‌ها در صنعت به صورت‌های زیر می‌باشد:

از یک اتاق احتراق بزرگ که به شکل عمودی نسبت به شفت قرار دارد، استفاده می‌شود.

از دو اتاق احتراق نسبتاً بزرگ در دو طرف توربین و به صورت افقی نسبت به زمین قرار دارند.

از یک محفظه احتراق بزرگ و مشعل در مرکز قرار گرفته‌است.

از تعدادی اتاق احتراق حلقوی در دور تا دور کمپرسور با تعداد زیادی از نازل سوخت پاش استفاده می‌شود.

 

دیگر تجهیزات توربین نیروگاه گازی

تا این قسمت مقاله، تجهیزات اساسی توربین گاز را معرفی کردیم. دیگر بخش‌های متصل به توربین گاز عبارتند از:

پره‌های هدایت‌کننده هوای ورودی
اگزوز
اجزای راه‌اندازی شامل: دیزل (راه انداز اولیه)، مبدل گشتاور، رچت، کلاچ راه‌انداز و جعبه‌دنده کمکی
محور توربین
محور کمپرسور
محور ژنراتور
جعبه‌دنده بار
یاتاقان‌ها

 

 

نیروگاه خورشیدی چیست؟ دلایل استفاده از نیروگاه خورشیدی ؟ یک نیروگاه خورشیدی (solar power plant) انرژی های خورشید را به الکتریسیته تبدیل میکند. این تبدیل انرژی به صورت مستقیم با استفاده ازفتوولتایئک یا به صورت غیرمستقیم توسط نیروگاه خورشیدی حرارتی یا ترکیبی از هردو روش انجام میشود. تفاوت این دو سیستم درچگونگی تبدیل انرژی خورشید به الکتریسیته می باشد.

 

نیروگاه خورشیدی فتوولتایئک چیست

به پدیده ای که اثرتابش نورخورشید را بدون استفاده ازمکانیزم های محرک به الکتریسیته تبدیل میکند پدیده فتوولتایئک و به هر سیستمی که از سیستم فتوولتایئک استفاده کند سیستم فتوولتایئک میگویند.

سلول های فتوولتایئک از مواد نیمه رسانایی مانند الیاژهای سیلیکونی (سلول های فتوولتایئک از چندین لایه ورق نازک سیلیکون) ساخته می شوند. فوتون های پرتو نور به این مواد نیمه رسانا برخورد میکنند و این مواد به علت اثر فتوالکتریک فوتون ها را جذب نموده و الکترونها را ازاد می کنند و سپس این الکترون ها براثر میدان الکتریکی به حرکت در می ایند و جریان الکتریکی را ایجاد میکنند. قابل ذکر است که انرژی فتوولتایئک برای مصارف مختلفی از جمله کشاورزی بکارمی رود.

امروزه سیستم های فتوولتایئک یکی از موارد کاربردی انرژی های نو میباشد و تاکنون سیستم های گوناگونی با ظرفیت های (5/0 وات تا چند صد مگاوات) در سرتاسر کره زمین نصب و راه اندازی شده اند،قابلیت اطمینان و عملکرد این سیستم ها باعث شده که هر روزه برتعداد متقاضیان آن افزوده شود و مورد استقبال افراد بیشتری قرار بگیرد.

 

نیروگاه خورشیدی حرارتی

نیروگاه خورشیدی حرارتی در واقع نیروگاه هایی هستند که از انرژی گرمایی خورشید برای گرم کردن مایعات تا دمای بالا استفاده میکنند یعنی با استفاده از سیستم های متمرکز کننده نورخورشید نور را در یک نقطه متمرکز میکنند تا آب را به بالاترین دما برسانند. این مایعات پس از گرم شدن، گرمای خود را به آب منتقل میکنند که در نتیجه باعث بخار آب میشود، از این بخار برای تبدیل انرژی توسط توربین ها درن یروگاه ها استفاده می شود، این انرژی مکانیکی توسط یک ژنراتور به الکتریسیته تبدیل میشود.

از نیروگاه های خورشیدی حرارتی می توان به آبگرمکن و حمام خورشیدی، سرمایش و گرمایش خورشیدی، آب شیرین کن خورشیدی، خشک کن خورشیدی، اجاق خورشیدی، کوره های خورشیدی و خانه خورشیدی اشاره کرد.

 

دلایل استفاده از نیروگاه خورشیدی

1. انرژی خورشیدی برای محیط زیست بسیار مناسب است.

2.عدم استفاده از شبکه برق رسانی شهر درصورت استفاده از انرژی خورشیدی.

3.استفاده بهینه و مفید از زمین های بلا استفاده برای تولید انرژی.

4.انرژی خورشید باعث کاهش مصرف برق می شود.

5.انرژی خورشیدی امنیت شبکه برقی را بهبود میبخشد.

6.این انرژی باعث ایجاد اشتغال و رشد اقتصادی در کشور میشود.

7.خورشید یکی از منابع رایگان برای تولید و تامین انرژی است.