2- منابع انرژی تجدید ناپذیر برای تولید برق: سوخت

2- منابع انرژی تجدید ناپذیر برای تولید برق: سوخت

پستتوسط pejuhesh232 » شنبه سپتامبر 14, 2019 11:27 pm

.
pejuhesh232
 
پست ها : 8630
تاريخ عضويت: سه شنبه دسامبر 07, 2010 11:22 pm

Re: 2- منابع انرژی تجدید ناپذیر برای تولید برق: سوخت

پستتوسط najm143 » يکشنبه سپتامبر 15, 2019 12:33 am

سوخت

این انرژي ها از زمین بصورت مایع، گاز و جامد بدست می آید. هم اکنون نفت خام تنها مایع سوخت فسیلی طبیعی تجاري است. گاز طبیعی و پروپان بصورت گاز و زغال سنگ جامد است. زغال سنگ، نفت خام، گاز طبیعی و پروپان را به عنوان سوختهاي فسیلی درنظر می گیرند .براي اینکه از گیاهان و حیوانات که میلیونها سال پیش زندگی می کردند تشکیل شده اند. این منابع انرژي بصورت منابع تجدید ناپذیر مورد توجه قرار دارند. زیرا آنها نمی توانند در مدت کوتاهی دوباره بدست آیند.

- زغال سنگ

زغال سنگ یک کانی رسوبی سیاه رنگ یا قهوه اي – سیاه رنگ قابل اشتعال می باشد که از کربن و هیدروکربنها تشکیل شده است. زغال سنگ یک منبع انرژي تجدید ناپذیر می باشد زیرا در طول میلیون ها سال ایجاد شده است. انرژي موجود در زغال سنگ از انرژي ذخیره شده توسط گیاهان که صدها میلیون سال پیش زنده بوده اند، زمانی که زمین نسبتاً پوشیده از جنگل هاي باتلاقی بود، به دست آمده است. براي میلیون ها سال یک لایه از گیاهان مرده در کف باتلاق ها توسط لایه هاي آب و خاك پوشانده شد و انرژي گیاهان مرده محبوس گردید. حرارت و فشار حاصل از لایه هاي بالایی کمک نمود تا بقایاي گیاهان تبدیل به چیزي شوند که امروزه زغال سنگ نامیده می شود. پس از بیرون آوردن زغال سنگ از زمین عموماً به وسیله یک تسمه نقاله به یک تأسیسات آماده سازي در سایت معدن منتقل می شود. در این تأسیسات با حذف آلودگی ها، خاکستر، سولفور و دیگر مواد ناخواسته ارزش حرارتی زغال سنگ را افزایش می دهند. در حال حاضر عمده ترین استفاده از زغال سنگ به منظور تولید برق می باشد. در نیروگاه زغال سنگ را می سوزانند تا بخار تولیدکنند. بخار سبب حرکت توربین ها شده و الکتریسیته تولید می شود.

- نفت خام

نفت از بقایاي حیوانات و گیاهان که میلیون ها سال پیش و قبل از دایناسورها در محیط دریایی زندگی می کردند بوجود آمده است. در طی زمان بقایاي به جامانده بوسیله لایه ها گل پوشیده شده و حرارت و فشار حاصل از این لایه ها باعث تبدیل این بقایا به آنچه امروز نفت می نامیم شده است.
نفت خام مایعی است به رنگ زرد مایل به سیاه و بدبو که معمولاً در اعماق زمین یافت می گردد. دانشمندان و مهندسین نواحی نفت خیز را با مطالعه نمونه ها سنگ آن منطقه جستجو می کنند. نفت خام پس از این که از زمین استخراج شد به پالایشگاه ارسال می شود و پس از پالایش، مواد مختلفی از نفت خام به صورت مواد نفتی قابل استفاده جدا می گردد. نفت خام برحسب بشکه اندازه گیري می شود. از یک بشکه نفت خام هنگام تصفیه حدود 19 گالن محصولات تولیدي نفتی براي تولید انرژي بکار می رود. از محصولات نفتی گازوئیل ، مازوت و ... می باشد که می سوزانند تا بخار تولید کنند. بخار سبب حرکت توربین ها شده و الکتریسیته تولید می شود.

- گاز طبیعی

میلیونها سال قبل بقایاي حیوانات و گیاهان پوسیدند و بصورت لایه هاي ضخیمی روي هم انباشته گردیدند. این مواد پوسیده از گیاهان و حیوانات را مواد ارگانیک می نامند. در طی زمان خاك و گل به سنگ تبدیل شدند. و روي این مواد را پوشانیده و این مواد زیر سنگها ماندند. حرارت و فشار مقداري از این مواد را به ذغال سنگ و مقداري را به گاز تبدیل کردند. از اجزاء اصلی ترکیبات گاز طبیعی، گاز متان است که ترکیبی است از یک اتم کربن و چهار اتم هیدروژن. گاز طبیعی را می توان سوزاند و از انرژي تولید شده براي گرمایش و یا تولید برق استفاده کرد.
najm143
 
پست ها : 317
تاريخ عضويت: شنبه سپتامبر 14, 2019 10:38 pm

Re: 2- منابع انرژی تجدید ناپذیر برای تولید برق: سوخت

پستتوسط najm143 » سه شنبه اکتبر 01, 2019 1:12 am

میکروتوربین گازی

Image

میکروتوربین‌ها به موتورهای توربین گاز بسیار کوچکی گفته می‌شود که در کاربردهای صنعتی با عنوان میکروتوربین و در کاربرد هوایی با عنوان موتور میکروجت شناخته می‌شود.
این میکروتوربین ها با گاز طبیعی فشار بالا و پایین، پروپان، گازوئیل و گاز H2S تا 7% کار می کند. همه اجزای گردشی روی یک شافت نصب شده اند و بوسیله یاتاقان های هوایی نگهداری می شوند.
امروزه استفاده از میکروتوربین‌ها در کاربردهای ترکیبی گرما و توان بسیار گسترده شده است. این سیستم‌ها توانایی تولید ده‌ها تا صدها کیلووات توان را دارند.

ساختمان نوعی یک میکروتوربین

میکروتوربینها یک نوع ساده از توربینهای گازی هستند که دارای یک کمپرسور محوری و توربین بوده و اغلب هر کدام دارای یک طبقه می باشند. آنها نوعا از انرژی گازهای خروجی برای پیش گرم کردن هوای ورودی استفاده می کنند تا در مقایسه با یک ماشین حرارتی معمولی بازده الکتریکی بالاتری داشته باشند. مبدل حرارتی هوا-هوا به نام "بهبوددهنده" نامیده می شود و تمامی سیستم نوعا یک سیکل بهبودداده شده نام دارد.

تصویر زیر یک نمای برش خورده از داخل یک میکروتوربین 65 کیلووات کپستون و اجزای داخلی آن را نشان می دهد. این مجموعه اغلب یک "توربوژنراتور" نامیده می شود چرا که میکروتوربین به یک ژنراتور وصل شده است. شفت توربین، کمپرسور و ژنراتور با سرعت 96000 دور/دقیقه می چرخند. بنابراین خروجی ژنراتور یک موج سینوسی فرکانس بالا است که باید برای تبدیل به فرکانس برق شهر (50 یا 60 هرتز) از فرکانس خروجی کاسته شود.

Image

نمای داخلی یک توربوژنراتور کپستون. هوای محیط در کمپرسور فشرده می شود، سوخت در محفظه ی احتراق به آن تزریق شده و با سوخت آن درجه حرارت هوا بالامی رود. گازهای پرفشار خروجی از توربین می گذرند و گشتاور خروجی را ایجاد می کنند. مبدل حرارتی حرارت گازهای خروجی را برای گرم کردن هوای ورودی بکار می برد تا مصرف سوخت کم شود و بازده بالا برود.

میکروتوربین های موجود در دو کلاس 1 محوره و 2 محوره دسته بندی می شوند.در نوع 1 محوره فقط یک توربین انبساط گاز وظیفه چرخاندن کمپرسور و ژنراتور را به عهده دارد.این در حالی است که نوع 2 محوره دارای 2 توربین انبساط گاز می باشد که توربین اول کمپرسور را چرخانده و توربین دیگر که با استفاده از گاز توربین مربوط به کمپرسور به حرکت در می آید وظیفه ی چرخاندن ژنراتور به عهده دارد.

گاز های خروجی توربین مربوط به ژنراتور مجددا در رکاپوریتور برای پیش گرم کردن هوای فشرده ورودی از کمپرسور مورد استفاده قرار می گیرد.میکرو توربین های 1 محوره دور های بسیار بالا (بیش از 100 هزار دور بر دقیقه) دوران نموده و برق تولیدی حاصل تر نوع متناوب با فرکانس بالا می باشد که جهت استفاده صنعتی ابتدا تبدیل به انرژی الکتریکی DC شده و سپس تبدیل به برق متناوب با فرکانس پایین 50 یا 60 سیکل می گردد. این در حالیست که در نوع 2 محوره انرژی حاصل از انبساط گاز بین دو توربیت تقسیم شده و توربین مربوط به تولید انرژی الکتریکی به گونه ای طراحی گردیده که در دورهای پایین و با راندمان بالا دوران نماید.در واقع در این نوع توربین تولید انرژی الکتریکی از طریق یک جعبه دنده یک مرحله ی ارزان قیمت به ژنراتور 50 یا 60 هرتزی معمولی متصل می شود

https://as9.cdn.asset.aparat.com/aparat ... _60695.mp4
najm143
 
پست ها : 317
تاريخ عضويت: شنبه سپتامبر 14, 2019 10:38 pm

Re: 2- منابع انرژی تجدید ناپذیر برای تولید برق: سوخت

پستتوسط najm143 » جمعه نوامبر 01, 2019 12:19 am

تولید برق پاک از زغال سنگ

Image

محققان MIT به بررسی نیروگاهی پرداخته اند که می تواند با تولید برق از زغال سنگ با کارایی خیلی بیشتر گام های قابل توجهی در افزایش بهره وری تولید برق از زغال سنگ به معنی انتشار دی اکسید کربن در این نیروگاه برای مقدار مشخصی نیروی تولید شده بردارد. دانشمندان برای حل این مشکل تلفیق دو فناوری برجسته گازی سازی زغال سنگ و پیل های سوختی در یک سیستم واحد را پیشنهاد دادند.


تبدیل زغال به گاز یکی از شیوه های استخراج سوخت گازی از زغال نرم یا سائیده شده است تا سوختن خود زغال. این تکنیک در نیروگاه های فرآوری مواد شیمیایی کاربرد گسترده دارد و به عنوان روش تولید گاز هیدروژن مورد استفاده قرار می گیرد. پیل های سوختی به کمک سوخت گازی و از طریق فشردن آن در سیستم های باطری شکل برق تولید می کنند. سیستم های باتری شکل با اکسیژن موجود در هوا واکنش الکتروشیمیایی می دهند.

جذابیت ترکیب این دو سیستم در این است که هر دو فرآیند در دمای ۸۰۰ درجه سلسیوس یا بیشتر عمل می کنند. ترکیب آن ها در یک نیروگاه واحد این امکان را به دو مولفه می دهد که حرارت را با حداقل اتلاف انرژی مبادله کنند. در واقع، پیل سوختی آن قدر گرما تولید می کند که تحمل قسمت گازی سازی فرآیند را داشته باشد و در نتیجه نیاز به یک سیستم گرمایی مجزا که معمولا با سوختن بخشی از زغال تأمین می شود برطرف گردد.

در سیستم ترکیبی، این گازها از کاربراتور به یک دودکش پیل سوختی حمل می شوند و یا نهایتا سیستم پیل سوختی را می تواند در همان اطاقک به عنوان کاربراتور نصب کرد. بدین ترتیب که گاز داغ مستقیما به پیل جریان میابد. در پیل سوختی، یک غشا کار جداسازی مونواکسید کربن و هیدروژن از اکسیژن را انجام می دهد و نوعی واکنش الکتروشیمیایی حاصل می کند که بدون احتراق سوخت منجر به تولید برق می شود.از آنجا که هیچ احتراقی رخ نمی دهد، در نتیجه سیستم خاکستر و آلاینده های کمتری در مقایسه با آنچه از طریق احتراق حاصل می شود تولید می گردد. این خود منجر به تولید دی اکسید کربن می شود اما به شیوه بسیار تمیز و بدون آلودگی و همانند نیروگاه های مرسوم سوخت زغال سنگ با هوا ترکیب نمی شود. در این وضعیت، حمل، جداسازی و ذخیره‌سازی کربن (CCS)راحت تر خواهد بود.

نیروگاه های مرسوم سوخت زغال سنگ معمولا بهره وری بسیار پایین دارند؛ فقط سی درصد انرژی موجود در سوخت واقعا به برق تبدیل می شود. در عوض، بر اساس شبیه سازی ها، گازی سازی تلفیقی پیشنهادی و سیستم پیل سوختی می توانند به بهره وری ۵۵ تا ۶۰ درصد برسند
najm143
 
پست ها : 317
تاريخ عضويت: شنبه سپتامبر 14, 2019 10:38 pm

Re: 2- منابع انرژی تجدید ناپذیر برای تولید برق: سوخت

پستتوسط najm143 » جمعه آپريل 24, 2020 10:21 am

دستگاه تولید همزمان برق و حرارت

Image

تولید همزمان گرما و برق یکی از مهم‌ترین کاربردهای تولید پراکنده است. در مولدهای قدرت امروزی، معمولاً از سوزاندن سوخت‌های فسیلی و گرمای حاصله برای تولید قدرت محوری و سپس تبدیل آن به انرژی الکتریسیته استفاده می‌شود.

از گرمای اتلافی بازیافتی از این سیستم‌ها، می‌توان برای مصارف گرمایشی، سرمایشی و بسیاری از فرایندهای صنعتی استفاده کرد. تولید هم‌زمان برق و گرما، می‌تواند علاوه بر افزایش بازده و کاهش مصرف سوخت، باعث کاهش انتشار گازهای آلاینده شود.

در CHP، از انرژی گرمایی تولیدی به عنوان منبع انرژی در فرایند تولید قدرت استفاده می‌شود. مصرف کنندگانی که به مقدار انرژی گرمایی زیادی در طول روز نیاز دارند ، می‌توانند برای کاهش هزینه‌های خود به نحوی مطلوب از CHP بهره ببرند.

سیستم‌های تولید همزمان حرارت و برق مقیاس کوچک (micro-CHP)، تولید همزمان حرارت و برق (Combined Heat and Power) یکی از مهم‌ترین کاربردهای تولید پراکنده است؛ که عبارت است از تولید همزمان و توأم ترمودینامیکی دو یا چند شکل انرژی از یک منبع ساده اولیه.

از نظر ترمودینامیکی، تولید همزمان باعث افزایش راندمان در استفاده از سوخت می‌شود. در تولید جداگانه الکتریسیته، مقداری از انرژی باید به صورت حرارت تلف شده (waste heat) خارج شود که این مقدار انرژی بیش از نیمی از انرژی وارد شده به وسیله سوخت به نیروگاه است؛ ولی در تولید همزمان از این انرژی حرارتی برای مصارف مفید استفاده می‌شود.

تولید همزمان برق و حرارت می‌تواند علاوه بر افزایش راندمان و کاهش مصرف سوخت، باعث کاهش انتشار آلاینده‌ها و گازهای گلخانه‌ای می‌شود.

سیستم‌های mCHP می‌توانند نقش بسیار مهمی در نیاز به انرژی از یک طرف و حفظ محیط زیست از طرف دیگر ایفا کنند. از جمله مزایای این سیستم‌ها می توان به افزایش بازدهی، سازگاری با محیط زیست، مزیت اقتصادی و قابلیت اطمینان بالا اشاره کرد.

این مدل از یک موتور پایه گاز سوز تشکیل شده است که به عنوان محرک اصلی که سوخت آن از گاز شهری است عمل می کند. این سیستم با مصرف 11 متر مکعب گاز در ساعت، 33 کیلووات توان الکتریکی و 54 کیلووات توان حرارتی تولید می کند.

از این سیستم می‌توان برای کاهش هزینه های برق در ساعات نیمه باری و اوج بار، استفاده از آب گرم مجانی جهت شست و شو و پخت و پز و همچنین تامین برق یخچال‌ها در صورت قطعی برق استفاده کرد.

Image

https://www.aparat.com/v/NK5YB/5%D8%AA% ... B%8C%D8%AF

https://www.dalfak.com/w/b474px/%E2%80% ... C%E2%80%8E
najm143
 
پست ها : 317
تاريخ عضويت: شنبه سپتامبر 14, 2019 10:38 pm


بازگشت به خوداتكايي خانگي برق رايگان


cron
Aelaa.Net