مرجع:همه چیز در مورد انواع و نحوه عملکرد نیروگاه ها

spow · 28 آبان، ۱۳۹۰

در حقيقت زمين منبع عظيمي از انرژي حرارتي مي باشد. هر چه به اعماق زمين نزديكتر مي شويم حرارت آن افزايش مي يابد بطوريكه اين حرارت در هسته زمين به بيش از پنج هزار درجه سانتيگراد مي رسد. اين حرارت به طريقه هاي متفاوتي از جمله فورانهاي آتشفشاني، آبهاي موجود در درون زمين و يا بواسطه خاصيت رسانايي از بخش هايي از زمين به سطح آن هدايت مي شود. در يك سيستم زمين گرمايي حرارت ذخيره شده در سنگها و مواد مذاب اعماق زمين بواسطه يك سيال حامل به سطح زمين منتقل مي شود. اين سيال عمدتاً نزولات جوي مي باشد كه پس از نفوذ به اعماق زمين و مجاورت با سنگهاي داغ حرارت آنها را جذب نموده و در اثر كاهش چگالي مجدداً به طرف سطح زمين صعود مي نمايد و موجب پيدايش مظاهر حرارتي مختلفي از قبيل چشمه هاي آب گرم، آبفشانها و گل فشانها در نقاط مختلف سطح زمين مي گردد.

استفاده از حرارت توسط انسان به زمانهاي بسيار دور بر مي‌گردد. وقتي که انسانهاي ما قبل تاريخ در جستجوي پناهگاه در ته غارها اقدام به گريز از سرماي يخبندان کردند. با دور شدن از سطح زمين خود را در پناه تغييرات فصول قرار داده و در حقيقت از انرژي زمين گرمايي استفاده مي‌کردند. چشمه‌هاي آب گرم ، چشمه‌هاي آب گرم جهنده و فواره‌هاي بخار ، صور نمايشي از گرماي زمين هستند. که در هر زمان مورد استفاده مردمان بوده است و امروزه سعي در بهره برداري از اين انرژي بصورت مدرن و در اندازه‌هاي بيشتر است. چشمه‌هاي شناخته شده با دماي بالا از مدتها پيش مورد بهره برداري قرار گرفته است، ولي اشکال عمده آن وجود چشمه‌هايي در نقاط کمياب و مشخص از زمين است. در حقيقت دو نوع انرژي تشخيص داده مي شود: » انرژيهاي پايين » انرژي هاي بالا. با وجود اين مرز بين اين دو بطور آشکار مشخص نيست، ولي انرژي پايين آن دمايي است که توليد الکتريسته با آن ممکن نبوده يا عملا قابل استفاده نيست. مقادير مساعد بين 120 تا 180 درجه سانتيگراد نوسان مي‌کند. توزيع دما در زير زمين تابعي از دو فرآيند است: از يک طرف افزايش منظم دما با عمق ، نتيجه شار گرماي هدايت شده از داخل زمين به سمت سطح آن است. اين گرما که اساسا از مواد راديو اکتيو سنگها ناشي مي شود، گراديان زمين گرمايي يا افزايش دما در واحد عمق حتي در ناحيه‌اي با لايه‌هاي زميني يا طبيعت متفاوت شار حرارتي تقريبا ثابت و گراديان بطور غير قابل اغماض تغيير مي‌کند. شناسايي اين گراديان در يک ناحيه معين سبب ارزيابي دماي حاکم بر عمقي مي شود که در آن سفره آبي قابل استخراج وجود دارد.

spow · 28 آبان، ۱۳۹۰

فرآيند ديگري که به توزيع دماها در زير زمين حاکم است. همرفت يا جابجايي است. خاک قابل نفوذ به جريان سريع آب در جهت قائم اجازه مي‌دهد و به اين دليل همرفت توليد مي شود. اين همرفت مخصوصا در مورد يک رگه بخار اهميت دارد، از اين انرژي زمين گرمايي (با انرژي بالا) بسيار جالب براي توليد الکتريسته استفاده مي شود.

رشد روز افزون جمعيت‚ توسعه شهر نشيني و نيز اقتصاد انرژي در كشور ما توليد 90000 هزار مگاوات برق در سال 2020 را اجتناب ناپذير ساخته است. حدود 98% از ظرفيت توليد فعلي ( 29000 مگا وات ) نيروگاه هاي برق كشور به كاربرد سوخت هاي فسيلي متكي است حال اينكه محدوديت منابع سوخت فسيلي‚ رشد مصرف داخلي و عدم وجود منابع كافي جهت صادرات از يكسو و موازين و معيارهاي زيست محيطي توسعه پايدار از سوي ديگر كاربرد انرژي هاي تجديد شونده درسبد توليد را اجتناب ناپذير ساخته است. انرژي زمين گرمايي يا ژئوترمال، از حرارت درون زمين به دست مي آيد. در طول عمر زمين، مقدار زيادي انرژي حرارتي در هسته زمين ذخيره شده است. با نزديک تر شدن به هسته زمين، ميزان حرارت تا 4000 درجه سانتي گراد افزايش مي يابد. در عمق 70 کيلومتري زمين ، تفتال مذاب با مخلوطي از انواع کاني هاي مذاب در حال گردش وجود دارد. معمولاً در طبقات رسوبي به ازاي هر صد متر افزايش عمق، به طور متوسط 3 درجه به دماي زمين افزوده مي شود. بشر تاکنون موفق به دستيابي مستقيم به حرارت هسته زمين نشده ولي در استفاده از مراکز انرژي پرحرارت موجود در اعماق نزديک تر به سطح زمين موفق بوده است. در اين مراکز، آب هاي داغ ذخيره مي شوند و از طريق لايه سنگ هاي نفوذ ناپذير به سطح زمين رخنه مي کنند و چشمه هاي آب گرم را تشکيل مي دهند. در بعضي از مناطق با حفر چاه مي توان به آب گرم و بخار دست يافت. از حرارت زمين گرمايي براي گرمايش مکان ها و محله هاي مسکوني، مصارف صنعتي و توليد برق استفاده مي کنند. در سال 1904، نخستين بار در شهر لاردرلوي ايتاليا از انرژي زمين گرمايي براي توليد برق استفاده شد. پيشروان استفاده از انرژي ژئوترمال ايتاليا، زلاندنو، آمريکا، فرانسه ، ژاپن ، ايسلند و مجارستان هستند. در ايران امکان استفاده از منابع انرژي زمين گرمايي در مناطق دماوند ، سبلان ، ماکو ، خوي و سهند وجود دارد.در حال حاضر ، ميزان توليد برق از انرژي ژئوترمال 1/0 درصد کل انرژي جهان است. در سال 1996 کل ظرفيت نصب شده انرژي زمين گرمايي در 52 کشور جهان به 6500 مگاوات برق (Mwe) رسيد و جمع برق توليدي، افزون بر 38 هزار گيگاوات ساعت (GWH) شد. هزينه توليد برق از انرژي زمين گرمايي 25 تا 30 درصد کمتر از هزينه توليد برق از زغال سنگ، نفت يا انرژي هسته اي است. در سال 1978 هزينه توليد هر بشكه نفت 21 دلار تخمين زده شد؛ در حالي که موسسه تحقيقاتي استانفورد آمريکا اين هزينه را 35دلار هر بشکه برآورد مي کند. کارشناسان انرژي زمين گرمايي، هزينه استفاده از انرژي زمين گرمايي را معادل هزينه توليد برق آبي برآورد مي کنند.

منابع زمين گرمايي «نيمه گرمايي»، «خيلي گرم» و « فشرده» هستند. نخستين چاه هاي ژئوترمال در سال 1919 در ژاپن و در سال 1921 در کاليفرنيا حفر شدند. هم اکنون ايسلند در حال ساخت يک پايگاه هيدروژني با بهره گيري از ذخاير عظيم انرژي هيدروليک (آب – برق) و زمين گرمايي است. ساخت اين تاسيسات، الگويي براي توليد هيدروژن به روش الکترونيکي از آب که يک انرژي پاک و تجديدپذير است. آمريکا منابع عظيم ژئوترمال دارد که از مناطق آتشفشاني اين کشور تهيه مي شود. مناطق ساحلي اقيانوس آرام و کشورهاي حاشيه آن و جزيره هاوايي، بزرگ ترين منابع انرژي ژئوترمال دنيا هستند. در حال حاضر، بزرگ ترين نيروگاه ژئوترمال دنيا در «گي ستر» کاليفرنيا و جزيره آتشفشاني «کيلائوآ» در هاوايي قرار دارند،اما تنها 6/0 درصد از برق توليد شده را در برمي گيرند.

انرژي ژئوترمال از آب موجود در لايه هاي دروني زمين که در مناطق بسيار گرم قرار دارند، استخراج مي شود. بخار موجود در سفره هاي زير زميني پس از رسيدن به سطح زمين مي توانند توربين هاي توليد كننده نيروي ژنراتورهاي برق را به حرکت در آورند. البته بايد توجه داشت که تمام نقاط گرم زمين سفره هاي آب گرم ندارند. براي استخراج و دست يابي به گرماي صخره هاي درون زمين بايد دو يا چند حفره در سطح زمين ايجاد کرد. سپس براي نفوذ به درون سنگ ها بايد مته هاي بادي را با فشار زياد به کارانداخت تا سنگ ها شکسته شوند. آنگاه درون سوراخ هاي ايجاد شده در سنگ ها مايعي تزريق مي شود تا گرما به سطح زمين منتقل شود. اين مايع تزريق شده مي تواند آب يا حتي هوا باشد که پس از بازگشت از زمين بسيار گرم مي شود. هم اکنون ميزان ذخاير ژئوترمال کره زمين نزديک به 15 هزار بار بيش از ذخاير شناخته شده نفت است. اين رقم بسيار سرگيجه آور است و به راحتي مي تواند مشکلات انرژي آينده را حل کند.

spow · 28 آبان، ۱۳۹۰

مکان هاي مناسب براي بهره برداري از انرژي زمين گرمايي:

1- محل برخرود صفحات قاره اي و اقيانوسي فرورانش؛ مثلا حلقه ي آتش دور اقيانوس آرام

2- مراکز گسترش؛ محلي که صفحات قاره اي از هم دور مي شوند، نظير ايسلند و دره ي کافتي آفريقا

3- نقاط داغ زمين؛ نقاطي که ماگما را پيوسته از جبه به طرف سطح زمين مي فرستند و رديفي از آتشفشان را تشکيل مي دهند.

انرژي زمين گرمايي، کاربردها و مزيت ها

از زمان هاي دور، مردم از آب زمين گرمايي که آزادانه در سطح زمين به صورت چشمه هاي گرم جاري بودند، استفاده کرده اند رومي ها براي مثال از اين آب براي درمان امراض پوستي و چشمي بهره مي گرفتند در پمپئي براي گرم کردن خانه ها از آن استفاده مي شد بومي هاي آمريکا نيز از آب زمين گرمايي براي پختن و مصارف دارويي بهره مي گرفتند امروزه، با حفر چاه به درون مخازن زمين گرمايي، و مهار آب داغ و بخار، از آن براي توليد نيروي الکتريسيته در نيروگاه زمين گرمايي و يا مصارف ديگر بهره برداري مي کنند . در نيروگاه زمين گرمايي، آب داغ و بخار خارج شده از مخازن زمين گرمايي، نيروي لازم براي چرخاندن ژنراتور توربين را فراهم مي آورد و انرژي الکتريسيته توليد مي کند آب مورد استفاده، از طريق چاه هاي تزريق به مخزن برگشت داده مي شود تا دوباره گرم شود و در عين حال، فشار مخزن حفظ، و توليد آب داغ و بخار تقويت شود و ثابت باقي بماند انرژي زمين گرمايي در رآكتورهاي هسته اي طبيعي در داخل زمين براثر تجزيه راديو ايزوتوپها عناصر ناپايدارمانند اورانيوم، توريوم، پتاسيم و... بوجود مي آيد. درجه حرارت داخل زمين به ازاي هر 100 متر عمق حدود 3 درجه سانتيگراد افزايش مييابد. استفاده از اين گرما به صورت مستقيم امكانپذير نيست و انسان تا كنون ازگرمايي توانسته استفاده كند كه در آبهاي زير زميني وجود دارد و در حال حاضر بهره برداري از انرژي گرمايي درون زمين تنها به صورت آب گرم و بخار آب امكانپذير است. از گرماي درون زمين تنها در مكانهايي ميتوان استفاده كرد كه شرايط زمين شناسي ژئوترمال را داشته باشند مناطقي كه در كمربند آتشفشاني و زلزله قراردارند . در كل كشورهايي ميتوانند از انرژي گرمايي درون زمين استفاده كنند كه چشمه هاي آب گرم و آبهاي معدني فراوان دارند. هم اكنون از گرماي درون زمين كشورهاي آمريكا، روسيه، ايتاليا، فرانسه، ژاپن، ايسلند، نيوزلند، مجارستان، مكزيك، فيليپين ، السالوادور و..... استفاده ميكنند و از اين ميان بزرگترين توليدكنندگان برق از انرژي زمين كشورهاي آمريكا، فيلپين، مكزيك، ژاپن و ايتاليا هستند.ايتاليا نخستين كشوري است كه براي شبكه راه آهن برقي خود از انرژي ژئوترمال استفاده كرده است. ايتاليا در نزديك شهر پيزا حدود 600 kw كيلو وات برق از اين طريق توليد مي كند. فرانسه از سال 1971 استفاده از انرژي زمين گرمايي را شروع كرده است. 660 واحد زمين گرمايي،آب گرم و گرماي مورد نياز 200 هزار واحد مسكوني رادر اين کشور تامين ميكنند. نروژ اولين كشوري است كه از انرژي زمين گرمايي براي گرم كردن باند فرودگاه ها و جلوگيري از يخزدگي آنها استفاده كرده است. ايسلند 85 درصد انرژي مورد نياز خود را از منابع زمين گرمايي تامين مي كند. در خصوص ظرفيتهاي نصب شده جهان براي استفاده از انرژيهاي زمين گرمايي، نظريههاي مختلفي وجود دارد. يك تحقيقي محافظه كارانه صحبت از توليد 9000 تا 11000 mw مگاوات برق در 40 كشور جهان مي كند. در نيروگاههاي زمين گرمايي از آبهاي داغ و نيز بخارهاي داغ طبيعي كه از چاههاي حفر شده از اعماق زمين بالا آورده شده است براي به حركت در آوردن توربينهاي بخار و توليد برق استفاده مي شود. از انرژی زمین گرمایی در دو بخش کاربردهای نیروگاهی( غیر مستقیم) و غیر نیروگاهی ( مستقیم) استفاده می شود. تولید برق از منابع زمین گرمایی هم اکنون در22 کشور جهان صورت میگیرد که مجموع قدرت اسمی کل نیروگاههای تولید برق از این انرژی بیش از 8000 مگاوات می باشد. این در حالی است که بیش از 64 کشورجهان نیز با مجموع ظرفیت نصب شده بیش از 15000 مگاوات حرارتی از این منبع انرژی در کاربردهای غیر نیروگاهی بهره برداری می نمایند.

spow · 28 آبان، ۱۳۹۰

روشهاي به كار رفته در اين مورد به قرار زير است:

1-نيروگاههاي برق سيكل بخار خشك

2- نيروگاههاي برق زمين گرمايي تبخير آني يك مرحله اي آب داغ

3- نيروگاههاي برق زمين گرمايي تبخير آني دو مرحلهاي آب داغ

4- نيروگاههاي برق زمين گرمايي دو مداره

5- نيروگاههاي برق زمين گرمايي تركيبي زمين گرمايي- فسيلي

1- نيروگاه خشک: اين نيروگاه روي مخازن ژئوترمالي که بخار خشک با آب خيلي کم توليد مي کنند، ساخته مي شوند در اين روش، بخار از طريق لوله به طرف نيروگاه هدايت مي شود و نيروي لازم براي چرخاندن ژنراتور توربين را فراهم مي کند اين گونه مخازن با بخار خشک کمياب است بزرگترين ميدان بخار خشک در دنيا، آب گرم جيزرز در 90 مايلي شمال کاليفرنياست که توليد الکتريسيته در آن، از سال 1962 شروع شده است و امروزه به عنوان يکي از موفق ترين پروژه هاي توليد انرژي جايگزين محسوب مي شود

2- نيروگاه بخار حاصل از آب داغ: اين نوع نيروگاه روي مخازن داراي آب داغ احداث مي شود در اين مخازن با حفر چاه، آب داغ به سطح مي آيد و به دليل آزاد شدن از فشار مخازن، بخشي از آن به بخار تبديل مي شود اين بخار براي چرخاندن توربين به کار مي رود چنين نيرگاه هايي عموميت بيشتري دارند، زيرا بيشتر مخازن زمين گرمايي حاوي آب داغ هستند فناوري مزبور براي اولين بار در نيوزيلند به کار گرفته شد

3- نيروگاه ترکيبي بخار و آب داغ: در اين سيستم، آب گرم از ميان يک مبدل گرمايي مي گذرد و گرما را به يک مايع ديگر مي دهد که نسبت به آب در درجه حرارت پائين تري مي جوشد مايع دوم در نتيجه ي گرم شدن به بخار تبديل مي شود و پره هاي توربين را مي چرخاند سپس متراکم مي شود و مايع حاصله دوباره مورد استفاده قرار مي گيرد آب زمين گرمايي نيز دوباره به درون مخازن تزريق مي شود اين روش براي استفاده از مخازني که به اندازه ي کافي گرم نيستند که بخار با فشار توليد کنند، به کار مي رود.

4-نیروگاه زمین گرمایی تبخیر آنی در این نیروگاه ها سیالی که معمولاً به حالت دوفاز مایع و بخار از اعماق زمین واز طریق چاه های زمین گرمایی استخراج می شود به مخزن جدا کننده هدایت شده و بدینوسیله فاز بخار از فاز مایع جدا می شود.بخار جدا شده وارد توربین شده و باعث چرخش پره های توربین می شود.پره ها نیز به نوبه خود محور توربین و در نتیجه محور ژنراتور رابه حرکت وا می دارند که باعث بوجود آمدن قطبهای مثبت و منفی در ژنراتور شده و در نتیجه برق تولید می شود.

5-نیروگاه زمین گرمایی با چرخه دو مداره(باینری) در این نوع نیروگاه ها نیاز به مخزن جداکننده در تجهیزات نیروگاه وجود ندارد زیراآب گرم استخراج شده وارد مبدل حرارتی شده و حرارت خود را به سیال عامل دیگری که معمولاً ایزوپنتان می باشد و نقطه جوش پایینتری نسبت به آب دارد منتقل میکند. در این فرآیند ایزوپنتان به بخار تبدیل شده و به توربین منتقل می شود که در اینجا توربین و ژنراتور طبق توضیحات فوق می توانند برق تولید کنند. از کاربردهای مستقیم انرژی زمین گرمایی میتوان به مواردی همچون احداث مراکز آب درمانی و تفریحی-توریستی ، گرمایش انواع گلخانه، احداث مراکز پرورش آبزیان و طیور، پیش گیری از یخ زدگی معابر در فصل سرما، تامین گرمایش و سرمایش ساختمانها توسط پمپهای حرارتی زمین گرمایی اشاره نمود.

spow · 25 آذر، ۱۳۹۰

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

دانلود کتاب شبیه سازی وکنترل نیروگاههای حرارتی

نوشته دامیان فلین ویک مرجع بسیار کامل برای بررسی وشناخت نیروگاههای حرارتی

This book shows how advances in computing technology and current areas of research can be combined to extend the capabilities and economics of modern power plant. Author has brought together contributors of world-class excellence to illustrate how the various methodologies can be applied to power plant operation.

Significant changes over the past decade in computing technology, along with widespread deregulation of electricity industries, have impacted on power plant operations while affording engineers the opportunity to introduce monitoring and plant-wide control schemes which were previously unfeasible. Contributors of world-class excellence are brought together in Thermal Power Plant Simulation and Control to illustrate how current areas of research can be applied to power plant operation, leading to enhanced unit performance, asset management and plant competitiveness through intelligent monitoring and control strategies.

Contents

List of contributors

Preface

List of abbreviations

1 Advances in power plant technology - M. Cregan and D. Flynn

1.1 Power plant historical development

1.2 Plant configuration and design

1.3 Control and instrumentation

1.4 External influences

1.5 Plant technology developments

1.6 References

Part 1: Modelling and simulation

2 Modelling of power plants - A. Leva and C Maffezzoni

2.1 Introduction

2.2 Model structuring by the object-oriented approach

2.3 Basic component models

2.4 Modelling of distributed control systems

2.5 Application of dynamic decoupling to power plant models

2.6 Testing and validation of developed models

2.7 Concluding remarks and open problems

2.8 References

Part 2: Control

3 Modelling and control of pulverised fuel coal mills - N.W

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

Rees and G.Q. Fan

3.1 Introduction

3.2 Modelling of coal mills

3.3 Plant tests, results and fitting model parameters

3.4 Mill control

3.5 Intelligent control and operator advisory systems

3.6 Conclusions

3.7 Acknowledgements

3.8 References

4 Generator excitation control using local model networks - M.D . Brown, D. Flynn and G. W. Irwin

4.1 Introduction

4.2 Local model networks

4.3 Controller design

4.4 Micromachine test facility

4.5 Results

4.6 Conclusions

4.7 References

5 Steam temperature control - T. Moelbak and J.H. Mortensen

5.1 Introduction

5.2 Plant and control description

5.3 Advanced evaporator control

5.4 Advanced superheater control

5.5 Conclusions

5.6 References

6 Supervisory predictive control of a combined cycle thermal power plant

D. Sdez and A. Cipriano

6.1 Introduction

6.2 A combined cycle thermal power plant

6.3 Design of supervisory control strategies for a combined cycle thermal power plant

6.4 Application to the thermal power plant simulator

6.5 Discussion and conclusions

6.6 Acknowledgements

6.7 References

7 Multivariable power plant control - G. Poncia

7.1 Introduction

7.2 Classical control Of thermal power plants

7.3 Multivariable control strategies

7.4 An application: MBPC control of a 320 MW oil-fired plant

7.5 Conclusions

7.6 Acknowledgements

7.7 References

Part 3: Monitoring, optimisation and supervision

8 Extending plant load-following capabilities - R. Garduno-Ramirez and If. Y Lee

8.1 Introduction

8.2 Power unit requirements for wide-range operation

8.3 Conventional power unit control

8.4 Feedforward/feedback control strategy

8.5 Knowledge-based feedforward control

8.6 Design of neurofuzzy controllers

8.7 Wide-range load-following

8.8 Summary and conclusions

8.9 Acknowledgements

8.10 References

9 Modelling of NOx emissions in coal-fired plant - S. Thompson and K. Li

9.1 Emissions from coal-fired power stations

9.2 An overview of NOx formation mechanisms

9.3 NOx emission models for a 500 MW power generation unit

9.4 Conclusions

9.5 Acknowledgements

9.6 References

10 Model-based fault detection in a high-pressure heater line - A. Alessandri, P Coletta and T. Parisini

10.1 Introduction

10.2 Description of power plant application

10.3 Grey-box modelling and identification of a power plant

10.4 A general approach to receding-horizon estimation for non-linear systems

10.5 Conclusions

10.6 References

11 Data mining for performance monitoring and optimisation - J.A. Ritchie and D. Flynn

11.1 Introduction

11.2 Outline of data mining applications

11.3 Identification of process and sensor faults

11.4 Process monitoring and optimisation

11.5 Non-linear PLS modelling

11.6 Discussion and conclusions

11.7 Acknowledgements

11.8 References

12 Advanced plant management systems - A. Fricker and G. Oluwande

12.1 Plant management in a deregulated electricity market

12.2 Supervisory control

12.3 System integration and HMI issues

12.4 Performance monitoring

12.5 Added value applications

12.6 Conclusions

12.7 References

Part4: Thefuture

13 Physical model-based coordinated power plant control - G. Prasad

13.1 Introduction

13.2 A review of physical model-based thermal power plant control approaches

13.3 Control problems of a thermal power plant

13.4 Applying a physical model-based predictive control strategy

13.5 Simulation results

13.6 Discussion and conclusions

13.7 Acknowledgements

13.8 References

14 Management and integration of power plant operations - A.E Armor

14.1 Introduction

14.2 Age and reliability of plants

14.3 Improving asset management

14.4 The impacts of cycling on power plant performance

14.5 Improving maintenance approaches

14.6 Power plant networks: redefining information flow

14.7 Conclusions

14.8 References

14.9 Bibliography

Index

کتاب شبیه سازی وکنترل نیروگاههای حرارتی را ازلینک های زیر دریافت نمایید

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

[TABLE=class: cms_table]

[TR]

[TD=colspan: 4][/TD]

[/TR]

[TR]

[TD=width: 30%, align: left] no password required[/TD]

[TD=width: 25%, align: left]

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

[/TD]

[TD=width: 30%, align: left][/TD]

[TD=width: 15%, align: right][/TD]

[/TR]

[TR]

[TD=colspan: 4][/TD]

[/TR]

[TR]

[TD=width: 30%, align: left] > archive password: ebooksclub.org[/TD]

[TD=width: 25%, align: left]

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

[/TD]

[TD=width: 30%, align: left][/TD]

[TD=width: 15%, align: right][/TD]

[/TR]

[TR]

[TD=colspan: 4][/TD]

[/TR]

[TR]

[TD=width: 30%, align: left] > archive password: ebooksclub.org[/TD]

[TD=width: 25%, align: left]

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

[/TD]

[TD=width: 30%, align: left][/TD]

[TD=width: 15%, align: right][/TD]

[/TR]

[TR]

[TD=colspan: 4][/TD]

[/TR]

[TR]

[TD=width: 30%, align: left] > archive password: ebooksclub.org[/TD]

[TD=width: 25%, align: left]

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

[/TD]

[/TR]

[/TABLE]

spow · 11 اسفند، ۱۳۹۰

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

محمد حسين راجي اسدآبادي:

براساس اظهارات آژانس بین‌المللی انرژی، تقاضا برای انرژی در جهان رو به افزایش است و این تقاضا در کشورهای توسعه یافته و در حال توسعه با سرعت بیشتری رو به رشد است.

در دنیا تقریباً 30درصد انرژی جهت تولید برق مصرف می‌شود. بقیه 70درصد آن در بخش حمل و نقل، تولید آب گرم و بخار و یا کلاً تولید انرژی حرارتی مصرف می‌شود.

این مسئله بیانگر این واقعیت است که کاربردهای غیرالکتریکی انرژی بخصوص در زمینه انرژی حرارتی، بخش قابل ملاحظه‌ای را به خود اختصاص می‌دهد.

در نتیجه نیاز به منابع انرژی که از نظر اقتصادی و زیست‌محیطی مزیت داشته باشد، روز به روز بیشتر احساس می‌شود.

گرچه هم اکنون در اکثر کشورها از سوخت‌های فسیلی (نفت، گاز، زغال‌سنگ) به عنوان مهمترین منبع تولید انرژی استفاده می‌شود، ولی آثار زیست‌محیطی آن، عدم قابلیت اطمینان در کافی بودن منابع سوخت‌های فسیلی برای تهیه انرژی در آینده، همچنین لزوم حفظ منابع نفت و گاز برای نسل‌های آینده، مسائلی است که جهان درگیر آن بوده و خواهد بود.

انرژی هسته‌ای دارای این پتانسیل و قابلیت است که تمام مسائل فوق را حل نماید. این انرژی پاک باعث آلودگی محیط‌زیست نشده و از قابلیت اطمینان بالایی به عنوان یک منبع انرژی مطمئن برای آینده برخوردار است.

فناوری پیشرفته امروزی این امکان را به بشر داده است تا بتواند از انرژی هسته‌ای به عنوان یک منبع بیکران و در شرایطی کاملاً ایمن، جهت تولید انرژی الکتریکی و غیرالکتریکی بهره جوید. گرچه شناخت این منبع عظیم انرژی بی نظیر با انفجارات هسته‌ای جنگ جهانی دوم روبه‌رو شد، ولی باید اذعان نمود که تصمیمات کشورهای مختلف برای استفاده از آن جهت تولید انرژی و از طرفی استفاده پزشکی، صنعتی و کشاورزی از تولیدات آن به نحوی است که دیگر هیچ جامعه‌ای از آن بی نیاز نیست.

فناوری هسته‌ای، پزشکی، کشاورزی و صنعت

امروزه از انرژی و فناوری هسته‌ای در بسیاری از زمینه‌ها استفاده می‌شود.امروزه از رادیوایزوتوپ‌ها و رادیوداروها جهت تشخیص و درمان طیف وسیعی از بیماری‌ها استفاده می‌شود.

روش تشخیصی ام.ار.ای یک روش تشخیصی دقیق در علم پزشکی است که از فناوری هسته‌ای بهره می‌برد.

استفاده از پرتوهای مواد رادیواکتیو جهت درمان سرطان‌ها، همچنین استرلیزاسیون تجهیزات پزشکی(بخصوص تجهیزاتی که نسبت به درجه حرارت حساسند و نمی‌توان از گرما برای استرلیزه کردن آنها استفاده کرد) از کاربردهای دیگر فناوری هسته‌ای در پزشکی است.

استفاده از رادیوایزوتوپ‌ها جهت مطالعه گیاهان، تولید گیاهانی که نسبت به آفت‌ها مقاومند، کنترل جمعیت حشرات و کمک به امکان نگهداری بیشتر مواد غذایی فاسدشدنی از جمله کاربرد فناوری هسته‌ای در کشاورزی است.

رادیوگرافی در صنایع مختلف هواپیماسازی، صنایع نفت و گاز(جهت بررسی کیفیت جوش به کار رفته در قطعات) اندازه گیری ویسکوزیته، دانسیته و ضخامت در مواردی که مواد شیمیایی خطرناک و یا درجه حرارت‌های بالا وجود دارد، تولید لایه‌های بسیار نازک پلاستیکی، محاسبه راندمان و جریان مواد در کوره‌های بزرگ و آشکارسازی نشت مواد در مولدهای بخار و برج‌های خنک‌کننده از جمله کاربرد‌های فناوری هسته‌ای در صنعت است.

تعیین منابع آلودگی آبهای زیرزمینی و اقیانوس‌ها، تعیین عمر آثار باستانی (تا 400 بیلیون سال) کشف معادن اورانیوم، مس، روی، نیکل و آهن به روش آشکارسازی پرتوها از کاربردهای فناوری هسته‌ای در زمین‌شناسی است.

قابلیت‌های نیروگاه‌های هسته‌ای و تولید انرژی در تمام نیروگاه‌های هسته‌ای فرایند اولیه در قلب راکتور هسته‌ای عبارت است از تبدیل انرژی ناشی از شکافت اتم‌ها به انرژی حرارتی. در مرحله بعدی از این انرژی حرارتی می‌توان برای تولید برق و یا مستقیماً به صورت انرژی حرارتی استفاده کرد. بنابراین اصولاً تمام راکتورهای هسته‌ای می‌توانند برای تولید انرژی اعم از الکتریکی و غیرالکتریکی مورد استفاده قرار بگیرند.

انرژی مورد نیاز صنایع شامل رنج وسیعی از درجه حرارت، از درجه حرارت کم برای تولید آب گرم مناطق مسکونی همچنین تهیه آب آشامیدنی از آب دریا، تا درجه حرارت 1000 درجه سانتی‌گراد برای فرایند‌های مختلف صنعتی نظیر ازدیاد برداشت از چاه‌های نفت، پالایشگاه‌ها، صنایع شیمیایی، تبدیل زغال‌سنگ به سوخت مایع، تولید هیدروژن و... است.

همانطوری که اشاره گردید، تمام راکتورهای هسته‌ای می‌توانند برای تولید انرژی مورد نیاز صنایع مورد استفاده قرار بگیرند. در این مورد دو اصل کلی در نظر گرفته می‌شود: اصل اول درجه حرارت تولیدی و اصل دوم فشار بخار تولیدی است. در ارتباط با درجه حرارت انرژی تولیدی، راکتورهای هسته‌ای آبی (LWR) توانایی تامین انرژی حرارتی تا 300 درجه سانتی‌گراد را دارا هستند.

این راکتورها شامل راکتورهای آبی تحت فشار(PWR) راکتورهای آبی جوشان (BWR) و راکتورهای آب سنگین (HWR) هستند.

راکتورهای هسته‌ای با کند‌کننده گرافیتی تا 400درجه سانتی‌گراد می‌تواند حرارت تولید کنند. درحالی که راکتورهای سریع زاینده (FBR) تا 540 درجه سانتی‌گراد می‌توانند گرما تولید کنند.

راکتورهای هسته‌ای با خنک‌کننده گازی می‌توانند درجه حرارت بالاتری تولید کنند به طوری که راکتورهای هسته‌ای گازی پیشرفته (AGR) تا650 درجه سانتی‌گراد و راکتورهای هسته‌ای گازی با درجه حرارت بالا (HTGR) تا 950 درجه سانتی‌گراد می‌توانند حرارت تولید کنند.

مسئله دیگری که بخصوص در ازدیاد برداشت از چاه‌های نفت اهمیت دارد، فشار بخار تغذیه شده می‌باشد. در این‌گونه کاربردها، راکتورهای سریع زاینده، راکتورهای گازی پیشرفته و راکتورهای گازی با درجه حرارت بالا مزیت نسبی دارند.

بنابراین نیروگاه‌های هسته‌ای دارای این پتانسیل می‌باشند که نه‌تنها از آنها برای تولید برق استفاده شود، بلکه قابلیت تولید انرژی حرارتی در رنج وسیعی از درجه حرارت را برای صنایع مختلف دارا هستند.

نیروگاه‌های هسته‌ای و آب‌شیرین‌کن‌ها

در تمام نقاط دنیا به خصوص در کشورهای در حال توسعه مسئله تامین آب سالم، مسئله مهمی‌است. افزایش جمعيت، افزایش آلودگی آبهای سطحی، همچنین کاهش منابع آبهای زیرزمینی باعث بوجود آمدن مشکلاتی در تهیه آب سالم برای مصارف خانگی، صنایع و کشاورزی شده است.

از سال 1980 میلادی آژانس بین‌المللی انرژی اتمی ‌توجه بخصوصی به استفاده از انرژی هسته‌ای جهت تامین آب سالم نموده است. کمبود منابع آبی بخصوص در کشورهای عربی باعث حرکت وسیعی در ارزیابی امکان استفاده از انرژی هسته‌ای جهت تامین آب سالم از آب دریا شده است.

آب شیرین‌کن‌ها تاسیساتی هستند که با استفاده از آنها می‌توان آب دریا را به آب آشامیدنی همچنین آب مورد نیاز صنایع و کشاورزی تبدیل كرد.

مطالعات اقتصادی انجام شده نشان‌دهنده مزیت استفاده از انرژی هسته‌ای برای آب شیرین‌کن‌ها در مقایسه با استفاده از سوخت‌های فسیلی برای این منظور است.

پارامترهای حرارتی انرژی تولید شده توسط راکتورهای هسته‌ای، جهت استفاده در آب شیرین‌کن‌ها بسیار مناسب است.

با توجه به اینکه پروسه‌های استفاده شده در آب شیرین‌کن‌ها نیازمند مقادیر زیادی حرارت است، راکتورهای هسته‌ای کاندید بسیار مناسبی جهت تامین انرژی مورد نیاز آب شیرین‌کن‌ها هستند.

هم‌اکنون در بسیاری از کشورها از انرژی هسته‌ای جهت تولید آب سالم از آب دریا، استفاده می‌شود. به عنوان نمونه در کشور چین، از یک راکتور هسته‌ای با قدرت 200 مگاوات ترمال برای تولید 144 هزار متر مکعب آب در روز استفاده می‌شود.

راکتور آب سبک موسسه تحقیقات هسته‌ای کره جنوبی با قدرت 330 مگاوات ترمال، توانایی تولید همزمان 100 مگاوات برق و 40 هزار متر مکعب آب را در روز دارد. در کشور کانادا از یک راکتور آب سنگین جهت تولید همزمان برق و آب سالم استفاده می‌شود.

در این راکتور بدون اینکه در تولید برق اختلالی ایجاد شود، مقادیر زیادی از حرارت اضافی که بایستی به محیط بازگردانیده شود، جهت تولید آب آشامیدنی سالم در آب‌شیرین‌کن استفاده می‌شود. در کشور قزاقستان یک راکتور سریع نوع BN-350 و یک مجتمع آب شیرین‌کن، کار تهیه آب سالم مورد نیاز صنایع مختلف و انرژی حرارتی مورد نیاز شهری را بر عهده دارد. در روسیه از یک راکتور استخری به قدرت 55 مگاوات ترمال جهت تهیه آب سالم، همچنین تامین انرژی حرارتی مناطق مسکونی استفاده می‌شود.

نیروگاه‌های هسته‌ای و تهیه سوخت مایع

با توجه به محدودیت منابع نفتی و اینکه روز به روز در اثر مصرف سوخت‌های مایع به انتهای منابع نفتی نزدیک می‌شویم، مسئله تبدیل زغال‌سنگ به سوخت مایع و گاز بسیار مورد توجه قرار گرفته است.

از آنجايی که امکان استفاده از زغال‌سنگ در صنایع حمل و نقل تقریباً غیرممکن است، همچنین سوختن زغال‌سنگ آثار زیست‌محیطی مخربی دارد، بنابراین فرایند تبدیل آن به سوخت مایع و گازی می‌تواند کمک بزرگی در این زمینه بکند. از تبدیل زغال‌سنگ به سوخت مایع می‌توان موادی نظیر گاز و نفت گاز بدست آورد.

در فناوری تبدیل زغال سنگ به سوخت مایع از بخار آب با درجه حرارت بالا (حدوداً 450 درجه سانتی‌گراد) استفاده می‌شود. برای تامین این درجه حرارت می‌توان از راکتورهای هسته‌ای با خنک‌کننده گازی استفاده کرد. حرارت تولید شده در قلب این نوع راکتورها توسط گاز هلیوم برداشت شده و به بخش مایع سازی زغال‌سنگ منتقل می‌شود.

درجه حرارت خروجی راکتورهای گازی تا 950 درجه سانتی‌گراد می‌تواند برسد که کاندید بسیار خوبی برای این نوع فرایندهای با درجه حرارت بالا هستند

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

نیروگاه‌های هسته‌ای و تولید هیدروژن

هیدروژن یکی از سوخت‌های مورد توجه در جهان می‌باشد. هیدروژن به عنوان یک سوخت پاک قابل ذخیره و انتقال بوده، همچنین قابل استفاده در صنایع حمل و نقل، منازل، صنایع شیمیایی، پالایشگاه‌ها، داروسازی، ژنراتورها و موتورهای بزرگ و ... است. هیدروژن در اثر سوختن، آسیبی به محیط‌زیست وارد نمی‌کند.

در حال حاضر تولید هیدروژن از طریق سوخت‌های فسیلی و فرایندهای حرارتی تولید می‌شود. این روش علاوه بر مصرف سوخت‌های فسیلی (عمدتاً گاز) آلودگی محیط‌زیست را نیز به دنبال دارد. روش دیگر، تولید هیدروژن از آب معمولی است.

تولید هیدروژن از آب به روش‌های الکترولیز، ترمولیز، ترموشیمیایی و فتولیز امکان‌پذیر است. در روش ترمولیز درجه حرارتی بین 2500 تا 3000 درجه سانتی‌گراد لازم است تا بتوان مولکول‌های آب را به هیدروژن و اکسیژن شکست.

با استفاده از سیکل‌های ترموشیمیایی می‌توان این عمل را در کمتر از 1000درجه سانتی‌گراد انجام داد. بنابراین راکتورهای هسته‌ای بخصوص راکتورهای HTGR دارای پتانسیل خوبی در این زمینه می‌باشند. در این مورد می‌توان هم از الکتریسیته تولید شده توسط این نوع راکتورها برای الکترولیز آب استفاده نمود و هم از حرارت تولیدی در فرایند ترمولیز استفاده كرد.

نیروگاه‌های هسته‌ای و تولید گاز متان

معمولاً در مخازن گاز به همراه گاز طبیعی، مقادیر زیادی گاز دی اکسید کربن وجود دارد. پس از جداسازی گازهای مفید از دی اکسید کربن، مسئله‌ای که در اینجا وجود دارد مدیریت مقادیر زیادی گاز دی اکسید کربن به گونه‌ای است که آثار زیست‌محیطی کمتری داشته باشد.

یک راه ممکن تزریق گاز دی اکسید کربن به چاه‌های نفت است که این ممکن است از نظر اقتصادی به صرفه نباشد. راه دیگر این است كه گاز دی اکسید کربن را در مجاورت کاتالیزورها حرارت داده و محصولات مفید دیگری تولید کرد. دو روش جالب در این زمینه به شرح زیر است:

اکسیژن+ متانول = آب+ الکتریسیته + حرارت + گاز مخلوط با دی‌اکسید کربن

اسید فورمیک = آب+ حرارت + گاز مخلوط با دی‌اکسید کربن

با توجه به اینکه فرایندهای فوق نیازمند درجه حرارت بالایی (تقریباً 400 درجه سانتی‌گراد) است، می‌توان از راکتورهای هسته‌ای گازی برای تولید حرارت همچنین الکتریسیته مورد نیاز در فرایندهای فوق استفاده كرد.

نیروگاه‌های هسته‌ای و افزایش راندمان چاه‌های نفت

در زمان برداشت نفت از مخازن نفتی، معمولاً مقادیر قابل توجهی از مواد نفتی در چاه‌های نفتی باقی می‌ماند. به طور معمول جهت ازدیاد برداشت از چاه‌های نفت، از متدهایی استفاده می‌شود که در آنها با تغییر مشخصات مواد نفتی باعث ازدیاد برداشت می‌شود. این روش‌ها عبارتند از: تزریق گاز به چاه‌های نفت، تزریق آب به همراه پلیمرها به منظور افزایش ویسکوزیته، تزریق بخار آب با درجه حرارت بالا و استفاده از میکروارگانیسم‌ها.

روش حرارتی افزایش راندمان چاه‌های نفت، بخصوص استفاده از بخار آب با درجه حرارت بالا یک فناوری تایید شده است که می‌توان از آن برای افزایش میزان برداشت نفت از چاه‌های نفت استفاده کرد.

این روش بخصوص برای مخازنی که شامل مواد نفتی سنگین است، بسیار مناسب است.

رای تامین بخار مورد نیاز در این روش می‌توان از راکتورهای هسته‌ای HTR استفاده كرد. به عنوان نمونه یک راکتور هسته‌ای HTR با قدرت 200 مگاوات حرارتی می‌تواند بخاری با فشار 75بار و حداقل درجه حرارت 300 درجه سانتی‌گراد جهت تزریق به چاه‌های نفت و 25 تا 30 مگاوات قدرت الکتریکی جهت پمپ‌ها و سایر تجهیزات سرچاهی تامین كند.

نیروگاه‌های هسته‌ای و آب‌گرم مناطق شهری

با توجه به قابلیت راکتورهای هسته‌ای بخصوص راکتورهای HTR، می‌توان از آنها علاوه بر تولید برق در تهیه آب‌گرم مناطق مسکونی بخصوص در نواحی سردسیری استفاده کرد. این امر باعث صرفه‌جویی زیادی در مصرف سوخت‌های فسیلی و کاهش آلودگی محیط‌زیست و جلوگیری از اتلاف انرژی می‌شود.

در کشور چین دو راکتور هسته‌ای به قدرت 5 و 200 مگاوات جهت تولید حرارت مورد نیاز صنایع ساخته شده است. راکتور هسته‌ای به قدرت 200 مگاوات مذکور، توانایی تغذیه انرژی حرارتی مورد نیاز 5 میلیون متر مربع از مناطق شهری را دارد. برای تولید چنین حرارتی بایستی معادل 250 هزار تن زغال‌سنگ در سال مصرف کرد که در این صورت مقادیر زیادی گازهای آلوده‌ زیادی گازهای آلوده‌کننده وارد محیط‌زیست می‌شود.

یکی از بزرگترین پروسه‌های تولید حرارت توسط انرژی هسته‌ای جهت مناطق مسکونی و صنایع در کشور کانادا قرار دارد.

در این کشور راکتور آب‌سنگین کندو علاوه بر تولید برق، وظیفه تولید بخار و انرژی حرارتی مورد نیاز صنایع و مناطق مسکونی را به عهده دارد. در کشور اسلواک، راکتورهای هسته‌ای با طرح روسی به قدرت 440 و 230 مگاوات الکتریکی علاوه بر تولید برق، تامین آب گرم مناطق شهری، صنایع کشاورزی را برعهده دارند.

در کشور روسیه نیز از نیروگاه‌های هسته‌ای جهت تولید همزمان برق و تامین آب گرم مناطق شهری و صنایع به طور گسترده‌ای استفاده می‌شود.

نیروگاه‌های هسته‌ای و تاسیسات سرمایشی

از نیروگاه‌های هسته‌ای در مناطق گرمسیری جهت تاسیسات سرمایشی و تهویه مطبوع می‌توان استفاده کرد.

به عنوان نمونه، طرح ارائه شده توسط موسسه فناوری

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

چین این امکان را می‌دهد تا با استفاده از انرژی هسته‌ای و فناوری موجود در چیلرهای جذبی، سیستم سرمایش و تهویه مطبوع طراحی نمود. تخمین زده می‌شود که یک نیروگاه زیادی گازهای آلوده‌کننده وارد محیط‌زیست می‌شود.

یکی از بزرگترین پروسه‌های تولید حرارت توسط انرژی هسته‌ای جهت مناطق مسکونی و صنایع در کش در این کشور راکتور آب‌سنگین کندو علاوه بر تولید برق، وظیفه تولید بخار و انرژی حرارتی مورد نیاز صنایع و مناطق مسکونی را به عهده دارد. در کشور اسلواک، راکتورهای هسته‌ای با طرح روسی به قدرت 440 و 230 مگاوات الکتریکی علاوه بر تولید برق، تامین آب گرم مناطق شهری، صنایع کشاورزی را برعهده دارند.

در کشور روسیه نیز از نیروگاه‌های هسته‌ای جهت تولید همزمان برق و تامین آب گرم مناطق شهری و صنایع به طور گسترده‌ای استفاده می‌شود.

نیروگاه‌های هسته‌ای و تاسیسات سرمایشی

از نیروگاه‌های هسته‌ای در مناطق گرمسیری جهت تاسیسات سرمایشی و تهویه مطبوع می‌توان استفاده کرد.

به عنوان نمونه، طرح ارائه شده توسط موسسه فناوری هسته‌ای چین این امکان را می‌دهد تا با استفاده از انرژی هسته‌ای و فناوری موجود در چیلرهای جذبی، سیستم سرمایش و تهویه مطبوع طراحی نمود. تخمین زده می‌شود که یک نیروگاه هسته‌ای با قدرت 200مگاوات ترمال توانایی تامین انرژی مورد نیاز برای تهویه مطبوع شهری به مساحت 3 تا 5/3 میلیون متر مربع را دارا باشد.

استفاده از انرژي هسته اي، يكي از اقتصادي ترين شيوه ها در دنياي صنعتي است و گستره عظيمي از كاربردهاي مختلف، شامل توليد برق هسته اي، تشخيص و درمان بسياري از بيماريها، كشاورزي و دامداري، كشف منابع آب و ... را در بر مي گيرد.

انرژي هسته اي در مجموع، مانند يكي از انرژي هاي موجود در جهان مثل انرژي بادي، آبي، گاز و نفت و ... است، اما در مقايسه با آنها جزو انرژي هاي پايان ناپذير شمرده مي شود، كه از نظر ميزان توليد انرژي پاسخگوي نيازهاي بشر خواهد بود. يعني انرژي حاصل از تبديل ماده به انرژي برابر است با جرم ماده ضرب در سرعت نور به توان 2 كه نشان دهنده انرژي زياد حاصل از تبديل مقدار كمي ماده به انرژي است.

انرژي هسته اي كاربردهاي متعددي دارد كه در يك تقسيم بندي كلي ميتوان آن را به نظامي و غيرنظامي يا صلح جويانه تقسيم كرد. توليد برق، يكي از نيازهاي روزمره و فوق العاده تأثير گذار بر زندگي مردم است كه اگر با صرفه اقتصادي بيشتر و آلودگي هرچه كمتر زيست محيطي همراه باشد به يقين خواهد توانست در اقتصاد كشور نقش بسزايي ايفا كند. انرژي هسته اي كه از اين دو شاخصه مهم برخوردار است، مي تواند در اين زمينه به كمك نيروگاه ها آمده و جهان را از بحران محدوديت منابع فسيلي رهايي بخشد. به همين دليل، نيروگاه برق اتمي، اقتصادي ترين نيروگاهي است كه امروزه در دنيا احداث مي شود.

يكي از روشهاي تشخيصي و درماني ارزشمند در طب، پزشكي هسته اي است كه در آن از ايزوتوپهاي راديو اكتيو (راديو ايزوتوپ) براي پيشگيري، تشخيص و درمان بيماريها استفاده مي شود. گفتني است از راديو ايزوتوپ ها 60 سال است كه براي شناسايي و درمان بيماريها استفاده مي شود. با كشف شيوه هاي درماني بيشتر و پيشرفت اين راهها استفاده از راديو ايزوتوپ هم گسترده تر شده است.

پرتودهي مواد غذايي، عبارت است از قرار دادن ماده غذايي در مقابل مقدار مشخصي پرتو گاما، به منظور جلوگيري از جوانه زني بعضي محصولات غذايي مانند پياز و سيب زميني و همچنين كنترل آفات انباري، كاهش بار ميكربي و قارچي بعضي از محصولات مانند زعفران و ادويه و تأخير در رسيدن بعضي ميوه ها به منظور افزايش زمان نگهداري آنها ..... در بخش كودها مطالعات مربوط به تغذيه گياهي نيز از اين روش استفاده مي شود مانند نحوه جذب كودها و عناصر و ... .

با استفاده از تكنيك پرتوتابي هسته اي مي توان تغييرات ژنتيكي مورد نظر را براي اصلاح محصول در توده هاي گياهي به كار برد. براي نمونه كشور پاكستان كه بيابان هاي وسيع و زمين هاي باير فراواني دارد، از راه كشاورزي هسته اي، ارقام پرمحصولي از گياهان را در همين مناطق پرورش داده است.

نقش تكنيك هاي هسته اي در پيشگيري، كنترل و تشخيص بيماريهاي دامي، نقش تكنيك هاي هسته اي در توليد مثل دام، نقش تكنيك هاي هسته اي در تغذيه دام، نقش تكنيك هاي هسته اي در اصلاح نژاد دام، نقش تكنيك هاي هسته اي در بهداشت و ايمني محصولات دامي و خوراك دام.

كاربرد تكنيك هاي هسته اي در مديريت منابع آب همان بهبود دسترسي به منابع آب جهان، يكي از زمينه هاي بسيار مهم توسعه شناخته شده است. بيش از يك ششم جمعيت جهان در مناطقي زندگي مي كنند كه دسترسي مناسب به آب آشاميدني بهداشتي ندارند. تكنيك هاي هسته اي براي شناسايي حوزه هاي آبخيز زيرزميني، هدايت آبهاي سطحي و زيرزميني، كشف و كنترل آلودگي و كنترل نشت و ايمني سدها به كار مي رود. از اين تكنيك ها، براي شيرين كردن آب شور و آب دريا نيز استفاده مي شود

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

نمونه هايي براي طرح كاربرد انرژي هسته اي در بخش صنعت عبارتند از: تهيه و توليد چشمه هاي پرتوزايي كبالت براي مصارف صنعتي، توليد چشمه هاي ايريديم براي كاربردهاي صنعتي و بررسي جوشكاري در لوله هاي نفت و گاز، توليد چشمه هاي پرتوزا براي كاربردهاي مختلف در علوم و صنعت از قبيل طراحي و ساخت انواع سيستم هاي هسته اي براي كاربردهاي صنعتي مانند سيستم هاي سطح سنجي، ضخامت سنجي، چگالي سنجي و نظاير آن، اندازه گيري زغال سنگ، بررسي كوره هاي مذاب شيشه سازي براي تعيين اشكالات آنها، نشت يابي در لوله هاي انتقال نفت با استفاده از تكنيك هسته اي .

spow · 14 اسفند، ۱۳۹۰

توربین های تک محوره

نحوه کار یک توربین گازی به این صورت است که ابتدا هوای تازه از طریق کانال ورودي ، وارد توربین شده و سپس هواي ورودي به کمک یک کمپرسور محوري فشرده می شود . پس از آن به هوای فشرده شده،سوخت گاز تزریق گردیده و می سوزدو طی این فرآیند، سطح انرژی آن افزایش می یابد

توربینهای دو محوره

در توربین گازی دو محوره ، هواي محیط توسط یک کمپرسور مکیده شده و فشار آن افزایش می یابد . هواي فشرده شده در محفظه احتراق با گاز مخلوط شده و شعله ور می شود و سطح انرزي آن افزایش می یابد.

انرژي حاصل از گاز داغ به پره های توربین فشار قوي برخورد کرده که قسمتی از انرژي آن آزاد شده و به انرژي

مکانیکی تبدیل شده و کمپرسور محوري را به حرکت در می آورد . انرژي آزاد شده ، به پره هاي توربین فشار ضعیف نیز برخورد کرده و باعث چرخش آن و همچنین چرخش کمپرسور گازمی شود . سرانجام گازهاي سوخته شده ، با فشار و حرارت پایین ، به اتمسفر رها می شود.

به منظور آشنایی بهتر با سیکل ساده توربین گازی ، ابتدا چهار مرحله سیکل کار موتورهاي رفت وبرگشتی را بررسی می کنیم. در یک موتور چهار زمانه ، قدرت خروجی موتور بصورت متقاطع می باشد . زیرا در مرحله تخلیه ، فشار گازهاي محترق شده کاهش می یابد و در این مرحله افت فشار بوجود می آید.

متن کامل مقاله را درلینک زیر مطالعه فرمایید:

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

spow · 14 اسفند، ۱۳۹۰

نیروگاههای بیوماس.

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

.تولید انرژی به کمک بیوماس

تولید بیوگاز از زباله های شهری

تولید پیوسته بیوگاز از مخازن گوارنده (راكتیو تخمیر) نیازمند پردازش زباله و جداكردن اجزای غیر آلی و تركیبات غیر قابل تجزیه آن مانند لاستیك، ظروف پلاستیكی و نایلون می باشد. زباله پردازش شده وارد مخزن گوارنده می شود ومقداركافی آب به آن اضافه می شود تا محتویات درون مخزن از رطوبت كافی برخوردار گردند. شیرابه تولید شده از زباله های اشباع از آب، در زیر مخزن جمع آوری می گردد و به طرف مخزن هضم شیرابه می رود. شیرابه در آن مخزن تحت فرایند تخمیر بیهوازی قرار می گیرد و بخشی از آن موفق به تولید بیوگاز می گردد. باقیمانده شیرابه از بالای مخزن هضم شیرابه جمع آوری می شود و پس از عبور از گرمكن ، با دمایی در حدود 70 درجه سانتیگراد به مخزن تخمیر مواد جامد باز گردانده می شود . این چرخه تا تجزیه حداكثر مواد آلی و تولید حداكثر بیوگاز ادامه می یابد. تولید بیوگاز در هر دو مخزن مواد جامد و شیرابه روی می دهد.

تولید بیوگاز در دفنگاه های زباله

یك دفنگاه زباله بطور كلی شامل اجزای زیر می باشد :

پوششهای نفوذ ناپذیر كف و لایه های زهكش ، پوشش نفوذ ناپذیر سطح دفنگاه .

• لوله های جمع آوری و تخلیه شیرابه از زیر دفنگاه

• مخزنهای ذخیره و نگهداری شیرابه

• تاسیسات بازگردشی شیرابه (شامل پمپ، لوله های انتقال شیرابه، مجرای تزریق شیرابه)

• لوله های تخلیه و جمع آوری گاز، مخازن ذخیره گاز و كمپرسورهای مكش و پمپاژ گاز

• تجهیزات كمكی (اختلاط شیرابه با مواد افزودنی، گرمایش شیرابه، پردازش زباله ها)

پس از دفن زباله در دفنگاه، واكنشهای مربوط به این فرایند در داخل دفنگاه رخ می دهد كه سرانجام به تولید متان و گازكربنیك از مواد آلی تجزیه پذیر موجود در زباله منتهی می گردد، آنچه كه تولید گاز و تجزیه مواد آلی درون دفنگاه را سرعت می بخشد، راهبری درست دفنگاه و رعایت اصول مهندسی و علمی فرایند است، برای این منظور شیرابه خروجی از كف دفنگاه را در مخازنی جمع آوری می نمایند و سپس آن را به درون دفنگاه باز می گردانند. تجهیزات بازگردشی شیرابه معمولاً از یك یا چند پمپ و لوله های انتقال برای فرستادن جریان شیرابه به بالای دفنگاه به اضافه ابزار پخش یا تزریق شیرابه به دفنگاه تشكیل شده اند. بدنه دفنگاه از تزریقات بتنی و یا لوه های پلیمر سوراخدار ساخته می شود كه درون آنها را با مواد درشت دانه نظیرشن، قلوه سنگ یا زباله های درشت پرمی كنند .

مجراهایی افقی از جنس لوله های پلیمری سواخدار كه متصل به چاهكهای تزریق شیرابه می باشند و در بستر زباله ها تعبیه گردیده اند، نقش تسهیل جریان شیرابه و نفوذ آن در همه جای درون دفنگاه‌ را ایفا می نمایند. شیرابه بازگشتی را گاهی با مواد افزودنی می آمیزند تا كیفیت محیط درون دفنگاه برای انجام واكنشهای بیوشیمیایی مساعدتر شود. این مواد می توانند لجن تصفیه خانه و یا فاضلاب باشد. در برخی مواقع جهت تسریع در تولید گاز و تجزیه مواد آلی، شیرابه را پیش از ورورد به دفنگاه گرم می كنند، گاز تولید شده را از طریق لوله های كار گذاشته شده در دفنگاه استخراج می كنند و از طریق لوله های كلكتور، گازهای خروجی ‌از لوله‌ها و چاهكهای ‌مختلف ‌را جمع آوری و به ایستگاه پمپاژ گاز می فرستند

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

مقدار گاز قابل تولید از زباله بیش از هر چیز به تركیب زباله و درصد مواد آلی تجزیه پذیر در آن و شرایط محل دفن و نحوه پیشرفت واكنشهای بیوشیمیایی تولید گاز بستگی دارد. تجارب جهانی حاكی از آن است كه از هر تن زباله خام بین 5 تا 20 مترمكعب بیوگاز در هر سال قابل بازیافت است.

spow · 14 اسفند، ۱۳۹۰

مقدمه

بیوماس اصطلاحی در زمینه انرژی است كه برای توصیف یك رشته از محصولات كه از فتوسنتز بدست می آیند به كار می رود هرسال از طریق فتوسنتز ، معادل چندین برابر مصرف سالانه انرژی جهان، ‌انرژی خورشیدی در برگها، تنه و شاخه های درختان ذخیره می شود؛ بنابراین، در میان انواع منابع انرژی تجدید پذیر، بیوماس از جهت ذخیره انرژی خورشیدی منحصر به فرد است؛ بعلاوه تنها منبع تجدید پذیر كربن بوده و می تواند به سوختهای جامد، مایع و گازی مناسب تبدیل شود

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

مصرف بیوانرژی

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

(بیشتر به شكل چوب) قدیمی ترین شكل انرژی برای بشر است كه بعنوان سوخت در مصارف خانگی و صنعتی مورد استفاده قرار می گرفته است. بیوماس بعنوان یك منبع انرژی متفرق ، كاربر و زمین برتوصیف می شود.

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

از نظر تاریخی با افزایش فعالیتهای صنعتی و رشد تقاضا برای انرژی، ذخایر طبیعی بیوماس كاهش یافته و همچنین توسعه منابع جدید متمركز تر و راحت تر انرژی منجر به جانشینی این منابع به جای بیوانرژی شده است. باتوجه به عوامل اقتصادی و اجتماعی مسئله مهمی كه در اینجا مطرح می باشد، موضوع زیاده روی در مصرف و كمبود تولید بیوماس بمنظور تولید انرژی در چند كشور پیشرفته جهان است. در سال 1987 تقریباً 13 تا 14 درصد از تامین اولیه انرژی جهان از طریق بیوماس بوده است. درصد سهم مذكور در چند كشور منفرد، حتی از این بالاتر است كشور نپال بیش از 95 درصد، كنیا 75 درصد، هند50 درصد، چین 22 درصد، برزیل 25 درصد ، مصر و مراكش 20 درصد از كل انرژی خود را از منابع بیوماس تامین می كنند.

استفاده از بیوماس بعنوان یك منبع انرژی نه تنها بدلیل اقتصادی (جائیكه سوخت آن به آسانی و با قیمت ارزان در دسترس است ) بلكه بدلایل توسعه اقتصادی و زیست محیطی نیز جذاب می باشد، سیستم هایی كه بیوماس را به انرژی قابل مصرف تبدیل می كنند می توانند در ظرفیت های كوچك بصورت ماژول باشند. بیوماس یك منبع تجدید پذیر و بومی است كه به هیچ یا اندك تغییر خارجی نیاز دارد، همچنین صنایع كشاورزی و جنگلداری كه ذخایر اصلی بیوماس هستند، فرصتهای اساسی را برای توسعه اقتصادی مناطق روستایی فراهم می كنند. میزان نشر مواد آلاینده ناشی از احتراق بیوماس، معمولاً كمتر از سوختهای فسیلی است؛ بعلاوه استفاده و بهره برداری تجاری از بیوماس می تواند مشكلات مربوط به انهدام زباله ها در سایر صنایع از جمله جنگلداری وتولیدات چوب، فرآوری موادغذایی و بخصوص MSW (ضایعات جامد شهری) در مراكز شهری را حذف و یاكاهش دهد.

مزایای بیوماس

1- قیمت ارزان سوخت ورودی

2- سهولت تهیه سوخت وردی

3- آلایندگی کمتر در مقایسه با دیگر سوخت های فسیلی

4- توسعه اقتصادی در مناطق تولید کننده سوخت بیو ماس(بیشتر روستاها)

معایب بیوماس

1- کاهش ذخایر طبیعی بیوماس به خاطر رشد صنعت و استفاده از این منابع

2- توسعه منابع جدید متمرکزتر بیوماس

منابع بیوماس

بخش كوچكی از تشعشع خورشید كه به اتمسفر زمین می رسد بدلیل فرآیند فتوسنتز در گیاهان جذب می شود، موادحاصل از فتوسنتز به شكل هیدرات كربن بطور مثال بصورت نشاسته، قند، سلولز و همی سلولز در می آیند، که خود نوعی از انرژی هستند؛ میزان انرژی كه سالانه توسط فتوسنتز ذخیره می شود چندین برابر بیشتر از كل مصرف معمولی انرژی جهان و احتمالاً 200 برابر مصرف انرژی غذایی معمولی جهان است. بیوماس، كه 90 درصد آن دردرختان ذخیره می شود معادل ذخایر سوختهای فسیلی قابل استخراج و به ثبت رسیده است.

ماكزیمم راندمان تبدیل فتوسنتز انرژی خورشیدی بین 5 - 6 درصد است ولی در عمل با احتساب خشكی های دنیا راندمان متوسط كلی تبدیل فتوسنتز حدود 0.3 درصد می باشد که با بهبود روشهای كشاورزی، راندمان متوسط حدود 0.5-1 درصد می گردد .

منابع بیوماسی كه برای تولید انرژی مناسب هستند، طیف وسیعی از مواد را شامل می شوند :

1- سوخت های چوبی

2- ضایعات کشاورزی و جنگلی

3- ضایعات شهریMSW

4- کاشت محصولات انرژی زا

بیوماس برعكس سوختهای فسیلی رایج كه بصورت لایه های متمركز یافت می شوند، بیشتر بصورت رقیق می باشد. هزینه جمع آوری بیوماس در حجم های زیاد بمنظور مصرف اقتصادی انرژی، بدلیل پراكنده بودن مواد، پائین بودن دانسیته انرژی، و اغلب بدلیل مرطوب بودن قابل ملاحظه می باشد، در نتیجه كاربردهای اقتصادی بسیار رایج انرژی بیوماس، استفاده از موادی است كه برای منظورهای دیگری جمع آوری شده اند نظیر پس مانده های حاصل از فرآوری تیرهای چوبی و غذا و ضایعات شهری.

spow · 14 اسفند، ۱۳۹۰

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

[h=2]در نیروگاه بوشهر نیز مانند دیگر نیروگاه‌های برق کشور، بخار آب فوق‌داغ باعث دوران توربین و درنهایت ژنراتور برق می‌شود؛ اما این روش داغ‌کردن آب است که با دیگر نیروگاه‌های کشور تفاوت دارد.[/h]

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

[h=4]طبق آمار آژانس بین‌المللی انرژی هسته‌ای، تقریبا 15 درصد از مجموع برق تولیدی در سراسر جهان در نیروگاه‌های هسته‌ای تامین می‌شود و ایالات متحده آمریکا، فرانسه و ژاپن بزرگ‌ترین تولیدکنندگان برق از انرژی هسته‌ای هستند. تمام نیروگاه‌های هسته‌ای فعال در جهان در حقیقت کتری‌های بسیار پیچیده‌ای هستند که آب را برای تولید نیروی برق به جوش می‌آورند. انرژی مورد نیاز برای داغ‌کردن آب از واکنش شکافت هسته‌ای بدست می‌آید. در این روش، هسته اتم‌های سنگین را با ذرات نوترون بمباران می‌کنند. ورود این نوترون‌های با انرژی خاص به ساختار هسته باعث ناپایداری هسته و درنهایت، شکسته‌شدن هسته به اتم‌های کوچک‌تر، گسیل تعدادی نوترون پرانرژی و آزاد شدن مقدار قابل توجهی انرژی می‌شود. اگر تعداد اتم‌ها از حد مشخصی (جرم بحرانی) بیشتر باشد، نوترون‌هایی که در هر واکنش شکافت آزاد می‌شوند، می‌توانند با برخورد به هسته‌های دیگر این واکنش را ادامه دهند و در ساختاری زنجیروار، مقادیر زیادی از این انرژی آزاد کنند. این همان اتفاقی است که در بمب‌های هسته‌ای اتفاق می‌افتد و به آن، واکنش زنجیره‌ای مهارنشدنی می‌گویند.

اما در راکتورهای هسته‌ای، میله‌هایی از جنس کادمیوم، بوروم و هافنیوم وجود دارد که با جذب ذرات نوترون، واکنش زنجیره‌ای را به شرایطی کنترل‌شده یا توقف کامل سوق می‌دهد و مانع از بروز بحران می‌شود. انرژی آزادشده نیز توسط سیستم انتقال حرارت به دیگ بخار منتقل شده و باعث تولید بخار داغ می‌شود. بخار نیز به سوی توربین هدایت می‌شود تا با چرخاندن آن و درنهایت ژنراتور، جریان الکتریکی تولید کند. در اینفوگراف زیر، طرح کلی فعالیت یک نیروگاه هسته‌ای را ملاحظه می‌کنید. برای مشاهده اینفوگراف در ابعاد بزرگ،

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

.

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

در قلب نیروگاه هسته‌ای بوشهر،

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

ساخت روسیه به کار رفته است. این راکتور آب پرفشار که با آب سبک کار می‌کند و کارکرد تسلیحاتی ندارد، 1000 مگاوات توان دارد، طراحی آن در سال 1975 / 1354 انجام شده و استانداردهای ایمنی، کنترل خودکار و سازه این راکتور منطبق بر نسل سوم راکتورهای اروپای غربی است.

در راکتورهای وی.وی.ای.ار-1000، قلب راکتور در استخر عظیمی از آب تحت فشار فرو رفته و محفظه فولادی عظیمی آن را در بر گرفته است. آب درون اسنخر در فشار 15 مگاپاسکال نگهداری می‌شود تا نتواند در بازه دمایی فعالیت راکتور که بین 220 تا 300 درجه سانتی‌گراد است، جوش بیاید. آب در اینجا هم نقش خنک‌کننده و هم نقش تعدیل‌کننده را ایفا می‌کند. نمای کلی این راکتور را می‌توانید در شکل زیر مشاهده کنید.

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

بیشتر نیروگاه‌های هسته‌ای از سوخت اورانیوم استفاده می‌کنند که در قالب میله‌های سوخت حاوی اورانیوم 235 غنی‌شده درون راکتور قرار می‌گیرد. اورانیوم 235 ایزوتوپی (ایزوتوپ‌ها، گونه‌های مختلف یک عنصر با جرم اتمی متفاوت هستند) از عنصر اورانیوم است که فرایند شکافت هسته‌ای در آن به راحتی انجام می‌شود، کافی است یک ذره نوترون با انرژی خاص به داخل آن شلیک شود تا به‌سرعت به اورانیوم 236 ناپایدار تبدیل شود، اورانیوم 236 نیز پس از شکسته شدن به ذرات دیگر، انرژی آزاد می‌کند. اورانیوم 238 در طبیعت خیلی بیشتر از اورانیوم 235 یافت می‌شود، ولی شکافت هسته‌ای در آن به خوبی اتفاق نمی‌افتد. به همین دلیل تولیدکنندگان سوخت هسته‌ای در فرآیندهای غنی‌سازی (با استفاده از سانتریفیوژ یا لیزر) سهم اورانیوم 235 را افزایش می‌دهند. اورانیوم غنی شده، در کارخانه به میله‌های سوختی تبدیل می‌شود که در پوشش‌های فلزی مانند آلیاژ زیرکونیوم قرار می‌گیرند. سوخت مصرفی راکتور وی.وی.ای.آر-1000 نیروگاه بوشهر، اکسیداورانیوم 235 با غنای 2.2 تا 4.4درصد است.

میله‌های سوخت پس از تولید انرژی به پسماندهای خطرناکی تبدیل می‌شوند که هم دمای بسیار بالایی دارند و هم تابش‌های رادیواکتیو سرطان‌زا و حتی کشنده ساطع می‌کنند. به همین دلیل، ابتدا این میله‌های سوخت را برای مدتی مشخص در استخرهای کنترل‌شده نگهداری می‌کنند تا خنک شوند و پس از تثبیت دما، آن‌ها را در بشکه‌های فولادی با پوشش سربی قرار می‌دهند و بشکه‌ها را در مخزن‌های زیرزمینی انبار می‌کنند تا با گذشت زمان، تابش رادیواکتیو آن‌ها فروکش کند. این همان اتفاقی است که برای پسماندهای نیروگاه تحقیقاتی تهران و نیروگاه آب سبک بوشهر اتفاق خواهد افتاد.

اما در برخی راکتورها مانند راکتورهای آب سنگین، نوع واکنش شکافت هسته‌ای (به دلیل استفاده از آب سنگین در اطراف میله‌های سوخت) طوری است که مقادیر قابل توجهی پلوتونیوم در پسماندهای هسته‌ای تولید می‌شود. پلوتونیوم، ماده رادیواکتیوی است که کارایی بالاتری در واکنش‌های هسته‌ای مهارناپذیر دارد و از آن برای ساخت تسلیحات هسته‌ای استفاده می‌شود.

[/h]

spow · 14 اسفند، ۱۳۹۰

نیروگاه زمین گرماییانرژی زمین گرمایی انرژی تجدید پذیری است،كه از حرارت قابل استخراج ناشی از گرمای توده های مذاب و تخریب مواد رادیو اكتیو موجود در اعماق زمین بدست می آید. این منبع انرژی برخلاف سایر انرژی های تجدید پذیر خورشیدی، بادی، امواج وغیره منشا یك انرژی پیوسته بشمار می آید و می توان بطور مدام و در تمامی 24 ساعت شبانه روز از آن برق یا انرژی حرارتی تولید كرد. در صورتی كه اغلب منابع انرژی های نو، فصلی و وابسته به زمان و شرایط خاص می باشند. سابقه استفاده از انرژی زمین گرمایی به زمانهای بسیار دور برمی گردد. در زمانهای قدیم از این انرژی، كه عمدتا به صورت چشمه های طبیعی آب یا بخار داغ به سطح زمین می آید، به عنوان حمام های آب گرم مداوای امراض، استحمام، پخت و پز

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

گرمایش محیط و آب گرم برای كشاورزی استفاده می شد.

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

اولین استفاده مکانیكی از انرژی زمین گرمایی در سال 1897 در لاردلو در كشور ایتالیا صورت گرفت. بهره برداری از بخار طبیعی حاصله از انرژی زمین گرمایی جهت تولید برق نیز، اولین بار در سال 1904 در لاردرلو ایتالیا صورت پذیرفت. ظرفیت نیروگاه لاردلو در سال 1914 به 5/8 مگاوات رسید. در اواخر جنگ جهانی دوم، نیروگاه تخریب شد، ولی پس از جنگ آن را باسازی كردند و توسعه دادند، بطوریكه در سال 1981 تولید آن به 360 مگاوات رسید .

تا سالها بعد از ساخت اولین نیروگاه زمین گرمایی در لاردرلو، بعلت وجود منابع ارزان قیمت جهت تولید برق، ارزش زیادی به این انرژی داده نشد و این امر تا سال 1998 كه دومین نیروگاه زمین گرمایی با مقیاس بزرگ در وایراكی نیوزلند بنا شد، ادامه داشت. در سال 1967 منابع گیزرز كالفرنیا در كشور امریكا و پس ازآن برخی منابع هیدرو ترمال از نوع تحت مایع در ژاپن و نیوزلند،گشترش یافتند، بطوریكه در سال 1967 میزان برق حاصل از انرژی زمین گرمایی به 1325 مگاوات رسید. بهره بر داری از منابع انرژی زمین گرمایی به عنوان یك منبع عمده تولید انرژی، بعد از بحران نفت در سال 1973 میلادی مورد توجه بیشتری قرار گرفت، بطوریكه افزایش ظرفیت تولید اقتصادی برق و همچنین استفاده مستقیم از این منبع در طی سه دهه گذشته نشان دهنده پیشرفتهای بیشتر در این زمینه می باشد. تا سال 1995 از منابع انرژی زمین گرمایی در سطح جهانی حدود9000 مگاوات برق و بیش از 11000 مگاوات انرژی حرارتی برای مصارف مختلف تولید می گردیده است .

کاربردهای انرژی زمین‌گرمایی:

1- تولید برق

2- استفاده مستقیم از انرژی حرارتی

تولیدبرق

به منظور تولید برق از انرژی زمین‌گرمایی، آبهای داغ یا بخارات داغ طبیعی از درون چاه‌های حفر شده به سطح زمین هدایت شده و جهت به چرخش درآوردن توربین مورد استفاده قرار می‎گیرند. آب داغ یا بخار داغ در نیروگاه‌های زمین‌گرمایی با گردش توربین‌های خاص و مولدهای مربوطه باعث تولید برق می‎گردد.

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

استفاده مستقیم از انرژی حرارتی :

1- برای تسکین درد عضلات در چشمه های داغ و درمان با آب معدنی (آب درمانی)

2- گرم کردن داخل ساختمان های منفرد و حتی منطقه ای که مجاور چشمه های گرم است.

3- برای کمک به رشد گیاهان، سبزیجات و محصولات دیگر در گلخانه (زراعت)

4- برای کوتاه کردن زمان مورد نیاز رشد و پرورش ماهی، میگو، نهنگ و تمساح (آبزی پروری)

5- برای پاستوریزه کردن شیر، خشک کردن پیاز، الوارکشی و برای شستن پشم (استفاده صنعتی)

مزایای نیروگاه زمین گرمایی

1- عدم وجود هزینه‌های مربوط به تامین سوخت

2- ثابت بودن میزان انرژی استخراج شده در تمامی فصول سال و امکان کارکرد این نیروگاه‌ها به صورت ۲۴ ساعته

3- از دید اقتصادی استفاده از منابع زمین گرمایی میزان وابستگی قیمت برق تولیدی به قیمت سوخت‌های فسیلی را هم کاهش می‌دهد

4- تمیز بودن، در این روش همانند نیروگاه بادی و خورشیدی، نیازی به سوخت نیست، بنابراین سوخت های فسیلی حفظ می شوند و هیچگونه دودی وارد هوا نمی شود، همچنین میزان گازهای نامطلوب تولید شده در این نیروگاه‌ها اندک است.

5

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

بدون مشکل بودن برای منطقه، فضای کمتری برای احداث نیروگاه نیاز است و عوارضی چون ایجاد تونل، چاله های روباز ،کپه های آشغال و یا نشت نفت و روغن را به دنبال ندارد

6- کمک به رشد کشورهای در حال توسعه، نصب آن در مکان های دور افتاده می تواند استاندارد و کیفیت زندگی را با آوردن نیروی برق، بالا ببرد

معایب نیروگاه زمین گرمایی

1- سیال مورد استفاده در نیروگاه‌های زمین گرمایی دارای خاصیت خورندگی در فلزات است و از جهت دیگر پایین بودن دمای سیال (نسبت به سیال در بقیه نیروگاه‌های حرارتی) در طول مسیر انتقال سیال موجب افزایش این خاصیت خورندگی می‌شود. بر طبق اصول ترمودینامیک پایین بودن دمای سیال همچنین موجب محدود شدن بهره‌وری نیروگاه می‌شود.

2- بیشتر انرژی گرمایی استخراج شده تلف می‌شود اما حرارت پایین خروجی نیروگاه را می‌توان در مکان‌های مختلف مانند گلخانه‌ها، خشک کردن الوار و یا گرم کردن فضاهای داخلی به کار گرفت.

3- کاهش پایداری زمین در مناطق اطراف محل ساخت نیروگاه است. این عیب در نیروگاه‌های زمین گرمایی پیشرفته به علت تزریق آب در بین سنگ‌هایی که قبلا با آب تماس نداشته‌اند بیشتر ایجاد می‌شود. این تاثیر به دلیل تزریق آب در زمین به وجود می‌آید. بخار بازگشته از زمین ترکیباتی مانند کربن دی اکسید، گوگرد و ... را به همراه خواهد داشت؛ با این حال میزان گازهای آزاد شده حدود 5٪ مواد منتشر شده به وسیله نیروگاهی فسیلی با همین ظرفیت است

4

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

آب خارج شده از زمین همچنین حاوی میزان اندکی از عناصر خطرناک مانند جیوه، آرسنیک، آنتيمون‌ و ... نیز خواهد بود. در این حالت دفع این آب‌ها به رودخانه‌ها یا دریا می‌تواند خطرات زیست محیطی را به همراه داشته باشد.

5- چشمه‌ها یا در نقاط مشخص و کمیاب می باشد و یا در مناطقی که قبلا آتشفشان فعال بوده، وجود دارند. دسترسی به زمین گرمایی در همه نقاط زمین مقرون به صرفه نیست.

spow · 14 اسفند، ۱۳۹۰

انرژی زیست توده

چرخه کنونی انرژی ، از نظر بوم شناختی ، مسائل و مشکلات پیچیده‌ای را پدید می‌آورد. از همین رو جایگزینی آن با چرخه‌های غیر آلاینده ، امری حیاتی و اجتناب ناپذیر است. مسائل زیست محیطی و نگرانیهای ناشی از مهاجرت روستائیان و رشد بی رویه شهرنشینی ، بر لزوم تغییر نظام کنونی انرژی افزوده است. بدیهی است که نظام انرژی جایگزین باید مبتنی بر منابع

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

تجدید پذیر باشد. استفاده از زیست توده به عنوان یک منبع انرژی ، نه تنها از نظر زیست محیطی ، بلکه به دلایل اقتصادی ، اجتماعی و هم چنین سهولت کاربرد ، جذاب است.

تقریبا نیمی از مردم جهان برای تأمین انرژی مورد نیاز خود ، از چوب استفاده می‌کنند. چوب ، ضایعات گیاهی (مانند ضایعات نیشکر ، ذرت ، چغندر قند) و دیگر منابع زیست توده ، از منابع تجدید پذیر کربن به شمار می‌آیند. استفاده از انرژی زیست توده به شکل سنتی یعنی سوزاندن چوب درختان و فضولات حیوانی- باعث نابودی جنگلها و آلودگی و تخریب محیط زیست می‌شود. اما با تلفیق روشهای شیمیایی و زیست شناختی می‌توان قند ، سلولز و دیگر مواد موجود در ضایعات کشاورزی را به سوختهای مایع تبدیل کرد.

یکی از راههای تامین منابع انرژی زیست توده ، کاشت درختان یا درختچه‌های مناسب (با دوره رشد کوتاه و سریع) در زمینهای نامرغوب و نیمه بایر است. گر چه سوزاندن این منابع ، گاز دی اکسید کربن را در جو منتشر می‌کند، اما چون دوره کاشت و رشد و نمو آنها دائمی است، به همان اندازه دی اکسید کربن از جو زمین جذب می‌کنند و با استفاده از انرژی خورشیدی ، از طریق فتوسنتز ، اکسیژن تولید می‌کنند. بدین ترتیب ، یک "چرخه کربن خنثی" در طبیعت پدید می‌آید.

● منابع زیست توده

منابع زیست توده ، بطور کلی عبارتند از:

▪ جنگلهای و ضایعات جنگلی

چوب ، خرده‌های چوب و خاک اره ، از منابع جنگلی زیست توده به شمار می‌روند. این منبع انرژی از قرنها پیش برای مصارف خانگی و صنعتی مورد استفاده قرار می‌گرفته است. حدود صد و پنجاه سال پیش ، ۷۵ درصد از انرژی مورد نیاز بشر از زیست توده (عمدتا از جنگلها و ضایعات جنگلی) تأمین می‌شد. در حال حاضر ، سالانه در جهان بیش از ۱.۲ گیگاتن چوب به مصرف تولید انرژی می‌رسد. بسیاری از صنایع کشورهای در حال توسعه ، مانند صنایع پخت نان ، فرآوری محصولاتی مانند شکر ، چای ، قهوه ، نارگیل ، کاکائو و کارخانه‌های آجرپزی و آهک پزی ، از این ضایعات به عنوان سوخت استفاده می‌کنند.

به اعتقاد کارشناسان فائو (سازمان خواربار و کشاورزی ملل متحد) ، ترویج وتوسعه کشاورزی و جنگلداری ، مهمترین راه پیشگیری از فقر غذایی و تأمین انرژی مورد نیاز مردم جهان است. درختستانهای انرژی ، اخیرا در برخی از کشورهای اسکاندیناوی و خاور دور توسعه یافته‌اند. وسعت جنگلهای انرژی در کشور برزیل ، بالغ بر ۲ میلیون هکتار است که عمدتا به کشت اوئکالیپتوس اختصاص یافته‌اند. تولیدات حاصل از این جنگلها ۵۰ - ۳۰ تن در سال است.

مساحت جنگلهای ایران در سال ۱۳۷۴، افزون بر ۲۱.۳ میلیون هکتار بوده است. میزان زیست توده جنگلهای کشور ، حدود ۵۵۶.۲ تن در هکتار برآورد شده است که ۴۴۶ تن در هکتار آن متعلق به جنگلهای شمال است. مساحت مراتع کشور در همان سال ، حدود ۹۰ ملیون هکتار و زیست توده آن ، حدود ۱۲ میلیون تن تخمین زده شده است. احیاء و توسعه جنگلها ، علاوه بر تولد انرژی ، بسیاری از مشکلات زیست محیطی مانند آلودگی هوا ، فرسایش و رانش خاک ، ناپایداری شیبها ، زایش مواد معدنی خاک و نابودی بوم سازگان (اکوسیستمهای) طبیعی را کم می‌کند.

▪ محصولات و ضایعات کشاورزی

این دسته از منابع زیست توده ، شامل گیاهان مختلفی مانند ذرت ، برنج ، سیب زمینی ترشی (سورگم) ، نیشکر ، انواع میوه ، گیاهان روغنی و ضایعات آنها مانند سبوس برنج ، کاه و غره است. هر سال که در سراسر جهان مقدار زیادی محصولات کشاورزی تولید می‌شود ضایعات فراوانی نیز ایجاد می‌گردد که اکثرا بطور کامل ، مورد استفاده قرار نمی‌گیرد. بطور نسبی ، ۲۵ درصد وزن هر محصول کشاورزی تفاله است، ۲۵ درصد وزن برنج ، متعلق به سبوس آن است. حدود ۴۵ درصد از بادام زمینی نیز پوته است. مطالعات انجام شده نشان می‌دهد که به لحاظ نظری می‌توان نیازهای سوخت خانگی مناطق روستایی را از طریق ضایعات تأمین کرد.

الکل و بیو دیزل ، دو فرآورده انرژی زای مهمی هستند که از محصولات و ضایعات کشاورزی بدست می‌آیند. مخلوط ۲۲ درصدی اتانول با بنزین (موسوم به گازوئیل) ، بدون تغییر ساختمان موتورهای احتراق داخلی ، در بیش از ده میلیون خودرو ، مورد استفاده قرار رفته است. طرح "پروالکل" در برزیل ، موفقترین برنامه تولید "زیست انرژی" جهان است. طی این برنامه ، سالانه ۱۲ گیگالیتر اتانول (عمدتا از ضایعات نیشکر) تولید می‌شود که ۶۲ درصد مصرف سوخت خودروهای این کشور را تأمین می‌کند. کشورهای زیمبابوه ، مالاوی و آمریکا نیز مدتی است که برنامه سوخت الکلی (با استفاده از ذرت - نیشکر) را آغاز کرده‌اند. از جمله محصولات کشاورزی مهم که برای تولید الکل بسیار مناسب است، می‌توان به سورگم (سیب زمینی ترشی) اشاره کرد. آزمایشهای انجام شده ، نشان می‌دهند که از تن غده سیب زمینی ترشی ، ۸۵ لیتر اتانول تولید می‌شود. درصورتی که از هر هکتار ۴۰ تن محصول برداشت شود، بیش از ۳۰۰۰ لیتر

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

از هر هکتار بدست می‌آید.

▪ ضایعات فاضلابهای صنعتی

در پساب برخی از کارخانه‌ها مانند صنایع نساجی ، الکل سازی ، چوب و کاغذ و پساب و ضایعات صنایع غذایی مانند پنیر سازی و تویلد آب میوه ، مقدار زیادی زیست توده وجود دارد که می‌توان از آنها برای تولید انرژی و غذای دام استفاده کرد. حدود ۲۰ درصد از وزن میوه را تفاله تشکیل می‌دهد (بسته به نوع میوه ، این مقدار بین ۹ درصد تا ۲۵ درصد متغیر است). طبق آمار وزارت کشاورزی در سال زراعی ۷۲-۷۱ ، حدود ۱۲۲۰۰۰۰ تن تفاله تنها از میوه‌های انگور ، سیب درختی و مرکبات در کشور ما حاصل شده است. یک کارخانه آب میوه با ظرفیت ۱۹۰ متر مکعب در روز ، بطور متوسط ۱۰۰ تن تفاله تولید می‌کند. اگر کارخانه در تمام روزهای سال کار کند، تفاله تولیدی به ۳۶۵۰۰ تن در سال می‌رسد.

چنانچه از این تفاله‌ها برای تولید الکل استفاده شود (با تبدیل ۵ درصد وزن)، از همین یک کارخانه سالانه ۱۸۲۵ تن (۲.۳ میلیون متر مکعب) الکل بدست می‌آید که صرفه اقتصادی چشمگیری را به همراه دارد. یکی دیگر از صنایع غذایی که فاضلاب آن آلودگی شدید در محیط زیست ایجاد می‌کند، صنایع پنیر سازی است. آب پنیر مایعی است که پس از حذف چربی و کازئین شیر ، طی فرآیند پنیر سازی بدست می‌آید. تولید سالانه در کشور ما بیش از ۸۰ هزار تن است که ۲۰ هزار تن آن در واحدهای صنعتی تولید می‌شود. با توجه به اینکه بطور میانگین از تهیه هر کیلوگرم پنیر ، ۸ کیلوگرم آب پنیر استحصال می‌شود، در هر سال ۱۶۰ هزار تن آب پنیر در کارخانه‌های پنیر سازی ایران تولید و در محیط رها می‌شود.

از آب پنیر ، هم به منظور غذای دام و هم برای تولید الکل می‌توان استفاده کرد. در صنایع غذای دام ، با پرورش موجودات زنده ذره بینی که می‌توانند پروتئین زیادی را در خود جمع کنند و رشد بسیار خوبی بر روی آب پنیر دارند، زیست توده بسیار غنی و مغذی تهیه می‌کنند، که پس از خشک کردن و آسیاب کردن ماده حاصل ، آن را به مصرف غذای دام می‌رسانند. در بسیاری از کشورهای جهان ، از آب پنیر به منظور تولید الکل استفاده می‌شود. در کشور ما فعالیتهایی در این زمینه انجام شده است. به عنان مثال ، می‌توان به تولید اتانول از آب پنیر ، در کاخانه شیر پاستوریزه اصفهان اشاره کرد.

▪ ضایعات جامد ، فاضلابهای شهری و فضولات دامی

ضایعات جامد شهری را می‌توان به دو دسته تقسیم کرد:

۱) زباله‌های معمولی:

مانند زباله منازل ، ادرات ، فروشگاهها و رستورانها (

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

مواد غذایی ، کاغذ ، کارتن و ...) ، زباله‌های حجیم خانگی (وسایل چوبی مانند کمد ، میز و ...) زباله باغها و گلخانه‌ها (شاخه و برگ و ...).

۲) زباله‌های ویژه:

مانند زباله‌های صنعتی ، نخاله‌های ساختمانی ، لاستیکهای فرسوده ، مواد تابش زای هسته‌ای (رادیواکتیو) و زباله‌های آلوده بیمارستانی.

بهترین روش برای حذف ضایعات جامد دسته اول و استفاده بهینه از آنها ، تهیه کمپوت (تجزیه مواد آلی رطوبت و گرما ، در شرایط شرایط هوازی) است. کود حاصل از این روش ، بسیار غنی است و از آن می‌توان در گلخانه‌ها ، باغها و مزارع استفاده کرد. با توجه به حجم بسیار زیاد زباله در شهرهای مختلف (به عنوان مثال روزی ۵۰۰ تن زباله در شهر اصفهان) ، روش تهیه کمپوت بسیار مقرون به صرفه است. در حال حاضر ، سازمان بازیافت و تبدیل مواد شهرداریهای تهران و اصفهان به انجام این مهم می‌پردازد. در کشورهای مختلف با استفاده از روشهای گازی کردن و پیرولیز ، ضایعات جامد را به گاز تبدیل می‌کنند. گاز حاصل ، در مولدها و توربینهای بخار به برق تبدیل می‌شود.

از مهترین ضایعات جامد که معمولا به هدر می‌روند، می‌توان به پسماندهای آشپزخانه‌ای اشاره کرد. مکانهای بزرگی مانند کارخانه‌ها ، هتلها ، مسافرخانه ، رستورانها ، ادارات ، بیمارستانها و ... دارای آشپزخانه‌های بزرگی هستند. ضایعات این آشپزخانه زیاد است و بیشتر شامل باقیمانده غذاهای پخته شده و پوست میوه‌ها و سبزیها می‌باشد. این اماکن برای حمل و دور ریختن زباله ، مبالغ زیادی هزینه می‌کنند. بدتر از همه اینکه زباله‌ها غالبا در فضای باز رها می‌شوند و محیط زیست را آلوده می‌کنند. سوزاندن آنها نیز با ورود مشتقات گوگرد ، هیدروکربنهای کلری و مواد سنگین به جو زمین می‌شود و آلودگی هوا را به همراه دارد.

در این آشپزخانه‌ها از سوختهایی مانند گاز طبیعی ، نفت سفید ، چوب ، زغال یا برق برای پخت و پز استفاده می‌کنند، در حالی که پسماندهای آشپزخانه‌ای منبع مناسبی برای تولید زیست گاز هستند و تعبیه یک گوارنده کوچک در کنار آشپزخانه ، انرژی مورد نیاز را تأمین می‌کند. زیست گاز حاصل نه تنها جایگزین سوختهای سنگواره‌ای مورد استفاده در آشپزخانه می‌شود، بلکه حتی برای تأمین روشنایی نیز می‌توان از آن استفاده کرد. کود حاصل از تخمیر بی هوازی را نیز می‌توان برای تغذیه خاک باغچه مکان مورد نظر بکار برد. بازده تولید گاز ، ۱۰۰ لیتر به ازای هر کیلوگرم ضایعات آشپزخانه‌ای است. استفاده از گوارنده‌های تولید زیست گلاز از پسماندهای آشپزخانه‌ای ، در کشور هند بسیار رایج است.

فاضلابهای شهری و روستایی از عمده ترین آلاینده‌های محیط زیست هستند. این فاضلابها انرژی نهفته قابل ملاحظه‌ای دارند و بهترین روش آزاد سازی این انرژی ، تخمیر بی هوازی فاضلاب و تولید گاز متان است که می‌توان از آن برای گرمایش یا به حرکت در آوردن موتور مولد و تولید الکتریسیته استفاده کرد. فضولات دامی نیز انرژی نهفته قابل ملاحظه‌ای دارند و می‌توانند در تولید زیست گاز مورد استفاده قرار گیرند. در کشور ما ، ۷۲ میلیون رأس دام وجود دارد که می‌توان از فضولات آنها ، روزانه حدود ۴ میلیون متر مکعب گاز متان - معادل ۲۵۵۰۰ بشکه نفت خام- بدست آورد.

در زمینه تولید زیست گاز ، برنامه‌های عظیمی در چین و هند به انجام رسیده است. در کشور چین ، بیش از ۷ میلیون متر مکعب زیست گاز تولید می‌کنند. زیست گاز حاصل از این گوارنده‌ها ، نیازهای انرژی ۵۰ میلیون روستایی را تأمین می‌کند. در کشور ما ، توسط برخی از مؤسسات پژوهشی و دانشگاهی ، بررسیهایی در زمینه تولید زیست گاز انجام گرفته و منجر به ساخت ۶۰ دستگاه آزمایشی زیست گاز شده است. سازمان انرژیهای نو وزارت نیرو ، مهمترین اهداف تولید زیست گاز را در کشورمان ، به شرح زیر خلاصه کرده است:

● تولید انرژی

▪ پیشگیری از آلودگیهای زیست محیطی ناشی از فضولات شهری و روستایی

▪ تولید کود غنی و بهداشتی از هزاران تن لجن ، فاضلاب و فضولات کشتارگاهها

● نتیجه

زیست توده چهارمین منبع

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

جهان است و حدود ۱۴ درصد از نیازهای انرژی جهان را تأمین می‌کتند. سوخت حاصل از فن آوریهای تبدیل زیست توده یا به حالت گاز (زیست گاز) و یا مایع (متانول ، اتانول و بیودیزل) است که برای تولید الکتریسیته و گرما مورد استفاده قرار می‌گیرد. تخمین زده شده است که اگر تنها ۱۰ درصد از زمینهای کشاورزی جنگلها و درختستانها به تأمین و تهیه زیست توده اختصاص یابد، تولید سالانه انرژی حاصل از زیست توده ، معادل چهار پنجم مصرف کنونی انرژی در جهان خواهد بود. در جوامع در حال توسعه که حدود سه چهارم جمعیت جهان را شامل می‌شوند، ۳۵ درصد از انرژی مصرفی ، از طریق زیست توده تأمین می‌شود.

استفاده از منابع زیست توده ، یکی از مناسب‌ترین و اقتصادی‌ترین راه حلهای تأمین نیازهای اساسی انرژی مردم فقیر در مناطق دور افتاده است. در ایران با توجه به حجم چهار منبع عمده زیست توده (که در این مقاله به آنها اشاره شد) و فواید زیست محیطی این نوع انرژی و تجدید پذیر بودن آن ، توسعه کاربرد آن ، منطقی و مقرون به صرفه است.

spow · 14 اسفند، ۱۳۹۰

فتوولتائيك

یکی ازدوستان درزمینه

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

ونحوه تولید انرژی درخواست منبع داشتند که سعی کردم گزیده ای از انچه دردسترس هست را تقدیم دوستان کنم.اگر از دوستان کسی مطلب کاملی دراین زمینه داشتند لطفا اطلاع دهند یا به ایمیل بنده ارسال کنند تا به نام خودشان منتشرشود

درادامه مطلب هشت مقاله با موضوع فتوولتائیک وکاربردهای ان برای دانلود تقدیم حضور دوستان میشود.

موفق باشیم.

پديده فتوولتائيك

اثر فتوالكتريك كه براي اولين بار توسط آلبرت انيشتين شرح داده شد. بر اساس اين پديده وقتي كه يك كوانتوم انرژي نوري يعني يك فوتون در يك ماده نفوذ مي كند، اين احتمال وجود دارد كه بوسيله الكترون جذب شود. و الكترون انتقال پيدامي كند.

اخيراً دانشمندان آمده اند سلولهاي خورشيدي ساخته اند. وقتي كه امواج الكترو مغناطيسي خورشيد برروي آن مي تابد، جفت ماده ها ( الكترون و پوزيترون ) يعني در نوار گاف نيم رسانا به تعداد زياد توليد مي شود «توليد زوج). در نتيجه برهم كنشهاي فيزيكي بين ذرات صورت مي گيرد كه نهايتاً منجر به يك پيل خورشيدي مي شود.

مواد سازنده سلول هاي خورشيدي

ماده اي كه سلولهاي خورشيدي از آنها ساخته مي شود سيليكون و آرسينورگاليم هستند. سلولهايي كه از سيليكون ساخته مي شوند از لحاظ تئوري بازده ماكزيمم حدود 22 درصد دارند. ولي بازده عملي آن حدود 15 تا 18 درصد است. در صورتي كه بازده سلولها يي كه از آرسينورگاليم ساخته مي شود بازده عملي آنها بيشتر از 20 درصد است.

ماهواره هاي دريافت كننده انرژي خورشيدي

يك ايستگاه فضايي در مداري كه هم زمان با زمين در حركت باشد دايماً با تابش خورشيد روشن مي شود. برقراري ماهواره هاي خورشيدي در مدار زمين بطور جدي در سال 1968 پيشنهاد شد. در اين ماهواره ها پانل هايي ساخته اند از جنس آرسينوگاليم كه انرژي خورشيد را دريافت و تبديل به جفت الكترون مي كند، در داخل ماده الكترون ها شروع به حركت مي كنند كه نهايتاً منجر به توليد الكتريسته مي شود. ضريب توان سلولها 18% ولتاژ بالاي آن 40 كيلو وات با 5% اتلاف توان محاسبه شده است.

فتوولتائیك سیستمی است كه قادر به تبدیل انرژی خورشیدی به انرژی الكتریسیته می‌باشد. استفاده از سیستم‌های فتوولتائیك به ما این قابلیت را می‌دهد كه محیط زیست پاكیزه‌ای داشته باشیم، چرا كه سیستم تولید الكتریسیته فتوولتائیك اثرات جانبی بسیار ناچیزی بر طبیعت دارد و‌ برخلاف سوخت‌های فسیلی كه تجدید ناپذیر هستند و روزی به پایان می‌رسند، انرژی خورشیدی منبعی تجدید پذیر به‌شمار می‌آید كه تا روزی كه حیات در كره خاكی وجود دارد قابل استفاده و بهره برداری است.

سلول های خورشیدی از نیمه رساناها تشكیل شده‌اند. این سلول‌‌ها در اندازه‌ها و اشكال گوناگون تولید می‌شوند. هر سلول خورشیدی تنها 1 تا 2 وات انرژی الكتریسیته تولید می‌كند. معمولاً این سلول‌های خورشیدی به هم متصل می‌شوند تا یك سیستم خورشیدی بزرگ را به‌وجود آورند. یك سلول خورشیدی علاوه بر تولید الكتریسیته، دارای یك باتری نیز می‌باشد كه انرژی الكتریسیته بدست آمده را برای شب و یا روز‌های ابری ذخیره می‌كند.

سیستم فتوولتائیك می‌تواند در هر آب و هوایی كار كند. درست است كه در آب و هوای ابری و یا بارانی میزان تولید انرژی الكتریسیته كاهش پیدا می‌كند، ولی به هر حال این میزان هیچ وقت در هنگام روز از 25% میزان حداكثر ظرفیت تولید انرژی سیستم كمتر نخواهد بود. این در حالی است كه در شرایط معمولی تا 80% میزان تولید حداكثر سیستم، انرژی الكتریسیته تولید خواهد شد.

نگه داری سیستم های فتوولتائیك بسیار راحت است، نیازی به جابجایی قطعات نیست. در یك سیستم فتوولتائیك هیچ گونه حركت مكانیكی وجود ندارد، وقتی قطعات حركتی نداشته باشند در نتیجه استهلاكی وجود نخواهد داشت.

در حال حاضر، استفاده از انرژی خورشیدی جهت تامین برق در موقعیت‌های زیر از توجیه اقتصادی برخوردار است.

*ساختمان‌هایی كه بیش از یك چهارم مایل از منبع تولید انرژی فاصله دارند می‌توانند با كمك سیستم فتوولتائیك، انرژی برق را به بهای انرژی سوخت فسیلی در اختیار داشته باشند.

*برای مناطق دور افتاده كه برق رسانی به آن‌ها مشكل است مانند مراكز ارتباطی خارج از شهر و همچنین مناطق نظامی بهترین روش تولید انرژی استفاده از فن‌آوری فتوولتائیك است.

*همچنین برای افزایش ظرفیت نیروگاه‌های سوخت فسیلی به‌جای تاسیس یك واحد جدید و یا تخریب و بازسازی نیروگاه، می‌توان ما به‌التفاوت میزان انرژی مورد نیازی را كه نیروگاه ظرفیت تولید آن را ندارد با اضافه كردن یك سیستم فتوولتائیك به نیروگاه تامین كرد، این روش به دلیل پایین بودن بهای تاسیس سیستم فتوولتائیك به‌صرفه‌تر از ساختن یك نیروگاه جدید است.

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

برق

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

ﺑﺮرﺳﯽ اﻧﺮژی ﻫﺎی ﺗﺠﺪﯾﺪﭘﺬﯾﺮ ﺳﯿﺴﺘﻢ ﻫﺎی ﻓﺘﻮوﻟﺘﺎﺋﯿﮏ

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

ﺍﺻﻭﻝ ﻭ ﮐﺎﺭﺑﺭﺩ

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

ﻣﻬﺎی ﻓﺗﻭﻭﻟﺗﺎﺋﻳﮏ

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

Designing Building-Integrated Photovoltaic Systems

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

ارزﯾﺎﺑﯽ ﮐﺎرﺑﺮد ﺳﯿﺴﺘﻢ ﻫﺎی ﻓﺘﻮوﻟﺘﺎﺋیک در روﺷﻨﺎﯾﯽ ﻣﻌﺎبر

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

ﯾﮏ روش

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

ﺟﺪﯾﺪ ﺑﺮای اﺗﺼﺎل ﻣﺒﺪل ﻫﺎی ﻓﺘﻮوﻟﺘﺎﺋﯿﮏ

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

استفاده از انرژي خورشيدی – سيستم فتوولتائيك – در تامين برق

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

مطالعه تجربی ترکیب گردآورنده های خورشیدی حرارتی و

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

spow · 14 اسفند، ۱۳۹۰

فن‌آوری های توليد پراكنده از منابع تجديدپذير

توربين‌های بادی

انرژي باد از فراوان‌ترين منابع تجديدپذير مي‌باشد كه استفاده از آن مقوله‌اي جديدي نيست و سال‌ها قبل كشف برق از آن براي به گردش درآوردن آسياب‌هاي بادي استفاده مي‌شده است كه امروزه با توجه به عدم آلايندگي محيط زيستي اين انرژي از آن در توليد برق استفاده مي‌شود.

در اين روش، باد شبيه آسياب بادي پره‌هاي توربين به مي‌چرخاند و آن نيز به نوبه خود شفت

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

را به گردش وامي‌دارد. اگرچه مشخصات انرژي مزارع توربين‌هاي بادي بزرگ بسيار شبيه به نیروگاه‌هاي متمركز شده است، اما تركيب توربين‌هاي بادي با سيستم باطري و سلول‌هاي خورشيدي براي خدمات‌دهي به ناحيه kw25-10 مي‌تواند بكار برده شود.

فتوولتائيك (PV)

انرژي نور خورشيد الكترون‌هاي سلول فتوولتائيك را وادار به حركت مي‌كنند. هر سلول A 2-4 را با توجه به اندازه سلول با ولتاژ خروجي 0.5 V تأمين مي‌كند. البته محدوديت‌هاي فتوولتائيك بيشتر از ساير مولدهاست، توان خروجي نسبتاً پايين، قيمت بالاي سلول‌هاي فتوولتائيك‌ مشخصات جغرافيايي و آب و هوايي خاص براي توليد توان از جمله اين محدوديت‌ها مي‌باشند. با اين حال با توجه به پاكي انرژي توليدي، توليد برق توسط فتوولتائيك مورد توجه است.

پيل سوختي (Fuel Cell)

پيل سوختي وسيله‌اي است كه براي توليد توان الكتريكي و تأمين انرژي حرارتي از طريق جريان‌هاي الكتروشيميايي استفاده مي‌شود. پيل سوختي را مي‌توان به عنوان يك باطري تأمين‌كننده انرژي الكتريكي تصور كرد كه تا زماني كه سوخت آن تأمين شود، مي‌تواند انرژي الكتريكي تأمين كند. بر خلاف باطري‌ها، FCها تا زماني كه مواد سوختي آنها بطور پيوسته تأمين شود، نيازي به شارژ شدن در طول پروسه الكتروشيميايي ندارند. ظرفيت پيل‌هاي سوختي از kW تا MW براي دستگاه‌هاي قابل حمل و ثابت تغيير مي‌كند، پيل سوختي سوخت‌هاي گازي و مايع قادر به توليد توان پاك و گرما براي كاربردهاي متعدد مي‌باشد. شكل يك پيل سوختي نمونه را كه از دو الكترود اكسيدكننده كه بوسيله يك الكتروليت از هم جدا شده‌اند، تشكيل شده است را نشان مي‌دهد، اكسيژن به عنوان يك اكسيدكننده از طريق يك الكترود (كاتد) در فشار پايين (براي استفاده در دستگاه دمنده) يا در فشار بالا (براي استفاده در كمپرسور هوا) عبور مي‌كند

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

هيدروژن به عنوان سوخت از طريق الكترود ديگر (آند) عبور مي‌كند. تكنولوژي FC مبتني بر يك پروسة الكتروشيميايي است كه در آن اكسيژن و هيدروژن بدون احتراق با هم تركيب شده و برق توليد مي‌كنند.

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

البته برق توليدي توسط پيل‌هاي سوختي نيز مانند

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

DC مي‌باشد و براي اتصال به شبكه بايد به برق AC تبديل شود.در نوع صنعتي مبدل DC به AC نيز در محفظة پيل سوختي قرار دارد. البته تمام DGها ماژولار هستند و در صورت خرابي يك قسمت، ساير قسمت‌ها مي‌توانند به كار خود ادامه دهند كه از مزاياي DGها است، مولدهاي پيل سوختي نيز از اين مسئله مستثني نيستند.

spow · 14 اسفند، ۱۳۹۰

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

انرژی مهم ترین نیروی محرکه اقتصاد است. تمام ساختمان ها نیاز به برق برای روشنایی و راه اندازی تجهیزات و لوازم دارند. یکی از مصرف کنندگان عمده انرژی در ساختمان تجهیزات تهویه فضا است. اکثر ساختمان های تجاری و سازمانی برای کسب و کار ، آموزش و پرورش ، و مراقبت های بهداشتی، نیاز به فضا برای تهویه، سرمایش ، گرمایش و کنترل رطوبت دارند.

دو سوم همه سوختی که برای تولید برق در ایالات متحده استفاده می شود عموما بصورت گرما از تجهیزات تولید برق ، به هوا تخلیه میشود. در حالی که وجود داشته اند دستاوردهای چشمگیر بهره وری انرژی در بخش های دیگر اقتصاد از شوک های قیمت نفت در دهه 1970 ، بازده متوسط تولید برق در ایالات متحده در حدود 33 ٪ از سال 1960 باقی مانده است. بازده کلی میانگین تولید برق و گرما توسط سیستم های متداول در اطراف 51 درصد است.

CHP راه موثر برای تولید برق و حرارت بطور همزمان میباشد.

منظور از CHP یا cogeneration این است که گرما و برق به صورت همزمان در یک فرآیند تولید می شوند.در تولید به روش CHP ابتدا برق تولید میشود و سپس حرارت تولید شده بصورت بخار داغ یا گازهای اگزوز بازیافت شده بصورت انرژی گرمایشی مورد استفاده قرار میگیرد.

راندمان تولید برق به تنهایی بین 35-55 ٪ است ، اما با استفاده از روش CHP بازده کلی را می توان تا 80-90 ٪ افزایش داد و از انرژی حرارتی باقی مانده میتوان در فرآیندهای صنعتی یا گرم کردن محیط بهره جست. این مکانیزم از حیث پایین آوردن مصرف سوخت، کاهش انتشار گاز CO2، ارتقاء بهره وری انرژی و کاهش وابستگی به انرژی وارداتی حائز اهمیت است.

نمودار CHP

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

یک موتور رفت و برگشتی گاز سوز 1 مگاواتی را در نظر بگیرید که در یک سیستم تولید همزمان برق و حرارت از آن استفاده می شود، از 100 واحد سوخت وارد شده به موتور ، 35 واحد الکتریسته و 50 واحد حرارت تولید می کند و میزان تلفات حدود 15 واحد از کل انرژی می باشد. با استفاده از روش های متداول حدود 165 واحد سوخت نیاز است تا همان میزان برق و حرارت تولید کند. در این روش 80 واحد انرژی تلف می شود.

تولید همزمان حرارت و قدرت (CHP) یا cogeneration تولید دو شکل از انرژی را از یک منبع سوخت ممکن می سازد. در اکثر برنامه های کاربردی CHP ، انرژی را از یک منبع سوختی مانند گاز طبیعی به دو شکل از انرژی مکانیکی و حرارتی تبدیل میکنند. انرژی مکانیکی تولید شده به انرژی الکتریکی تبدیل می شود، در حالی که انرژی حرارتی یا حرارت تولید شده به صورت بخار ، آب داغ ، و یا هوای گرم در می آید. با توجه به نیاز، سیستمهای CHP به نام های مختلفی عنوان می شود.سرمایش ، گرمایش و قدرت برای ساختمان (BCHP) ؛ ؛ ترکیب خنک کننده ، گرما و برق (CCHP) ؛ سیستم های انرژی یکپارچه (IES) و یا توزیع منابع انرژی (DER).

در سیستم های یکپارچه حرارت و توان (CHP) ، با استفاده از بازیافت انرژی حرارتی در خنک کنندههای تجهیزات تولید برق، سیستم های کنترل حرارت و رطوبت، راندمان استفاده از انرژی تا 85 ٪ افزایش می یابد. این سیستم ها داخل و یا در نزدیکی ساختمان مورد نظر قرار می گیرد و می تواند تا حدود 40 ٪ از انرژی ورودی مورد نیاز را کاهش دهد. به عبارت دیگر ، سیستم های معمولی نیاز به انرژی بیش از 65 ٪ در مقایسه با سیستم های یکپارچه دارند( همانطور که در نمودار بالا نشان داده شده).

ساختمان های تجاری ، دانشگاه ها ، مجتمع های بیمارستانی واماکن دولتی کاندیداهای مناسبی برای بهره گیری از سیستم CHP می باشند. سیستم CHP از لحاظ اقتصادی برای بسیاری از انواع ساختمان ها جذاب است. از قبیل:

بیمارستان ها

امکانات آموزشی

ساختمان های اداری

مراکز داده

خانه سالمندان

هتل

سردخانه

فروشگاه های خرده فروشی

رستوران

تئاتر

مزایای تولید همزمان برق و حرارت :

CHP مزایای بسیاری نسبت به تولید جداگانه برق و حرارت فراهم می کند، این مزایا عبارتند از :

بهبود بهره وری سوخت (هزینه های پایین تر برای انرژی)

بهبود کیفیت توان و قابل اعتماد بودن

امکان پیش بینی هزینه های انرژی

کاهش تولید گازهای گلخانهای

کاهش تراکم شبکه انتقال و توزیع سرمایه گذاری

کاهش آسیب پذیری سیستم در برابر خطرات امنیتی

کوتاهتر کردن مدت زمان نصب و راه اندازی در مقایسه با نیروگاههای متمرکز

کاهش تلفات در خطوط انتقال نیرو

بهینه سازی منابع کمیاب گاز طبیعی برای بهبود بخشیدن به قیمت گاز و عرضه آن

پشتیبانی از تکنولوژی پیشرفته

پشتیبانی از رقابت در ساختار صنعت برق

تکنولوژی موجود که در سیستم های تولید همزمان استفاده میشود به شش دسته تقسیم می شود:

موتورهای رفت و برگشتی

توربین های کوچک صنعتی (1 مگاوات تا 40 مگاوات)

میکرو توربین ها

توربین های بخار کوچک

پیل سوختی

موتورهای استرلینگ

spow · 14 اسفند، ۱۳۹۰

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

صاحبان و بهره برداران واحدهای صنعتی و تجاری به دلیل مواجهه با فشارهای رقابتی در راستای کاهش

هزینه ها و آلودگی های دی اکسیدکربن، به شکل فعالانه ای به دنبال راهکارهای استفاده بهینه از انرژی هستند. از آنجائیکه قیمت انرژی الکتریکی در سالهای اخیر افزایش چشمگیری داشته، ایده استفاده از تولید همزمان برق و حرارت (CHP) توجه بسیاری از مردم را به خود جلب کرده است.

تولید همزمان برق و حرارت که تحت عناوین تولید همزمان Cogeneration وتولید پراکنده نیز شناخته می شود، به معنای تولید همزمان و پیوسته دو نوع انرژی حرارتی و الکتریکی از یک منبع سوختی که معمولاً گاز طبیعی و در برخی موارد، بیوگاز حاصل از فرایندهای تولیدی کارخانجات است می باشد. توانایی تولید دو نوع انرژی با استفاده از یک منبع سوخت فسیلی باعث بالا رفتن راندمان به میزان قابل توجهی شده و بنابراین دارای هر دو نوع مزیت اقتصادی و زیست محیطی خواهد بود.

واحدهای استفاده کننده از سیستمهای CHP، برق تولیدی خود را مصرف نموده و از گرمای خروجی (تلف شده) جهت تولید بخار فرایند، گرمای آب، گرم کردن هوا و یا سایر نیازهای گرمایی استفاده می کنند. همچنین امکان استفاده از گرمای بازیابی شده جهت تولید مجدد برق نیز وجود دارد. یک سیستم معمول تولید همزمان برق و حرارت شامل یک موتور، یک توربین بخار یا توربین گاز جهت راه اندازی یک ژنراتور برق و یک مبدل حرارتی جهت بازیابی حرارت موتور یا گاز خروجی از اگزوز و تولید آب یا بخار گرم می باشد. این سیستمها، امکان تولید برق و گرمای مورد نیاز را با مصرف سوخت 10 تا 30 درصد کمتر از حالت تولید جداگانه برق و گرما فراهم می کنند.

چنانچه سیستمهای CHP به درستی نصب و مدیریت شوند می توانند مزایای مالی و عملکردی قابل توجهی برای واحد صنعتی خود در مقایسه با روش های معمول فراهم کنند که این مزایا شامل موارد زیر می باشد:

- افزایش بازدهی انرژی: تولید انرژی با مصرف سوخت کمتر.

- کاهش نیازهای الکتریکی (دیماند) از شبکه نیرورسانی.

- کاهش هزینه های مصرف برق در ساعات پیک برق.

- کاهش تولید گازهای گلخانه ای آلاینده.

- برخورداری از سیستم تولید انرژی پشتیبان یا ثانویه برای مواقع اضطراری.

1- تئوری دکمه سبز Green Button Theory :

ایده استفاده از واحدهای تولید همزمان بسیار جذاب است؛ با این وجود معمولاً از آنجائیکه بسیاری از صاحبان یا بهره برداران این سیستمها نسبت به عملکرد پیچیده آنها آگاهی کافی ندارند، واحدهای کوچک تا متوسط CHP انتظارات اولیه را برآورده نمی کنند. برخی از صاحبان و بهره برداران CHP، از سیستم خود در شرایط تئوری دکمه سبز بهره برداری می کنند که شامل مراحل زیر است:

- طراحی و ساخت نیروگاه را انجام بده.

- دکمه START را فشار بده.

- از کلیه مزایای سیستم CHP استفاده کن.

بسیاری از بهره برداران سیستمهای تولید همزمان برق و حرارت به دلیل اعتقاد اشتباه به این تئوری نادرست، نیازهای نگهداری و هزینه های لازم در طول دوره بهره برداری را نادیده گرفته و با کاهش راندمان سیستم در طول زمان، نمی توانند به حداکثر کارایی دست یابند. به همین دلیل بسیاری از صاحبان سیستمهای CHP از نتایج حاصله ناامید شده و به یکی از دو عمل تعمیرهای سریع ناکافی و یاخاموشی سیستم و بازگشت به شبکه روی می آورند. درحالیکه با مقداری توجه و ایجاد تغییرات محدود می توان از آن اجتناب نمود.

2- از بین بردن تفاوت عملکردی:

تفاوت عملکرد میان یک سیستم CHP که با راندمان حداکثر کار می کند با یک سیستم غیرکارا می تواند در نوع نگاه به این سیستم ها بسیار تاثیرگذار باشد. به عنوان مثال موتورهای رفت و برگشتی که در یک نیروگاه تولید همزمان با عملکرد خوب نصب شده اند معمولا در محدوده دسترسی 92 تا 94 درصد کار می کنند در حالیکه بسیاری از نیروگاههای CHP موجود درصنعت دارای ضریب دسترسی 70 تا 75 درصد هستند. چنین تفاوتی در عملکرد می تواند نقش کلیدی در عدم موفقیت سیستم تولید همزمان برق و حرارت در تامین انتظارات و صرفه جویی هزینه ها داشته باشد.

با این وجود، یک سیستم با عملکرد پایین دارای تجهیزات کهنه نیز می تواند اصلاح شود. به عنوان مثال یک سیستم CHP با راندمان حدود 70 درصد را می توان براحتی و با ایجاد تغییرات کافی در نحوه بهره برداری و نگهداری به راندمانی در حدود 88 درصد رساند. این شرایط را می توان در واحدهایی که بدلیل عملکرد نامطلوب خاموش شده اند نیز انجام داد.

راز رسیدن به حداکثر بهره واحدهای CHP به نحوی که بتوانند انتظارات از پیش تعیین شده را برآورده نمایند یا حتی از آن فراتر روند چیست؟ چگونه می توان یک سیستم تولید همزمان را که دارای عملکرد نامطلوب است احیا نمود؟ پاسخ این سوالات علاوه بر مواردی نظیر استفاده از تجهیزات بهتر، شامل طراحی، مدیریت و بهره برداری صحیح از نیروگاه با توجه و تمرکز کافی می باشد. موارد زیر جزو موارد کلیدی تمایز یک نیروگاه با عملکرد بهینه و نیروگاهی با عملکرد نامطلوب می باشند:

- طراحی نیروگاه با در نظر گرفتن عملکرد و کارایی بیشینه.

- داشتن انتظارات صحیح و منطقی از CHP مورد نظر.

- توسعه پلان بهره برداری نیروگاه بر اساس داده های موجود.

- اندازه گیری و دنبال نمودن عملکرد سیستم در زمان های مختلف.

- استفاده از پرسنل تعلیم دیده و قابل اطمینان.

- بهره برداری از نیروگاه با هدف بهبود سیستم و عملکرد.

- تعمیر و نگهداری پیشگیرانه دوره ای.

spow · 14 اسفند، ۱۳۹۰

نیروگاه های بادی

" نیروگاه بینالود خراسان"

احداث نيروگاه بادي پيدا كردن محل سايت عامل بسيار مهمي است تا حداكثر بهره برداري را از نيروي باد بدست آورد.

اطلاعات اوليه براي احداث نيروگاه بادي بينالود توسط ايستگاه هواشناسي حسين آباد آغاز گرديد و كارهاي مقدماتي آن از سال 74 شروع شد. اطلاعات بدست آمده از ايستگاه در اختيار مهندسين قرار داده شد و پس از مطالعات فراوان سر انجام محل فعلي براي احداث انتخاب گرديد.

تونل بادي كه در اين منطقه وجود دارد از امام تقي آغاز و تا كوير سبزوار ادامه دارد و محل احداث نيروگاه در دهانه اين تونل است و بيشترين بهره برداري را از نيروي باد ميكند.

نكته مهم بعدي پس از انتخاب محل نحوه چيدمان واحدها است تا بتوان حداكثر استفاده را از نيروي باد كرد. از چندين طرح ارائه شده سرانجام چيدمان 10×6 انخاب گرديد.

در فاز اول 43 واحد از 60

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

با يستي به بهره برداري برسد. قدرت هر واحد 660 ولت است. از 43 واحد فوق 5 واحد از خرداد 83 به بهره برداري رسيده و مابقي در حال نصب و راه اندازي است.

واحدها با مشاركت ايران و چند كشور خارجي از جمله آلمان و دانمارك به بهره برداري رسيده به طوري كه 60 درصد توليد داخل و 40 درصد توليد خارج است. كل برق توليد شده توسط واحها توسط كابل به پست (132/20) برده ميشود و توسط آن به شبكه اصلي منتقل ميگردد.

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

خروجي هر واحد 600 وتوسط ترانسفورماتورهاي مجزا به 20000 تبديل ميگردد.

در سطح سايتهاي شناخته شده در سطح جهان دو سايت متمايز وجود دارد: سايت آلتامونت پاس كاليفرنيا كه بيش از 7000

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

دارد و حدود 2 مگا ولت انرژي توليد ميكند و ديگري سايت بينالود. وجه تمايز اين دو سايت در اين است كه در تابستان بيشتر باد مي آيد و در نتيجه توليدي اين دو سايت در تابستان كه پيك مصرف است پيك توليد هم است.

يك واحد خود از 4 قسمت اصلي تشكيل شده است:

1- امبيدر سيلندر (سيلندر مدنون(

2- برج (تهتاني و فوقاني(

3- نافل (ماشين فونه(

4- نويز كون) دماغه(

ژنراتور نيروگاههاي بادي از نوع آسنكرون ميباشند.

در ژنراتور آسنكرون بر خلاف سنكرون لغزش ميتواند بين 3 تا 5 درصد باشد و در كار ژنراتور اختلالي بوجود نياورد.

ولي نكته مهم در اينجا انژي بسيار متغيير باد است كه دائما در حال تغيير است و متناسب با آن دور تغيير ميكند. لغزش مجاز اين ژنراتورها 10 درصد است.

براي كارآيي بهتر لازم است تا ولتاژ القايي در روتور ثابت نگه داشته شود براي اين كار از سه مقاومت متغيير 1 اهمي استفاده ميشود به طوري كه اين مقاومتها روي هر فاز قرار ميگيرند و توسط يك مدار كنترلي بطور اتومات تغيير ميكنند.

براي انتقال انرژي باد به ژنراتور از مين گيربكس استفاده ميگردد.

عموما توربين هاي بادي از لحاظ دور به سه دسته تقسيم ميشوند:

1- دور ثابت

2- دور متغيير

3- دو دوره

توربين هاي اين نيروگاه از نوع دور ثابت هستند.

دور پره 28 دور در دقيقه و دور ژنراتور 1600 دور در دقيقه است. گيربكس طوري طراحي گرديده است كه ورودي آن متغيير ولي خروجي آن ثابت باشد.

اگر باد از مقدار معيني بيشتر گردد توليد برق بطور اتومات قطع ميگردد بطوري كه اگر سرعت باد 5 متر در ثانيه باشد توليد شروع ميگردد و در 16 متر بر ثانيه توليد حداكثر است و نهايتا در 25 متر در ثانيه توليد بطور اتومات قطع ميگردد تا به اجزا واحد آسيب نرسد.

البته شرايط بالا با شرط ايزو ميباشند (فشار 1 اتمسفر و دماي 25 درجه) و در جوي سايت بينالود ( 1550 متر ارتفاع از سطح دريا) فول توليد در سرعت 14 متر در ثانيه بدست مي آيد.

شرايط راه اندازي و توليد:

در زمان راه اندازي ژنراتور ابتدا بصورت موتور به را مي افتد و تا زماني كه سرعت آن به سنكرون برسد ادامه دارد. در اين زمان تغذيه موتور قطع ميگردد و به صورت ژنراتور به كار خود ادامه ميدهد.

پره ها:

پره ها طوري طراحي شده اند كه بطور اتومات تا 90 درجه تغيير پيدا ميكنند(پيچ كنترل(

كلا براي توقف و ترمز واحدها دو روش وجود دارد:

الف- در نوك پره ها پره اي ديگر موجود است (پره آيروديناميكي) كه از نوك پره اصلي فاصله دارد و تغيير حالت آن موجب توقف

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

هاي اصلي ميگردد ( ترمز ديناميكي)

ب- پيچ كنترل: در اين سيستم تمام پره تغيير وضعيت ميدهد و نسبت به روش قبلي مدرنتر است. براي بهره برداي كامل پره طوري قرار ميگيرد كه بيشترين سطح تماس را باد داشته باشد و همچنين در مواقعي كه طوفان است و يا به خاطر سرويس نباي واحد به كار خود ادامه دهد پره ها طوري قرار ميگيرند كه كمترين سطح تماس را باد داشته باشند.

در نيروگاههاي بادي بر خلاف نيروگاه گازي انژي ورودي در اختيار ما نيست بلكه براي كنترل شرايط بايستي از وضعيت پره ها استفادده كنيم.

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

اتاقك يا ژنراتور ميتواند 360 درجه به دور خود گردش كند و كابل ارتباط دهنده آن طوري است كه ميتواند تا 4 دور به دور خود بپيچد و پس از آن بطور اتومات باز ميگردد.

تمام فرمانهاي اجرايي به واحد توسط واحد كنترلي كوچكي كه در بالاي اتاقك است انجام ميگيرد و از سنسورهاي مختلفي تشكيل شده است و پارامترهاي مختلف را تحت كنترل دارند.

در هنگام طوفان كه سرعت باد بسار زياد است واحد كنترل به يا به موتورها فرمان داده و آنها با چرخش ژنراتور به حول خود باعث ميشوند تا

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

در حالت پشت به باد قرار گيرد و از طوفان در امان باشد.

تمام قسمتهاي كنترلي به صورت اتومات انجام ميگردد و اپراتور فقط بر كاركرد قسمتها نظارت دارد و تمام اطلاعات به طور لحظه اي ثبت ميگردد و در حافظه كامپيوتر ذخيره ميگردد.

تغيير دور ژنراتور بين 1500 تا 1650 دور است و تغيير دور پره بين بين 28 تا 30 دور است.

طول پره ها 23.5 و طول برج 40 متر است و وزن هر پره 1.5 و وزن برج 40 وناسل 21 تن است.

spow · 14 اسفند، ۱۳۹۰

اورهال

واژه هاي overhaul و repair اغلب براي كارهاي نگهداري و تعميراتي به كار مي روند كه شرايط يك تجهيز را بهبود مي بخشند كه ممكن است به شرايط تجهيز نو برگردد يا برنگردد. در واقع overhaul اغلب به فعاليت هاي نت پيشگيرانه اطلاق مي شود در حالي كه repair به نت تجهيزي تاكيد دارد كه به حالت خرابي تعيين شده يا حدي از خرابي رسيده باشد.

Replacement بايد در مفهوم گسترده تري تفسير شود كه علاوه بر ماشين دوار و سيستم شامل تعويض قطعات و سيالات كاركرد نيز باشد. در نهايت مشكلات سازماندهي ساختار در نت ماشين هاي دوار مي باشد كه بر پارامترهاي نت دلالت دارد نظير امكانات، نيروي انساني، آموزش، و ابزار.

دوره هاي بين بازرسي وoverhaul براي ماشين هاي با سرويس تميز و غير خورنده، كه بيش از 8 سال مي تواند باشد را معمولا turnaround نامند.

يك turnaround درست شامل پيش برنامه ريزي و كارتيمي بين بخش فني، كارگاه، خريد، ايمني، بهره برداري و نيروهاي نت مي باشد علاوه بر آن همكاري با سازنده اصلي تجهيز و ديگر منابع خارجي شركت را نيز در بر مي گيرد. در مسائل خاص، مشاوره و آزمايشگاه نيز ممكن است براي بازگرداندن ماشين دوار به حالت قابل اطمينان، كاركرد نرم، و با بهره وری لازم باشد.

متن کامل مقاله را ازلینک زیر دانلود نمایید.

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

پسورد : www.noandishaan.com

spow · 15 اسفند، ۱۳۹۰

انرژی آبی

زمانیکه در کوهها و تپّه ها باران می بارد ، آب حاصل از آن بصورت نهر و رودخانه جاری شده و به دریا می ریزد. از آب جاری و ریزشی می توان به نحو احسن استفاده نمود. همانطوریکه قبلاً گفته شد ، انرژی عبارت است از «توانایی انجام کار». بنابراین می توان از آب جاری ، که حاوی انرژی جنبشی است ، برای تولید برق استفاده کرد.

در گذشته برای خرد کردن گندم و ذرت در آسیابها، از آب جاری برای چرخاندن چرخهای چوبی آسیاب استفاده می کردند. این نوع آسیاب را آسیاب آبی یا آسیاب غلات می گفتند.

در سال 1086 ، کتاب چند جلدی Domesday نوشته شد. در این کتاب فهرست کلیه املاک ، خانه ها ، فروشگاهها و سایر موارد در انگلستان ارائه شده است. در این کتاب فهرست 5624 آسیاب آبی واقع در جنوب رودخانه ترنت (Trent) در انگلستان درج شده است. به عبارت دیگر به ازای هر 400 نفر یک آسیاب وجود داشت.

گردش چرخهای آسیاب آبی یا از طریق آبهای ریزشی (ریزش آب از بالا برروی چرخ) و یا آبهای جاری (رودخانه) صورت می گیرد (این نوع آسیابها در تصویر نشان داده شده اند). امروزه از آب جاری نیزمی توان برای تولید برق استفاده نمود. هیدرو به معنی آب است. بدین ترتیب هیدرو – الکتریک یعنی تولید برق از طریق انرژی آب .

استفاده از انرژی جنبشی آب جاری جهت تولید برق را نیروی هیدروالکتریک گویند. با ایجاد سد میتوان جریان رودخانه را متوقف نمود. همانطوریکه در تصویر مربوط به سد شاستا (Shasta) در شمال کالیفرنیا ملاحضه می فرمائید ، با ایجاد سد، مخزنی از آب تشکیل می شود. اما سدهای احداثی برروی رودخانه های بزرگتر باعث تشکیل مخزن نمی شود. جهت تولید برق در یک نیروگاه هیدروالکتریکی ، آب رودخانه به داخل آن هدایت می شود. در تصویر ، سد دالاس را مشاهده می کنید که برروی رودخانه کلمبیا، در طول مرز بین ایالت اورگون و واشنگتن ، احداث شده است.

نیروگاههای آبی بزرگترین تولید کنندگان برق در ایالات متحده هستند. این نیروگاهها 10 درصد از کل برق مصرفی این کشور را تأمین می کنند. ساخت نیروگاههای از این نوع در ایالتهای که دارای کوهستانهای مرتفع و رودخانه های زیادی هستند ، می تواند منجر به افزایش تولید برق شود. به عنوان مثال، در حدود 15 درصد از کل برق تولیدی ایالت کالیفرنیا از نیروگاههای هیدروالکتریک تأمین می شود. اما بیشترین تولید برق آبی مربوط به ایالت واشنگتن است. 3 سد از 6 سد اصلی که برروی رودخانه کلمبیا احداث شده اند عبارتند از گراند کولی (Grand coulee) ، چیف جوزف (Chief joseph) و جان دی (John Day) . حدود 87 درصد از کل برق تولیدی ایالت واشنگتن از نیروگاههای هیدروالکتریک تأمین می شود. مقداری از برق تولیدی این نیروگاهها به ایالتهای دیگر نیز ارسال می شود.

نحوة کار یک سد آبی

آب پشت سد بعداز عبور از یک مدخل وارد لوله ای بنام آبگیر (دریچه مخصوص تنظیم جریان آب) می شود. آب به تیغه های توربین فشار آورده و باعث حرکت آنها می گردد. توربین یک نیروگاه آبی مانند توربین یک نیروگاه معمولی عمل می کند، با فرق اینکه در اینجا از آب بجای بخار برای چرخاندن توربین استفاده می شود. گردش توربین باعث چرخش ژنراتور و درنتیجه تولید برق می گردد. سپس برق تولیدی از طریق خطوط انتقال به خانه ، مدرسه ، کارخانه و مراکز تجاری ارسال می شود.

امروزه نیروگاههای آبی در نواحی کوهستانی ایالتهای مختلف آمریکا ، که در آنجا دریاچه و

رودخانه های طویل وجود دارد ، ساخته می شوند.

spow · 15 اسفند، ۱۳۹۰

تبدیل انرژی با استفاده از آب

شاید قدیمی‌ترین شکل تبدیل انرژی استفاده از نیروی آب است. دریک نیروگاه برق-آبی انرژی با هزینه رایگان فراهم می‌‌شود. این چهره جذاب همواره تاحدی توسط هزینه کلی بسیار بالای ساختار خنثی شده است, خصوصا از منظر کارهای مهندسی عمران. بهرحال امروزه هزینه کلی به ازای کیلووات نیروگاههای برق-آبی با نوع بخاری نیروگاه‌ها در مقایسه است. متاسفانه, شرایط جغرافیایی لازم برای تولید آبی بطور عادی یافت نمی‌شوند. در بیشتر کشورهای توسعه یافته منابع برق-آبی در دوردست استفاده می‌‌شوند.

یک راه حل برای استفاده مرسوم از انرژی آب , ذخیره پمپی است, که آب را قادر می‌‌سازد تا دروضعیتی که متمایل به طرحهای مرسوم نخواهد بود , استفاده بشود. بهره برداری از انرژی درجریانهای جذرومد در کانالها مدتها موضوع بحث و تفکر بوده است. مشکلات فنی و اقتصادی خیلی عظیم هستند و تعداد کمی محل وجود دارد که طرح در آنها عملی باشد. یک تأسیسات که از جریان جذرومد استفاده می‌کند در دهانه رود لارنس در شمال فرانسه که رنج ارتفاع جذرومد 2/9 متر است و جریان جذرومد 18000مترمکعب بر ثانیه تخمین زده می‌‌شود, قرار دارد.

قبل از بحث در مورد انواع توربینها , یک توضیح خلاصه بر روشهای کلی عملکرد نیروگاههای برق-آبی داده خواهد شد. اختلاف عمودی بین مخزن بالایی و تراز توربینها باعنوان هد (head یا دهانه) شناخته می‌شود. آب ریزان از میان این دهانه انرژی جنبشی که پس از آن به تیغه‌های توربین می‌‌رسد را ایجاد و تقویت می‌‌کند.

انواع تأسیسات

در زیر 3 نوع اصلی از تأسیسات آورده شده است:

1- دهانه بلند یا ذخیره بلند - منطقه ذخیره سازی یا منبع بصورت نرمال در بالای 400 h میریزد.

2- دهانه متوسط یا حوضچه‌ای - ذخیره در 200-400 h میریزد.

3- حرکت رودخانه‌ای (Run of River) - مخزن در کمتر از 2 h میریزد ارتفاع دهانه آن بین 3 تا 15 متر است. یک دیاگرم برای نوع سوم در شکل 3-2 نشان داده شده است.

در ارتباط و هماهنگی با این ارتفاعات و دهانه مختلف که در بالا آورده شد , توربینها از انواع خاصی از توربین هستند. آنها بصورت زیر هستند:

1- پیلتون. این برای دهانه‌های بین 1840 - 184 متر استفاده می‌‌شود و شامل یک سطل چرخ رتور با نازل جریان تعدیل پذیراست.

2- فرانسیس. که برای دهانه‌های بین 490- 37 متر استفاده می‌‌شود و از انواع جریان مخلوط است.

3- کاپلن. که برای نیروگاههای جریان-رودخانه‌ای و حوضچه‌ای با دهانه‌های بالای 61 متر استفاده می‌‌شود. این نوع این نوع یک روتور محور- جریانی با گام تیغه‌های متغیر (تیغه‌های گام - متغیر) است.

هنگامیکه کارآیی به دهانه آب که دائما در نوسان است بستگی دارد, اغلب آب مصرفی در مترهای مکعب به ازای کیلووات ساعت استفاده می‌‌شود و به دهانه آب ارتباط دارد. کارخانه برق-آبی توانایی شروع سریع را دارد و در زمان تعطیلی متضرر نمی‌شود. بناراین آن مزیتهای بزرگی دراد برای تولید در برخورد با پیک بارها در کمترین هزینه, در عطف با نیروگاه حرارتی یا گرمایی. با استفاده از کنترل ازراه دور جایگاههای آبی, زمان مورد نیلز از زمان راهنمایی و هدایت برای راه اندازی تا رسیدن به یک اتصال واقعی به شبکه قدرت می‌تواند تا کمتر از 2 دقیقه کوتاه شود.

ورود

مرجع:همه چیز در مورد انواع و نحوه عملکرد نیروگاه ها

ارسال های توصیه شده

spow 44197

لینک به دیدگاه

بهترین ارسال کنندگان این موضوع

بهترین ارسال کنندگان این موضوع

spow 44197

لینک به دیدگاه

spow 44197

لینک به دیدگاه

spow 44197

لینک به دیدگاه

spow 44197

لینک به دیدگاه

spow 44197

لینک به دیدگاه

spow 44197

لینک به دیدگاه

spow 44197

لینک به دیدگاه

spow 44197

لینک به دیدگاه

spow 44197

لینک به دیدگاه

spow 44197

لینک به دیدگاه

spow 44197

لینک به دیدگاه

spow 44197

لینک به دیدگاه

spow 44197

لینک به دیدگاه

spow 44197

لینک به دیدگاه

spow 44197

لینک به دیدگاه

spow 44197

لینک به دیدگاه

spow 44197

لینک به دیدگاه

spow 44197

لینک به دیدگاه

spow 44197

لینک به دیدگاه

اطلاعیه ها

سایت نواندیشان

انجمن نواندیشان

جریان فعالیت های من

کسب درآمد کنید