في عالم الطاقة ، توجد طرق مختلفة لإنتاج الكهرباء. يمكن استخدامه الوقود الحفري (النفط ، الفحم ، الغاز الطبيعي ...) لإنتاج الطاقة الكهربائية بعدة طرق. مشكلة استخدامها هي التلوث الذي تنتجه على الكوكب وأنها موارد قابلة للنفاذ مع مرور الوقت. يمكن أيضًا إنتاج الطاقة من خلال مصادر متجددة (الطاقة الشمسية وطاقة الرياح والطاقة الحرارية الأرضية والهيدروليكية ...) وبهذه الطريقة لن نضر بالبيئة وهي مصادر لا تنضب.

ما لدينا واضح عندما يتعلق الأمر بإنتاج الطاقة ، من أي مصدر ، هو أنه يجب أن يكون لدينا كفاءة استخدام الطاقة. بهذه الطريقة سوف نستفيد من الموارد القليلة وسنكون قادرين على توليد ما يكفي من الطاقة والجودة. النظام عالي الكفاءة المستخدم اليوم لتوليد الطاقة هو التوليد المشترك للطاقة.

ما هو التوليد المشترك للطاقة؟

حسنًا ، التوليد المشترك للطاقة هو نظام إنتاج طاقة عالي الكفاءة لأنه ، في نفس الوقت ، أثناء عملية التوليد ، الطاقة الكهربائية والطاقة الحرارية في نفس الوقت من الطاقة الأولية. عادة ما يتم الحصول على هذه الطاقة الأولية عن طريق حرق الوقود الأحفوري مثل الغاز أو النفط.

مزايا التوليد المشترك للطاقة

ميزة التوليد المشترك للطاقة ، بصرف النظر عن كفاءتها العالية في استخدام الطاقة، هو أنه يمكن استخدام كل من الحرارة المتولدة والطاقة الكهربائية في عملية واحدة. بالطريقة التقليدية ، ستكون هناك حاجة إلى محطة طاقة لإنتاج الكهرباء وغلاية تقليدية لتوليد الحرارة. يتم التوليد المشترك للطاقة في أماكن قريبة من نقطة الاستهلاك ، ولهذا السبب يتم تجنب تغيير جهد الكهرباء والنقل لمسافات طويلة واستخدام أفضل للطاقة. في الشبكات الكهربائية التقليدية ، من المقدر أن تضيع فيما بينها 25 و 30٪ كهرباء ولدت أثناء النقل.

ميزة أخرى لكفاءتها العالية في استخدام الطاقة هي أنه إذا تم استخدام الطاقة من غازات عادم الاحتراق للتبريد بواسطة أنظمة الامتصاص ، فإنها تسمى التوليد الثلاثي.

في إنتاج الكهرباء التقليدي ، يتم توليدها عادةً بواسطة مولد تيار متردد ، مدفوع بمحرك كهربائي أو توربين. وبهذه الطريقة ، فإن استخدام الطاقة الكيميائية للوقود ، أي كفاءته الحرارية ، من 25٪ إلى 40٪ فقط ، حيث يجب تبديد الباقي على شكل حرارة. ومع ذلك ، فإن نظام التوليد المشترك للطاقة أكثر كفاءة. خلال التوليد ، يمكنك الاستفادة من 70٪ من الطاقة من خلال إنتاج الماء الساخن و / أو التدفئة. حتى في محطات الطاقة الحرارية ، يمكن توليد الكهرباء مرة أخرى باستخدام البخار تحت الضغط.

عناصر التوليد المشترك

بتحليل ما سبق ، يمكننا أن نشير إلى الخصائص الرئيسية للتوليد المشترك. يمكن أن تستفيد من الأنواع المختلفة للطاقة التي يتم توليدها بحيث تتمتع بإمكانية أداء أعلى بكثير من المركز التقليدي. هذا يساعدنا قليلا في الاستدامة البيئية. على الرغم من أنها ليست مصادر متجددة للطاقة ، إلا أنها تساعدنا على استخدام وقود أقل لهذه العملية ، لذلك يتم استخدام كميات أقل من المواد الخام. هذا يقلل أيضًا من تكاليف الإنتاج وهذا يؤدي إلى زيادة القدرة التنافسية للمنتجين. أخيرًا ، يساعدنا في الاستدامة البيئية نظرًا لانخفاض استهلاك الوقود الأحفوري ، سيكون التأثير أقل على البيئة. من خلال إنتاج الطاقة في أماكن قريبة من الاستهلاك ، فإنه يوفر أيضًا المواد الخام والمساحة عند تصنيع البنية التحتية للنقل.

العنصر الأساسي للتوليد المشترك هو محرك الغاز أو التوربينات. عندما نتحدث عن التوليد المشترك للطاقة وتطبيقاته العديدة ، فإننا نبدأ عادةً بهذا العنصر الأساسي. من أجل إجراء دراسة للطاقة المتولدة في التوليد المشترك لبعض أنواع المشاريع ، يجب أولاً حساب الاحتياجات الحرارية لتحديد نوع الآلات والحجم الذي يمكن أن ينتج الطاقة اللازمة.

من المثير للاهتمام ملاحظة أنه أثناء تحليل احتياجات عملية الإنتاج لا ينبغي أن تقتصر على دراسة الاحتياجات الحالية. أي ، يجب إجراء تحليل مستقبلي حول احتمالات التغيير في استخدام الحرارة التي تسمح بتركيب محطة التوليد المشترك أكثر كفاءة وبالتالي ، أكثر ربحية من الناحية الاقتصادية.

العناصر في محطة التوليد المشترك

يوجد في محطة التوليد المشترك عناصر شائعة لأنها ضرورية. من بينها ما يلي:

1. أهم شيء على الإطلاق المصدر الأساسي والتي من خلالها نحصل على الطاقة. في هذه الحالة ، تأتي من الوقود الأحفوري مثل الغاز الطبيعي أو الديزل أو زيت الوقود.
2. عنصر آخر مهم جدا هو المحرك. وهي مسؤولة عن تحويل الطاقة الحرارية أو الكيميائية إلى طاقة ميكانيكية. اعتمادًا على نوع المحطة التي سيتم تركيبها والاستخدام الذي سيتم منحه لها ، نجد محركات مثل التوربينات الغازية أو البخار أو المحركات البديلة.
3. تحتاج محطة التوليد المشترك للطاقة نظام لتسخير الطاقة الميكانيكية. عادة ما يكون المولد هو الذي يحول الطاقة إلى طاقة كهربائية. ولكن هناك أيضًا حالات يكون فيها نظام الاستخدام عبارة عن ضاغط أو مضخة حيث يتم استخدام الطاقة الميكانيكية بشكل مباشر.

1. أنت أيضًا بحاجة إلى ملف نظام الاستفادة من الحرارة الذي تم إنشاؤه. يمكننا إيجاد غلايات مسئولة عن استعادة الحرارة من غازات العادم. يمكن أن تكون أيضًا مجففات أو مبادلات حرارية.
2. على الرغم من أن التوليد المشترك للطاقة فعال للغاية ، إلا أن هناك جزءًا من الطاقة لن يتم استخدامه. هذا هو السبب في أنه ضروري نظام تبريد. كجزء من الطاقة الحرارية لن يتم استخدامها في المحطة ، يجب تفريغ هذه الحرارة. تستخدم أبراج التبريد لهذا الغرض. يمكن أن تكون مكثفات غازية أو مبادلات حرارية تهدف إلى تقليل كمية الحرارة التي يتم إهدارها والتي يتم تصريفها في الغلاف الجوي.
3. يتطلب كل من نظام التبريد واستخدام الحرارة المتولدة نظام معالجة المياه.
4. انه يأخذ نظام التحكم للعناية بالمرافق.
5. في محطة التوليد المشترك لا يمكن أن تفوتك نظام كهربائي التي تسمح بتوريد المعدات المساعدة للمصنع. أي تصدير أو استيراد الطاقة الكهربائية الضرورية للتمكن من الحفاظ على توازن الطاقة. هذا يجعل من الممكن تشغيل المحطة في حالات النقص الكهربائي من الشبكة الخارجية. وبهذه الطريقة ، ستكون متاحة على الفور عند استعادة شروط الخدمة.

بمجرد أن نعرف أهم عناصر محطات التوليد المشترك ، ننتقل إلى رؤية الأنواع المختلفة من النباتات الموجودة.

أنواع محطات التوليد المشترك

• محطة التوليد المشترك لمحركات الغاز. في أنها تستخدم كوقود الغاز والديزل أو زيت الوقود. إنها فعالة للغاية في إنتاج الطاقة الكهربائية ولكنها أقل كفاءة في إنتاج الطاقة الحرارية.
• محطات التوليد المشترك لتوربينات الغاز. في هذه المصانع يتم حرق الوقود فيها مولد توربو. يتم تحويل جزء من الطاقة إلى طاقة ميكانيكية ، والتي سيتم تحويلها بمساعدة المولد إلى طاقة كهربائية. أداؤها الكهربائي أقل من أداء المحركات الترددية ، لكن لها ميزة أنها تسمح بسهولة استرداد الحرارة ، والتي تتركز بالكامل تقريبًا في غازات العادم ، والتي تكون عند درجة حرارة حوالي 500 درجة مئوية ، وهي مثالية لإنتاج البخار في الاسترداد سخان مياه.
• محطات التوليد المشترك مع التوربينات البخارية. في هذا النوع من المصانع ، يتم إنتاج الطاقة الميكانيكية بواسطة توسع بخار الضغط العالي التي تأتي من غلاية تقليدية. كان هذا النوع من استخدام التوربين هو أول من استخدم في التوليد المشترك للطاقة. ومع ذلك ، فقد أصبح تطبيقه اليوم محدودًا كمكمل للمنشآت التي تستخدم الوقود المتبقي مثل الكتلة الحيوية.
• محطات التوليد المشترك في الدورة المركبة مع توربينات الغاز والبخار. يسمى تطبيق توربينات الغاز والبخار "الدورة المركبة".

• محطات التوليد المشترك للطاقة بمحرك غازي وتوربينات بخارية. في هذا النوع من المصانع ، يتم استرداد الحرارة المحتجزة في أبخرة عادم المحرك عن طريق غلاية الاسترداد. ينتج هذا البخار المستخدم في التوربينات البخارية لتكون قادرة على إنتاج المزيد من الطاقة الكهربائية أو الطاقة الميكانيكية.

فوائد التوليد المشترك للطاقة

كما رأينا ، التوليد المشترك للطاقة له مزايا عديدة. نقوم بإدراجها بناءً على الفوائد التي نحصل عليها منها.

1. فوائد للدولة والمجتمع. نجد توفيرًا في الطاقة الأولية باستخدام كميات أقل من الوقود الأحفوري. يتم تقليل انبعاثات الملوثات في الغلاف الجوي ويتم إنشاء التنمية الإقليمية من خلال تشجيع خلق فرص العمل.
2. فوائد للمستخدم الملتزم بالتوليد المشترك. كفاءة وموثوقية أكبر في إنتاج الطاقة. يتوافق مع اللوائح البيئية. ينخفض ​​سعر فاتورة الكهرباء ، مما يقلل من تكاليف الإنتاج. هناك جودة أعلى في عملية الطاقة وبالتالي تزداد القدرة التنافسية.
3. الفوائد التي تعود على شركة الكهرباء التي تقوم بالتوريد. يتم تجنب تكاليف نقل وتوزيع الطاقة لأنه يتم استهلاكها بالقرب من مكان التوليد. ولديهم هامش تخطيط أكبر في قطاع الكهرباء.

مع كل هذا ، آمل أن أكون قد تمكنت من إخباركم بما هو التوليد المشترك وأنه مفيد لك.