طرح توجيهي توليد برق در واحدهاي خصوصي و كوچك مقياس

طرح توجيهي مولدهاي تركيبي توليد برق و حرارت كوچك مقياس براي واحد خصوصي با توجه به افزايش مصرف و اتلاف انرژي در واحدهاي بزرگ، فرصت مناسبي جهت سرمايه گذاري را نشان مي‌دهد. در دنياي امروز مصرف سرانه انرژي به ويژه انرژي الكتريكي يكي از مهمترين عوامل و شاخص‌هاي پيشرفت صنعتي و توسعه اقتصادي يك كشور محسوب شده است. با توجه به نقش ويژه اين انرژي در صنايع پيشرفته مي‌توان نتيجه گرفت كه خون رگ‌هاي جهان صنعتي انرژي الكتريكي است و نقش سازنده و توسعه‌اي توليد، انتقال، توزيع و كنترل نيروي برق به عنوان يكي از زيرساخت‌هاي اصلي توسعه مورد توجه تمامي كشورهاست.

براي دريافت مشاوره از متخصصان مركز مشاوره كسب و كار و كاريابي كاردوك جهت نوشتن طرح توجيهي مي توانيد با شماره 02166418908 تماس بگيريد.

 منبع : طرح توجيهي توليد برق

اهميت صنعت برق و مولد در ايران

برق مهم‌ترين موتور محرك صنعت و پيشران اقتصاد است و در تمامي زمينه‌هاي توسعه‌اي نقش كليدي دارد. در حال حاضر مصرف برق كشور 59هزار مگاوات است و توان توليد برق كشور نيز 59 هزار مگاوات است. احداث نيروگاه‌هاي برق بزرگ مقياس بسيار پر هزينه و سرمايه‌بر است.

در شبكه‌هاي گسترده توليد انتقال و توزيع به دليل گستردگي و اتلاف انرژي در بخش‌هاي مختلف، براي يك مگا وات نيازمند احداث 1/4 مگاوات ظرفيت نيروگاهي است اين درحالي است كه ساليانه با رشد متوسط  مصرف انرژي 4/3 درصد و در صنايع با رشد 11درصد مواجه هستيم.

احداث نيروگاه‌هاي تركيبي برق و حرارت كوچك مقياس به دليل بازدهي بالا و اتلاف انرژي كمتر با استفاده از سرمايه گذاري بخش خصوصي راه حل موجهي است كه در طي يك ده اخير مورد حمايت دستگاه‌هاي اجرايي و سياست گذار قرار گرفته است. اين مولدها با تامين همزمان برق و حرارت بخش‌هاي مختلف اقتصادي همانند مجتمع‌هاي ساختماني، سيستم بانكي، بيمارستان، واحد‌هاي توليدي بخش بزرگي از كسري انرژي برق را كه حدود ۸ تا ۹هزار مگاوات است را مي‌توانند جبران نمايد.

براي سفارش و نوشتن طرح توجيهي كليك كنيد.

طرح توجيهي توليد برق در واحد خصوصي| معرفي محصولات       

در سيستم متراكم توليد كوچك مقياس CHP همزمان برق و حرارت از طريق تركيب موتورهاي سيلندر پيستوني و ژنراتور با بهره‌گيري از بردهاي كنترلي هوشمند و پيشرفته داراي كارايي مناسب، رگولاتور و مبدل براي تبديل برق از DC به AC در خروجي سيستم است. اين سيستم باعث يكنواخت شدن و بدون نوسان بودن ولتاژ و فركانس برق به منظور جلوگيري از آسيب به دستگاه‌ها و تجهيزات برقي مي‌شود. همچنين مي‌توانند نيازهاي حرارتي و الكتريكي يك مجتمع را تامين كنند و برق مازاد توليدي خود را به شبكه تحويل دهند.

قدرت و توان سيستم

توان توليد اين طرح 20مگاوات با دو شيفت كاركرد هر دستگاه در طول سال؛ برق مورد نياز واحدهاي صنعتي و مسكوني را تامين مي‌نمايد.

در ساختار ماژولار اين سيستم خوراك مورد نياز چيلر سرمايشي را نيز تامين مي‌نمايد؛ يعني همزمان برق و حرارت(CHP) و نيزبرق، سرما و حرارت(CCHP) را نيز تامين نمايد. اين همزماني و توليد متمركز در مولد كه بخشي از خروجي آن با استفاده از مبدل بازيافت اتلاف حرارت تامين مي‌شود، كارايي سيستم را نسبت به سيستم‌هاي معمول بسيار افزايش مي‌دهد. به همين دليل روز به روز بر دامنه محبوبيت و كاربرد آن در كشورهاي جهان افزوده شده است.

ميزان بازدهي

در اكثر نيروگاه‌ها به دليل اتلاف بسياربالا ميزان بازدهي 38 تا 52% بوده و بخش عمده‌اي از برق توليد شده نيز صرف تلفات شبكه انتقال، توزيع و مصرف در خود نيروگاه مي‌شود، در مقابل در سيستم‌هاي CHP با حذف اين تلفات، حدود ۸۰درصد از انرژي ورودي به انرژي مفيد تبديل مي‌شود. اگر از باتري‌هاي ذخيره انرژي نيز استفاده شود، بازده به ۹۰درصد هم مي‌رسد.

در ساختار اجرايي اين سيستم از يك محرك موتور گازسوز، يك ژنراتور براي توليد برق بهره مي‌برند و چون گرماي خروجي از موتور داراي دماي بالايي است؛ از آن جهت توليد آب داغ براي مصارف گرمايشي و بهداشتي استفاده مي‌شود.

بنابراين با بهره گيري از اين سيستم جديد ضمن بالا بردن بازدهي تا بيش از دو برابر سيستم‌هاي سنتي و به دليل توليد انرژي در محل مصرف، اتلافات مربوط به شبكه انتقال و توزيع نيز حذف  مي‌گردد و علاوه بر تامين برق پروژه و كاهش خاموشي‌هاي احتمالي ناشي از برق شبكه مي‌تواند مازاد توليد خود را نيز از طريق شبكه برق سراسري به فروش برساند. براي مشاهده ساير انواع طرح توجيهي صنايع برق و الكترونيك كليك كنيد.

طرح توجيهي توليد برق در واحد خصوصي | ويژگي‌هاي  محصول

مولدها بر اساس سوخت مصرفي در سه نوع مختلف قابل طراحي هستند: گازسوز، ديزلي و يا تركيبي از هر دو مي‌باشند. مشخصه‌هاي عملكردي سيستم توليد همزمان برق و حرارت با موتورهاي احتراق داخلي كه از سوخت گاز طبيعي استفاده مي‌نمايند را مي‌توانيد براي موتورهاي مختلف از ما دريافت نماييد.

نرخ حرارتي و بازدهي بر اساس داده‌هاي توليدكنندگان ماشين آلات و كاربردهـاي صـنعتي تنظـيم شده اند. نسل جديد موتورها با سوخت گاز طبيعي داراي هزينه اوليه كم و راه اندازي سريع بوده و درصورت نگهداري مناسـب قابليـت اطمينان بالايي دارند.

در اين سيستم 50 تا 60 درصد بازيافت حرارت اتلافي موتـور  در آب مـورد نيـاز بـراي خنـك كـاري بدنـه و سيستم‌هاي خنك كاري روغن روانكاري جهت كاركرد در دماهايي پائين‌تر از دماي مورد نياز براي توليد بخار به دست مي‌آيد. بـا افـزايش بازده الكتريكي مقدار انرژي حرارتي نـسبت توان به حرارت در سيستم CHP افزايش مي‌يابد.

بايد اذعان كرد كه فناوري موتورهاي پيـستوني پيـشرفت زيادي نموده و منجر به افزايش بازده سوخت و كاهش آلودگي شده است. در موتورهاي گازسوز پيشرفته با بهبود طراحـي كنترل احتراق سطح توليد NOx به 50 ppmv رسيده است. بهره گيري از فن‌آوري‌هاي مولدهاي مقياس كوچك در قياس با الگوهاي سنتي توليد برق مبتني بر بهره برداري از تعداد محدودي نيروگاه بزرگ مقياس مركزي و انتقال و توزيع انرژي به منابع مصرف كه ممكن است تا هزاران كيلومتر دورتر از محل توليد باشند، داراي مزيت‌هاي فراواني است.

مشكلات مربوط به الگوهاي معمول

در الگوهاي معمول توليد مركزي ضمن بازده پايين در بخش توليد با اتلاف بخش قابل توجهي از انرژي در گذر از شبكه‌هاي انتقال و توزيع مواجه هستيم. در نيروگاه‌هاي بزرگ علاوه بر اتلاف حرارتي با افزايش انتشار گازهاي گلخانه‌اي مخرب محيط زيست مواجه هستيم و به علت نياز به شبكه‌اي وسيع و پيچيده جهت انتقال و توزيع، همواره در معرض آسيب‌هاي ناشي از بلاياي طبيعي و حوادث نيز هستيم.

طرح توجيهي توليد برق | كد آيسيك واحدهاي CHP

بر اساس سيستم طبقه‌بندي آيسيك كد‌‌‌‌ محصولات مرتبط با مولدهاي توليد تركيبي برق و حرارت به شرح زير مي‌باشد.

جدول 3- كد آيسيك محصولات

طرح توجيهي توليد برق | كالاي جايگزين و مكمل محصول

مولدهاي توليد برق متمركز مي‌توانند جايگزين اين مولدها باشند، ولي با توجه به اينكه كاربرد اين محصولات از نظر توليد برق در صنايع مختلف متفاوت است؛ لذا در بسياري از مواقع با توجه به تركيبي بودن كاربردها نمي‌توانند جايگزين مناسبي براي اين محصول باشند.

همان گونه كه از شكل زير برداشت مي‌شود، براي دست‌يابي به 30 واحد برق و 45 واحد حرارت در سيستم‌هاي رايج، بايد سوختي معادل 147واحد به سيستم وارد كرد، در صورتي كه در شرايط مشابه براي سيستم CHP سوخت مصرفي معادل با 100 واحد است. در واقع براي توليد برق و حرارت يكسان در دو سيستم مورد مقايسه، به ازاي هر 2مترمكعب گاز در سيستم CHP معادل 2/3متر مكعب در سيستم‌هاي رايج گاز مصرف مي‌شود. اين سيستم‌ها مي‌توانند ميزان خروجي حرارتي را از 50 تا 100% تغيير دهند تا به خوبي با نيازهاي حرارتي مجتمع نيز منطبق شوند.

CHP توليد همزمان برق و انرژي حرارتي مفيد از يك منبع انرژي توسط يك سيستم يكپارچه است. به عبارت ديگر در بعضي صنايع انرژي سوخت مصرفي به شكل حرارت تلف مي‌شود. سيستم‌هاي CHP اين حرارت تلف شده را مورد استفاده مجدد قرار داده و آن را به انرژي مفيد تبديل مي‌كنند. در سيستم CHP براي توليد برق و حرارت در مقايسه با آنچه كه سيستم‌هاي مجزا توليد مي‌كنند، حداقل 35درصد سوخت كمتري مصرف مي‌شود. بدين ترتيب سيستم‌هاي CHP علاوه بر صرفه جويي در منابع محدود سوخت‌هاي فسيلي، به كاهش آلودگي محيط زيست نيز كمك شاياني مي‌كنند.

طرح توجيهي توليد برق | موارد كاربرد

مولدهاي كوچك مقياس را مي‌توان در مجتمع‌هايي به شرح زير بكار گرفت:

• استفاده‌هاي برودتي و تامين برق آپارتمان‌ها، هتل‌ها، مراكز كنفرانس، رستوران‌ها، آسايشگاه‌ها و مراكز نگهداري
• ادارات و ساختمان‌هاي شهري، بيمارستان‌ها، مجتمع‌هاي ورزشي، مدارس با امكانات ورزشي، استخرهاي داخلي و خارجي
• ساختمان‌هاي تجاري، سوپرماركت‌ها، فروشگاه‌ها و.../ كارگاه‌ها، توليدي، گلخانه‌ها و بلوك‌ها يا مجتمع‌هاي مسكوني، پارك‌هاي مراكز تجاري و تفريحي.

كاربرد صنعتي مولدهاي CHP در كارخانه‌هاي نيازمند برق و حرارت مركزي است كه پايداري و حساس به قطعي براي آن‌ها ضرورت دارد. از جمله اين كارخانه‌ها عبارتند از:

• صنايع چوب و كاغذسازي، فرايندهاي توليد موادغذايي، صنايع نساجي، صنايع داروسازي، صنايع سراميك سازي، صنايع سيمان و آجر و سراميك سازي، پالايشگاه‌هاي نفت و پتروشيمي، صنايع نساجي، كارخانجات توليد مواد فاسد شدني و غذايي (لبنيات و ...)، صنايع لاستيك سازي، صنايع خودروسازي، صنايع ذوب فلزات و كوره‌هاي ريخته گري، صنايع نساجي

طرح توجيهي توليد برق | مزاياي استفاده از سيستم هاي CHP

بازدهي بالا با توليد هم‌زمان گرما و برق در سيستم‌هاي CHP ساخته شده توسط كمپاني‌هاي معتبر، مصرف انرژي را كاهش داده و مي‌توان به بازده 92درصد رساند كه در مقايسه با بازده 38 تا 52درصدي توليد برق در سيستم‌هاي سنتي كه در آن‌ها بايد انرژي گرمايشي به طور جداگانه توسط ديگ‌هاي بخار فراهم شود بازدهي بسيار مطلوبي را دارا مي‌باشد.

در اين سيستم‌ها ضمن كاهش تلفات بدليل عدم نياز به انتقال طولاني انرژي از محل توليد تا محل مصرف و امكان استفاده از مانيتورينگ تمامي فرايندها و وضعيت توليد و شاخص‌هاي كاركردي و نظارت و همچنين توليد الكتريسيته در محل، ميزان ايمني و قابليت اطمينان در تامين پايدار برق و حرارت مورد نياز بسيار بالا مي رود.

تاثير سيستم بر محيط زيست

حفاظت از محيط زيست و منابع آن، كاهش مصرف سوخت، كاهش سطح انتشار گازهاي دي اكسيد‌كربن CO2 ، NOX و منواكسيد كربن CO و سهم بالا در جلوگيري از تغييرات آب و هوايي از مزاياي CHP در مقايسه با سيستم‌هاي توليد برق و حرارت سنتي است. سيستم CHP با بهره گيري از طراحي و عايق بندي مناسب، آلودگي صوتي بسيار پاييني داشته و با استفاده كاتاليست‌هاي تصفيه موجب كاهش انتشار آلودگي‌ها و افزايش بازدهي مي‌شود.  

به همين دليل است كه سيستم از سياست‌هاي تشويقي دولت شامل: سوخت ارزان قيمت، نرخ خريد تضميني، كمك به تامين تسهيلات ريالي و ارزي مورد نياز و بخشودگي تعرفه گمرگي ماشين آلات خارجي بهره مند است.

قابليت تامين بار گرمايي براي يك چيلر جذبي باعث افزايش بيشتر بازدهي و زمان بهره وري از CCHP در طول سال چه در گرمايش و چه سرمايش مي‌شود.

طرح توجيهي توليد برق | دانش فني محصول

سيستم CHP داراي موتور گازسوز، ژنراتور و يك سيستم مبدل حرارت است. در اين سيستم موتور گازسوز، ژنراتور را براي توليد برق سه فاز به حركت در مي‌آورد. برق توليدي به شبكه توزيع ولتاژ پايين داده شده و مي‌تواند به صورت محلي مصرف شود يا به شبكه برق سراسري وارد گردد. حرارت توليد شده به عنوان يك انرژي جانبي در سيستم CHP در نيروگاه‌هاي فعلي به هدر رفته و قابل مصرف نمي‌باشد، حرارت توليدي در سيستم CHP براي توليد آب داغ براي مصارف گرمايشي و يا توليد آب گرم استفاده مي‌شود.

در صورت عدم نياز فوري به آب داغ توليدي مي‌توان آن را براي مواقع مورد نياز در يك مخزن ذخيره كرد. براي اطمينان از بازدهي حداكثري، ضروري است ظرفيت سيستم‌هاي CHP بر اساس مجموعه نيازهاي حرارتي پروژه انتخاب شود. در ضمن براي برآورده شرايط بارهاي حرارتي حداكثر، مي‌توان سيستم CHP را با ديگ‌هاي پربازده تركيب كرد تا علاوه بر كاهش هزينه‌ها از حداكثر بازده سيستم هم بهره برد. اين سيستم ها داراي نرم افزار كنترل با قابليت ارتباط از راه دور و مانيتورينگ مركزي مي‌باشد كه تحليل عملكرد و تشخيص خطا و عيب يابي را تسهيل كرده و داراي توانايي اعلان، يادآوري، برنامه سرويس و نگهداري است.

شاخص‌هاي مهم كاركردي دستگاه‌ها

مدل موتور ژنراتور، نوع موتور، ميزان برق توليدي، ميزان حرارت توليدي، حرارت اگزوز، دماي پايين، انرژي ورودي، راندمان الكتريكي، راندمان كل، عدد متان، وزن موتور و ژنراتور، تعداد سيلندر، دور موتور، ميزان برق توليدي، فركانس الكتريكي، توان مكانيكي توليدي، ميانگين فشار موثر، ميزان مصرف گاز و روغن، راندمان الكتريكي، ابعاد دستگاه، نسبت حرارت به قدرت، ميزان كل حرارت بازيافتي و ميزان مصرف سوخت گاز به ازاي هر كيلوات برق توليد مي‌باشد. 

اجزاي تشكيل دهنده سيستم CHP

سيستم‌هاي توليد همزمان شامل چندين دستگاه عمده و بسياري از اجزاء كوچك‌تر و تجهيزات جانبي مي‌باشند، بخش‌هاي اصلي اين سيستم‌ها عبارتند از:

1- محرك‌هاي اوليه

2-  تجهيزات الكتريكي

3-  دستگاه‌هاي بازيابي حرارت و چيلرهاي جذبي

المان‌هاي اصلي در دو بخش اول اين ساختار عبارتند از:

1-كنترلر حرارتي

2- موتور گاز سوز صنعتي با قدرت و بازدهي انرژي بالا و با قابليت كنترل  خروجي ماژولار  

3- ژنراتور سينك شده جهت توليد برق

4- محفظه كنترل و كاهنده صدا

5- جعبه فرمان و بخش كنترل‌هاي سيستم CHP شامل صفحه كنترل لمسي، مانيتورينگ لحظه‌اي تمامي شاخص‌هاي عملكردي، كليد روشنايي، دكمه ريست، كليد سرويس، كليدهاي كنترل خروجي و تهويه هواي تابلوي كنترل، ترمينال عملكرد سيستم، كليد فعال سازي و آماده به كار كردن سيستم، دكمه توقف اورژانسي، قفل مخصوص تابلوي كنترل

6- عايق كاري و درزبندي مناسب بخش‌هاي روغن و روان كارها و سيني زيرين

7- انباره و مخزن كاهنده صدا جهت كاهش موثر و بهتر صدا

8- تجهيزات راه انداز و استارت اوليه متصل به باطري‌هاي راه انداز، جهت روشن نمودن سيستم بدون نياز به برق خارجي

سيستم CHP ماژولار

اين سيستم كليه مزاياي يك سيستم CHP استاندارد را ارائه مي‌دهد، اما به دليل طراحي سفارشي انعطاف بيشتري داشته و به مشخصات و قابليت‌هايي را دارا مي‌باشد كه با سيستم‌هاي CHP استاندارد قابل دستيابي نيست. CHP ماژولار معمولاً از 7 بخش اصلي زير تشكيل مي‌شوند.

1. تركيب موتور ديزل يا گازي و ژنراتور الكتريكي با محفظه آكوستيك و فن تهويه
2. مجموعه اجزاي به كارگيرنده گازهاي خروجي شامل مبدل‌هاي گاز خروجي، كاهنده‌هاي صدا و كاتاليست
3. مجموعه موتور و مبدل حرارتي آب
4. مجموعه دفع گرما با فن و رادياتورها
5. كاهنده‌هاي صداي تهويه
6. مخازن روغن
7. پنل كنترل

تمام مجموعه‌ها قابليت سازگاري با نيازهاي عملي پروژه‌ها را دارند. به طور مثال براي كاهش صداي خروجي گازها مي‌توان از مجموعه اجزاي كاهنده صدا استفاده كرد. البته ممكن است با توجه به مبدل‌ها براي دفع گرما به رادياتورها نياز نباشد كه در اين حالت نسبت به حذف آن اقدام خواهد شد. از مزاياي سيستم CHP ماژولار اين است كه به علت سازگاري مجموعه اجزاي بكار رفته، با شكل و اندازه‌هاي مختلف محدوديتي در اندازه و يا طرح سازه نصب شده به وجود نمي‌آيد.

در ضمن نقشه و ويژگي‌هاي مجموعه اجزا از ابتداي پروژه مشخص بوده و مي‌توان در مرحله طراحي بدون هر گونه كار اضافي در محل، ملزومات مورد نياز پروژه را از قبل در نظر گرفت.

بررسي بازار و رقبا

وزارت نيرو از احداث نيروگاه‌هاي مقياس كوچك با بازدهي مناسب توسط بخش خصوصي حمايت كرده و اين واحدها بصورت تضميني مي‌توانند برق خود را با وارد كردن به شبكه به فروش برسانند. در صورت نياز با ثبت نام در سامانه بهين ياب و استفاده از معافيت‌هاي گمرگي ماشين آلات مورد نياز خود را نيز وارد نمايند. در شزايط تضمين فروش محصول اين طرح براي ده دستگاه 2مگا وات در فاز نخست امكانسنجي شده است.

طرح توجيهي توليد برق |  سرمايه گذاري مورد نياز

بر اساس مطالعات انجام شده احداث واحد توليد برق با ظرفيت اسمي 20مگا وات در دو شيفت به صورت CHP يا CCHP نياز به 861336 ميليون ريال  سرمايه گذاري دارد. نرخ بازدهي داخلي سرمايه گذاري بيشتر از 21درصد بوده و دوره برگشت سرمايه حدود 3/7 سال برآورد شده است. در ادامه خلاصه‌اي از نيازمندي‌هاي احداث اين واحد با ظرفيت اسمي توليد به شرح ذيل در سال ارائه شده است:

مشخصات عمومي طرح

طرح توجيهي توليد برق | مزاياي اجراي طرح

• داراي بخشودگي و معافيت گمرگي در صورت طي ضوابط قانوني
• امكان فروش تضميني محصول
• امكان تامين سوخت مصرفي با بخشودگي قيمت  
• امكان تامين برق و حرارت مركزي بنگاه‌هاي صنعتي، مجتمع‌هاي مسكوني و تجاري با قيمت رقابتي
• امكان تامين انرژي مراكز توليد رمز ارز با قيمت مناسب
• امكان بازيافت انژي حرارتي توليد شده در موتورها
• مزيت كشور در تامين گاز مورد نياز در اغلب مناطق كشور

نتيجه مطالعات مالي و اقتصادي

تحقيقات بازار و ارايه معيارهاي محاسبه هر يك از موارد برآورد سرمايه ثابت و در گردش و توضيح پيرامون هزينه‌هاي ثابت و متغير طرح، پيش‌بيني و قيمت تمام‌شده و همچنين سود ساليانه طرح محاسبه گرديده است. بررسي مهم‌ترين شاخص‌هاي مالي و اقتصادي طرح با محاسبات مالي كه از نرم‌افزار Comfar III Expert استخراج شده وضعيت قابل قبولي را به لحاظ مالي براي احداث مولدهاي غير متمركز تركيبي كوچك مقياس نشان مي‌دهد. مهم‌ترين مزيت اين واحدها بازيافت انرژي حرارتي است كه اگر امكان استفاده آن بصورت بخار، آب گرمكن و در تاسيسات بنگاه‌هاي صنعتي با مجتمع‌هاي تجاري و مسكوني همجوار فراهم گردد؛ به لحاظ اقتصادي وضعيت بسيار مساعدي‌تري را نشان مي‌دهد.

جهت اخذ مجوزهاي راه اندازي مولدهاي كوچك مقياس برق و تامين زيرساخت بر اساس پلان‌هاي مهندسي توليد استاندارد مي‌توانيد در تمامي مراحل انجام كار از زمان بررسي ايده تا پياده سازي و زمان بهره‌برداري از مشاوران و كارشناسان خبره و با تجربه كاردوك كمك بگيريد.

براي دريافت مشاوره از متخصصان مركز مشاوره كسب و كار و كاريابي كاردوك جهت نوشتن طرح توجيهي مي توانيد با شماره 02166418908 تماس بگيريد.

منبع : طرح توجيهي توليد برق