تولید پراکنده گرایش جدیدی در تولید توان الکتریکی است.
این ایده به مصرف کننده های الکتریسیته که الکتریسیته مورد نیازشان را خودشان تولید می‌کنند، این اجازه را میدهد که اضافه توان الکتریکی‌شان را به شبکه توان بفرستند.
تولید بسیاری از کارخانجات، ادارات و خصوصاً بیمارستان‌ها نیاز به منابعی با قابلیت اطمینان بالا برای تولید الکتریسیته و سیستم‌های گرمایی هواساز و آب گرم دارند.
برای بالا بردن قابلیت اطمینان منابع تغذیه و کاهش هزینه‌ها، برخی از ادارات و کارخانجات، از تولید ترکیبی یا کارخانجات انرژی کلی استفاده می‌کنند که اغلب از مواد اضافی نظیر آشغال چوب یا گرمای اضافی حاصل از یک فرایند صنعتی، برای تولید الکتریسیته استفاده می‌کنند.
در برخی موارد، الکتریسیته از یک سوخت تغذیه شده به صورت محلی مانند گاز طبیعی یا گازوئیل تولید میشود و سپس از گرمای اضافی منبع انرژی گرمایی ژنراتور برای فراهم آوردن آب داغ و نیز گرمایش صنعتی استفاده می‌کنند.
هنگامی که یک فرایند صنعتی نیازمند مقادیر زیاد گرمایی است که از منابع غیر الکتریکی نظیر سوخت‌های فسیلی یا زیست جرمی تامین میشود، استفاده از یک کارخانه تولید ترکیبی مقرون به صرفه است.
مسائل نظارتی و تکنولوژیکی تاکنون مسایل نظارتی و تکنولوژیکی بدین مفهوم بوده است که الکتریسیته تولید شده توسط مصرف کننده‌های خانگی را نمی‌توان به راحتی و بدون خطر با تغذیه توان ورودی همراه کرد.
شرکتهای الکتریکی بایستی توانایی جداسازی بخش‌های شبکه برق را داشته باشند، وقتی که یک خط از کار می‌افتد، کارگران بایستی از قطع بودن برق قبل از کار روی آن مطمئن باشند.
آنها همچنین وقت زیادی را صرف می‌کنند تا کیفیت برق را در شبکه‌شان حفظ کنند.
تاسیسات پراکنده برق هم میتواند کنترل این موارد را مشکل‌تر کند.
با ظهور تجهیزات الکترونیک قدرت با قابلیت اطمینان بالا، نصب تجهیزات تولید ترکیبی حتی با اندازه‌های خانگی، اقتصادی و بی‌خطر شده است.
این تاسیسات میتوانند آب داغ خانگی، الکتریسیته و گرمایش خانگی را تولید کنند و انرژی اضافی را به شرکت برق بفروشند.
پیشرفت در الکترونیک موجب ساده شدن دسترسی به مسایل امنیتی و کیفی شرکتهای الکتریکی شده است.
برای برطرف کردن موانع رسیدن به افزایش سطوح تولید پراکنده، تنظیم کننده‌ها میتوانند توسط تضمین عملکرد تولید‌های متمرکز و پراکنده بر روی یک زمینه با سطح متغیر، اقدام کنند.
در ایالات متحده، قانون فدرال از شرکتهای الکتریکی می‌خواهد که برق را از تولید کنندگان مستقل که تحت پوشش قوانین و بیمه هستند خریداری کنند.
تولید پراکنده به سوخت فسیلی محدود نشده است.
برخی از کشورها و مناطق در حال حاضر دارای منبع انرژی تجدید پذیر قابل توجهی در توربین‌های بادی و احتراق زیست جرمی هستند.
افزایش تولید پراکنده نیازمند تغییر در فن‌آوری مورد نیاز برای مدیریت انتقال و توزیع الکتریسیته است.
در این صورت نیاز فزاینده‌ای به اپراتورهای شبکه برای مدیریت شبکه‌ها به صورت فعال به جای غیر فعال وجود خواهد داشت.
با افزایش مدیرت فعال، مزایای اضافی برای مصرف کننده‌ها به وجود خواهد آمد که این مزایا به صورت معرفی با حق انتخابهای بیشتری به نسبت خدمات تغذیه ی انرژی و رقابت بیشتر خواهد بود.
اما به هر حال رفتن به سوی مدیریتی فعال‌تر، میتواند مشکل باشد.
شبکه‌های توزیع الکتریسیته یک حق انحصار طبیعی هستند و بنابراین بشدت قانونمند شده‌اند تا هزینه زیادتری با کار مصرف کننده‌ها بدست نیاورند.
سرمایه گذاری شبکه یک معیار کلیدی برای تعیین هزینه‌هایی است که شبکه میتواند به مصرف کننده‌ها بدهد.
شبکه‌ها سعی می‌کنند تا مزایای شان را در چارچوب کاری فراهم شده توسط قوانین شان، حداکثر کنند.
در حال حاضر چنین قوانینی خیلی مناسب تشویق به انجام رفتارهای ابداعی توسط شبکه‌ها نیستند.
به نظر می‌رسد که این امر هم برای توسعه شبکه‌ها و هم برای زیاد شدن سطح تولید پراکنده که به شبکه‌ها اضافه میشود، مانع ایجاد کند.
اما نشانه‌هایی وجود دارد که مقامات نظارتی در حال آشنا شدن هر چه بیشتر با موانع بالقوه هستند و در حال ارائه قوانین هزینه‌های اتصال و شرایطی برای فعال کردن تولید کننده‌های پراکنده برای شرکت در بازار الکتریسیته هستند.
اوفجم، تنظیم کننده گاز و الکتریسیته در بریتانیا، برای اپراتورهایی از شبکه توزیع الکتریسیته (DNOها) که روی تحقیق و توسعه راه حل‌های ابداعی شبکه برای سازگار کردن تولید پراکنده سرمایه گذاری می‌کنند، تسهیلاتی فراهم کرده است.
علی رغم وجود پتانسیل تولید، بخش عظیمی از تغذیه برق از طریق منابع انرژی غیر متمرکز، اعتبارات انرژی، کنترل جمعیت و پایداری سیستم کماکان موارد مهمی‌اند که گسترش این فن‌آوری را محدود می‌کنند.
برای حفظ کنترل و پایداری سیستم قدرت در برخی از شبکه‌ها، مصرف کننده‌های همسایه بایستی تمامی توان الکتریکی‌ای را که ممکن است یک مصرف کننده (که تولید کننده هم هست) تولید کند، استفاده کنند.
این امر تضمین میکند که یک جریان توان الکتریکی خالص از ژنراتور به مصرف کننده در شبکه توزیع وجود دارد، حتی اگر در توزیع محلی یک برون ریزی محلی وجود داشته باشد.
معرفی یک سیستم سوئیچینگ پیشرفته جهت بازار تولید غیر متمرکز برق انستیتو تکنولوژی گاز GTI و مؤسسه GE Zenith با همکاری هم یک سیستم پیشرفته سوئیچینگ (PSG) با هدف توسعه و رونق بازار تولید غیر متمرکز (DG) را ارائه دادند.
سیستم فوق، توانائی اتصال راحت و سریع ژنراتورها به شبکه و کنترل آنها حتی از طریق اینترنت را می دهد.
در آوریل 2000، مؤسسه تکنولوژی گاز شیکاگو(GTI) و مؤسسه GE Zenithاعلام کردند یک همکاری تحقیقاتی را جهت ایجاد و توسعه یک سیستم پیشرفته سوئیچینگ جهت تبادل توان با شبکه برای بازار پر رونق تولید غیر متمرکز در دست انجام دارند و در کمتر از یک سال بعد در فوریه 2001 دو مؤسسه فوق اولین نسخه از آنرا ارائه دادند.
هدف اصلی از تولید این محصول، کاهش هزینه جهت ترغیب تولیدکنندگان بالقوه برای تسخیر بازار اقتصادی خوبی که تولید غیرمتمرکز درشبکه های برق رسانی ایجاد خواهدکرد، بود.
PSG در واقع مغز سیستم تولید انرژی الکتریکی می باشد که وظیفه کنترل سرعت مولد جهت سنکرونیزاسیون آن با دیگر مولدها و شبکه را بعهده دارد.
همچنین پس از سنکرون کردن ژنراتور، عملیات کنترلی جهت کنترل بار را نیز انجام می دهد.
سیستم های PSG معمولا" با ژنراتورهای 800 تا 2000 کیلوواتی استفاده می شوند و در حال حاضر با توجه به رشدسریع استفاده ازسیستم های غیر متمرکز در آمریکای شمالی وسراسرجهان ارزش بازار این سیستم درحدود 400 میلیون دلارتخمین زده میشود.
یک بازار جذاب : DG عبارتست از واحدهای کوچک و متمرکز تولید انرژی الکتریکی در نقطه مصرف که میتواند برای مصرف کننده یا تولید کننده و حتی هردوی آنها سودمند باشد.
3 روند مستقل، تجدید ساختار مؤسسات برق، نیاز به افزایش ظرفیت سیستم و پیشرفتهای تکنولوژیکی، زمینه ساز توسعه روز افزون استفاده از DGخواهد بود.
لذا انتظار می رود بازار تولید غیر متمرکز در آینده نزدیک رشد سریعی داشته باشد.
برای همین GTI و مؤسسه GE Zenith بازار خوبی برای محصول PSG تولیدی خود می بینند.
البته بازار تکنولوژی فوق مستقیما" به مقبولیت و رشد استفاده از انرژی باد، میکروتوربین ها، سلولهای سوختی و سلولهای خورشیدی وابستگی دارد، چرا که در ساختمان تجهیزات فوق از ادوات الکترونیک قدرت استفاده می شود که بسیار مناسبتر از تکنولوژی PSG می باشند که از وسایل مکانیکی جهت سوئیچینگ درآنها استفاده می شود.
توجه به چشم اندازروشن، نیاز به استفاده ازتولید غیرمتمرکز و الزام شرکتها به استفاده ازگازطبیعی،GTI را متقاعد کرد که منابع مالی زیادی را برای توسعه تکنولوژی موتورهای گازی جهت استفاده ازآنها درسیستم های فوق قراردهد.
بخشی از این کار معطوف به مشارکت با تولید کنندگان بزرگ موتورهای گازی همچون cooper,caterpillar و waukesha برای یافتن راهی جهت کاهش هزینه برکیلووات ماشینهای گازی جهت کاربرد آنها در سیستم های تولید انرژی الکتریکی بود.
از آنجا که هزینه بر کیلووات موتورهای گازی از موتورهای دیزلی بیشتر است، GTI احساس کرد که اگر دوره برگشت سرمایه برای تکنولوژی موتورهای گازی را بتوان به 3 تا 5 سال کاهش داد، این موتورها می توانند انتخاب مناسبی برای سیستم های DGباشند لذا طرحهایی جهت کاهش هزینه با توجه به افزایش ظرفیت موتور گازی به کمک زیاد کردن سرعت آنها ارائه گردید.
GTI همچنین باور داشت که جهت رسیدن به هدف کاهش هزینه، قسمت های دیگر واحد قدرت همچون PSG نیز باید تغییر داده شود.
لذاGTI با مؤسسهGE Zenithمشاوره هایی جهت کاهش هزینه سرمایه گذاری واحدهای PSGتا 50% را انجام داد.
در آغاز این پروژه، اهداف عبارت بودند از: 1- کاهش هزینه های سرمایه گذاری 2- سادگی نصب و راه اندازی جهت کاهش پرسنل و زمان نصب 3- ترکیب شدن با تولید کننده های موتورهای گازی و مجموعه توربین- ژنراتور 4- مطابقت سیستم با الزامات اساسی شرکتهای برق رسانی درتبادل انرژی و قابلیت منظور نمودن حفاظت و رلیاژ پیشرفته برای مجموعه بهم پیوسته ژنراتور و سیستم 5- امکان نظارت، ایجاد ارتباط و کنترل از راه دور یک نسل جدید: کمتر از یک سال بعد، در نتیجه فعالیت مشترک دو شرکت فوق، آنها نتایج اولین نسل فعالیت خود را تحت عنوان (EE) ”Entellisys Express" معرفی کردند.
EE یک سیستم سوئیچینگ پیشرفته است که می توان از طریق اینترنت آنرا تحت نظارت و کنترل داشت.
اینترفیس های EE امکان کنترل قدرت خروجی انواع مختلف موتور- ژنراتورها را دارا می باشد.
در سیستم EE توابع کنترلی معمول موتور_ ژنراتورها ترکیب شده و علاوه برآن امکان نظارت بر قدرت خروجی، حفاظت سیستم، اندازه گیری پارامترهای سیستم وثبت وقایع و هشدارها وجود دارد و انجام تمام این اعمال از طریق سیستم web جهانی امکان پذیر میباشد.
EE به کاربرامکان انتخابهای بیشتری را ازهر سیستم دیگرجهت دریافت وآنالیز اطلاعات میدهد با کمک کار مشترک ده ماهه هردوکمپانی توانستند به اهداف اولیه پروژه دست پیدا کنند.
اهداف فوق به شرح زیربودند : کاهش هزینه سرمایه ای : با ترکیب سیستم مولد و سیستم سوئیچینگ، هزینه ها بین 40 تا 60 دلار بر kwh کاهش یافته که یک کاهش 50 درصدی در زمینه سیستم های فوق را نتیجه میدهد .
هزینه ها بر اساس چندین عامل کاهش یافتند، مقداری از آنها در اثر طراحی فشرده سیستم سوئیچینگ انجام گرفت.
همچنین استفاده از یک سیستم میکروپروسسوری جهت بهره برداری، اینترفیس های کنترل و سیستم حفاظتی رله ای، هزینه های تولید و نصب را به مقدار قابل ملاحظه ای کاهش داد.
ساده سازی نصب و راه اندازی : نصب و راه اندازی سیستم های فوق به مراتب از نمونه های دیگرآن ساده تر میباشد.
ارتباطات سیمی کمتری بین سیستم موتور- ژنراتور و سیستم سوئیچینگ نسبت به نمونه های موجود در بازار وجود دارد.
همچنین ابعاد سیستم تا 33 درصد از دیگر سیستم ها کمتر شد، که این فضای صرفه جوئی شده کمک زیادی به نصب راحت تر آن کرده است.
بنابراین فضای لازم برای 2 تا 5 ژنراتور می تواند به 13 تا 33 % یا 5/4 تا 25 فوت مربع (42/0 الی 32/2 متر مربع) کاهش یابد.
سیستم ترکیبی : قلب سیستم EE کنترلر موتور- ژنراتور، 6000MX است، یک کنترلر میکروپروسسوری جدید که ساده، قابل برنامه ریزی و چند منظوره می باشد.
کنترلر دارای یک صفحه LCD رنگی می باشد که تاریخ، ساعت و وضعیتهای بهره برداری سیستم موتور- ژنراتور و وضعیت سوئیچینگ موتور را نشان می دهد.
اطلاعاتی ازقبیل خاموش/ روشن بودن، Reset ، دستی یا اتوماتیک، ولتاژ، فرکانس، جریان، KVA ، KW، ضریب قدرت و kwh و ولتاژ کمکی DC نیز نشان داده می شود.
هشدارها و وقایع رخ داده شده نیز همراه با تاریخ و زمان وقوع هشدار یا اتفاق نمایش داده می شوند.
کنترلر می تواند از نرم افزارهای ویندوز استفاده کند به طوری که از کارکردن با آن احساس کار با یک کامپیوتر رومیزی به ما دست می دهد.
6000MX مستقیما" از طریق پورت 485 RSبا مدول کنترل موتور (ECM) روی ماشین ارتباط برقرار می کند.
این پورت هر دو پروتوکل M5X کاترپیلار و پروتوکل SAE11587 که توسط ماشینهای دیزلی دیترویت استفاده میشود را پشتیبانی میکند.
برای ماشینهایی که مجهزبه سیستم ارتباطی الکترونیکی نمیباشند، کنترلر میتواند توسط یک برد ورودی/ خروجی دیجیتالی به موتور متصل گردد.
به این منظور کنترلر به یک پورت 485 RS دوم نیزمجهزاست که امکان پشتیبانی بردهای دلخواه I/O را به سیستم میدهد.
6000MX با یک سیستم اندازه گیری وحفاظت 3500MX تکمیل میگردد.
3500MX توابع حفاظتی، کنترلی، نظارتی را فراهم می آورد.
یک سیستم LCD با کنتراست بالای 80 کاراکتری اجازه میدهد کاربر به راحتی هر پارامتر قابل اندازه گیری را نظارت کرده، همچنین جزئیات set point ها و وضعیت رله ها را نظارت کند.
امکان برنامه ریزی کامل set point ها ازطریق یک منوی ساده موجود میباشد، همچنین صفحات مختلف جهت راهنمائی کاربر وجود دارد.
مطابقت : سیستمEE دارای تطابق کامل با استانداردهای ANSI و ملزومات شرکتهای بهره بردار می باشد.
توابع ارتباطی از راه دور : EE به اپراتور امکان فراوانی جهت نظارت وبرداشت اطلاعات ازسیستم منجمله از طریق شبکه اینترنت را میدهد.اپراتورها میتوانند ازهرنقطه ازجهان توسط Internet Explorer یا Netscape به اطلاعات دسترسی پیداکنند.
EE میتواند همچنین به یک سیستم اینترانت داخلی نیزمتصل گردد.
به علاوه یک پورت مادون قرمز اجازه ارتباط بدون سیم بین کنترلر و سیستم های کمکی را نیز میدهد.
اولین نسل EE در فوریه 2001 ارائه شده است و انتظار میرود دومین نسل از این محصول در پایان سال معرفی گردد.
درحالیکه اولین نسل منحصرا" برای بازار DG تولید نشده است، می تواند در واحدهای DG جهت حذف قله بار استفاده گردد ولی دومین نسل آن منحصرا" برای سیستم های DG طراحی وساخته خواهدشد معرفی یک سیستم سوئیچینگ پیشرفته جهت بازار تولید غیر متمرکز برق تولید پراکنده برق عاملی برای کاهش تلفات آن استشرایط ساخت نیروگاه‌های برق‌آبی و بادی کوچک در کشور ما فراهم است و تولید انبوه این مدل‌ها منجر به کاهش تلفات و تامین دائمی برق میشود.
دکتر احمد سالم‌نیا، عضو هیات علمی دانشگاه صنعت آب و برق، در گفت‌وگو با خبرنگار انرژی خبرگزاری دانشجویان ایران (ایسنا)، با بیان این مطلب افزود: یکی از مشکلات شبکه فعلی برق متمرکز شدن نیروگاه‌ها در یک نقطه است که باعث میشود توان تولیدی در آن مجموعه قابل مصرف نباشد و بنابراین به شبکه سراسری اتصال یابد.
او اضافه کرد: در حال حاضر انجام این کار منجر به تلفات 20 درصدی شده که البته حدود 15 درصد آن مربوط به شبکه فرسوده توزیع است.
وی با اشاره به هزینه بالای باز‌سازی شبکه توزیع تصریح کرد: دولت و وزارت نیرو باید هزینه مورد نیاز این کار را اختصاص دهند؛ همچنین استقلال شرکتهای توزیع میتواند در کاهش هدر روی برق تاثیرگذار باشد؛ زیرا در این صورت تلفات جزو هزینه‌های آنها حساب میشود و لذا برای درآمد و سود بیشتر مطمئنا شبکه‌ها را اصلاح می‌کنند.
وی در ادامه یکی دیگر از راهکارهای کاهش تلفات را تولید پراکنده برق از طریق ساخت نیروگاه‌های کوچک دانست و تاکید کرد: به جای آن که انرژی الکتریکی را از یک نقطه به شهرستان‌های مختلف انتقال و تلفات را افزایش دهیم، باید در نزدیک‌ترین نقطه ممکن برق را تولید کنیم و در این مسیر نیروگاه‌های برق آبی، بادی، زمین گرمایی و خورشیدی حائز اهمیت هستند و این کار اگر از نگاه کاهش تلفات و کم شدن فشار بر روی شبکه انتقال صورت گیرد به عنوان یک حسن تلقی میشود.
او گفت: البته هزینه بسیار بالای انرژی‌های نو یکی از مشکلات موجود در تحقق این امر است؛ اما با توجه به پیشرفت و استفاده روز افزون این انرژی در کشورها قیمت آن در آینده کاهش می‌یابد؛ بنابراین ما نیز باید برای همگامی با سایر کشورها و عدم وابستگی به آنها این نوع نیروگاه‌ها را توسعه دهیم.
این استاد دانشگاه در خصوص نیروگاه‌های با ظرفیت بالا یادآوری کرد: با توجه به روال معمول در دنیا باید علاوه بر تولید انرژی الکتریکی، منابع آن را متنوع کنیم تا اگر در یک مجموعه اختلالی به وجود آمد، تولید برق را از نیروگاه دیگر ادامه دهیم.
سالم‌نیا با اشاره به کشور فرانسه که حدود 80 درصد انرژی خود را از نیروگاه‌های هسته‌ای تامین میکند، خاطرنشان کرد: ما نیز باید با ساخت بیشتر نیروگاه‌های هسته‌ای توان تولید برقمان را افزایش دهیم و علاوه بر این باید ساخت نیروگاه برق آبی که در زمان بهره‌برداری با مشکل مواجه نیست و سیکل ترکیبی که بازدهی نیروگاه را تا حدود 10 درصد افزایش میدهد و تلفات کمتری دارد، به عنوان یک اولویت پیگیری شود فرهنگ سازی برای مدیریت مصرف برقدفتر مدیریت مصرف برق تهران در راستای فرهنگ سازی در جهت مصرف بهینه انرژی برق، اقدام به اجرای طرح آموزش معلمان مدارس نموده است.
معلمان مزبور افراد آموزش دیده در حال اجرای طرح مدیریت مصرف در مدارس نیز می باشند.
به گزارش خبرنگار پایگاه خبری برق تهران، دفتر مدیریت مصرف برق تهران در تابستان گذشته طرحی ارایه کرد که در طی آن معلمان حرفه و فن مدارس برخی از مناطق تهران بتوانند با شرکت در یک دوره آموزشی با مدیریت مصرف انرژی آشنا شده و این مطالب را در کلاس های درس به دانش آموزان خود انتقال دهند.
بنابراین گزارش با شروع سال تحصیلی جاری افراد آموزش دیده با توزیع کتاب های منتشر شده توسط دفتر مدیریت مصرف برق تهران در میان دانش آموزان، بخشی از ساعات کلاس درس خود را به آموزش دستورالعمل های مدیریت مصرف برق اختصاص دادند.
بر اساس این گزارش دانش آموزانی که تحت آموزش های یاد شده قرار گرفته بودند، در مجموع این طرح را نسبت به روش های دیگر برای ترغیب مردم به مصرف بهینه انرژی بسیار تاثیر گذار دانستند.
بر اساس این گزارش نکته مهمی که در برخورد با دانش آموزان دختر یا پسر مناطق مختلف شهر بدست آمد، وابستگی نگرش ها به جنسیت و منطقه سکونت دانش آموزان است، بنابراین توجه به این تنوع و گوناگونی، برای فرهنگ سازی در برنامه ریزی آموزشی ضروری است