انرژی نفت- مزایا و معایب

انرژی نفت- مزایا و معایب

مزایا:

نیروگاه‌های نفتی می‌توانند در زمان بسیار کوتاهی شروع به کار کنند. به عبارت دیگر زمان راه اندازی آن‌ها کوتاه است. همچنین زمان ساخت آن‌ها کم است. توان تولیدی آن‌ها نیز بسیار زیاد است.

بازده این نوع نیروگاه‌ها شبیه نیروگاه‌های زغال سنگی است.

معایب و مضرات نفت:

نفت سوختی تجدیدناپذیر است، همچنین قیمت نفت در حال افزایش بوده و نیروگاه‌هایی که با نفت کار می‌کنند بسیار گران و پرهزینه هستند. نفت همانند سایر سوخت‌های فسیلی محیط زیست را آلوده می‌کند. در نهایت می‌توان گفت که تولید برق توسط نفت بسیار گران بوده و تا زمانی که منابع دیگر تولید انرژی برق وجود دارد استفاده از آن نادرست است.

نفت و محیط زیست:

نفت محیط زیست را آلوده می‌کند و مصرف آن اثرات منفی بر محیط زیست برجا میگذارد. گازهای حاصل از سوختن نفت (مثل دی اکسید سولفور) باعث باران اسیدی می‌شوند. در ضمن دی اکسید کربن حاصل از آن باعث افزایش اثر گلخانه‌ای می‌شود. گاهی مواقع حمل و نقل نفت باعث آلودگی محیط زیست می‌شود (مثل غرق شدن کشتی‌‌های نفتکش در دریا یا واژگون شدن تانکرهای نفتی).

تاثیر خروج آمریکا از برجام بر صنعت نفت ایران چه خواهد بود؟

تاثیر خروج آمریکا از برجام بر صنعت نفت ایران چه خواهد بود؟

 

بلومبرگ طی گزارشی نوشت: اگر ترامپ تصمیم به وضع تحریم های سختگیرانه تر علیه ایران بگیرد، این مسئله ممکن است مانع از سرمایه گذاری های جدیدی شود که ایران برای نوسازی صنعت نفت فرسوده خود و افزایش تولید نفت و گاز نیاز دارد.

به گزارش خبرگزاری تسنیم به نقل از بلومبرگ، انتظار می رود دونالد ترامپ، رئیس جمهوری آمریکا در طی روزهای آینده موضع خود را در خصوص پایبندی ایران به توافق برجام اعلام کند.

ایران هم اکنون نیز برای جذب سرمایه گذاری به بخش انرژی خود با دشواری مواجه است و در شرایطی که رئیس جمهوری آمریکا تلاش دارد توافق هسته ای را که منجر به کاهش تحریم ها علیه سومین تولید کنندگان بزرگ نفت اوپک شده تضعیف کند، بسیاری از شرکت های بین المللی موانع زیادی برای ورود به بخش انرژی ایران پیش روی خود می بینند.

تلاش های ترامپ بلافاصله روند صادرات روزانه حدود ۲٫۳ میلیون بشکه ای نفت خام ایران را محدود نخواهد کرد. این رقم بیش از ۳ برابر مقدار نفتی است که آمریکا در طی سال گذشته به کشورهای دیگر صادر کرده است. اما برای سرمایه گذاران، ریسک ناشی از اقدامات آمریکا می تواند بازدارنده باشد. شرکت هایی نظیر توتال که در ماه جولای به اولین شرکت غربی طرف همکاری با بخش انرژی ایران بعد از برجام تبدیل شد، ممکن است با موانع جدیدی در کمک به ایران برای جذب ۱۰۰ میلیارد دلار سرمایه گذاری به بخش نفت و گاز خود مواجه شوند. اما سوال اینجاست که تصمیم آمریکا به خروج از برجام چگونه بر بازارهای انرژی تاثیر خواهد گذاشت.

اگر ترامپ تصمیم به وضع تحریم های سختگیرانه تر علیه ایران بگیرد، این مسئله ممکن است مانع از سرمایه گذاری های جدیدی شود که ایران برای نوسازی صنعت نفت فرسوده خود و افزایش تولید نفت و گاز نیاز دارد. پیشتر، تحریم های امریکا که در ژانویه ۲۰۱۶ تعلیق شد، صادرات نفت خام ایران را هدف قرار گرفته بود و مشتریان نفتی ایران تهدید شده بودند که اگر خریدهای خود از این کشور را کاهش ندهند، با جریمه های مالی مواجه خواهند شد.

آمریکا این اهرم را نیز در اختیار دارد که تحریم های مشابهی را علیه شرکت های انرژی طرف همکاری با ایران وضع نماید، زیرا بسیاری از این شرکت ها در آمریکا فعالیت تجاری دارند و از دلار برای خرید تجهیزات و پرداخت پول به پیمانکاران استفاده می کنند. به گفته ایمان ناصری، تحلیلگر موسسه اف جی ای در لندن: «تامین مالی پروژه ها و سرمایه گذاری در ایران حتی از الان هم سخت تر خواهد شد.

ناصری افزود، توانایی ترامپ در محدود کردن فروش نفت ایران احتمالا چندان بالا نخواهد بود. در دور قبلی تحریم ها، واشنگتن بر تمایل مشتریان آسیایی برای خرید نفت کمتر از ایران اتکا کرده بود، در حالی که اتحادیه اروپایی تحریم کامل خرید نفت از این کشور را به اجرا گذاشته بودند. اگر دیگر طرف های برجام تمایلی به بر هم زدن یا مذاکره مجدد در مورد برجام نداشته باشند، احتمالا دولت آمریکا به رهبری ترامپ این بار در صورت تلاش برای تحریم نفت ایران منزوی خواهد شد. اگر آمریکا صادرات و تولید نفت ایران را تحریم کند چه خواهد شد؟

آمریکا نزدیک به ۴۰ سال است که از ایران نفت خریداری نمی کند، اما از زمان لغو تحریم ها، میزان خرید کشورهای آسیایی و اروپایی از ایران تقریبا دو برابر شده و به ۲٫۲ تا ۲٫۴ میلیون بشکه در روز رسیده است. بعد از لغو تحریم های اروپا، صادرات به کشورهای اتحادیه اروپا به حدود نیم میلیون بشکه در روز رسیده است. صادرات نفت ایران به چین نیز در ماه اوت به بالاترین رقم از ژوئن ۲۰۱۶ تاکنون رسید.

همایون فلکشاهی، تحلیلگر موسسه وود مکنزی در این باره گفت: «به نظر می رسد که اروپا تمایلی برای تحریم مجدد نفت ایران مثل سال ۲۰۱۲ ندارد.» وی افزود، اما ممکن است آمریکا به ویژه از طریق دارایی هایی که در آمریکا قرار دارند، تصمیم به فشار بر خریداران نفت ایران بگیرد.

هلیما کرافت، تحلیلگر موسسه آر بی سی کپیتال مارکتس گفت، تصمیم یکجانبه دولت آمریکا برای تحریم مجدد ایران «موجب کاهش اشتیاق شرکت های اروپایی و برخی شرکت های آسیایی برای دنبال کردن برنامه ها جهت سرمایه گذاری در بخش بالادستی نفت ایران خواهد شد.» وی افزود، این ممکن است به نوبه خود «پالایشگاه های خارجی را ناگزیر سازد تا نفت کمتری از ایران بخرند، به ویژه اگر این پالایشگاه ها مجددا تهدید به محروم شدن از بازارهای سرمایه آمریکا شوند.»

آخرین وضعیت مصرف سوخت نیروگاه ها

آخرین وضعیت مصرف سوخت نیروگاه ها

نیروگاه‌ها بزرگ‌ترین مصرف‌کننده و اتلاف کننده انرژی فسیلی کشور شناخته شده‌اند ضمن اینکه هرچه میزان سوخت مایع در نیروگاه‌ها بیشتر باشد میزان آلایندگی هوا و زیست محیطی نیز افزایش می‌یاید لذا میزان مصرف سوخت و نوع آن در نیروگاه ها از اهمیت ویژه ای برخوردار است.

به گزارش خبرنگار ایسنا، هر سال میزان مصرف سوخت نیروگاه ها پنج درصد رشد می یابد که برای این میزان نیاز به چهار میلیارد دلار سرمایه گذاری جدید است؛ همچنین به ازای سرمایه‌گذاری برای هر یک واحد تولید برق پنج واحد باید در امر توسعه بخش‌های انتقال، فوق توزیع و توزیع سرمایه‌گذاری شود.

از سوی دیگر بر اساس آخرین آمار سالانه به صورت معادل ۶۸ میلیارد سوخت شامل گاز، گازوئیل و نفت در صنعت برق مصرف میشود اما این در حالی است که در سال ۹۳ میزان مصرف گاز طبیعی در صنعت برق ۴۷ میلیون و ۷۴۲ هزار متر مکعب بوده که نسبت به سال ۶۸ یعنی ابتدای اجرایی شدن برنامه اول توسعه ۴۰ میلیون و ۹۸۹ هزار متر مکعب رشد داشته یعنی حدودا ۸ برابر شده و همزمان با افزایش مصرف گاز مصرف سوخت مایع کاهش یافته است.

در همین راستا وزارت نیرو و توانیر برنامه هایی را برای کاهش مصرف سوخت مازوت در نیروگاه ها تنظیم کرده اند که به گفته آرش کردی مدیر عامل توانیر در سال ۱۳۹۳، معادل ۷۲ درصد سوخت مصرفی نیروگاه‌ها گاز و ۱۸ درصد مازوت و گازوییل بود و براساس همکاری‌های وزارت نفت سال گذشته این عدد به ۸۱ درصد رسید.

وی با بیان این‌که بخش عمده‌ای از نیروگاه‌هایی که از سوخت مایع استفاده می‌کردند در حال حاضر از گاز استفاده می‌کنند، گفت: هدف ما این است که به سمتی پیش برویم که مصرف سوخت مایع در نیروگاه‌ها به صفر برسد.

افزایش مصرف سوخت گاز توسط نیروگاه ها موجب افزایش صادرات سوخت مایع مانند گازوئیل و نفت کوره به کشور های همسایه و همچنین افزایش راندمان نیروگاه ها می شود و دیگر تاثیرات تخریب محیط زیست نیز در ایران وجود نخواهد داشت و همانگونه که برنامه ریزی شده قرار است که در سال ۹۵ میزان صادرات و راندمان نیرواه ها افزایش یابد.

نیروگاه های برق چقدر گاز و نفت می‌بلعند؟

نیروگاه های برق چقدر گاز و نفت می‌بلعند؟

بر اساس آخرین آمار، سالانه ۷۰ میلیارد لیتر نفت و ۷۰ میلیارد مترمکعب گاز صرف تولید برق در نیروگاه‌ها می‌شود که بر اساس گفته کارشناسان حوزه انرژی به راحتی می‌توان با کاهش تلفات فنی و غیرفنی انرژی برق و صرفه‌جویی در مصرف، بخش قابل توجهی نفت و گاز صرفه‌جویی کرد.

به گزارش ایسنا، مصرف برق ارتباط مستقیم با مصرف گاز و نفت دارد و با توجه به اینکه ۹۴ درصد از کل برق تولید شده با استفاده از سوخت‌های فسیلی است، بنابراین صرفه‌جویی در مصرف برق، در ابعاد مختلف، بر کاهش مصرف سوخت نیز تاثیرگذار خواهد بود.

در این بین همراهی دولت و مجلس برای بهینه‌سازی وسایل اندازه‌گیری مصرف انرژی برق بسیار مهم است، آرش کردی مدیر عامل توانیر معتقد است که امروز تمام طرح‌ها به شکل پایلوت انجام می‌شود حال آنکه باید با یک هدف‌گذاری مناسب و با همراهی بخش خصوصی، این اقدام به شکل کلان اجرایی شود.

از سوی دیگر بر اساس اعداد و ارقام در سال ۱۳۹۲ حدود ۴۵ درصد سوخت مایع و ۵۵ درصد گاز در نیروگاه‌ها مصرف می‌شد ولی این عدد در سال ۱۳۹۵ به ۸۸ درصد گاز و ۱۲ درصد سوخت مایع رسید. در سال جاری نیز علی رغم کاهش مصرف مازوت اما میزان مصرف گاز افزایش یافته است.

معمولا وزارت نیرو تمایلی به استفاده از سوخت مایع در نیروگاه ها ندارد، چرا که استفاده از این نوع سوخت باعث افزایش هزینه‌های تعمیراتی نیروگاه ها می‌شود، ضمن اینکه سوخت مایع از سوخت گاز گرانتر است.

از سوی دیگر بخش‌های برنامه ریزی در حوزه نفت و گاز باید پیش بینی از آینده مصرف گاز و توان تأمین آن برای مصارف گوناگون ارائه دهد. وزارت نیرو تنها بهره بردار است و به همین دلیل حدود ۵.۶ میلیارد مخزن سوخت مایع در اختیار دارد که به دستور پدافند غیرعامل ساخته شده و وزارت نفت موظف به تأمین سوخت پشتیبان است.

در ایران مصرف انرژی در هیچ یک از بخش‌ها بهینه نیست، به همین دلیل مدیریت تقاضا در صنایع آب و برق یکی از مهم ترین اهداف وزیر نیرو دولت دوازدهم شناخته شده و وی معتقد است که باید به امر مدیریت مصرف و تقاضا بیش از پیش توجه شود چراکه این مولفه کلید حل بسیاری ازمشکلات صنعت آب و انرژی خواهد بود.

در مجموع به نظر می رسد که با مدیریت درست مصرف و اجرای پروژه های کارامد می توان میزان مصرف انرژی در کشور را مدیریت کرد و با توجه به اینکه میزان مصرف گاز در فصل سرما به طور طبیعی افزایش می یابد و ممکن است وزارت نفت را با چالش هایی روبرو کند،لازم است که نیروگاه های تولید برق مدیریت مصرف و تقاضا را سرلوحه کار خود قرار دهد و یا تبدیل نیروگاه ها به سیکل ترکیبی در صدر برنامه های وزارت نیرو قرار بگیرد.

نقش وزارت نفت در اعتبار بخشی به گواهینامه کیفیت محصول

نقش وزارت نفت در اعتبار بخشی به گواهینامه کیفیت محصول

با صدور گواهینامه کیفیت محصول (IPICB Monogeram) برای سازندگان داخلی تجهیزات نفتی، فرایند بومی سازی مدنظر وزارت نفت در قالب پروژه اقلام دهگانه تقریبا کامل شده  و هدف اصلی این پروژه ها در تولید محصولات کیفی با برند داخلی و قابل رقابت با محصولات مشابه خارجی محقق شده است و از این پس دیگری بهانه ای بنام نداشتن گواهینامه و استاندارد نبودن، برای عدم استفاده از تولیدات داخلی در صنعت نفت کشور پذیرفتنی نیست.

هرچند ممنوعیت استفاده از تجهیزات وارداتی دارای مشابه داخلی چند سالی است که با ذکر جزئیات حتی در مورد تجهیزات مورد استفاده برای  صنعت نفت نیز از طرف وزارت صنعت، معدن و تجارت ابلاغ شده است، اما در موارد متعددی بخصوص در پروژه هایی که در قالب بسته های EPDF و EPCF توسط پیمانکاران اجرا شده، چندان به این ممنوعیت توجه نشده است. بطوری که در برخی پروژه‌های اجرا شده در بخش بالادستی میادین مشترک غرب کارون، به بهانه زمان ساخت طولانی، قیمت‌های بالای وسایل داخلی و نداشتن گواهینامه های استاندارد، تجهیزات خارجی(عمدتا چینی) دربخش شیرآلات سرچاهی (Wellhead) و وسایل درون چاهی(Completion) به تولیدات داخلی مشابه ترجیح داده شده اند. این درحالی است که از چهار شرکت دریافت کننده گواهینامه IPICB  از سال گذشته تاکنون، نام دوشرکت داخلی سازنده این تجهیزات به چشم می خورد.

با شرایط  جدید پیش آمده وصدور گواهینامه IPICB، وزارت نفت موظف است علاوه بر ابلاغ رسمی ممنوعیت استفاده از تجهیزات خارجی که برای مشابه داخلی شان گواهینامه کیفیت صادر شده است، از ابزارهای قانونی اش برای اجرای دقیق و کامل قانون ممنوعیت در پروژه هایی  که بصورت بسته‌های  EPDF و EPCF در صنعت نفت اجرا می شود، استفاده کند.  بخصوص در شرایطی که مطابق سیاست‌های ابلاغی وزارت نفت در سال جاری، شرکت های تابعه وزارت نفت از انجام هرگونه پروژه های توسعه ای و حتی نگهداشت تولید و تجهیزات منع شده اند و این پروژه ها فقط در قالب بسته های ذکر شده قابل انجام است.

نظارت وزارت نفت برای رعایت قانون ممنوعیت واردات محصولات دارای مشابه داخلی، در راستای حمایت از توانمندی سازندگان داخلی است و موجب افزایش اعتبار گواهینامه های کیفیتی است که تحت حمایت وزارت نفت، توسط انجمن نفت ایران نفت صادر می شود.

آلمان توانست ۹۵ درصد از انرژی خود از منابع تجدید پذیر تولید کند

آلمان توانست ۹۵ درصد از انرژی خود از منابع تجدید پذیر تولید کند

کشور آلمان در حال حرکت به سمت جایگزینی تمام منابع انرژی کنونی خود با انرژی‌های تجدیدپذیر است، در همین راستا این کشور هفته‌ی گذشته موفق به تامین ۹۵ درصد از انرژی خود از منابع تجدیدپذیر شد.

بنا بر گزارش زومیت، اخیرا خبرهای امیدوارکننده‌‌ای در خصوص رشد روند استفاده از انرژی‌های تجدیدپذیر و کاهش اتکا به سوخت‌های فسیلی به گوش می‌رسد، اما با این وجود گاهی اوقات دیدن تصویر بزرگتر دشوار است.

طبق گزارش‌های منتشر شده، روز یکشنبه‌ی هفته‌ی گذشته و در ساعت ۱۱ صبح، ۹۵ درصد از انرژی مورد نیاز کشور آلمان توسط منابع انرژی تجدیدپذیر تامین ‌شد؛ دستاوردی بزرگ برای یکی از توسعه یافته‌ترین کشورهای صنعتی جهان.

به نظر می‌رسد که یک روز آفتابی به همراه بادهای قوی در روند دستیابی به این رکورد موثر بوده است. میزان مصرف انرژی در آلمان در آن زمان در حدود ۵۷.۸ گیگاوات بود، انرژی خورشیدی حدود ۴۵.۲ درصد، انرژی بادی ۳۶ درصد، زیست‌توده (بایومس) ۸.۹ درصد و نیروگاه‌های برق آبی ۴.۸ درصد از این میزان انرژی را تامین کرده است.

مایکل جی. کورن از وب‌سایت کوارتز می‌گوید:

در این مدت قیمت انرژی الکتریکی به مدت چند ساعت منفی شد، به این مفهوم که به مشتریان تجاری در ازای مصرف برق اجرت پرداخت می‌شد.

کشور آلمان در میانه‌ی طرحی موسوم به Energiewende (گذار انرژی) قرار دارد. دولت این کشور امیدوار است تا از طریق این طرح میزان انتشار گازهای گلخانه‌ای را به میزان ۸۰ تا ۹۵ درصد کاهش داده و تا سال ۲۰۵۰ سهم منابع انرژی تجدیدپذیر را در تامین انرژی مورد نیاز کشور به ۶۰ درصد برساند.

دستاورد روز یکشنبه قطعا بسیار امیدوار کننده است، اما دستیابی به هدف تامین ۶۰ درصد از میزان انرژی مصرفی سالانه توسط منابع انرژی تجدیدپذیر، مستلزم ان است که دولت آلمان سطح بهره‌وری فناوری کنونی خود را بهبود داده و راهکارهای جدیدی را جهت ذخیره‌سازی انرژی برای روزهایی که خیلی آفتابی نیستند یا باد چندانی نمی‌وزد، پیدا کند. این چالشی است که کشورهای سراسر جهان با آن روبرو هستند.

به گزارش آری فیلیپس از وب‌سایت Climate Progress، در حال حاضر، آلمان از لحاظ نوع منابع انرژی تجدیدپذیر به دو بخش شمال و جنوب تقسیم شده است، به این ترتیب که توربین‌های بادی عمدتا در شمال کشور و نیروگاه‌های خورشیدی در جنوب آن واقع شده‌اند. همچنین مقامات این کشور پس از فاجعه فوکوشیما در ژاپن، در نظر دارند تا استفاده از انرژی هسته‌ای را تا سال ۲۰۲۰ بطور کامل متوقف کنند.

با توجه به پیشروی آلمان در جهت اهداف خود، کارشناسان معتقدند که این کشور یک الگوی خوب برای سایر کشورهای توسعه یافته است.

اوشا گری دیویدسن (نویسنده‌ی کتابی در خصوص “گذار انرژی” می‌گوید:

تولید، سهم بیشتری از اقتصاد آلمان را نسبت به اقتصاد ایالات متحده به خود اختصاص داده است، این در حالی است که جمعیت آلمان ۸۰ میلیون نفر است. جمعیت این کشور در مقایسه با کشور ۵.۵ میلیون نفری دانمارک بسیار زیاد است. علیرغم آنکه دانمارک از بنیان صنعتی بسیار کوچکتری بهره می‌برد اما با این وجود بخش عمده‌ای از انرژی مورد نیاز این کشور از منابع انرژی تجدیدپذیر تامین می‌شود.

ما در سال‌های گذشته نیز شاهد به ثمر نشستن اهداف امیدوار کننده‌ای بوده‌ایم. در سال ۲۰۱۵، اسکاتلند بیش از نیمی از انرژی مورد نیاز خود را از منابع انرژی‌ تجدیدپذیر تامین کرد، اروگوئه در حال حاضر ۹۵ درصد از انرژی خود را از منابع انرژی تجدیدپذیر بدست می‌آورد، در حالی که بخش بزرگی از اتریش به رکورد ۱۰۰ درصد دست یافته است.

در حال حاضر ظرفیت انرژی‌های تجدیدپذیر بسیار سریع‌تر از منابع جایگزین در حال افزایش است. در مقیاس جهانی، ما در حال حرکت به سمت تامین ۲۶ درصد از انرژی مورد نیاز خود از منابع طبیعی تا سال ۲۰۲۰ هستیم.

هنوز هم راه زیادی پیش رو داریم، اما فکر کردن در مورد اینکه تا کنون تا چه حد در این زمینه حرکت رو به جلو داشته‌ایم، بسیار هیجان‌انگیز است.

جوش هسته‌ای

جوش هسته‌ای

مقدمه:

انرژی یکی از مهترین ارکان پیشرفت جامعه بشری است. و کشف آتش به عنوان نقطه ی عطف و شروع تمدن بشری عنوان شده است. در طول سالیان بسیار، انرژی جزیی جدانشدنی در زندگی انسان بود تا اختراع موتور بخار و شروع انقلاب صنعتی،انرژی و توانایی تصرف و کنترل آن به عاملی اساسی در پیشرفت جوامع بشری تبدیل شد به گونه ای که زغال سنگ در قرن ۱۹ و نفت گاز در قرن بیستم نقشی اساسی در تامین انرژی ایفا کرده است. سوال اساسی اینجاست که در قرن بیست و یکم کدام گونه از انرژی نقشی اساسی در تامین نیاز بشر را ایفا خواهد کرد.

استفاده بی رویه از زغال سنگ، نفت و گاز در دوقرن اخیر سبب افزایش چشمگیر میزان دی اکسید موجود در جو و به طبع آن افزایش میانگین دمای جهانی،آب شدن یخ های قطبی،افزایش سطح آب اقیانوس ها،و افزایش طوفان ها گردیده است.

تمام موارد بالا و همچنین روبه اتمام بودن سوخت های فسیلی سبب شده تا بشر به دنبال منابعی جایگزین برای آن ها باشد.

بی پایان بودن ،عدم آلودگی محیط زیست و اشتغال زایی از مزیت های انرژی های تجدید پذیر نسبت به سوخت های فسیلی می باشد.

 

جوش هسته ای

یافتن انرژی های نوین جایگزین برای نفت و گاز بسیار دشوار است زیرا علاوه برمناسب بودن باید به صرفه نیز باشد انرژی هسته ای مناسب به نظر می رسد زیرا انرژی زیاد و قابل اعتماد تولید کرده و دی اکسید کربن منتشر نمی کند در کل دو نوع واکنش هسته ای وجود دارد: ۱-جوش هسته ای ۲-شکافت هسته ای

در شکافت هسته ای یک اتم بزرگ به دو اتم شکافته میشود این همان کاری است که راکتورهای هسته ای انجام می دهند ولی در جوش هسته ای دو اتم کوچک ترکیب گردیده و یک اتم هلیم ایجاد می شود که انرژی زیادی تولید می کند.

راه حل طبیعت برای تولید انرژی،روش جوش هسته ای است به طوری که تمام ستارگان از این شیوه برای تولید انرژی استفاده بهره می برند یک راکتور جوش هسته ای بسیار ایمن و مقرون به صرفه است و ضایعات آن تا مدت کوتاهی خاصیت رادیواکتیوی دارد. سوخت این گونه راکتورها به راحتی ازاقیانوس قابل استحصال بوده و هزینه آن ۱سنت به ازای یک کیلووات ساعت است. منبع این سوخت اقیانوس بوده و برای میلیاردها سال توانایی تامین انرژی کره زمین را داراست.

از دلایل عدم گسترش این گونه انرژی دشواربودن فرآیند هم جوشی است زیرا دواتم هیدروژن بار مثبت داشته و تمایلی برای هم جوشی ندارند و برای انجام هم جوشی باید دوذره با سرعت بسیار زیاد با یکدیگر پرتاب شده و بر دافعه الکترواستاتیکی غلبه کرده و با یکدیگر بخورد نمایند.

سرعت ذرات بیان کننده دمای ماده است ،دمای لازم برای گداخت هسته ای ۱۵۰ میلیارد درجه سانتی گراد است که برای رسیدن به این دما انرژی جنبشی بسیار زیادی نیاز است که دلیل دشواری هم جوشی همین امر می باشد.

یکی دیگراز مشکلات روش گداخت لیزری و مغناطیسی بزرگ و پیچیده بودن آن هاست وقتی فرآیند جوش هسته ای صورت گیرد عمده انرژی آن به صورت نوترون با انرژی بالا آزاد میشود که با برخورد به دیواره راکتور به آن خسارت وارد می کند درهر صورت باید از انرژی نوترون ها استفاده نمود و برای گرمایش آب ،ایجاد بخار و به حرکت درآورد توربین و درنهایت تولید انرژی استفاده کرد.

آزمایشگاه های بزرگ ثابت کردند که جوش هسته ای قابل انجام است و درحال حاضر شرکت های کوچک تکنولوژی در امریکا مشغول سرمایه گذاری روی آن هستند.

 

انواع روش های هم جوشی:

۱-روشtokamak :

 طرح توکامک در دهه پنجاه میلادی توسط روسها پیشنهاد شد.کلمه توکامک از کلمات “toroidalnaya”, “kamera”, and “magnitnaya” به معنی ” اتاقک مغناطیسی چنبره ای” گرفته شده است.
این راکتور به شکل دونات است که با سیم پیچ مغناطیسی احاطه شده است و جنس سیم آن ابررسانا است که میدان مغناطیسی را حول چنین حلقه ای و عمود برآن ایجاد می کند. در داخل این راکتور گازی داغ که پلاسما نامیده می شود و باردار بوده  وجود دارد که در اثر میدان مغناطیسی سیم پیچ، به ذرات باردار نیروی الکترواستاتیکی وارد شده  و درنهایت این ذرات شروع به چرخش با سرعت زیاد در حلقه می کنند. که این ذرات پرانرژی بایکدیگر برخورد نموده و واکنش جوش هسته ای صورت می گیرد.

۲-لیزر:

در این روش پرتوهای لیزر در یک ناحیه بسیار کوچک متمرکز شده در اثر گرمای زیاد دواتم هیدروژن با هم تشکیل هلیم می دهند

MTF(magnetized  target fusion)-3:

یک محفظه با لیتیم مایع پرشده و به گردش در می آید تا جریان گردابی به وجود آید این جریان به وسیله پیستون هایی فشرده گردیده که سبب فشرده شدن پلاسمای موجود در مرکز مایع می گردد که سبب افزایش ناگهانی دما درفرآیند همجوشی می گردد این روش سبب جذب نوترون ها به وسیله لیتیم مایع شده و مانع از آسیب رسیدن به دیواره  راکتور می شود همچنین لیتیم مایع با نوترون واکنش داده و تریتیم که همان سوخت اولیه برای راکتور است را تولید می نماید.                                                         .

لیتیم مایع گرم گردیده که آن را به یک مبدل حرارتی پمپ می کنیم و بخار تولید گردیده که درنهایت سبب چرخش توربین و تولید برق می شود.

همچنین انرژی لازم برای ادامه فرآیند گداخت از پیستون های بخار تامین می شود که نسبت به لیزر و یا تولید میدان مغناطیسی راه حل بسیار ارزان تر و کم مصرف تری است. نمونه اولیه این ژنراتور با سرمایه۵۰  میلیون دلار و همکاری ۶۵ نفر با قطر ۳متر ساخته شد که لیتیم مایع درآن به چرخش درآمده و گردابه بزرگی تولید می کند که پیستون ها با ضربه زدن آن را فشرده می کند که سبب همجوشی شده و نوترون های آزاد شده جذب فلز مایع شده و آن را گرم می کند و فلز وارد مبدل حرارتی گردیده و بخار تولید می کند. پیستون ها در هرثانیه یک ضربه وارد می کنند و ۱۰۰ مگاوات الکتریسیته تولید می کند.

یکی از مشکلات اصلی هم جوشی هسته ای،تامین پلاسما است. برای تولید آن به یک انژکتور که در دمای ۳میلیون درجه کار می کند نیاز است همچنین پلاسما در اثر فشار ،منحرف می گردد که برای حل این مشکل زمان بندی پیستون ها بسیار دقیق باشد و نیاز به یک ابزار کنترلی بسیار کارآمد است تا مانع انحراف پلاسما گردد که این امر بادانش الکترونیک بسیار آسان گردیده است.

 

نیروگاه های معروف به شرح زیر است:

JET(joint European tours)  این راکتور هم جوشی ۱۶MW انرژی با مصرف ۱۷MW انرژی تولید  می کند که در سال ۱۹۹۷ به بهره برداری رسید و به عنوان نقطه عطفی در تولید انرژی به روش هم جوشی محسوب می شود.

NIF(national ignition facility): که یک راکتور به روش لیزر در امریکا ا است که موفق شده تا انرژی بیشتری نسبت به انرژی مصرفی تولید کند.

ITER: یکی از بزرگترین ژنراتورهای احداث شده تا زمان حاضر است این پروژه با همکاری چندین کشور در جنوب فرانسه احداث شده است و ۵۰۰MW انرژی با مصرف تنها۵۰MW انرژی تولید خواهد کرد.

 

سخن آخر:

در چندین دهه اخیر فناوری تولید انرژی به روش جوش هسته ای در دسترس بشر بوده است ولی متاسفانه تحقیقات و سرمایه گذاری چندانی روی آن صورت گرفته که از دلایل اصلی آن سیاست های دولت ها در این زمینه است برای نمونه ITER می توانست در سال ۲۰۰۰ یا ۲۰۰۵ ساخته شود ولی وجود مسائل سیاسی و دشواری همکاری بین المللی سبب این تاخیر شده است برای نمونه ۳سال طول کشید تا مکان ساخت این نیروگاه انتخاب شود.

این پیشرفت ها با هزینه ۱ میلیارد دلاری در سال محقق شده است که می توان با هزینه صورت گرفته با صنعت تلفن های همراه مقایسه کرد.مجموع هزینه صورت گرفته در این صنعت ۱۰۰۰ میلیارد دلار بوده است!که در مقایسه با صنعت جوش هسته ای بسیار زیاد است .

مطابق نمودار تولید انرژی به وسیله جوش هسته ای با قانون مور منطبق است:

نکته قابل توجه این است که این فناوری از قانون مور پیروی می کند در حالی که هزینه های صورت گرفته در این صنعت با صنعت نیمه رسانا قابل مقایسه نیست چنانچه این سرمایه گذاری به جای صنعت موبایل در جوش هسته ای صورت می گرفت ،جهان از سوخت بی نهایت،پاک و ارزان بهره می برد.

همچنین  هزینه یارانه در گردش صنعت نفت ،گاز و انرژی های تجدید پذیر ۶۵۰ میلیارد دلار در سال است که سهم گداخت هسته ای ۰٫۵درصد است.

 

ژنراتور های CHP

ژنراتور های CHP

۱-مقدمه:

تولید همزمان برق و حرارت یکی از روش های صرفه جویی درمصرف انرژی است که در آن برق و حرارت بطور همزمان تولید می‌شوند. حرارت حاصل از تولید همزمان می‌تواند بمنظور گرمایش ناحیه‌ای        (District heating) یا در صنایع فرآیندی مورد استفاده قرار گیرد.

این فرآیند می‌تواند بر اساس استفاده از توربینهای گاز، توربینهای بخار یا ژنراتورهای احتراقی بنا نهاده شود و منبع تولید انرژی اولیه نیز شامل دامنه وسیعی است که می‌تواند سوختهای فسیلی، زیست توده، زمین گرمایی یا انرژی خورشیدی باشد.

گرمایش ناحیه‌ای شامل سیستمی است که در آن حرارت بصورت متمرکز تولید و به تعدادی مشتری فروخته میشود. این کار با استفاده از یک شبکه توزیع که از آب داغ یا بخار بعنوان حامل انرژی حرارتی بهره می‌برد، انجام می‌پذیرد. شکل (۱) شمای یک سیستم بازیافت و انتقال حرارت را نشان می دهد.

 

 

 شکل ۱- تجهیزات بازیافت و انتقال حرارت

۲-سابقه تاریخی:

در سال ۱۸۸۸ اولین تولید کننده همزمان برق و حرارت در آلمان شروع بکار نمود. در این سال در شهر هامبورگ از حرارت حاصل از تولید برق بمنظور تأمین حرارت تالار شهر (City Hall) استفاده شد. هم اکنون در بسیاری از نقاط جهان از سیستم‌های تولید همزمان استفاده میشود. جدول (۱) لیست ۱۰ کشور جهان و درصد تأمین حرارت بوسیله سیستم‌های تولید همزمان به نسبت کل حرارت مصرفی در این کشورها را نشان می‌دهد.

 

جدول ۱- اطلاعات مربوط به ۱۰ کشور استفاده کننده عمده سیستمهای تولید همزمان

نام کشور درصد حرارت تأمین شده به روش متمرکز به کل تقاضای حرارت سهم CHP طول خطوط انتقال آب گرم (km)
ایسلند ۸۵%
روسیه ۷۰%
لهستان ۵۲% ۱۶۳۹۲
فنلاند ۵۰% ۳۶% ۲۳۹۰۰
دانمارک ۵۰% ۶۲% ۲۳۹۰۰
سوئد ۴۲% ۶% ۱۱۱۸۰
جمهوری چک ۲۲% ۲۵۰۱
اطریش ۱۴% ۲۵% ۲۶۴۶
آلمان ۱۲% ۸% ۱۷۴۹۶۹
کره ۴% ۲۵% ۲۶۴۶

 

۳-مزایای استفاده از این روش به شرح زیر می باشد:

۱-۳-ارتقاء بهره وری انرژی:

در واحدهای تولید همزمان برق و حرارت، تلفات به حداقل می‌رسد. بازده کلی این واحدها بین ۸۰ تا ۹۰ درصد خواهد بود، این در حالی است که در یک نیروگاه متداول بازده حرارتی بین ۴۰ تا ۵۰ درصد است. شکل (۲) مقایسه یک نمونه نیروگاه حرارتی معمول و یک واحد CHP و تلفات آنها را نشان می‌دهد.

 

شکل ۲- مقایسه بازده انرژی در نیروگاههای معمول و نیروگاههای تولید همزمان

 

۲ ۳- تأمین حرارت مطمئن و انعطاف پذیری

اکثر نیروگاههای موجود از نوع سیکل بخار هستند که اصولا این نیروگاهها برای پیک مصرف مناسب نبوده و باید همیشه در شبکه سراسری مازاد تولیدوجود داشته باشد تا شبکه دچار افت جریان نشود. این موضوع باعث هدر رفتن انرژی زیادی می شود و همچنین در شب ها قابلیت خاموش شدن نداشته که همین امر هم انرژی زیادی را هدر می دهد در حالی که ژنراتورهای  CHPبه وسیله ی یک ترموستات ساده قابلیت خاموش شدن به صورت لحظه ای را خواهند داشت که راندمان انرژی را بسیار افزایش خواهد داد. همچنین میزان تولید برق و حرارت، با توجه به تقاضای آنها قابل تغییر است.

 

۳-۳– محیط زیست

راندمان بالای واحدهای تولید همزمان، این واحدها را بعنوان راه حلی قابل قبول برای تبدیل انرژی مطرح نموده است. همچنین بازدهی بالای این واحدها، باعث میشود تولید دی اکسید کربن و سایر آلاینده‌ها نظیر ترکیبات گوگردی و اکسیدهای نیتروژن کاهش یابد. از سوی دیگر در کشورهایی که قوانین سخت گیرانه زیست محیطی در آنها اعمال میشود با کاهش تعداد واحدهای تبدیل سوخت به حرارت مفید، کنترل واحدهای تولید آلاینده راحت‌تر انجام خواهد پذیرفت. همچنین متاسفانه اکثر نیروگاههای تولید برق از نوع خوراک مازوت بوده که به شدت آلاینده هستند و جایگزینی این سوخت با فرآوردهایی پاک تر از قبیل گاز طبیعی ضروری است.

 

۴– ۳– هزینه‌های کمتر

در توجیه پذیری واحدهای CHP‌ باید محدودیتهای مالی را بدقت لحاظ نمود. لازمست در هر ناحیه انرژی های رقیب با واحدهای تولید همزمان مقایسه و تصمیم گیری بدقت انجام پذیرد. معمولاً واحدهای تولید همزمان به سرمایه گذاری بیشتری نسبت به سیستم‌های معمول تبدیل انرژی نیاز دارند. ولی باید دقت داشت که میزان مصرف انرژی در آنها بسیار پایین‌تر است: بعبارت دیگر، هزینه‌های متوسط تبدیل یک واحد انرژی در واحدهای CHP پایین‌تر از سایر روشهاست.

 

۵۳- استفاده هرچه بیشتر از فضای ساختمانها

با استفاده از واحدهای تولید همزمان، تجهیزات نصب شده در تأسیسات گرمایشی ساختمانها کاهش می‌یابد، به همین دلیل فضای بیشتری در ساختمانها قابل استفاده خواهد بود.

 

۶- ۳- هزینه‌های پایین‌تر تعمیرات و نگهداری

با توجه به اینکه برای استفاده از حرارت تولیدی در یک واحد تولید همزمان، تجهیزات کمتری در هرواحد مصرفی مورد نیاز است، هزینه‌های تعمیرات و نگهداری تجهیزات نیز کمتر خواهد شد.

 

۷-۳-انعطاف پذیری در مصرف سوخت:

با توجه به منابع عظیم گاز در کشور و مشکلاتی از قبیل عدم امکان  ذخیره سازی گاز در میادین غیر مشترک ، مزیت نسبی حال و حاضر کشور در مصرف  گاز می باشد که می توان با استفاده از این روش برای تولید انرژی،از مصرف دیگر فرآورده های نفتی به میزان قابل توجهی کاست.

بازیابی انرژی

بازیابی انرژی

افزایش دمای کره زمین و تغییرات اقلیم، نگرانی های بسیاری را در سراسر جهان برانگیخته و سبب تجدید نظر در  رویکرد تصمیم سازان و تصمیم گیران در بسیاری از دولت ها گردیده است.

یکی از آخرین اقدامات جهت جلوگیری از افزایش دمای کره ی زمین اجلاس جهانی پاریس است که طبق آن برای هریک از کشورها محدودیت هایی الزام آور در جهت کاهش انتشار این گاز ها قائل گردیده است.

یکی از مهم ترین منابع انتشار کربن دی اکسید، بخش صنعت می باشد به گونه ای که مصرف انرژی در بخش صنعت در امریکا یک سوم کل انرژی مصرفی یا به عبارت دیگر   *۱۰^۱۵    BTU 32 است و کربن دی اکسید تولیدی ۱۶۸۰میلیون تن در سال است.

متاسفانه بین ۲۰ تا ۵۰ درصد از این انرژی مصرف شده در فرآیندهای صنعتی به صورت حرارت تلف می گردد.  در این راستا کاهش تلفات حرارتی در جهت کاهش انتشار کربن دی اکسید و کاهش هزینه های تولید یکی از چالش های پیش روی صنعت است.

یکی از اصلی ترین منابع اتلاف حرارت، گازهای خروجی از کوره می باشد. که بیش از ۵۰ درصد از اتلاف گرمایی در صنایع از این منبع ناشی می شود به همین منظور صرفه جویی در این زمینه می تواند به صرفه جویی قابل توجه در مصرف انرژی منجر گردد.

 

دو جزء اصلی در فرآیندهای بازیابی انرژی گرمایی عبارت اند از:

۱-منبع گرمایی قابل دسترس

۲- استفاده تکنولوژی بازیابی

این تحقیق برروی جریان های زائد خروجی از فرآیندهای احتراق در دمای بالا  صورت گرفته است که یکی از بهترین منابع گرمایی می باشد.

 

۱-منبع گرمایی قابل دسترس

 

۱-۱-دمای گازهای خروجی:

کلیدی ترین فاکتور برای بررسی امکان سنجی یک روش دماست .

برای انتقال دما، دمای چشمه گرم باید از دمای چاه سرد بیشتر باشد و میزان اختلاف آن ها مشخص کننده گرمای انتقال یافته بر واحد متر مربع در مبدل حرارتی است و عامل تاثیری گذاری در حجم تجهیزات بازیابی است.

نمودار زیر نشان دهنده تاثیر اختلاف دما بر ابعاد مبدل حرارتی است همان طور که مشاهده می گردد با افزایش اختلاف دما میان سیال داغ و سیال سرد داخل مبدل ، ابعاد مبدل به صورت نمایی کاهش خواهد داشت که این امر تایر چشمگیری در کاهش هزینه تمام شده مبدل خواهد داشت.

 

۱-۲-ترکیب شیمیایی گازهای خروجی

ترکیب شیمیایی گازهای خروجی به صورت مستقیم در کمیت و کیفیت گرمای در دسترس تاثیری ندارد اما روی پروسه بازیابی و انتخاب آلیاژ مناسب تاثیرگذار است.

ترکیب شیمیایی گازهای خروجی مشخص کننده فاکتورهایی از قبیل: رسانایی گرمایی و ظرفیت گرمایی است که روی بازده مبدل گرمایی تاثیر گذار است. مثلا مواد با دانسیته بالاتر میزان انتقال حرارت بالاتری دارد.

عامل تاثیر گذار دیگر کشش سطحی میان مواد در مبدل و سیال است وقتی در مبدل رسوب ایجاد شود بازده آن به صورت موثری کم میشود

راه های مختلفی برای مقابله با رسوب در مبدل ها وجود دارد:

۱-دسترسی آسان برای تمیز کردن آن

۲-انتخاب آلیاژ مناسب

۳-افزایش سطح مبدل حرارتی

 

۱-۳-حداقل دمای مجاز:

حداقل دمای مجاز، با خوردگی در مبدل ارتباط مستقیمی دارد  چون گازهای ناشی از احتراق حاوی ترکیبات مختلفی از قبیل   NOX  و SOX و…. است و اگر دمای جریان پایین تر از نقطه شبنم این ترکیبات باشد میعان صورت گرفته و باعث خوردگی در مبدل می گردد.  معمولا مبدل از مواد ارزان قیمتی ساخته می شود که مقاومت پایین در مقابل خوردگی دارند. مبدل ها به صورت کلی برای گازهایی بالاتر از نقطه شبنم طراحی شده اند.

مثلا دمای مجاز برای گازهای ناشی از احتراق گاز طبیعی ۱۲۰درجه سانتی گراد است.

دمای مجاز برای گازهای ناشی از احتراق زغال سنگ  ۱۵۰تا ۱۷۵ درجه سانتی گراد است.

دمای مجاز برای گازهای ناشی از ذوب شیشه ۲۷۰ درجه سانتی گراد است.

در بعضی مواقع از آلیاژهای پیشرفته برای ساخت مبدل استفاده می کنند تا بتوانند در دمایی پایین تری از نقطه شبنم عملیاتی شوند ولی هزینه ساخت آن بالاست.

 

 ۲-تکنولوژی بازیابی

 

۲-۱-تکنولوژی بازیابی مستقیم:

چرخه های سنتی تولید انرژی شامل استفاده از حرارت برای تولید انرژی مکانیکی و در نهایت تولید برق است.

در حالی که در فناوری های جدید برق به صورت مستقیم از گرما حاصل میگردد. . هنوز شواهدی مبنی بر استفاده از این فناوری ها جهت بازیابی انرژی در بخش صنعت وجود ندارد. ولی چند پیش نمونه برای آزمایش مورد استفاده قرار گرفته اند بازیابی انرژی از گرمای موتور خودرو یکی از موارد کاربرد این تکنولوژی است. چند نوع از این تکنولوژی به شرح زیر است:

 

۲-۱-۱-ترموالکتریک:

این سیستم شامل ترکیباتی نیمه هادی است که در اثر اختلاف دمای ایجاد شده الکتریسیته تولید می کنند. این اتفاق در اثر پدیده Seebeck رخ می هد.

زمانی که دونیمه رسانای متفاوت با چشمه گرم و چاه سرد در ارتباط باشند، اختلاف پتانسیل میان این دو نیمه هادی شکل خواهد گرفت. این اثر برای اولین بار در سال ۱۸۲۱ مشاهده گردید و تکنولوژی آن از مدت ها قبل موجود بوده است. ولی به دلیل بازده پایین(۲تا۵ درصد) و هزینه اولیه بالا،  تنها در شاتل های فضایی و سیستم های کنترل از راه دور کاربرد دارد. البته استفاده از مواد پیشرفته جدید سبب افزایش بازدهی آن تا ۱۵ درصد گردیده است ولی هنوز هم هزینه و بازدهی این روش برای استفاده در بخش صنعت ناکافی است.

مطالعات جدید صورت گرفته توسط PNNL  و BCS فرصت ها، تجهیزات و تحقیق و توسعه مورد نیاز را مشخص کرده است.

این مطالعات نشان داده که استفاده از از پکیج TE برای دماهای متوسط تا بالا و دبی های بالای گاز خروجی مناسب است. برای نمونه در کوره های ذوب فلز و شیشه  امکان استفاده از آن وجود دارد.

 

۲-۱-۲-پیزوالکتریک

یک روش برای تولید برق از دمای ۱۰۰ تا ۱۵۰ سانتی گراد می باشد. این فناوری لرزش های محیطی را به الکتریسیته تبدیل می نماید.

برای نمونه این روش می تواند نوسان های ناشی از انبساط گاز در خروجی دودکش را به برق تبدیل کند.

از چالش های این روش می توان به موارد زیر اشاره نمود:

۱-بازدهی این روش در منبسط کننده گاز تنها ۱درصد است زیرا فرکانس مناسب این روش۱۰۰۰HZ است در حالی که فرکانس منبسط کننده گاز تنها ۱۰۰HZ است البته می توان این سیستم را در مواردی به کار برد تا بازدهی به بالای ۱۰ درصد برسد.

۲-مقاومت داخلی بالا

۳-نیاز به ماندگاری و دوام بالا و هزینه اولیه بسیار سنگین(در حدود ۱۰۰۰۰ دلار به ازای هر وات توان تولیدی)

 

۲-۱-۳- ترمویونیک

در این روش از پنل هایی شبیه به پنل خورشیدی برای تولید الکتریسیته استفاده میشود. در این فناوری تابش های گسیل شده از منبع گرم از فیلترهایی گذشته تا به طول موج مناسب برای پنل ها برسد و درنهایت الکتریسیته تولید شود چندین نمونه اولیه از این فناوری احداث شده است برای نمونه در توربین های گازی هلیکوپتر یکی از موارد استفاده از ان است.

۲-۲-تکنولوژی بازیابی غیر مستقیم:

این روش بر بازیابی انرژی به استفاده از مبدل های حرارتی برای استفاده هایی از قبیل: پیش گرم کردن هوا، پیش گرم کردن خوراک، تولید الکتریسیته و… استوار است انواع مبدل های حرارتی مورد استفاده در صنعت به شرح زیر است:

۲-۲-۱-تجهیزات بازیابی حرارت:

 

Economizer۲-۲-۱-۱-

اکونومایزر (Economizer) یک مبدل حرارتی است که آب  از میان آن عبور داده شده و از حرارت گازهای داغ خروجی برای گرم کردن این آب استفاده می شود. بدین ترتیب، آب  با دمای بالاتری به درون بویلر فرستاده شده و انرژی کمتری را برای تبخیر نیاز است.. لذا در این حالت، با یک مقدار انرژی مشخص، می توان آبگرم و یا بخار بیشتری را تولید کرد. نتیجه ی این امر افزایش در راندمان بویلر است. به طور کلی، یک افزایش ۱۰ درجه ی سلسیوسی در دمای آب تغذیه، باعث افزایش ۲ درصدی راندمان می شود.

 

Recuperator۲-۲-۱-۲-

برای بازگردانی گازهای احتراق در  دمای بالا یا متوسط از این تجهیز استفاده می گردد.

مثل کوره های ذوب، afterburners، کوره های زباله سوز و….. و معمولا از  مواد فلزی در دماهای پایین تر از  ۱۰۹۳درجه استفاده می شود و در دماهای بالاتر از این میزان مواد سرامیکی به کار میرود . در این مبدل ها بازه عملکردی در ناحیه گرم تا حداکثر ۱۵۳۸ سانتی گراد و در ناحیه سرد تا حداقل ۹۸۲ درجه است.

 

Regenerator۲-۲-۱-۳-

ابن مبدل از دو اتاقک آجری تشکیل شده است که  هوای سرد و گرم در آن به صورت متناوب جریان دارد

گازهای احتراق از یک اتاقک گذشته و سبب گرم شدن آجرهای دیوار می شود و سپس هوا وارد اتاقک گردیده و گرم میشود و جهت احتراق به کوره تزریق میشود.

دلیل استفاده از دو اتاقک این است که وقتی یک اتاقک در حال گرم شدن به وسیله گازهای احتراق است، اتاقک دیگر مشغول گرم کردن هوای ورودی کوره باشد تا این فرآیند مداوما ادامه داشته و هر ۲۰ دقیقه جای اتاقک ها تعویض شود.

این تجهیز برای فرآیندهای دما بالا با جریان کثیف بسیار مناسب است. از معایب آن به ابعاد بزرگ این سیستم و سرمایه اولیه موردنیاز بالا اشاره کرد. که از هزینه ریکامپریتور بسیار بیشتر است.

 

۲-۲-۲-کاربردهای بازیابی انرژی:

 

۲-۲-۲-۱-تولید الکتریسیته:

رایج ترین روش بازیابی انرژی شامل استفاده از گرما برای تولید بخار، و به حرکت درآوردن توربین است. این سیکل برای بازیابی انرژی از  گازها در دمای ۳۴۰ تا ۳۷۰ درجه روشی ایده آل است. و در دماهای پایین تر بازده اقتصادی این روش کاهش می یابد. زیرا گازهای دما پایین توانایی تولید بخار سوپرهیت را ندارند. دلیل استفاده از بخار سوپرهیت جلوگیری از کندانس شدن بخار و ایجاد خوردگی در پره های توربین است.

 

۲-۲-۲-۲-پیش گرم کردن خوراک:

این روش بیشتر برای خوراک های مایع که قابلیت پیش گرم شدن را دارا هستند مورد استفاده قرار میگیرد. از مزیت های این روش نسبت به تولید الکتریسیته، بازدهی بسیار بالاتر و تجهیزات کمتر مورد نیاز است.

 

۲-۲-۲-۳-پیش گرم کردن هوای ورودی به کوره:

این روش بیشتر در کوره های شیشه و فولاد کاربرد داشته و بازدهی فرآیند تا ۵۰ درصد افزایش خواهد یافت.

 

۲-۲-۲-۴-تولید بخار

این روش در فرآیندهایی که نیازمند بخار است مورد استفاده قرارمی گیرد که می توان به صنایع پتروشیمی اشاره کرد

نفت، تمام! 

نفت، تمام! 

انرژی، و زندگی: دو لازم و ملزوم‌اند. اگر زندگی بخواهد تداوم داشته باشد، انرژی لازم دارد. نمی‌توان بدون انرژی زندگی کرد و اصلاً تصور حیات بدون انرژی غیرممکن است. اما آیا باید برای تأمین انرژی در آینده نگران بود؟

همه خوب می‌دانیم که بیش از ۹۰درصد انرژی مورد استفاده در زندگی امروزه از سوخت‌های فسیلی حاصل می‌شود. با نگاهی به میزان ذخایر نفت خام و روند تولید آن (شکل ۱)، دیده می‌شود که سوخت فسیلی که ماده اولیه آن نفت است در حال اتمام است! موضوعی که آینده بشر را گنگ کرده است.

 

الف)

ب)

شکل۱- الف) ذخیره سالانه اثبات شده نفت خام در پنج کشور خاورمیانه و ب) میزان ذخایر نفت جهانی در مقایسه با نسبت ذخیره به تولید. (Richard G. Miller and Steven R. Sorrell, 2014)

واضح است که مسأله انرژی، هر چند که توسط برخی دولت مردان کشورهای جهان سوم مورد بی مهری قرار بگیرد، مسأله‌ای استراتژیک است.

متأسفانه گسترش اقتصاد بر پایه لقمه راحت نفت، نشان از تن پرستی و کم خردی این جوامع داشته و تأثیری جز تنبلی و عقب گرد در آینده‌ای نزدیک برای آنها نخواهد داشت.

مسئله‌ی دیگری که در سایه مسأله اتمام نفت کمتر به آن توجه شده است، تخریب محیط زیست در اثر استفاده بی اندازه از این منبع انرژی است. محیط اطراف زندگی ما نعمتی الهی است که بشر با بی توجهی به آن با دست خود، از آن محروم خواهد شد.

شواهد موجود در زمینه تخریب لایه‌ی محافظ ازن اطراف زمین و هوای قابل تنفس در سطح آن که در اثر آزادسازی گازهای آلاینده‌ای همچون دی و مونو اکسید کربن، اکسید‌های نیتروژن و گوگرد و … به وجود آمده‌اند، موضوعی نیست که بتوان به سادگی آن را انکار کرد. با این توصیفات آیا بازهم می‌توان چشمان خود را بست و ابلهانه در سراشیبی حرکت کرد که انتهای آن چاه است؟!

چه می‌توان کرد؟ آیا نگران آینده بودن کافی است؟ متأسفانه از زمانی که باید برای این موضوع تدبیری اندیشیده می‌شد مدت‌ها گذشته است. و چه بدتر اینکه هیچ همدلی در جهان برای این موضوع وجود ندارد.

تا زمانی که دول به ظاهر توسعه یافته غربی جهت رها شدن از شر آلودگی‌های برخی صنایع خود، مثل کبک سر در برف فرو برده و با انتقال این صنایع به کشورهای دیگر مناطق زمین، به خصوص کشورهای جهان سوم، به زعم خود زرنگی کرده و محیط زیست کشور خود را نجات داده‌اند، نمی‌توان برای اجماع جهانی جهت کاهش استفاده از سوخت‌های فسیلی امید داشت!

محیط زیست مسئله‌ای نیست که مرز و جغرافیای سیاسی بشناسد و اگر از بین رود، دود آن دامان تمام ملت‌ها را خواهد گرفت.

شاید نتوان تمام مصیبت‌هایی که نوادگان ما در اثر سهل‌انگاری ما تجربه می‌کنند را تصور کرد اما هر انسان سالمی که به خدا و دنیای باقی ایمان دارد می‌داند که ذکر همین چند مورد محدود کافی است تا به انتظار خود از دولت‌مردان دنیا خاتمه دهد. وقت در حال گذر است. باید کاری کرد.

خداوند بزرگ که خالق تنهای این عالم وجود است، خود تنها کسی است که راه را به ما نشان می‌دهد. اوست که عالم به تمام اجزای دنیاست و جامع دلیل است.

خداوند تقدیر می‌کند و آنچه تقدیر کرده به امرش اجرا می‌شود. زمانی طلای سیاه را به بشر شناساند تا پیشرفت کند و همین طور شد.

اینکه چه قدر انسان با این نعمت به یاد خدا افتاد، نشان از ظرفیت اوست، اما مسأله لطف بی حد اوست که همواره شامل حال انسان شده است. اگر نفت نعمت الهی است، آب هم هست؛ خورشید و باد هم هستند! محدودیت انسان است که تنها نفت را می‌بیند.

منابعی لایزالی که از طبیعت برخاسته‌اند اما برخلاف نفت نابودکننده محیط زیست اطرافمان نیستند. چه بسیار منابعی که در اینجا نام برده نشد و چه بسیار منابعی که بشر نشناخته! و چقدر ما محدودیم…

در این مجال نویسنده حقیر، به عنوان فردی با اندک تجربه‌ای در حوزه سلول‌های خورشیدی، تنها به یکی از این منابع می‌پردازد: خورشید. ستاره‌ای جوشان و سرشار از انرژی که سخاوتمندانه مقدار زیادی انرژی، حتی خیلی بیشتر از نیاز بشر، به زمین کوچک ما می‌فرستد. زمین آن آنقدر نسبت به خورشید کوچک است که گویی ما را نمی‌بیند!

اما انرژی‌اش به ما می‌رسد. میلیون‌ها سال است که به ما می‌رسد. اما کمتر از ۶۰ سال است که یاد گرفته‌ایم آن را تبدیل به صورت بهتری از انرژی یعنی انرژی الکتریکی بکنیم. این تنها یک نوع استفاده از انرژی خورشید است.

برای ما، که می‌خواهیم نگرانی خود را نسبت به آینده بشر به مرحله عمل برسانیم، بحث در مورد مقدمات و جزئیات انرژی خورشیدی و نحوه تبدیل آن به انرژی الکتریکی نیازمند برنامه‌ریزی و گام‌بندی است.

با مرور منابع مطالعاتی در این زمینه و مشورت با برخی متخصصان این فن در کشور مسیر زیر به عنوان یه مسیر پیشنهادی جهت حرکت به سمت یکی از روش‌های استفاده از یک نوع منبع انرژی، یعنی تبدیل انرژی خورشیدی به انرژی الکتریکی از طریق سلول‌های خورشیدی، ارائه می‌شود.

 

۱- تبلیغ و تبیین اهمیت و دلیل حرکت به سمت سلول‌های خورشیدی

۲- محاسبات اولیه اقتصادی

۳- یافتن سرمایه‌گذار

۴- مرور تحقیقات انجام شده و پژوهش در زمینه یکی از موارد موجود

۵- انتخاب یک روش جهت ساخت سلول خورشیدی

۵-۱- می‌توان از سلول‌های خورشیدی که در حال حاضر به شکل صنعتی تولید می‌شوند استفاده کرد.

۵-۲- می‌توان از پنل‌های خورشیدی آماده در بازار استفاده کرد.

۶- طراحی و یافتن محل‌های مناسب جهت اجرای نیروگاه‌های خورشیدی

۷- انجام محاسبات اقتصادی و با درنظر گرفتن مزایای احتمالی دولتی

۸- اجرا