سیستم های ترکیبی برق و حرارت یا CHP

سیستم های ترکیبی برق و حرارت یا CHP، می توانند برق و حرارت را به صورت همزمان و تنها از یک منبع سوختی از قبیل گازهای طبیعی، بیومس، بیوگاز، زغال سنگ و سوخت های نفتی تولید کنند.

اگرچه سیستم های CHP تنها تکنولوژی در اين بخش نيستند اما دارای يک مزيت عمده در سيستم های يکپارچه انرژی هستند که آن هم قابليت اصلاح وتغییر نسبت به نوع انرژی و کاربرد آن است.

سيستم های CHP در سه بخش کلی زير کاربرد دارد:

1 – توليد توان الکتريکی و مکانيکی در واحدها

2 – بازيافت حرارت هدر رفت برای گرمايش و سرمايش ، رطوبت زدايي و يا کاربردهای فرايندی گوناگون

3 – سيستم های يکپارچه و مستقل برای تکنولوژی های گوناگون از جمله کابردهای حرارتی و سوختی در ساختمان های مختلف.

اما دو شکل کلی از سيستم های CHP در حال حاضر وجود دارد:

1-      موتور يا توربين های گازی با سيستم بازيافت حرارتی

2-      بويلر بخار با توربين بخار

1-     موتور يا توربين های گازی با سيستم بازيافت حرارتی

توربين گازی يا موتور رفت و برگشتی در سيستم های CHP از سوختن گاز ( گاز طبيعی يا بيوگاز ) توليد الکتريسيته می کنند و در مرحله بعد حرارت  خروجی از سيستم توسط قسمت بازيافت حرارت گرفته می شود. اين انرژی به شکل بخار يا آب داغ در سيستم های حرارتی مجاور استفاده می شود. از اين رو اين گونه سيستم های CHP را می توان در صنايع بزرگ و کوچک که نياز به تامين برق و حرارت به طور همزمان دارند استفاده کرد. 

2-     بويلر بخار با توربين بخار

توربين های بخار در توليد بخار و در کنار آن به عنوان محصول جانبی برق توليد می کنند. در صورتی که در سيستم های  CHP شامل توربين بخار يا موتورهای رفت و برگشتی حرارت محصول جانبی توليد برق است. اين گونه سيستم های CHP معمولا زمانی در صنعت استفاده میشوند که سوخت های جامد ( زغال سنگ يا بيو مس ) يا مواد هدر رفت به عنوان سوخت در کنار آن موجود باشد.

    سوخت سيستم های CHP

بيو مس ( مواد صنعتی ، سبزيجات و هدر رفت های کشاورزی )  يا بيوگاز ( متان توليدی از تجزژه هوازی یا بی هوازی بيو مس ) می تواند به عنوان ماده اوليه و سوخت در سيستم های CHP مورد استفاده قرار گيرد.

در حال حاضر با توجه به ارزش بالای سوخت های فسيلی، استفاده از سوخت های ذکر شده می تواند به عنوان يک فرصت ممتاز در پيشرفت های صنعتی مورد توجه قرار گيرد و از طرف ديگر می توان به مزيت های تجديد پذيری و پاکسازی محيط زيست نيز با آن نگريست.

کاربرد سيستم های CHP

سيستم های CHP با توجه به گستردگی کاربرد و استفاده از آن در بخش های مختلف قابليت ها استفاده را در موارد زير دارد:

1 – در ساخت کارخانجات صنعتی مختلف از قبيل کارخانجات شيميايي ، صنايع غذايي ، توليد شيشه ، کاغذ و خمير آن ، توليد اتانول و چنين واحدهای نفت و گاز

2 – نهادها و سازمان ها از جمله دانشگاه ها و موسسات آموزشی ، بيمارستان ها، زندان ها و مراکز نظامی

3 – ساختمان های تجاری مانند هتل ها ، فرودگاه ها و مجتمع های تجاری بزرگ

4 – شهرداريها از جمله در تولید سيستم های انرژی اجزا از مواد پسماند شهری

5 – در واحدهای مسکونی بزرگ

 مزايای استفاده از سيستم های CHP

سيستم های CHP می تواند نقش بسيار مهمی در نياز به انرژی از يک طرف و حفظ محيط زيست از طرف ديگر ايفا کنند از جمله:

1 – افزايش بازدهی

سيستم های CHP به دليل مصرف کمتر سوخت در مقابل توليد انرژی بیشتر و همچنين عدم نياز به انتفال و توزيع گسترده انرژی، بازده بالاتری دارند.

2 – قابليت اطمينان بالا

سيستم های CHP که با کفیت بالا طراحی شده اند، در تجهيزاتی که دارای حساسیت بالایی نسبت به انرژی ورودی است قابلیت استفاده مطمئن تری دارند. به ويژه در شرایطی که شبکه های سراسری برق با قطعی های بيشتر مواجهند .

3 – سازگاری با محیط زیست

به دلیل مصرف کمتر سوخت در تولید انرژی در سيستم های CHP ، این سیستم ها آلودگی کمتری تولید کرده و باعث انتشار کمتر گازهای گلخانه ای می شود.

4 – مزیت افتصادی

با توجه به شرایط بد اقتصادی جهان و قیمت بالای حامل های انرژی استفاده از این تکنولوژی می تواند به ویژه در بلند مدت دارای صرفه بالای اقتصادی باشد.