سيستم های توليد پراکنده (DG)

امروز قرار است به سیستم‌های تولید پراکنده بپردازیم که از آن در مقالات جهانی با نام‌های؛

1.Distributed Generation 2.Dispersed Generation 3.Embedded Generation 4.Distributed Resources 5.Distributed Utility 6.Power Distribution

یاد می‌شود.

قسمت جالب قضیه این است که این سیستم در ابتدا جهت توسعه شبکه برق استفاده می‌شد ولی به دلایل؛ 1. ملاحظات اقتصادی 2. افزایش قابلیت اطمینان و 3.سهولت ایجاد یک سیستم پشتیبانی در تولید متمرکز (که در نقطه مقابل تولید پراکنده قرار می‌گیرد) به سمت نوع متمرکز مهاجرت رخ داد.

آنچه که در این نوشتار خواهید خواند:

• تعریف تولید پراکنده
• اهداف استفاده از تولیدات پراکنده
• علل رویکرد به منابع تولید پراکنده
• علل رویکرد به منابع تولید پراکنده در ایران
• مزایای استفاده از تولید پراکنده
• معایب استفاده از تولیدات پراکنده
• موانع و مشکلات توسعه منابع تولید پراکنده در دنیا
• سوالات متداول تولید پراکنده

این روند تا سال 1990 میلادی (1369 ه.ش) ادامه داشت تا اینکه به‌خاطر برخی دلایل دیگر مجدداً به گذشته بازگشتیم و به سراغ سیستم‌های تولید پراکنده رجوع کردیم.

این سرنوشت جالب بسیار شبیه سرنوشت ماشین‌های شار محور می‌باشد که امروزه مجدداً باقدرت بیشتر بروی کار آمده‌اند و نظر همگان را نسبت به خود تغییر داده‌اند.

قبل از گفتن هر توضیحی و نکته‌ای اجازه دهید ویدئو زیر را که توسط گروه PowerEn ترجمه و زیرنویس شده است را باهم ببینیم تا با نحوه کار تولید پراکنده بیشتر آشنا شویم و سپس به ادامه ماجرا خواهیم پرداخت.

در سیستم‌های به‌هم‌پیوسته برق، باتوجه‌به اهمیت صرفه‌جویی در مقیاس بالا (Economies of Scale)، تولید انرژی الکتریکی به صورت مرکزی و توسط نیروگاه‌های بزرگ صورت می‌گیرد. در سال‌های اولیه پیدایش سیستم‌های به‌هم‌پیوسته، معمولاً سیستم با رشد سالانه حدود ٦ الی ٧ درصدی در مصرف انرژی الکتریکی مواجه می‌بود. در دهه ١٩٧٠ (1349 ه.ش) مباحثی از قبیل بحران نفتی و مسائل زیست‌محیطی مشکلات جدیدی را برای صنعت برق مطرح نمودند، به‌گونه‌ای که در دهه 1990 (1369 ه.ش) این فاکتورها و تغییرات اقتصادی، منجر به کاهش رشد بار به حدود 0.15 الی ٣ درصد در سال شدند. در همین زمان هزینه انتقال و توزیع انرژی الکتریکی نیز به طرز قابل‌توجهی افزایش یافت؛ لذا تولید مرکزی توسط نیروگاه‌های بزرگ، اغلب به دلیل کاهش رشد بار، افزایش هزینه انتقال و توزیع، حاد شدن مسائل زیست‌محیطی و تغییرات تکنولوژیکی و قانون‌گذاری‌های مختلف غیرعملی شدند.

در دهه‌های اخیر، تجدید ساختار صنعت برق و همچنین خصوصی‌سازی این صنعت، مطرح، و در برخی کشورها اعمال گشته است. طی این مدت، به‌خاطر بالابردن بازده بهره‌برداری و تشویق سرمایه‌گذاران، صنعت برق دستخوش تغییرات اساسی از لحاظ مدیریت و مالکیت گردیده است، به طوری که برای ایجاد فضای رقابتی مناسب، بخش‌های مختلف آن از جمله تولید، انتقال و توزیع از هم مستقل گردیده‌اند.

در محیط تجدید ساختاریافته صنعت برق، متقاعد نمودن بازیگران بازار به سرمایه‌گذاری در پروژه‌های چندین میلیارد دلاری تولید و انتقال توان آسان نیست.

این تغییر و تحولات ازیک‌طرف و همان‌طور که قبلاً نیز اشاره شد عواملی همچون آلودگی محیط‌زیست، مشکلات احداث خطوط انتقال جدید و پیشرفت فناوری در زمینه اقتصادی نمودن ساخت واحدهای تولیدی مقیاس کوچک در مقایسه با واحدهای تولیدی بزرگ از طرف دیگر، باعث افزایش استفاده از واحدهای تولیدی کوچک تحت عنوان “تولیدات پراکنده” (DG) که به طور عمده به شبکه‌های توزیع متصل شده و نیازی به خطوط انتقال ندارند، گردیده است.

اکثر تکنولوژی‌های تولید پراکنده در جنبه‌های متعدد مانند عملکرد، اندازه و قابلیت گسترش، انعطاف‌پذیر هستند. ضمن اینکه استفاده از تولید پراکنده باعث امکان ارائه پکیج‌های قیمتی انعطاف‌پذیر نیز می‌شود.

انرژی الکتریکی تولیدی توسط تولیدات پراکنده در اکثر کشورهای پیشرفته، تحول عظیمی در سیستم‌های تولید و انتقال انرژی به وجود آورده که تمام نیازها و مزایای پایه (Basic) تولید و انتقال در موارد فنی، آکادمیک و بازرگانی را برآورده می‌کند.

تولید پراکنده انرژی اصطلاح جدیدی نیست، از روزهای آغازین که بشر برای رفع نیاز خود، به انواع مختلف انرژی نیاز داشت، تولید پراکنده شکل‌گرفته است، چرا که این انرژی عملاً در نزدیکی محل مصرف آن تولید می‌شود.

تولیدات پراکنده به صورت محلی مورداستفاده قرار می‌گیرند.

باتوجه‌به این که این تولیدات نزدیک به مراکز مصرف می‌باشند، نیازی به انتقال انرژی الکتریکی خروجی آن ها در مسافت‌های طولانی وجود ندارد. هرچه مصرف‌کننده به تولیدکننده نزدیک‌تر باشد، هزینه تأمین انرژی الکتریکی نیز کاهش خواهد یافت.

این مسائل باعث شده است که تولید پراکنده به‌عنوان یک انتخاب مناسب جهت تولید و پاسخگویی به افزایش تقاضای مصرف مطرح گردد.

تحقیقات انجام شده توسط مراکز تحقیقاتی همچون EPRI بیانگر استفاده بیش از ٢٥ درصد انرژی الکتریکی تولیدی توسط تولیدات پراکنده تا سال ٢٠١٠ می‌باشد. همچنین این رقم طبق تحقیقات NGF تا ٣٠ درصد نیز پیش‌بینی‌شده است.

در آمریکا و اروپا تولید پراکنده به یک راه‌حل ممکن فنی و مالی، برای مصرف‌کنندگان و تولیدکنندگان تبدیل شده و اعتبار و اطمینان تهیه برق را بسیار بهبود بخشیده است. در اکثر کشورها، DG حدود ١٠ درصد ظرفیت نصب شده تولید را تشکیل می‌دهد، اما در کشورهایی نظیر هلند و دانمارک این روش بیش از ٣٠ تا ٤٠ درصد ظرفیت نصب شده را شامل می‌شود. در برخی کشورها نیز مانند استرالیا، پیش‌بینی می‌گردد تا سال ٢٠١٠ حدود ٧٨ درصد برق این کشور بر اساس انرژی تولیدی توسط این سیستم نوین می‌باشد.

در کشورهای درحال‌توسعه، جمعیت قابل‌ملاحظه‌ای به انرژی الکتریکی دسترسی ندارند. بهره‌گیری از تولیدات پراکنده امکانی را برای افزایش سریع کیفیت زندگی این افراد فراهم می‌سازد. در کشورهای درحال‌توسعه و یا روستاها، هزینه افزایش توسعه خطوط انتقال و توزیع، باتوجه‌به پراکندگی بار، بسیار زیاد است. یکی از نمونه‌های بارز بهره‌گیری از تولیدات پراکنده در کشورهای درحال‌توسعه، آفریقای جنوبی می‌باشد. تقریباً ٢٠ درصد جمعیت روستایی آفریقای جنوبی، امیدی به دسترسی به شبکه برق تا 20 سال آینده ندارند. دولت افریقای جنوبی اهمیت تولید پراکنده را دریافت و طرح برق‌رسانی به ٢٠٠٠ کلینیک و ١٦٨٠٠ مدرسه با بهره‌گیری از تکنولوژی‌های تولید پراکنده را تصویب نمود. در کشورهای دیگر نیز طرح‌های مشابه توسط ارگان‌های دولتی و غیردولتی در حال پیگیری است. دولت هند طرح برق‌رسانی به ١٠٠٠٠٠ روستا را با بهره‌گیری از تولیدات پراکنده مدنظر قرار داد. در مکزیک نیز طرح برق‌رسانی به ٦٠٠٠٠٠ روستا توسط تولیدات پراکنده تا سال ٢٠٠٠، در دستور کار قرار داشت.

تعریف تولید پراکنده

تعاریف مختلفی برای تولیدات پراکنده بکار رفته است، ولی تعریف جامع و بدون محدودیت آن، عبارت است از “منبع انرژی الکتریکی که مستقیماً به شبکه توزیع و یا سمت مصرف‌کننده وصل می‌گردد”.

مقادیر نامی این تولیدات متفاوت است، ولی معمولاً ظرفیت تولید آن ها از چند کیلووات تا حدود ١٠ مگاوات می‌باشد. این واحدها در پست‌ها و در فیدرهای توزیع، در نزدیکی بارها قرار می‌گیرند.

مولدهای تولید پراکنده، صرف‌نظر از نحوه تولید توان آن ها، نسبتاً کوچک بوده و ظرفیت آن ها معمولاً کوچک‌تر از 300MW می‌باشد و مستقیماً به شبکه توزیع وصل می‌شوند.

IEEE تولید برق توسط وسایلی را که به‌اندازه کافی از نیروگاه‌های مرکزی کوچک‌تر بوده و قابل نصب در محل مصرف هستند را به‌عنوان تولید پراکنده معرفی کرده است.

همچنین تعاریفی که کشورهای مختلف برای تولید پراکنده ارائه کرده‌اند در زیر آورده‌ایم؛

IEA واحدهای تولید پراکنده توان در محل مصرف یا در داخل شبکه توزیع که توان را به طور مستقیم به شبکه توزیع محلی تزریق می‌کنند را DG معرفی می‌کند.

لازم به ذکر است CIGRE، تعریف زیر را برای منابع تولید پراکنده ارائه داده است:

1. به صورت مرکزی برنامه‌ریزی‌نشده باشد. (برنامه‌ریزی متمرکز نشده باشد.)
2. به صورت مرکزی انتقال داده نشده باشد. (بهره‌برداری متمرکز نشده باشد.)
3. معمولاً به شبکه توزیع متصل شده باشد.
4. کوچک‌تر از ٥٠ تا ١٠٠ مگاوات باشد.

اهداف استفاده از تولیدات پراکنده

اهداف استفاده از تولیدات پراکنده از دید شرکت توزیع و از دید مشترک متفاوت است.

در واقع اگر مالک DG شرکت توزیع باشد، اهداف موردنظر می‌تواند آزادسازی ظرفیت شبکه توزیع، بهبود قابلیت اطمینان سیستم، تولید هم‌زمان برق و حرارت، بهبود کیفیت توان و پروفیل ولتاژ و کاهش تلفات باشد.

اگر مالکیت DG در اختیار مشترک باشد، این اهداف می‌تواند فروش برق و شرکت در بازار انرژی، فروش برق به‌عنوان سرویس جانبی، بهبود قابلیت اطمینان خود و یا تشویق‌های دریافتی از شرکت توزیع و … باشد.

متأسفانه چون مالکیت بیشتر تولیدات پراکنده در اختیار مشترکین می‌باشد، لذا شرکت‌های توزیع کنترل کمتری روی اندازه و محل نصب تولیدات پراکنده دارند. در نتیجه برای جلوگیری از تأثیرگذاری منفی تولیدات پراکنده بر پارامترهای مختلف سیستم، باید یک استاندارد کلی و جامع برای کنترل، نصب و جایابی این تولیدات وجود داشته باشد.

به‌طورکلی هدف از استفاده از منابع تولید پراکنده در شبکه‌های توزیع، تأمین تمام یا قسمتی از توان مصرفی شبکه به صورت تمام‌وقت یا پاره‌وقت می‌باشد که در این میان هدف اصلی تولید توان اکتیو است.

علل رویکرد به منابع تولید پراکنده

در ساختار قدیم صنعت برق در کشورهای پیشرفته و وضعیت موجود بسیاری از کشورها، وظایف تولید، انتقال و توزیع توان بر عهده شرکت‌های برق مجتمع (VIU) می‌بود. افزایش میزان تقاضای توان در چند سال اخیر، در بسیاری از کشورها موجب شد که این شرکت‌ها نتوانند به صورت مؤثر، جوابگوی این میزان تقاضای زیاد باشند. در نتیجه؛ خاموشی، قطع برق و معیوب شدن تجهیزات و … در بسیاری از کشورها، به‌ویژه ایالات متحده صورت می‌گرفت و به‌تبع آن قیمت‌ها در دوره‌های پیک به‌شدت بالا می‌رفت. این در حالی بود که همراه با رشد اقتصادی کشورها که منجر به افزایش میزان انرژی موردنیاز آن ها می‌شد، مسئله کیفیت توان و قابلیت اطمینان آن نیز اهمیت پیدا می‌نمود.

علاوه بر این، بحران نفت در سال ١٩٧٣ (1352 ه.ش) موجب شد که بسیاری از کشورهایی که در صنعت خود به سوخت‌های فسیلی وابسته بودند، در پی یافتن جایگزینی مناسب برای این سوخت‌ها باشند. همچنین با افزایش آگاهی عمومی در مورد مسائل زیست‌محیطی، یافتن جایگزینی مناسب برای سوخت‌های فسیلی اهمیت بیشتری پیدا کرد. مطالعات انجام شده نشان می‌دهد که انرژی‌های تجدیدپذیر شامل انرژی خورشید، باد، آب، بیوماس، زمین گرمایی و … که از نظر زیست‌محیطی مناسب بوده، می‌توانند جایگزین مناسبی برای سوخت‌های فسیلی باشند. بدین ترتیب عواملی مانند تجدید ساختار صنعت برق، نیاز به افزایش ظرفیت سیستم و پیشرفت تکنولوژی‌ها به طور هم‌زمان، پایه و اساس معرفی تکنولوژی‌های تولید پراکنده می‌باشند.

عوامل محرک فراوانی باعث افزایش تمایل به‌کارگیری سیستم‌های تولید پراکنده شده است که به‌طورکلی این عوامل را می‌توان در پنج گروه به شرح زیر تقسیم‌بندی نمود:

• پیشرفت‌های صنعتی چشمگیر در ساخت و به‌کارگیری تکنولوژی‌های مرتبط.
• محدودیت‌های موجود در احداث خطوط انتقال نیرو.
• ورود بحث بازار برق و مسائل مرتبط با آن در سیستم قدرت.
• افزایش تقاضای مشترکین برای سرویس با قابلیت اطمینان بالا.
• حساسیت بالا در خصوص آلودگی‌های محیط‌زیست.

علل رویکرد به منابع تولید پراکنده در ایران

ظرفیت نامی تولیدی واحدهای نیروگاهی غیر وابسته به وزارت نیرو در سال ١٣٨٠، بالغ بر ٦١٩٠ مگاوات برآورد شده است که ٤٠١ مگاوات از آن مربوط به صنایع بزرگ و مابقی به سایر مؤسسات و صنایع کوچک اختصاص دارد.

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

• کاربرد واحدهای کوچک توسط مصرف‌کنندگان، صنعت برق را عملاً به‌تدریج خصوصی می‌کند و این خصوصی‌سازی از اهداف دولت و وزارت نیرو می‌باشد و از سرمایه‌گذاری ملی در زمینه تولید می‌کاهد.
• 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.
• آزادسازی تجهیزات فراوانی که به دلیل مصرف پیک شبکه، الزاماً اضافه نصب شده و بعضاً چندین برابر مصرف اوقات عادی شبکه سرمایه‌گذاری شده است.
• نصب تولید پراکنده در محل‌های مصرف، جابه‌جایی انرژی الکتریکی را در کل شبکه متناسب باقدرت نصب شده کاهش می‌دهد، در نتیجه تعویض هادی‌ها، کابل‌ها و سایر تجهیزات، خصوصاً در شبکه توزیع کاهش می‌یابد.
• باتوجه‌به نیاز بیست سال آینده کشور به بیش از ٧٠ هزار مگاوات مصرف پیک و درنظرگرفتن ضریب ذخیره تولید، بر مبنای گزارش مقدماتی صنعت برق ایران در سال ١٤٠٠ بیش از ٩٠ هزار مگاوات قابل تولید در نیروگاه‌ها، میزان سرمایه‌گذاری بالای ٢٠ میلیارد دلار خواهد بود. هرچه بتوان این سرمایه‌گذاری را از طریق واحدهای DG توسط مصرف‌کنندگان تأمین کرد، می‌توان از خروج ارز ناشی از فروش سرمایه‌های ملی ممانعت کرده و برای خیل عظیم جوانان جویای کار ایجاد اشتغال نمود.

مزایای استفاده از تولید پراکنده

به‌کارگیری تولیدات پراکنده در سیستم توزیع مزایای زیست‌محیطی، اقتصادی و فنی بسیار زیادی را به دنبال دارد. برای رسیدن به این مزایا تولیدات پراکنده باید دارای اندازه مناسب بوده و در مکان‌های مناسب نصب شوند.

به‌طورکلی استفاده از نیروگاه‌هایی با تولید پراکنده در شبکه قدرت مزایای زیر را به همراه دارد:

• کم کردن هزینه مربوط به تجهیزات قدرت.
• کاهش تلفات انتقال قدرت.
• سهولت امکان بازیافت گرما در این نیروگاه‌ها.
• زمان نصب و بهره‌برداری کوتاه این نیروگاه‌ها.
• تحقق خصوصی‌سازی واقعی با تبدیل سرمایه‌گذاران بزرگ به سرمایه‌گذاران کوچک.
• کاهش آلودگی‌های زیست‌محیطی و صوتی نیروگاه‌های بزرگ.
• کاهش تلفات با جایابی بهینه نیروگاه‌های تولید پراکنده در شبکه‌های توزیع.
• آزاد شدن ظرفیت سیستم‌های انتقال و توزیع اعم از خطوط و پست‌ها.
• استفاده بعضی از منابع تولید پراکنده از منابع تجدیدپذیر.
• امکان کاربرد مجزا یا متصل به شبکه.

همچنین می‌توان مزایای اقتصادی DG را از دید مشترکین و از دید شرکت توزیع الکتریکی بررسی کرد که در ادامه به بررسی آن می‌پردازیم؛

مزایای اقتصادی DG از دید مشترکین

کاهش هزینه‌های خرید انرژی: بخصوص در مورد بارهای حرارتی (بخار، آب گرم و سیستم خنک‌کننده)؛ در روش تولید هم‌زمان برق و حرارت (CHP) می‌توان بخار یا آب گرم موردنیاز فرآیندهای مختلف را تأمین کرده و یا در مواردی که نیاز به گرم‌سازی و یا خنک‌سازی محیط باشد از آن استفاده کرد.

کاهش نگرانی‌های ناشی از نوسانات نرخ انرژی: DG به مشترکین این امکان را می‌دهد که ریسک بیشتری در بازار انرژی داشته باشند، چون که در حقیقت مشترکین با استفاده از DG خود را از این نوسانات رهایی داده‌اند.

افزایش قابلیت اطمینان: DG می‌تواند سبب کاهش خاموشی‌های ناشی از شبکه شود که این امر خود سبب کاهش زمان خاموشی و همچنین کاهش نگرانی‌های موجود در زمینه ایمنی می‌شود.

بهبود کیفیت توان: DG می‌تواند توان و انرژی باکیفیت بالا به مشترکین تحویل دهد و لذا این امر سبب کاهش و یا ازبین‌رفتن نگرانی‌های موجود در زمینه نوسانات ولتاژ شبکه و هارمونیک‌هایی می‌شود که بر روی بارهای حساس مشترکین تأثیر می‌گذارد.

منبع جدید درآمد: DG این امکان را به مشترکین می‌دهد که بتوانند انرژی تولیدی خود را به فروش رسانده و یا حالت کمکی برای بازاریابی داشته باشد.

مزایای اقتصادی DG از دید شرکت توزیع الکتریکی

جلوگیری از افزایش ظرفیت شبکه: DG به‌عنوان یک منبع کمکی و اضافی به تأمین انرژی می‌پردازد و لذا می‌تواند تا حدودی شرکت توزیع را از ایجاد سیستم جدید تولید، انتقال و توزیع بازدارد.

کاهش تلفات الکتریکی در بخش انتقال و توزیع: با نصب DG، شبکه انتقال و توزیع به‌منظور حمل و ارائه انرژی به مشترکین کوچک‌تر شده و لذا تلفات نیز کاهش می‌یابد.

به تأخیر انداختن و به‌روزآوری شبکه‌های انتقال و توزیع: با استفاده از DG، شرکت‌های توزیع می‌توانند جوابگوی رشد بار بوده و لذا با تأخیر زمانی نسبت به بهبود ظرفیت اقدام کنند.

تأمین توان راکتیو: برخی تکنولوژی‌های DG مانند موتورهای رفت و برگشتی می‌توانند تولید توان راکتیو کنند. این امر سبب کمک به تقویت و پایداری ولتاژ شبکه می‌شود.

کاهش تراکم دیماند و انتقال انرژی: با نصب سیستم تولید توان در محل مصرف و یا نزدیک به آن، طول مؤثر شبکه انتقال و توزیع افزایش می‌یابد و ظرفیت شبکه برای جوابگویی به سایر مشترکین آزاد می‌شود.

پیک سائی: DG می‌تواند سبب کاهش دیماند مشترکین در ساعات اوج مصرف شود که این امر سبب کاهش هزینه‌ها خواهد شد.

کاهش حاشیه رزرو: با نصب DG میزان دیماند کلی شبکه پایین آمده و ظرفیت تولید بهبود می‌یابد و لذا نیاز به رزرو کمتری در شبکه است.

بهبود کیفیت توان: با نصب DG، اثرات منفی کیفیت توان از جمله ولتاژ و فرکانس نامطلوب در شبکه کاهش می‌یابد.

افزایش قابلیت توان: استفاده از DG می‌تواند سبب کاهش و یا حذف خاموشی در نقاط معینی از شبکه توزیع شود.

معایب استفاده از تولیدات پراکنده

علی‌رغم تمام مزایای DG باید توجه خاصی به اثرات منفی احتمالی آن روی شبکه توزیع داشته باشیم که شاید بیشترین این تأثیرات، مسائل مربوط به سطح ولتاژ و هماهنگی حفاظتی باشد.

همچنین موجب پیچیده شدن شبکه و در نتیجه توسعه سیستم حفاظت شبکه شده و نیز بهره‌برداری و کنترل شبکه را نیز مشکل می‌سازد.

اتصال DG‌ها به شبکه باعث ایجاد هارمونیک در شبکه و کاهش امپدانس اتصال کوتاه می‌شود. ضمنا اگر در هنگام خاموشی، DG متصل به شبکه به صورت جزیره ای کار کند می‌تواند برای تعمیرکاران شبکه خطرناک باشد.

موانع و مشکلات توسعه منابع تولید پراکنده در دنیا

علاوه بر موانع فنی که بیشتر در مورد وسایل حفاظتی و ایمنی بکار می‌روند تا از اتفاقاتی که ممکن است برای شرکت برق و کارمندان و کیفیت توان در سیستم ایجاد گردد، جلوگیری کنند، موانع تجاری و قانونی نیز بر سر راه توسعه منابع تولید پراکنده وجود دارند. باتوجه‌به اتصال به شبکه، این موانع معمولاً هنگام تنظیم قراردادها و مراحل اتصال به شبکه به وجود می‌آیند. فقدان تجربه کافی در شرکت‌های برق، مهم‌ترین مانع برای منابع تولید پراکنده به شمار می‌آید. موانع قانونی اساساً از تعرفه‌هایی ناشی می‌شوند که به مشتریان اعمال می‌گردند. در ساختار تعرفه فوق از این امکانات، بیشتر به‌عنوان پشتیبان یا رزرو استفاده می‌کنند. از جمله این تعرفه‌ها می‌توان به هزینه‌های تقاضا (demand)، تعرفه‌های پشتیبان (Back up or stand by Tariff)، نرخ‌های خرید مجدد (Buy Back Tariff)، حق خروج (Exit Fee)، تعرفه‌های اضافی (Uplift Tariff) (برای سرویس‌های جانبی، ظرفیت و تلفات)، هزینه‌ها و دستورالعمل‌های انتقال ناحیه‌ای (Regional Transmission Procedures) اشاره نمود. این عوامل در کنار موانع زیست‌محیطی از مهم‌ترین مشکلات بر سر راه توسعه منابع تولید پراکنده می‌باشند.

راهکارهایی جهت کاهش موانع

موانع و مشکلات توسعه منابع تولید پراکنده را می‌توان به سه دسته کلی تقسیم‌بندی نمود که برای هرکدام از آن‌ها راهکارهایی جهت کاهش موانع ارائه شده است که در ادامه بیان می‌شوند:

راهکارهای کاهش موانع فنی

• توسعه استانداردهای یکسان برای اتصال به شبکه.
• پذیرش مراحل تست و تأییدیه برای وسایل اتصال به شبکه.
• توسعه تکنولوژی‌های کنترل توان تولیدات پراکنده.

راهکارهای کاهش موانع تجاری

• پذیرش استاندارد تجاری برای احتیاجات شرکت.
• به‌وجودآمدن استاندارد تجاری برای توافقات اتصال به شبکه.
• توسعه وسایل برای شرکت‌ها به‌منظور دستیابی به مقدار و تأثیر توان پراکنده در هر نقطه از شبکه.

راهکارهای کاهش موانع قانونی

• توسعه قوانین جدید در انتخاب توان پراکنده در بازارهای رقابتی و بهره‌برداری.
• تنظیم تعرفه مناسب مطابق با تمایلات بازارها، شرکت‌ها و مشتریان.
• ارائه مکانیزم تشویقی شرکت‌ها به استفاده از منابع تولید پراکنده.
• تعریف شرایط لازم جهت اتصال به شبکه.
• تسریع در مراحل تصمیم‌گیری و تصویب طرح پیشنهادی.
• اثرات زیست‌محیطی استفاده از منابع تولید پراکنده.

گسترش صنایع و گسترش فضاهای مسکونی، تجاری و اداری در جهان باعث افزایش میزان مصرف سوخت به میزان 47% تا سال 2020 میلادی خواهد شد. این افزایش مصرف به معنای اضافه‌کردن چند تریلیون آلاینده‌های زیست‌محیطی به هوا و اطراف نیز می‌باشد.

باران‌های اسیدی ناشی از این آلاینده‌های ایجاد شده موجبات تخریب فلزات، تأسیسات و مزارع کشاورزی را در برخواهد داشت و هم چنین آثار سوء را برای انسان در پی دارد. هم چنین سالانه بیش از 4 تریلیون فوت مکعب گازهای غیرقابل‌مصرف در سطح زمین سوزانده شده و به هوا فرستاده می‌شوند. باتوجه‌به گسترش حفر چاه‌های نفت و گاز این رقم تا سال 2020 به بیش از 6 تریلیون فوت مکعب خواهد رسید. جدای از این، میزان آلاینده‌های هوا افزوده شده، به هوا نیز گسترش خواهند یافت.

اگر قرار باشد برای جبران مصرف 47% ازدیاد مصرف تا سال 2020 حدود 3% نیاز افزوده به برق را درخواست کنیم باتوجه‌به راندمان‌های موجود در نیروگاه‌ها بایستی 60% افزایش مصرف در انرژی سوخت را داشته باشیم. این به معنای سیاه کردن آسمان و تخریب آنچه بر زمین است می‌باشد.

باتوجه‌به اینکه در ابتدا سوخت مصرفی مولدهای تولید پراکنده، گاز، گازوئیل و نفت سفید بود، اما امروزه این مولدها به عنوان مولدهای تجدیدپذیر (Renewable) هم قابل کاربرد هستند. انرژی‌های تجدیدپذیر عبارت بودند از انرژی باد، خورشید و آب، اما امروزه با بهره گیری از گازهای ناشی از دفن زباله‌های شهری و کودهای حیوانی این نوع انرژی‌ها انواع بیشتری را به خود اختصاص داده اند. این نوع انرژی‌ها را Land Fill Gas و Bio Gas می‌نامند. در واقع گازی که از زباله‌های دفن شده ویا کودهای حیوانی و فضولات متصاعد می‌شود را جمع آوری کرده و سپس آن‌ها را به سمت مصرف هدایت می‌کنند.

از بین سیستم‌های تولید پراکنده مولدهای احتراق داخلی، میکروتوربین‌ها و پیل‌های سوختی قابلیت تبدیل گاز Land Fill را به الکتریسیته و حرارت دارا می‌باشند.

به‌طورکلی احداث Land Fill هزینه‌ای در حدود 30-40 تن/دلار را دارد. در صورت دفن زباله‌ها در چاه‌های افقی یا عمودی (Land Fill) پس از مدتی (حداقل دو سال) گاز از آن‌ها متصاعد می‌شود که حداقل دارای مشخصات زیر است:

همان‌طور که از جدول بالا مشخص است به طور متوسط 50% این گازها را گاز متان تشکیل می‌دهد.

این گاز می‌تواند درصورتی‌که غیرقابل‌کنترل باشد، مشتعل شود. استفاده از این گاز می‌تواند به‌عنوان سوخت واحدهای نامبرده شده به‌عنوان DG، برق و گرمای موردنیاز محل نصب سیستم‌ها را تأمین نماید.

راندمان بالای واحدهای تولید هم‌زمان، این واحدها را به‌عنوان راه حلی قابل‌قبول برای تبدیل انرژی مطرح نموده است. همچنین بازدهی بالای این واحدها، باعث می‌شود تولید دی‌اکسیدکربن و سایر آلاینده‌ها نظیر ترکیبات گوگردی و اکسیدهای نیتروژن کاهش یابد. از سوی دیگر در کشورهایی که قوانین سخت‌گیرانه زیست‌محیطی در آن‌ها اعمال می‌شود با کاهش تعداد واحدهای تبدیل سوخت به حرارت مفید، کنترل واحدهای تولید آلاینده راحت‌تر انجام خواهد پذیرفت.

در اثر سوختن انرژی‌های فسیلی نظیر مازوت، گازوئیل و گاز طبیعی، گازهایی در هوا انتشار می‌یابند که عبارت‌اند از دی‌اکسید گوگرد، دی‌اکسید ازت، منو اکسید کربن و دی‌اکسیدکربن. غلظت گازهای خروجی از دودکش نیروگاه‌هایی که از سوخت‌های مختلف استفاده می‌کنند، در جدول زیر نشان‌داده‌شده است.

سوالات متداول تولید پراکنده

در نهایت امیدواریم توانسته باشیم تا حد و اندازه‌ای به دانش شما در زمینه تولیدات پراکنده که هم اکنون نیز در کشور ما درحال‌توسعه و پیشرفت است افزوده باشیم.

راستی! برای دريافت مطالب جديد در پیج اینستاگرم PowreEn عضو شويد.