تولید پراکنده و کاهش اتکا به شبکه‌های سراسری انتقال انرژی

[.sOuDeH. 16059]

 

شبکه‌های طولانی علیرغم تمام محاسنی که دارند، به طور جدی آسیب‌پذیر هستند. وقوع سیل،‌ زلزله، رانش زمین، بارش سنگین برف، طوفان، تهدیدات خصمانه و اشکالات فنی عناصری از فهرست طولانی عوامل تهدیدکننده­ی شبکه‌ها به شمار می‌روند. این تهدیدها مختص کشورهای ضعیف نیست و کشورهایی که از نظر امنیتی، اقتصادی و فن‌آوری جزء پیشروترین کشورها هستند در معرض آسیب‌دیدگی شبکه‌ها قرار دارند. وقوع خاموشی های گسترده در آمریکا، اروپا و کشورهای همسایه از جمله ترکیه فقط شواهدی از این واقعیت هستند.

 

واگذاری نیروگاه­های بزرگ، به سرمایه­های بسیار زیاد نیازمند است اما این امکان وجود دارد که مردم با سرمایه­های اندک نیروگاه­های کوچک احداث کنند و از این طریق علاوه بر تولید مؤثر، به یک اشتغال زودبازده نیز دست یابند. با احداث این نیروگاه­ها می­توان تلفات را در زمان پیک مصرف کاهش داد و بخش عمده­ای از نیاز کشور را فراهم کرد.

بدون کاهش مصرف و تلفات شبکه­ای، برق ایران تا سال 1397 به یک وارد کننده بزرگ انر‍ژی تبدیل خواهد شد. کاهش تلفات توزیع، احداث نیروگاه­های پراکنده ، افزایش راندمان از طریق استفاده از گرمای تلف شده و دسترسی به راندمان بالاتر از جمله اهداف وزارت نیرو در زمینه استفاده­ی بهینه از انرژی است. با توجه به شرایط موجود کشور با دو دیدگاه بلندمدت و کوتاه­مدت که کمک به افزایش تولید برق در اوج بار شبکه برق و در تابستان خواهد بود، وزارت نیرو و صنعت برق کشور به جهت توسعه مولدین مقیاس کوچک و در اولین مرحله احداث 2 هزار مگاوات از این نیروگاه­ها را در زمره اهداف جدی خود قرار داده است. مشارکت و جلب پتانسیل­های سرمایه­گذاری در مقیاس کوچک، اجتناب از تلفات شبکه­های انتقال و فوق توزیع، کاهش نیاز به سرمایه­گذاری در بخش انتقال و فوق توزیع، حذف دشواری­های تصرف اراضی در طرح­های انتقال، آمادگی پدافند غیرعامل، سهولت و سرعت نصب در راه اندازی، امکان بومی­سازی و ساخت داخل مولدها و کاهش آلودگی­های زیست محیطی از جمله مزایای این نیروگاه­ها هستند.

مسائل نظارتی و تکنولوژیکی

تاکنون مسایل نظارتی و تکنولوژیکی به این مفهوم بوده است که الکتریسیته تولید شده توسط مصرف کننده‌های خانگی را نمی‌توان به راحتی و بدون خطر با تغذیه توان ورودی همراه کرد. شرکت‌های الکتریکی بایستی توانایی جداسازی بخش‌های شبکه برق را داشته باشند، وقتی که یک خط از کار می‌افتد، کارگران بایستی از قطع بودن برق قبل از کار روی آن مطمئن باشند. آن­ها همچنین وقت زیادی را صرف می‌کنند تا کیفیت برق را در شبکه‌شان حفظ کنند. تأسیسات پراکنده برق هم می‌تواند کنترل این موارد را مشکل‌تر کند. با ظهور تجهیزات الکترونیک قدرت با قابلیت اطمینان بالا، نصب تجهیزات تولید ترکیبی حتی با اندازه‌های خانگی، اقتصادی و بی‌خطر شده است. این تأسیسات می‌توانند آب داغ خانگی، الکتریسیته و گرمایش خانگی را تولید کنند و انرژی اضافی را به شرکت برق بفروشند. پیشرفت در الکترونیک موجب ساده شدن دسترسی به مسایل امنیتی و کیفی شرکت‌های الکتریکی شده است. برای برطرف کردن موانع رسیدن به افزایش سطوح تولید پراکنده، تنظیم کننده‌ها می‌توانند توسط تضمین عملکرد تولید‌های متمرکز و پراکنده بر روی یک زمینه با سطح متغیر، اقدام کنند.

در ایالات متحده، قانون فدرال از شرکت‌های الکتریکی می‌خواهد که برق را از تولید کنندگان مستقل که تحت پوشش قوانین و بیمه هستند خریداری کنند.

تولید پراکنده به سوخت فسیلی محدود نشده است. برخی از کشورها و مناطق در حال حاضر دارای منبع انرژی تجدید­پذیر قابل توجهی در توربین‌های بادی و احتراق زیست جرمی هستند. افزایش تولید پراکنده نیازمند تغییر در فناوری مورد نیاز برای مدیریت انتقال و توزیع الکتریسیته است. در این صورت نیاز فزآینده‌ای به اپراتورهای شبکه برای مدیریت شبکه‌ها به صورت فعال به جای غیر فعال وجود خواهد داشت. با افزایش مدیریت فعال، مزایای اضافی برای مصرف­کننده‌ها به وجود خواهد آمد که این مزایا به صورت معرفی با حق انتخاب‌های بیشتری به نسبت خدمات تغذیه­ی انرژی و رقابت بیشتر خواهد بود. اما به هر حال رفتن به سوی مدیریتی فعال‌تر، می‌تواند مشکل باشد. شبکه‌های توزیع الکتریسیته یک حق انحصار طبیعی هستند و بنابراین به شدت قانونمند شده‌اند تا هزینه زیادتری با کار مصرف کننده‌ها بدست نیاورند. سرمایه­گذاری شبکه یک معیار کلیدی برای تعیین هزینه­هایی است که شبکه می­تواند به مصرف­کننده­ها بدهد. شبکه‌ها سعی می‌کنند تا مزایای­شان را در چارچوب کاری فراهم شده توسط قوانین­شان، حداکثر کنند. در حال حاضر چنین قوانینی خیلی مناسب تشویق به انجام رفتارهای ابداعی توسط شبکه‌ها نیستند. به نظر می‌رسد که این امر هم برای توسعه شبکه‌ها و هم برای زیاد شدن سطح تولید پراکنده که به شبکه‌ها اضافه می‌شود، مانع ایجاد کند. اما نشانه‌هایی وجود دارد که مقامات نظارتی در حال آشنا شدن هر چه بیشتر با موانع بالقوه هستند و در حال ارائه قوانین هزینه‌های اتصال و شرایطی برای فعال کردن تولید­کننده­های پراکنده برای شرکت در بازار الکتریسیته هستند. علی رغم وجود پتانسیل تولید، بخش عظیمی از تغذیه برق از طریق منابع انرژی غیر متمرکز، اعتبارات انرژی، کنترل جمعیت و پایداری سیستم کماکان موارد مهمی‌اند که گسترش این فناوری را محدود می‌کنند. برای حفظ کنترل و پایداری سیستم قدرت در برخی از شبکه‌ها، مصرف کننده‌های همسایه بایستی تمامی توان الکتریکی‌ای را که ممکن است یک مصرف‌ کننده (که تولید کننده هم هست) تولید کند، استفاده کنند. این امر تضمین می‌کند که یک جریان توان الکتریکی خالص از ژنراتور به مصرف­کننده در شبکه توزیع وجود دارد، حتی اگر در توزیع محلی یک برون ریزی محلی وجود داشته باشد.

شاخص­های اصلی مورد نظر در تصمیم­گیری و بکارگیری تولید پراکنده

شاخص­های اصلی مورد نظر در تصمیم­گیری و بکار­گیری تولید پراکنده عبارتند از :

1- وجود ظرفیت­های موجود در کشور

2-امکان طراحی و در صورت امکان، ساخت در داخل کشور

3-استفاده از انرژی اولیه مناسب­تر با آلودگی کمتر (مثلاً سوخت گاز یا انرژی­های تجدید­ پذیر)

4-دارا بودن صرفه اقتصادی نسبت به سایر منابع

ضرورت­های رویکرد ایران به تولید پراکنده

دلایل زیر کاربرد تولید پراکنده و تولید همزمان را در کشور ما برای مصارف معمولی و عمومی توجیه می­کند :

1-کاربرد واحد­های کوچک توسط مصرف­کنندگان، صنعت برق را عملاً به تدریج خصوصی می­کند و این خصوصی­سازی از اهداف دولت و وزارت نیرو می­باشد و از سرمایه­گذاری ملی در زمینه تولید می­کاهد.

2-نصب تولید پراکنده در پایدار نگه­داشتن ولتاژ، اصلاح قدرت راکتیو، تزریق قدرت اکتیو و حفظ فرکانس و نهایتاً بهبود کیفیت برق شبکه تأثیر مثبت دارد.

3-نصب تولید پراکنده در محل­های مصرف، جابجایی انرژی الکتریکی را در کل شبکه متناسب با قدرت نصب شده کاهش می­دهد در نتیجه تعویض هادی­ها، کابل­ها و سایر تجهیزات خصوصاً در شبکه توزیع کاهش می­یابد.