تولید پراکنده

تولید پراکنده ( نیروگاه های مقیاس کوچک )

معرفی

تولید پراکنده (مولدهای مقیاس کوچک) با انواع تکنولوژی های تولید برق و تبدیل انرژی از جمله انرژی فسیلی، خورشیدی (فتوولتائیک)، باد و زمین گرمائی امکان پذیر است. اما آنچه که در حال حاضر در ایران بیشترین توجه را به خود معطوف داشته است ، تولید پراکنده با استفاده از موتورهای گازسوز ( GE ) یا توربین های گازی ( GT ) می باشد که قابلیت تولید مداوم و مطمئن را دارا هستند. تولید برق در این سیستم ها توسط ژنراتورهای سنکرون انجام می شود. همجنین امکان بازیافت حرارت از موتورهای گازسوز با استفاده از تکنولوژی CHP یا CCHP و یا استفاده از سیکل ترکیبی در توربین های گازی، باعث افزایش راندمان و کاهش مصرف سوخت (گاز) و صرفه اقتصادی این نوع از تولید پراکنده (مولد مقیاس کوچک گازسوز) میگردد. این موضوع به ویژه در مکان هایی که نیاز به آب گرم یا بخار و یا گرمایش و سرمایش در فرایند یا یوتیلیتی دارند، توجیه اقتصادی طرح را بسیار افزایش می دهد.

از دید شبکه برق نصب مولدهای پراکنده (مولدهای مقیاس کوچک) می تواند باعث کاهش بار فیدرهای پربار،کاهش تلفات ، افزایش قابلیت اطمینان و به تعویق انداختن سرمایه گذاری برای توسعه شبکه گردد.

از طرفی نصب مولدهای برق پراکنده به صورت خودتأمین به مصرف کنندگان بزرگ این امکان را می دهد که در هنگام اعمال محدودیت های مصرف یا خاموشی های تحمیل شده از شبکه، برق پشتیبان و اضطراری داشته باشند و قابلیت اطمینان سیستم برق رسانی خود را افزایش دهند.

با طراحی مناسب سیستم کنترل، این نیروگاه ها قادر به عملکرد در حالت های جزیره ای و متصل به شبکه می باشند، بطوری که تأمین برق بدون وقفه و حتی بدون چشمک چه در لحظه قطع برق شبکه و چه در لحظه وصل مجدد آن امکان پذیر می باشد.

بدین منظور تمهیدات زیر باید در سیستم کنترل لحاظ گردد:

Back synchronization

توانایی سنکرون شدن بدون وقفه با شبکه در بازگشت برق شبکه

Load sharing

تقسیم بار بین ژنراتورهای متعدد بطور مساوی

Load shedding

حذف (ریزش) بار کم اهمیت به هنگام کمبود تولید

Black start

توانایی راه اندازی نیروگاه بدون وجود برق شبکه (نیازمند دیزل ژنراتور اضطراری برای تآمین برق تجهیزات جانبی نیروگاه)

Protection coordination

هماهنگی حفاظتی برای عملکرد بهینه در هر دو حالت جزیره ای و متصل به شبکه

Transfer trip

انتقال سیگنالی قطعی برق شبکه بالادست برای تشخیص حالت جزیره ای و محافظت از جان بهره برداران شبکه برق

Emergency power management system

سیستم کنترلی برای تأمین برق بارهای فوق العاده مهم و حیاتی به کمک دیزل ژنراتور مجزا از شبکه برق و نیروگاه خودتأمین

استفاده از مزایای فوق مستلزم انتخاب تکنولوژی تولید، تعیین ظرفیت مناسب و انتخاب محل مناسب برای نصب مولدها و به کارگیری تمهیدات لازم برای اتصال ایمن و مطمئن این مولدها به شبکه برق می باشد.

شرکت مهندسین مشاور معیار توسعه نیرو با تکیه بر تجربیات کسب شده در پروژه های متعدد، با تعریف شرح خدمات اختصاصی برای طراحی، مشاوره و نظارت بر احداث مولدهای مقیاس کوچک و خود تأمین برای هر واحد صنعتی و نیروگاهی آماده ارائه این خدمات می باشد. نقاط قابل تأمل در این شرح خدمات انسجام و عملیاتی بودن آن ها است که بر اساس پـروژه هـای اجرا شده و رویـه هـای مصـوب وزارت نیرو و شرکت های تابعه شامل توانیر، مدیریت شبکه، شرکت های برق منطقه ای و شرکت های توزیع نیروی برق می باشد.

این خدمات برای کارفرمایان متعدد شامل متقاضیان بخش خصوصی برای تولید و فروش برق به وزارت نیرو و کارخانجات و مجتمع های صنعتی با دیماند بالا برای تأمین برق مطمئن و اجتناب از عدم النفع ناشی از توقف تولید ( شامل صنایع پتروشیمی و پالایشگاه ها، صنعت سیمان، فولاد و آلومینیم و سایر شرکت های تولیدی ارائه گردیده است.

شرح خدمات

خدمات مشاوره در احداث نیروگاههای مقیاس کوچک گازسوز

احداث نیروگاه‌های مقیاس کوچک گاز سوز در ایران عمدتاً با دو هدف صورت می‌گیرد:

احداث نیروگاه و فروش به شبکه سراسری در قالب قرارداد خرید تضمینی برق
احداث نیروگاه خودتأمین جهت تأمین برق مورد نیاز صنایع

برای هر دو هدف فوق فرایند اخذ مجوزات مربوطه باید انجام شود. قبل از این مرحله توصیه می شود ابتدا مطالعات امکان سنجی و تهیه طرح توجیهی فنی و اقتصادی صورت گیرد. پس از تعیین ظرفیت نیروگاه و اخذ مجوزات مربوطه، فرایند اجرایی پروژه احداث نیروگاه مقیاس کوچک گازسوز با انجام مطالعات و تهیه طرح های فنی و مشاوره در نحوه ی اجرای پروژه باید آغاز شود. اجرای پروژه احداث نیروگاه بصورت های زیر امکان پذیر است :

اجرا بصورت EPC تحت نظارت مشاور
مدیریت پیمان توسط مشاور
احداث نیروگاه توسط خود کارفرما و با کمک پیمانکاران دست دوم در بخش های مختلف با همکاری مشاور:

شرکت مهندسین مشاور معیار توسعه نیرو با توجه به تجربیات کسب شده در اجرای پروژه های مشابه در صنایع مختلف، آماده ارائه خدمات فوق می باشد.

در برخی از صنایع یا مجتمع های تجاری و بیمارستانی که علاوه بر نیازهای انرژی الکتریکی، مصارف انرژی برای سرمایش و گرمایش دارند، اجرای نیروگاه بصورت CHP )یا (CCHP انجام می شود که به معنی تولید همزمان برق و حرارت (و برودت) می باشد. این مشاور با سابقه اجرای این گونه پروژه ها شرح خدمات مشاوره و نظارت بر احداث نیروگاه CHP را نیز ارائه می دهد.

سایر خدمات مشاوره در رابطه با احداث نیروگاه های مقیاس کوچک نیز به شرح زیر قابل ارائه می باشند.

پیاده سازی سیستم مدیریت انرژی به ویژه برای نیروگاه های دارای سیستم بازیافت حرارت CHP
انجام مطالعات بازیافت حرارت از طریق تولید برق از حرارت تلف شده WHR
پیاده‌سازی سیستم مانیتورینگ و رویت‌پذیری نیروگاه مطابق دستورالعمل توانیر
انجام تست‌های راه‌اندازی نیروگاه مطابق دستورالعمل‌های توانیر و برق منطقه‌ای

توضیحات تکمیلی در رابطه با خدمات مشاوره نیروگاه های مقیاس کوچک :

احداث نیروگاه با هدف فروش برق به شبکه سراسری

احداث نیروگاه و فروش به شبکه سراسری در قالب قرارداد خرید تضمینی برق که به نوعی یک مدل سرمایه‌گذاری محسوب می‌شود. در این روش پس از احداث نیروگاه و اخذ مجوزات لازم، قرارداد خرید تضمینی با شرکت توانیر منعقد شده و مالک نیروگاه صورت‌حساب‌های ماهیانه خود را مطابق با قرارداد و جدول نرخ خرید تضمینی برق ارسال می‌نماید.

روند اخذ مجوزات احداث نیروگاه مقیاس کوچک برای انعقاد قرارداد خرید تضمینی برق

نمونه جدول نرخ خرید تضمینی برق

نمونه قرارداد خرید تضمینی برق

شرح خدمات شرکت معیار توسعه نیرو در حوزه مشاوره نیروگاه‌های مقیاس کوچک

اخذ مجوزات تا مرحله انعقاد قرارداد خرید تضمینی

احداث نیروگاه با هدف فروش برق به شبکه در قالب قرارداد خرید تضمینی نیازمند اخذ مجوزات لازم است. اولین گام مهم اخذ موافقتنامه احداث می‌باشد. پس از آن سه مجوز مهم و کلیدی زیر بایستی اخذ شود.

اخذ مجوز اتصال به شبکه
مجوز گاز
مجوز محیط زیست

اخذ هریک از مجوزات فوق منوط به تهیه طرح، مدارک و مستندات فنی و پیگیری مراحل اداری آن تا تأیید نهایی است.

مجوز مهم دیگر اخذ تأییدیه فنی از مرکز توسعه مولدهای مقیاس کوچک ( طرشت) می باشد.

گام بعدی اخذ پروانه احداث نیروگاه و در آخر انعقاد قرارداد خرید تضمینی فروش برق به شبکه سراسری است.

شرکت معیار توسعه نیرو با بهره‌گیری از تجارب قبلی خود آمادگی اخذ کلیه مجوزات مورد نیاز احداث نیروگاه از ابتدا تا انتها را در کوتاه ترین زمان ممکن دارد.

اخذ مجوز اتصال به شبکه ( تهیه طرح اتصال به شبکه):

با توجه به دستورالعمل اتصال به شبکه نیروگاه‌های مقیاس کوچک، مالک نیروگاه موظف است جهت اخذ مجوز اتصال به شبکه نیروگاه اقدام نماید. اخذ مجوز مذکور مستلزم تهیه طرح مطالعات اتصال به شبکه نیروگاه است که توسط شرکت دارای صلاحیت و مورد تأیید توانیر و شرکت برق مربوطه انجام شده باشد. این طرح شامل بخش‌های مختلف زیر می‌باشد:

مطالعات پخش بار
مطالعات اتصال کوتاه
مطالعات هماهنگی حفاظتی
مطالعات پایداری دینامیکی
مطالعات حالت گذرا
مطالعات سیستم زمین
طرح سیستم مانیتورینگ ( رویت پذیری نیروگاه)

علاوه بر موارد فوق ابتدا مشاوره لازم جهت بررسی و ارائه راهکار بهینه با حداقل هزینه برای اتصال به شبکه به کارفرما داده می شود.

شرکت مهندسی مشاور معیار توسعه نیرو به عنوان نخستین شرکت مورد تأیید توانیر جهت تهیه مطالعات اتصال به شبکه ، ده ها پروژه موفق (لیست پروژه های حوزه نیروگاه مقیاس کوچک) را در کشور به انجام رسانده است.

آخرین نسخه دستورالعمل مطالعات اتصال به شبکه (از اینجا) و همچنین استانداردهای ملی و بین المللی در این رابطه در بخش پایگاه دانش قابل دسترسی هستند.

احداث نیروگاه خودتأمین جهت تأمین برق مورد نیاز صنایع

احداث این نیروگاه ها در راستای تأمین برق مطمئن و مورد نیاز صنایع علی‌الخصوص در ماه‌های گرم سال صورت میگیرد. متأسفانه در سال‌های اخیر با رشد مصرف برق به ویژه مصارف سرمایشی، کشور با کمبود برق در تابستان مواجه شده است و به ناچار محدودیت هایی برای مصرف کنندگان صنعتی اعمال می شود. این مسئله سبب بروز مشکلات عدیده‌ای به خصوص برای صنایع انرژی بر گردیده به طوری که صنایع سنگین و نیمه سنگین عملاً در 4 یا 5 ماه گرم سال از سوی شرکت‌های برق منطقه‌ای با محدودیت‌های تامین برق مواجه‌اند و خطوط تولید با ظرفیت پایین مشغول به کار بوده و گاهاً متوقف شده‌اند. برخی صنایع که به دلیل کمبود برق دارند، به جهت پرهیز از عدم النفع شدید و یا جلوگیری از ضرر و زیان‌های وارده ناشی از خاموشی‌های تابستان، اقدام به احداث نیروگاه‌های مقیاس کوچک به صورت خودتأمین می نمایند. افزایش بهای برق مصرفی صنایعی انرژی بر مانند سیمان، فولاد و پتروشیمی روند احداث این نیروگاه ها را شتاب بخشیده است. برای احداث این نیروگاه ها بهتر است ابتدا مطالعات امکان سنجی و تهیه طرح توجیهی فنی و اقتصادی صورت گیرد.

فرایند اخذ مجوزات احداث نیروگاه‌های خودتأمین صنایع

شرح خدمات معیار توسعه نیرو در حوزه مشاوره نیروگاه‌های خودتأمین صنایع

مطالعات امکان‌سنجی و تهیه طرح توجیه فنی و اقتصادی برای احداث نیروگاه مقیاس کوچک

قبل از هرگونه اقدام جهت احداث نیروگاه مقیاس کوچک چه برای فروش برق و چه با هدف احداث نیروگاه خودتأمین صنایع، متقاضی می‌بایست شناخت کاملی از موضوع داشته باشد. به ویژه در مورد صنایع باید توجه داشت که احداث نیروگاه و بهره‌برداری از آن، هدف اصلی و نهایی صنایع از احداث نیروگاه خودتأمین نیست بلکه هدف نهایی، تأمین برق مطمئن، پایدار و ارزان با هر روش ممکن به منظور تداوم تولید است. در حقیقت صاحبان صنایع در شرایط سخت کنونی که تولید درگیر مسائل و مشکلات عدیده‌ای است، نباید منابع انسانی و پتانسیل فنی و مالی خود را بی جهت اتلاف نمایند.

لذا انجام مطالعات امکان‌سنجی و تهیه طرح توجیه فنی و اقتصادی اولین گام در این راستاست. با توجه به وجود انواع سناریوهای مختلف احداث نیروگاه چه از دیدگاه فنی و چه ازدیدگاه اقتصادی، توصیه می‌گردد سرمایه‌گذاران در مراحل ابتدایی و قبل از هرگونه اقدامی نسبت به تهیه این طرح اقدام نمایند. پس از مطالعه و بررسی این طرح، مدیران و صاحبان صنایع دید نسبتاً وسیع و کاملی را در رابطه با اینگونه نیروگاه‌ها خواهند داشت و قادر به تصمیم‌گیری صحیح در این رابطه خواهند بود.

شرح خدمات تهیه طرح توجیهی فنی و اقتصادی :

مطالعات امکان‌سنجی و تهیه طرح توجیه فنی و اقتصادی برای احداث نیروگاه‌های خودتأمین صنایع با طرح هایی که بعضاً با همین نام و برای ارائه به بانک ها جهت دریافت تسهیلات ارائه می شود متفاوت بوده و بر جنبه فنی و کاربردی بودن آن تاکید شده و معمولاً شامل سرفصل های زیر است:

بررسی شبکه برق داخلی کارخانه یا مجتمع صنعتی
بررسی وضعیت مصرف برق و شناسایی فرایند تولید و بارهای حیاتی و مهم
بررسی وضعیت انشعاب گاز و نحوه تامین گاز و محدودیت های احتمالی
تعیین ظرفیت بهینه نیروگاه جهت تداوم تولید با توجه به قیود و محدودیت‌های فنی و مالی
تهیه سناریوهای مختلف احداث نیروگاه
بررسی سناریوها از دیدگاه فنی و اقتصادی و انتخاب بهترین گزینه
تعیین الزامات فنی پیاده سازی سناریوی برتر

فرایند اجرایی و مشاوره در نحوه اجرای پروژه

پس از اتخاذ تصمیم برای احداث نیروگاه با ظرفیت تعیین شده، فرایند اجرایی آن آغاز می گردد. این فرایند با ارائه خدمات مشاوره در نحوه ی اجرای پروژه و انجام مطالعات فنی و انتخاب فروشنده و پیمانکار ادامه می یابد.

روش اجرا بصورت EPC

یکی از روش های پرطرفدار برای احداث نیروگاه ، روش EPC است. در این روش پیمانکار ملزم به ارائه خدمات مهندسی و طراحی تفصیلی، تأمین کلیه تجهیزات و اجرای نیروگاه و ره اندازی آن بصورت صفر تا صد و تحت نظارت مشاور می باشد.

بدین منظور مشاور (معیار توسعه نیرو) خدمات زیر را برای فراهم کردن مقدمات اجرای پروژه به صورت EPC ارائه خواهد داد:

شرح خدمات انتخاب پیمانکار EPC :

انتخاب تکنولوژی و برند مناسب موتور-ژنراتورهای نیروگاه مقیاس کوچک گازسوز و ظرفیت هر واحد
مکان‌یابی بهینه احداث نیروگاه گاز سوز
مشاوره در خصوص نحوه تأمین تجهیزات اصلی نیروگاه
طراحی پایه و مقدماتی نیروگاه
تهیه اسناد فنی مناقصه انتخاب پیمانکار EPCو فروشنده
همکاری با کارفرما در ارزیابی و انتخاب پیمانکار

نظارت بر احداث نیروگاه

پس از انتخاب پیمانکار و با شروع عملیات اجرایی پروژه مشاور در قابل قرارداد و با شرح خدمات نظارت مشخص، در تمام تخصص ها (ساختمان ، برق، مکانیک) ، بر کلیه فرایندهای طراحی، تامین تجهیزات، اجرا و نصب، پیش راه اندازی، راه اندازی و بهره برداری آزمایشی نیروگاه توسط پیمانکار نظارت مستمر خواهد داشت.

اجرای نیروگاه در قالب مدیریت پیمان توسط مشاور

با توجه به اینکه کارفرمایان به ویژه صنایع مهم درگیر فعالیت های تولیدی خود هستند، وظایف کارفرمایی خود برای احداث نیروگاه را به صورت مدیریت پیمان به مشاور محول می کنند و خود با انتخاب فردی به عنوان مجری طرح بر فرایند کلی احداث نیروگاه اشراف خواهند داشت.

در این مورد مدیر پیمان با هماهنگی کارفرما، یا خود وظایف مشاور را نیز به عهده می گیرد و یا نسبت به انتخاب مشاور و ناظر اقدام می نماید. اجرای کار می تواند توسط پیمانکار EPC یا توسط پیمانکاران بخش های مختلف تحت نظر مدیر پیمان صورت گیرد.

احداث نیروگاه توسط خود کارفرما و با کمک پیمانکاران دست دوم در بخش های مختلف با همکاری مشاور:

برخی از کارفرمایان با توجه به قابلیت های فنی و نیروی انسانی در اختیار خود تمایل دارند بخشی از امور اجرایی نیروگاه را با پرسنل خود انجام دهند و برای سایر بخش ها نیز از پیمانکاران فرعی استفاده نمایند. در اینصورت مشاور طرح تفصیلی نیروگاه و نقشه های اجرایی را تهیه و در اختیار کارفرما قرار می دهد. و بر عملیات اجرایی توسط پرسنل کارفرما و یا پیمانکاران جزء نظارت می کند.

طراحی تفصیلی (Detail Design) و تهیه نقشه‌های برق، سازه و معماری، مکانیک و ابزار دقیق

طراحي تفصيلي پس از پايان مرحله طراحي پايه به منظورانجام محاسبات نهایی، تهيه نقشه های اجرایی و ساخت، نهایی نمودن مشخصات فني تجهیزات، و ساير اسناد و مدارك مهندسي صورت می‌پذیرد. تهیه طرح تفصیلی و نقشه‌های مربوطه در بخش های برق، مکانیک، سازه و معماری، کنترل و ابزار دقیق انجام می‌شود.

شرکت معیار توسعه نیرو با وجود پرسنل متخصص و تجارب ناشی از طراحی چندین پروژه نیروگاهی مقیاس کوچک و خود تأمین، آماده ارائه خدمات فنی مهندسی در حوزه طراحی تفصیلی می باشد.

طراحی سیستم تولید همزمان برق و حرارت CHP

یکی از خصوصیات نیروگاه های مقیاس کوچک گازسوز ، قابلیت بازیافت انرژی حرارتی تلف شده از گاز خروجی از دودکش یا آب خنک کننده بدنه موتور و روغن خنک کننده می باشد. از حرارت بازیافت شده می توان جهت تولید بخار یا آب گرم و یا گرمایش و یا حتی سرمایش(CHP – CCHP) استفاده نمود. در اینصورت بازدهی انرژی (مجموع برق و حرارت) در این سیستم ها تا حد 85 درصد خواهد رسید که در کاهش هزینه های گاز و برق بسیار اثربخش خواهد بود.

شرح خدمات مشاور برای طراحی و نظارت بر پیاده‌سازی سیستم تولید همزمان برق و حرارت CHP (بازیافت حرارت موتور) به شرح زیر است:

مشاوره در برآورد نیازهای حرارتی کارخانه یا مجتمع
مشاوره در انتخاب توان و برند موتور
مشاوره در تعیین مشخصات تجهیزات CHP
مشاوره در برآورد و نحوه تأمین سایر تجهیزات، قطعات و لوازم یدکی مورد نیاز
تهیه اسناد مناقصه انتخاب پیمانکار EPC و خرید موتور و تجهیزات CHP
بازرسی فنی و تأیید مشخصات کیفی کلیه تحهیزات قبل از خرید
مهندسی تأمین تجهیزات نیروگاه و انجام بازدید و تست‌های کارخانه و میدانی تجهیزات قبل از حمل
نظارت بر اجرا و احداث نیروگاه و سیستم CHP و تحویل گیری مجموعه با شرایط قراردادی
نظارت بر پیاده‌سازی سیستم مانیتورینگ و رویت‌پذیری نیروگاه مطابق دستورالعمل توانیر
نظارت بر تست‌های راه‌اندازی نیروگاه مطابق دستورالعمل‌های توانیر و برق منطقه‌ای

سایر خدمات مشاور در رابطه با نیروگاه های مقیاس کوچک

پیاده سازی سیستم مدیریت انرژی به ویژه برای نیروگاه های دارای سیستم بازیافت حرارت CHP
انجام مطالعات بازیافت حرارت از طریق تولید برق از حرارت تلف شده WHR
پیاده‌سازی سیستم مانیتورینگ و رویت‌پذیری نیروگاه مطابق دستورالعمل توانیر
انجام تست‌های راه‌اندازی نیروگاه مطابق دستورالعمل‌های توانیر و برق منطقه‌ای

دانلود رایگان اطلاعات مرتبط با نیروگاه های مقیاس کوچک:

رویـه ها و دستورالعمل هـای مصـوب وزارت نیرو و شرکت های تابعه ( شامل شرکت توانیر، مدیریت شبکه، شرکت های برق منطق های و شرکت های توزیع نیروی برق ) برای نیروگاه های مقیاس کوچک و خودتأمین

نمونه جدول نرخ خرید تضمینی برق

نمونه قرارداد خرید تضمینی برق