تعداد صفحه: 24
نوع فایل: Word
فرمت فایل: docx
*** قابل ویـرایش
فهرست مطالب
1 -1 مقدمه
1-2 تعریف تولید پراکنده
جدول 1-1 تعاریف منابع تولید پراکنده در کشورهای مختلف جهان
جدول 1-2 سهم DGها از تولید برق در جهان
1-3 اهداف استفاده از تولیدات پراکنده
1-4 علل رویکرد به منابع تولید پراکنده
1-5 علل رویکرد به منابع تولید پراکنده در ایران
1-6 مزایای استفاده از تولید پراکنده
1-6-1 مزایای اقتصادی DG از دید مشترکین
1-6-2 مزایای اقتصادی DG از دید شرکت توزیع الکتریکی
1-7 معایب استفاده از تولیدات پراکنده
1-8 موانع و مشکلات توسعه منابع تولید پراکنده در دنیا
1-8-1 راهکارایی جهت کاهش موانع
1-9 اثرات زیست محیطی استفاده از منابع تولید پراکنده
جدول 1-3 درصد گازهای متصاعد شده از دفن زبالهها
جدول 1-4 غلظت گازهای خروجی از دودکش نیروگاهها
جدول 1-5 کشورهای استفاده کننده از منابع تولید پراکنده و سیاست مربوط به کاربرد آن
منابع
1 -1 مقدمه
در سیستمهای بهم پیوسته برق، با توجه به صرفهجوییهای مقیاس (Economies of Scale)، تولید انرژی الکتریکی بصورت مرکزی و توسط نیروگاههای بزرگ صورت میگیرد. در سالهای اولیه پیدایش سیستمهای بهم پیوسته، معمولاً سیستم با رشد سالانه حدود 6 الی 7 درصدی در مصرف انرژی الکتریکی مواجه بود. در دهه 1970 مباحثی از قبیل بحران نفتی و مسائل زیستمحیطی مشکلات جدیدی را برای صنعت برق مطرح نمودند، بهگونهای که در دهه 1980 این فاکتورها و تغییرات اقتصادی، منجر به کاهش رشد بار به حدود 6/1 الی 3 درصد در سال شدند. در همین زمان هزینه انتقال و توزیع انرژی الکتریکی نیز به طرز قابل توجهی افزایش یافت. لذا تولید مرکزی توسط نیروگاههای بزرگ، اغلب به دلیل کاهش رشد بار، افزایش هزینه انتقال و توزیع، حاد شدن مسائل زیست محیطی و تغییرات تکنولوژیکی و قانونگذاریهای مختلف غیر عملی شدند.
در دهههای اخیر، تجدید ساختار صنعت برق و همچنین خصوصیسازی این صنعت، مطرح و در برخی کشورها اعمال گشته است. طی این مدت، به خاطر بالا بردن بازده بهرهبرداری و تشویق سرمایهگذاران، صنعت برق دستخوش تغییرات اساسی از لحاظ مدیریت و مالکیت گردیده است، به طوریکه برای ایجاد فضای رقابتی مناسب، بخشهای مختلف آن از جمله تولید، انتقال و توزیع از هم مستقل گردیدهاند. در محیط تجدید ساختار یافته صنعت برق، متقاعد نمودن بازیگران بازار به سرمایهگذاری در پروژههای چندین میلیارد دلاری تولید و انتقال توان آسان نیست.
این تغییر و تحولات از یک طرف 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 در 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 جنبه های متعدد مانند عملکرد، اندازه و قابلیت گسترش، انعطاف پذیر هستند. ضمن اینکه استفاده از تولید پراکنده باعث یک عکسالعمل قابل انعطاف به مقداردهی قیمت برق می گردد.
شبکههای توزیع معمولاً به صورت شعاعی طراحی میشوند که هیچ ژنراتوری در سمت بار وجود ندارد. بنابراین وجود ژنراتور در شبکه توزیع روی توان جاری شده و شرایط ولتاژ بار و تجهیزات شبکه الکتریکی تأثیر می گذارد و این میتواند روی پارامترهای عملکردی سیستم، تأثیر مثبت یا منفی داشته باشد ]5[.
انرژی الکتریکی تولیدی توسط تولیدات پراکنده در اکثر کشورهای پیشرفته، تحول عظیمی در سیستمهای تولید و انتقال انرژی بوجود 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 آغازین روزهایی که بشر برای رفع نیاز خود، به انواع مختلف انرژی نیاز داشت، تولید پراکنده شکل گرفته است، چرا که این انرژی عملاً در نزدیکی محل مصرف آن تولید میشود. تولیدات پراکنده به صورت محلی مورد استفاده قرار میگیرند. با توجه به اینکه این تولیدات نزدیک به مراکز مصرف میباشند، نیازی به انتقال انرژی الکتریکی خروجی آنها در مسافتهای طولانی وجود ندارد. هرچه مصرفکننده به تولیدکننده نزدیکتر باشد، هزینه تأمین انرژی الکتریکی نیز کاهش خواهد یافت.
این مباحث و مسائل باعث شده است که تولید پراکنده به عنوان 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 25 درصد انرژی الکتریکی تولیدی توسط تولیدات پراکنده تا سال 2010 می باشد. همچنین این رقم طبق تحقیقات NGF تا 30 درصد نیز پیشبینی شده 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 10 درصد ظرفیت نصب شده تولید را تشکیل میدهد، اما در کشورهایی نظیر هلند و دانمارک این روش بیش از 30 تا 40 درصد ظرفیت نصب شده را شامل میشود. در برخی کشورها نیز مانند استرالیا، پیشبینی میگردد تا سال 2010 حدود 78 درصد برق این کشور بر اساس انرژی تولیدی توسط این سیستم نوین باشد
در کشورهای در حال توسعه، جمعیت قابل ملاحظهای به انرژی الکتریکی دسترسی ندارند. بهرهگیری از تولیدات پراکنده امکانی را برای افزایش سریع کیفیت زندگی این افراد فراهم میسازد. در کشورهای در حال توسعه و یا روستاها، هزینه افزایش توسعه خطوط انتقال و توزیع، با توجه به پراکندگی بار، بسیار زیاد است. یکی از نمونههای بارز بهرهگیری از تولیدات پراکنده در کشورهای در حال توسعه، آفریقای جنوبی میباشد. تقریباً 20 درصد جمعیت روستایی افریقای جنوبی، امیدی به دسترسی به شبکه برق تا 20 سال آینده ندارند. دولت افریقای جنوبی اهمیت تولید پراکنده را دریافت و طرح برق رسانی به 2000 کلنیک و 16800 مدرسه با بهرهگیری از تکنولوژیهای تولید پراکنده را تصویب نمود. در کشورهای دیگر نیز طرحهای مشابه توسط ارگانهای دولتی و غیر دولتی در حال پیگیری است. دولت هند طرح برقرسانی به 100000 روستا را با بهرهگیری از تولیدات پراکنده مد نظر قرار داد. در مکزیک نیز طرح برقرسانی به 600000 روستا توسط تولیدات پراکنده تا سال 2000، در دستور کار قرار داشت
1-2 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 آنها از چند کیلووات تا حدود 10 مگاوات می باشد. این واحدها در پستها و در فیدرهای توزیع، در نزدیکی بارها قرار می گیرند ]11[.
مولدهای تولید پراکنده، صرفنظر از نحوه تولید توان آنها، نسبتاً کوچک بوده و ظرفیت آنها معمولاً کوچکتر از MW 300 می باشد و مستقیماً به شبکه توزیع وصل می شوند ]12[.
IEEE، تولید برق توسط وسایلی را که به اندازه کافی از نیروگاههای مرکزی کوچکتر بوده و قابل نصب در محل مصرف هستند را به عنوان تولید پراکنده معرفی کرده است. همچنین تعاریفی که کشورهای مختلف برای تولید پراکنده ارائه کردهاند، بر اساس مقالات IEEE در جدول (1-1) بیان شده است.
جدول 1-1 تعاریف منابع تولید پراکنده در کشورهای مختلف جهان
کشورها
تعاریف
استرالیا
تولیدی است که به شبکه توزیع (تاKV 132) وصل میشود و قادر است مستقیماً بار خریدار را تغذیه نماید.
فرانسه
متصل شده به شبکه توزیع با قابلیت تغذیه مستقیم بارهای خریدار (تولیدی که به سطوح ولتاژ 20، 15 و 4 کیلوولت وصل میشود.)
دانمارک
تولیدی که مراکز دیسپچ بار منطقهای را تحت تاثیر قرار ندهد.
جمهوری چک
تولیدی است که به شبکه توزیع (تا KV 110) وصل میشود.
فنلاند
تولیدی است که به ولتاژهای KV 4/0 و KV 20 وصل میشود.
ایتالیا
تولیدی است که به شبکههای بالای KV 4/0 تا KV 150 وصل میشود.
پرتغال
منابع انرژی تجدیدپذیر و تولید همزمان که به هر سطح ولتاژی متصل میشوند ودارای توان خروجی کمتر از 10 مگاوات میباشند.
انگلیس
تولیدی است که به سیستم توزیع (تا KV 132) وصل میشود و ممکن است به صورت متمرکز بهرهبرداری شود.
آلمان
تعریف مشخصی وجود ندارد ولی معمولاً به انرژی خورشید، بادی و آبی کوچک گفته میشود که به سطح ولتاژ تا 20 کیلوولت متصل میگردند.
آمریکا
منابع کوچک تولید کننده توان (از چند کیلووات تا 50 مگاوات) که به شبکه توزیع در طرف شرکت برق یا مصرفکننده متصل میشوند.
IEA، واحدهای تولید پراکنده توان در محل مصرف یا در داخل شبکه توزیع که توان را بهطور مستقیم به شبکه توزیع محلی تزریق می کنند را DG معرفی میکند.
لازم به ذکر است CIGRE، تعریف زیر را برای منابع تولید پراکنده ارائه داده است ]17،16[:
1- به صورت مرکزی برنامهریزی نشده باشد. (برنامه ریزی 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 50 تا 100 مگاوات باشد.
اما این مسائل باعث نادیده گرفتن مزایای این نوع مولدها نمیشود. همانگونه که جدول (1-2) نشان می دهد، استفاده از این نوع مولدها در جهان در حال افزایش است ]12[.
جدول 1-2 سهم DGها از تولید برق در جهان
سال
2000
2004
2008
ظرفیت نصب شده و در حال نصب انرژی برق در جهان بر حسب (GW)
3266
3555
3872
سیر افزایش انرژی برق در جهان (GW)
11
114
119
سیر افزایش تولید پراکنده (GW)
2/11
24
44
سهم تولید پراکنده
10%
21%
37%