دوشنبه, ۶ اسفند, ۱۴۰۳ / 24 February, 2025
منابع تولید پراكنده در شبكه های الكتریكی
به طور خلاصه منابع تولید پراكنده (Dispersed Generation) را می‌توان به عنوان‌منابع تولید توان الكتریكی كه به شبكه‌های فوق توزیع یا توزیع و یا به مصرف‌كننده‌های‌محلی متصل می‌شوند، تعریف كرد. ظرفیت تولید این منابع در مقایسه با سایر منابع‌متداول تولید انرژی الكتریكی، بسیار كوچكتر و فن‌آوری بكار رفته در تولید توان در آنهانیز متفاوت و بسیار متنوع است. تولیدات پراكنده در سالهای اخیر، گسترش روزافزونی‌در سراسر جهان یافته‌اند. در این نوشتار، تعاریف، فن‌آوری‌ها، كاربردها و مزایای منابع‌تولید پراكنده به طور مختصر بررسی می‌شود. پس از آن اثر این منابع تولیدی بر روی‌طراحی، بهره‌برداری و حفاظت شبكه‌های الكتریكی بیان و در پایان، برخی ازاستانداردهایی كه برای اتصال منابع تولید پراكنده به شبكه‌های الكتریكی تدوین شده‌معرفی می‌شوند.
در سالهای اخیر اقدامات مختلفی برای‌بهینه‌سازی و تغییر سیستم‌های قدرت ازساختار سنتی به ساختاری جدید بامالكیت‌های خصوصی، صورت گرفته است.در نتیجه این تغییر و نیز تحول چشمگیر درزمینه فن‌آوری‌های تولیدات پراكنده، انتظارمی‌رود كه تولیدات كوچك، همچون‌توربوژنراتورهای بادی، آبی و گازی كوچك،فتوولتائیك‌ها، میكروتوربین‌ها، پیلهای‌سوختی و واحدهای تولید همزمان برق ـگرماـ سرما نقش مهم و اساسی را درصنعت‌برق ایفا كنند.
تحقیقات انجام گرفته به وسیله موسسهEPRI نشان می‌دهد كه تا سال ۲۰۱۰نزدیك به ۲۵ درصد از تولیدات را منابع تولیدپراكنده تشكیل خواهند داد، این رقم طبق‌تحقیقات Natural Gas Foundation(NGF) تا ۳۰ درصد نیز پیش‌بینی شده‌است. بنابراین باید دید چه عواملی سبب شده‌تا منابع تولید پراكنده این‌چنین توسعه یابند؟
شاید مهمترین مزیت، نزدیكی به‌مصرف‌كننده و در نتیجه كاهش و یا حذف‌هزینه‌های مربوط به انتقال و توزیع باشد. دركنار آن می‌توان به حذف محدودیت مكانی وجغرافیایی تولیدات كوچك نسبت به‌نیروگاههای بزرگ، زمان نصب كمتر،محیطزیست پاكتر، كیفیت و قابلیت اطمینان‌بیشتر، امكان سرمایه‌گذاری بخش خصوصی‌با سرمایه كمتر، پیشرفت فن‌آوری در زمینه‌ساخت ژنراتورهای كوچك با توان تولیدی‌بالا و استفاده از انرژی‌های تجدیدپذیر مانندباد و خورشید اشاره كرد.
قرار گرفتن شبكه‌های توزیع بین تولید وانتقال از یك سو و مراكز بار از سوی دیگر، آن‌را به طور نسبی به یك شبكه غیرفعال تبدیل‌كرده است، ولی استفاده از واحدهای تولیدی‌كوچك در سالهای اخیر باعث تغییر وضعیت‌این شبكه‌ها از یك شبكه غیرفعال به یك‌شبكه فعال شده است. لذا انتظار می‌رود كه‌اتصال منابع تولید پراكنده به شبكه‌های‌توزیع الكتریكی، آثار قابل توجهی را بر روی‌این قبیل شبكه‌ها به دنبال داشته باشد. این‌مساله به ویژه در هنگام اتصال ظرفیتهای‌بالایی از این منابع تولیدی به شبكه،محتمل‌تر است. نصب و بهره‌برداری موازی ازمنابع تولید پراكنده در شبكه‌های الكتریكی،آثاری را به دنبال خواهد داشت و دست یافتن‌به نتایج مثبت این قبیل آثار، عمدتٹ مستلزم‌رعایت اصول و ضوابط خاص و انجام‌تحلیل‌های دقیق و مناسب است. بر این‌اساس از دیدگاه اصول و ضوابط حاكم براتصال منابع تولید پراكنده، استفاده ازاستانداردهایی كه برای این منظور تدوین‌می‌شوند اجتناب‌ناپذیر خواهد بود.
در این نوشتار، ابتدا منابع تولید پراكنده به طور اجمال معرفی می‌شود. پس از آن، آثارعمده ناشی از اتصال منابع تولید پراكنده به‌شبكه‌های الكتریكی ارایه و در پایان، چندنمونه از استانداردها و گزارشهای فنی كه برای‌اتصال منابع تولید پراكنده به شبكه‌های الكتریكی، تدوین شده‌اند به اجمال موردبررسی قرار می‌گیرد.
منابع تولید پراكنده: تعریف،فن‌آوری‌ها، كاربردها و مزایا:
۱) تعریف منابع تولید پراكنده
منابع تولید پراكنده در مراجع، گزارشها،نشریات و مقالات مختلف با اصطلاح‌های‌گوناگونی معرفی شده است، كه از جمله آن‌می‌توان به این موارد اشاره كرد:
-Distributed Generation, EmbeddedGeneration, Dispersed Generation,Power Distribution, DistributedUtility and Distributed Resources.
ولی تاكنون تعریف جامع و كاملی برای‌تولیدات پراكنده ارایه نشده است و اگر هدف،یافتن تعریف جامعی از این تولیدات باشد،باید عوامل و معیارهایی همچون هدف ومكان استفاده، مقادیر نامی، ناحیه تحویل‌توان، فن‌آوری، اثرات محیطی، روش‌بهره‌برداری، مالكیت و... منابع تولید پراكنده،مشخص شود. با این حال، به طور كلی منابع‌تولید پراكنده را می‌توان به عنوان منابع تولیدتوان الكتریكی با ظرفیتهای نامی محدود(نوعٹ كوچكتر از ۱۰ تا ۳۰ مگاوات)، كه درمجاورت مصرف‌كننده‌ها نصب می‌شوند و به‌صورت مجزا یا موازی با شبكه‌های الكتریكی‌مورد استفاده قرار می‌گیرند، تعریف كرد.
۲) فن‌آوری‌های مورد استفاده در منابع‌تولید پراكنده
فن‌آوری‌های مورد استفاده در منابع تولیدپراكنده، گستره وسیعی را به خود اختصاص‌داده‌اند. فن‌آوری‌های تجاری همچون‌موتورهای دیزل، توربینهای گازی، آبی وبادی كوچك از دیرباز تاكنون به طرق‌مختلفی مورد استفاده قرار گرفته‌اند. علاوه براین فن‌آوری‌ها طیف وسیع دیگری ازفن‌آوری‌های جدید با پیشرفت علوم و دانش‌بشری به صورت تجاری وارد عرصه‌صنعت‌برق شده‌اند. فن‌آوری‌هایی همچون‌موتورهای گازی، پیلهای سوختی،میكروتوربین‌ها و فتوولتاییك‌ها نمونه‌هایی‌از این قبیل فن‌آوری‌های جدید است كه‌امروزه به طور وسیعی در ساخت منابع تولیدپراكنده استفاده می‌شوند.
۳) كاربردهای منابع تولید پراكنده
منابع تولید پراكنده برای كاربردهای‌مختلفی قابل استفاده هستند كه برخی ازمهمترین این كاربردها عبارتند از:
ـ منبع توان آماده باش (standby Power) این كاربرد برای مصرف‌كنندگانی كه بنابه دلایل خاصی توقف سرویس‌دهی‌الكتریكی برای آنها بسیار زیان‌بار است مورداستفاده قرار می‌گیرد. از آنجا كه اغلب‌قطعی‌ها در سیستم انتقال و توزیع به وقوع‌می‌پیوندد، ژنراتورهای آماده باش در مجاورت‌مصرف‌كنندگان (همچون بیمارستانها) نصب‌می‌شوند.
ـ تولید همزمان برق و گرما (CHP)
فن‌آوری‌های تولید توان الكتریكی درطی فرایند تولید انرژی الكتریكی، میزان‌زیادی حرارت تولید می‌كنند. در صورتی كه‌این منابع در مجاورت مصرف‌كنندگان نصب‌شده باشند، گرمای تولید شده به دلیل فرایندتولید انرژی الكتریكی می‌تواند به وسیله‌مصرف‌كنندگان، استفاده شود. به این كاربرد ازمنابع تولید پراكنده عنوان تولید همزمان برق‌و گرما اطلاق می‌شود. تولید همزمان برق وحرارت در مكانهایی با نیاز متوسط یا مبرم به‌انرژی حرارتی (همچون فرایندهای صنعتی،ساختمانهای بزرگ اداری و بیمارستانها) به‌طور قابل توجهی بازده سیستم را افزایش‌می‌دهد.
با افزودن یك چیلر جذبی به واحدهایCHP می‌توان از آن برای سرمایش نیزاستفاده كرد. به این ترتیب یك واحد CHPبرای تولید برق همراه با تهویه مطبوع در تمام‌سال، قابل استفاده خواهد بود.
ـ اصلاح قله مصرف
هزینه‌های تولید توان الكتریكی ساعت‌به ساعت، بسته به میزان تقاضا و ظرفیت دردسترس در حال تغییر است. شركتهای برق‌معمولا قادر به مشاهده این تغییرات هستنداما برای مصرف‌كنندگان، چنین امكانی‌فراهم نیست. برخی از مصرف‌كنندگان بزرگ‌بر اساس زمانهای استفاده از انرژی‌الكتریكی، ممكن است هزینه‌های مختلفی‌را به همین دلیل پرداخت كنند.مصرف‌كنندگانی كه در ساعات نسبتٹ پرهزینه‌اوج بار اقدام به تولید انرژی الكتریكی‌می‌كنند، اصطلاحٹ >اصلاح‌كننده پیك<نامیده می‌شوند. مصرف‌كنندگانی كه در مواقع‌اوج بار شبكه از این روش استفاده می‌كنند به‌طور قابل ملاحظه‌ای هزینه‌های صرف شده‌برای خرید انرژی الكتریكی را كاهش‌می‌دهند. در ضمن این قبیل مصرف‌كنندگان‌قادر خواهند بود در صورت نیاز شبكه، ظرفیت‌مازاد تولیدی خود را در اختیار شبكه قرار دهندو درآمد حاصل از فروش انرژی الكتریكی رابرای كاهش هزینه‌های خود ذخیره كنند.
ـ پشتیبانی شبكه
شبكه الكتریكی از قسمتهای مختلفی‌همچون واحدهای تولیدی، خطوط انتقال‌فشار قوی، پستهای فشار قوی و پستهای‌توزیع محلی، تشكیل شده است. جایابی‌بهینه منابع تولید پراكنده در داخل این شبكه‌می‌تواند مزایای مختلفی را برای شبكه به‌دنبال داشته باشد. از جمله مزایای تولیدات‌پراكنده در پشتیبانی شبكه می‌توان به این‌موارد اشاره كرد:
- پشتیبانی ولتاژ و فركانس به منظور افزایش‌قابلیت اطمینان شبكه
-ممانعت یا به تعویق انداختن احداث یاتوسعه‌های پرهزینه سیستم انتقال و توزیع
- كاهش تلفات خطوط
- آزادسازی ظرفیت خطوط
- كاهش نیازمندیهای ذخیره (رزرو) مراكزتولید انرژی الكتریكی مركزی
- كاهش مصرف سوخت در مواقعی كه منابع‌تولید پراكنده تجدیدپذیر یا پربازده درایستگاههای تولید انرژی الكتریكی استفاده‌شده باشند.
ـ برق‌رسانی مجزا از شبكه
در برخی از موارد، استفاده مجزا از منابع‌تولید پراكنده ممكن است از ادغام آنها باشبكه‌های الكتریكی، اقتصادی‌تر باشد. این‌مساله به خصوص در هنگام استفاده از منابع‌تولید پراكنده در مناطق دور از دسترس، بارزتراست. برخی از مصرف‌كنندگان نیز كه نیازمندكنترل دقیقی بر روی كیفیت انرژی الكتریكی‌خود هستند، ممكن است از منابع تولیدپراكنده به صورت مجزا از شبكه استفاده كنند.
مهندس شهرام كاظمی ـ دكتر مصطفی پرنیانی ـ دكتر حسین مختاری
- منابع در دفتر ماهنامه موجود است.
- نشانی مولفان نوشتار: تهران، خ آزادی،دانشگاه صنعتی شریف، دانشكده مهندسی‌برق، تلفن ۶۱۶۵۹۶۳
E.mail:parniani@sharif.edu
ایران مسعود پزشکیان دولت چهاردهم پزشکیان مجلس شورای اسلامی محمدرضا عارف دولت مجلس کابینه دولت چهاردهم اسماعیل هنیه کابینه پزشکیان محمدجواد ظریف
پیاده روی اربعین تهران عراق پلیس تصادف هواشناسی شهرداری تهران سرقت بازنشستگان قتل آموزش و پرورش دستگیری
ایران خودرو خودرو وام قیمت طلا قیمت دلار قیمت خودرو بانک مرکزی برق بازار خودرو بورس بازار سرمایه قیمت سکه
میراث فرهنگی میدان آزادی سینما رهبر انقلاب بیتا فرهی وزارت فرهنگ و ارشاد اسلامی سینمای ایران تلویزیون کتاب تئاتر موسیقی
وزارت علوم تحقیقات و فناوری آزمون
رژیم صهیونیستی غزه روسیه حماس آمریکا فلسطین جنگ غزه اوکراین حزب الله لبنان دونالد ترامپ طوفان الاقصی ترکیه
پرسپولیس فوتبال ذوب آهن لیگ برتر استقلال لیگ برتر ایران المپیک المپیک 2024 پاریس رئال مادرید لیگ برتر فوتبال ایران مهدی تاج باشگاه پرسپولیس
هوش مصنوعی فناوری سامسونگ ایلان ماسک گوگل تلگرام گوشی ستار هاشمی مریخ روزنامه
فشار خون آلزایمر رژیم غذایی مغز دیابت چاقی افسردگی سلامت پوست