بلاگ
میکروتوربین
میکروتوربین
راهکاری بهینه برای استفاده مؤثر از انرژی
مقدمه
با استفاده از راهکارهای تولید برق از زیستتوده، امکان مدیریت مؤثرتر انواع مختلف پسماند فراهم میشود. بهکارگیری میکروتوربین در نیروگاههای مبتنی بر زیستتوده، این راهکار را از نظر فنی و اقتصادی امکانپذیرتر، مقرونبهصرفهتر و سازگارتر با محیطزیست میسازد.
شکل ۱: فرآیند تولید برق از زیستتوده
راهکار Ansaldo Energia Turbec یک فناوری نوآورانه است که میتواند با استفاده از فناوری احتراق خارجی و گاز حاصل از گازیسازی تغذیه شود. این فناوری در قالب پیکربندی Microturbine in EFGT Configuration یا میکروتوربین با توربین گازی احتراق خارجی مورد استفاده قرار میگیرد.
مدل Turbec AE-T100E برای چنین کاربردی، در ترکیب با یک محفظه پلاسمای خارجی، تجهیزات واسط و مبدل حرارتی پیش از تولید انرژی، گزینهای مناسب محسوب میشود.
شکل ۲: انواع مختلف میکروتوربین
در مدل E، توان خروجی کلی سیستم برابر با حدود ۷۵ کیلووات برق است.
راهکار پیشنهادی
راهکار نیروگاهی پیشنهادی شامل چند بخش فناورانه اصلی است. در این ساختار، بخش Power Island یا جزیره توان نیروگاه توسط AEN طراحی، تولید و اجرا میشود و سایر بخشها میتوانند توسط GEKO S.P.A با همکاری AEN-I تأمین و پیادهسازی شوند.
اجزای اصلی این راهکار عبارتاند از:
- میکروتوربینهای ۱۰۰ کیلووات و ۲۰۰ کیلووات با فناوری EFGT
- محفظه زیستتوده
- مبدل حرارتی واسط
- سیستم گرمکن آب با استفاده از حرارت گازهای خروجی
شکل ۳: نمودار بلوکی بخش توان
میکروتوربین احتراق خارجی AE-T100
نسخه EFGT از میکروتوربین AE-T100 که با نام AE-T100E نیز شناخته میشود، سیستمی است که از مدل استاندارد AE-T100 توسعه یافته است. در این نسخه، محفظه احتراق معمولی با مجموعهای از لولهکشی ویژه جایگزین میشود تا امکان اتصال سیستم به یک مبدل حرارتی دمای بالا که در داخل بویلر خارجی نصب شده است، فراهم شود.
این سیستم بهگونهای طراحی شده که مزایای میکروتوربین گازی را با امکان استفاده از منابع مختلف انرژی ترکیب کند؛ منابعی مانند مشعل زیستتوده یا متمرکزکنندههای خورشیدی.
استفاده از بویلر خارجی این امکان را فراهم میکند که انرژی حرارتی مورد نیاز برای راهاندازی توربین گازی از طریق احتراق منابع مختلف زیستتوده تأمین شود؛ از جمله:
- چوب
- پسماندهای جنگلی
- فضولات دامی
- لجن فاضلاب
- سایر سوختها و پسماندهای زیستی
در نتیجه، سیستم نهایی عمدتاً از یک بویلر خارجی تشکیل میشود که از طریق یک مبدل حرارتی دمای بالا، انرژی حرارتی را به میکروتوربین گازی منتقل میکند. این میکروتوربین در یک چرخه باز Brayton فعالیت میکند.
به دلیل جداسازی فرآیند احتراق از سیال عامل، یعنی هوا، این سیستم امکان استفاده از سوختهای جامد و سوختهای حاصل از پسماند را فراهم میسازد؛ سوختهایی که معمولاً در نیروگاههای کوچک مبتنی بر توربین گازی قابل استفاده نیستند.
یکی از مزایای مهم AE-T100E نیاز پایین آن به تعمیرات و نگهداری است. فاصله سرویس این سیستم حدود ۶۰۰۰ ساعت کاری است که باعث میشود این راهکار تولید برق، در مقایسه با روشهای متداولتر، بسیار جذاب و رقابتی باشد.
هر پیکربندی از AE-T100E میتواند متناسب با شرایط پروژه، برای نصب در فضای داخلی یا فضای بیرونی ارائه شود. هر دو نوع چیدمان، با الزامات و محدودیتهای جاری مربوط به صدا و آلایندگی مطابقت دارند. همچنین تمام مدلهای AE-T100 قابلیت پایش، کنترل و بهرهبرداری از راه دور را دارند.
رویکرد امکانپذیر برای اجرا
پیش از ورود مدل پیچیده EFGT به ایران، لازم است برخی سیاستها و الزامات مالی، پشتیبانی و کیفی مورد توجه قرار گیرد.
مهمترین این سیاستها عبارتاند از:
۱. ایجاد ظرفیت کافی برای پشتیبانی فنی
حداقل تعداد میکروتوربینهای نصبشده در ایران باید به حدود ۲۰۰ دستگاه برسد تا بتوان از تأمین نیازهای پشتیبانی، خدمات پس از فروش و سیاستهای اجرایی اطمینان حاصل کرد.
از آنجا که پیش از این چنین سیستمی در کشور نصب نشده است، لازم است یک سازمان یا ساختار تخصصی برای آغاز مذاکرات با تأمینکننده و مدیریت فرآیند ورود فناوری ایجاد شود.
۲. آمادهسازی ساختار سرمایهگذاری و مجوزهای نیروگاهی
پیش از آغاز مذاکره با تأمینکننده، لازم است شرکت ایرانی فعال در حوزه تولید برق مستقل یا IPP بهدرستی شکل گرفته باشد. همچنین باید مجوزهای لازم برای احداث نیروگاه اخذ شده و مطالعات امکانسنجی یا FS پروژه آماده شده باشد.
در این مرحله اولیه، حضور یک مشاور بینالمللی نیز ضروری است تا فرآیند ارزیابی، مذاکره و اجرای پروژه با استانداردهای فنی و مالی مناسب پیش برود.
۳. سازماندهی سازوکارهای مالی
با توجه به اهمیت موضوعات مالی در این پروژه، لازم است تمام ابزارها و مسیرهای مالی مورد نیاز پروژه بهدرستی سازماندهی شوند. همچنین باید کانالهای امن و قابل اتکا برای تأمین مالی، پرداختها و همکاریهای بینالمللی در نظر گرفته شود.
ساختار سازمانی پیشنهادی برای استفاده از تسهیلات و ظرفیتهای فناورانه بینالمللی میتواند مطابق با تصویر زیر طراحی شود:
شکل ۴: ساختار سازمانی اجرا و بهرهبرداری