پیشگفتار
انرژی کلید توسعه اقتصادی، صنعت و حمل و نقل یک کشور می باشد. مسائل شهری و روستائی زیادی به انرژی بستگی دارند. در واقع مقدار انرژی مصرفی توسط هر فرد در هر کشور نشان دهنده میزان توسعه آن کشور است. رودخانه ها یکی از منابع بسیار مفید تأمین انرژی هستند. نیروگاههای برقابی قابل اعتماد بوده و دارای آلودگی نمی باشند. هزینه آنها به نسبت کم است و می توان آنها را برای ایجاد بار متغیر و تأمین نیاز پیک تنظیم کرد. بحث استفاده از انرژی خورشیدی که امروزه در دنیا رواج یافته است در حال حاضر چندین برابر گران تر از انرژی برقابی بوده و از درجه قابلیت اعتماد کمتری نیز برخوردار است.
مانع اصلی توسعه انرژی قابل تجدید ( برقابی) عدم آگاهی مهندسی و تکنسینها و نیز تصمیم گیرندگان و مصرف کنندگان اطلاعات موجود در این زمینه می باشد. بنابراین یکی از اقدامات مهم در این مورد می تواند ارتقاء آموزش و اطلاعات متخصصین و افکار عمومی به امکان استفاده از منابع انرژی قابل تجدید با توجه خاص به مسائل و ضروریات زیست محیطی توسعه پایدار باشد.
ویژگیهای کلی توسعه پروژه ها برقابی و نقش نیروگاههای آبی
1- مقدمه
این فصل به اختصار به شرح مفاهیم کلی عملکرد سیستمهای تولید نیرو، بکارگیری پروژه های آبی سیستمهای تولید برق، انواع مختلف پروژه های بر ق آبی، اجزاء یک پروژه آبی، اجزاء یک نیروگاه و انواع توربینهای قابل استفاده می پردازد.
2- عملکرد سیستمهای تولید نیرو
هدف این بخش تشریح عملکرد سیستمهای تولید نیرو است. عناوین این بخش شامل؛ بار ( مقدار تقاضا برای انرژی )، منابع( انواع نیروگاهها)، بکارگیری منابع برای تولید بار و نقش انرژی برقابی در عملکرد سیستمهای تولید نیرو است.
ساختار صنعت برق
در ایالات متحده عمده سازمانهای تولید برق را م توان به سه گروه طبقه بندی کرد: بخش خصوصی که تقریبا" 75 درصد انرژی برق برق کشور را تأمین می کند، بخش دولتی ( شهرداریها، سازمانهای منطقه ای و غیره) که تأمین کننده تقریبا" 15 درصد کل انرژی می باشد و 7 درصد باقیمانده توسط تعاونیهای روستایی با شراکت مصرف کنندگان تأمین می شود.
تعاریف
بعضی از تعاریف مربوط به عملکرد سیستم های تولید نیرو در ادامه آمده است و در شکل 2-1 بعضی از این پارامترها مشخص شده است.
1-(Energy): انرژی توانایی انجام کار است. انرژی مکانیکی با واحد فوت- پوند و انرژی الکتریکی با واحد کیلو وات ساعت ( . Ibs – ft 2656000 = kWh 1) بیان می شود . انرژی خروجی از نیروگاههایی آبی از نوع انرژی الکتریکی می باشد.
2- توان (Power ): توان، مقدار انرژی تولید شده و یا مصرف شده در واحد زمان می باشد و با واحد اسب بخار و یا کیلووات ساعت بیان می شود. این تعریف یک تعریف فنی از توان است ولی اغلب از این راه واژه بصورت وسیعی هم برای بیان مفهوم انرژی و هم برای بیان مفهوم توان استفاده می شود.
مقدار متوسط نیاز در روز = فاکتر بار روزانه
حداکثر مقدار نیاز در روز
نیاز روزانه انرژی الکتریکی
3- ظرفیت ( Capacity): حداکثر توانی است که یک نیرو قادر به تولبد آن می باشد و با واحد کیلو وات بیان می شود.
4- بار( Load ): بار به مقدار تقاضا برای انرژی الکتریکی اطلاق می شود. بار می تواند بر حسب انرژی ( متوسط توان مورد نیاز) یا بر حسب ظرفیت ( حداکثر توان مورد نیاز) بیان شود . برای مقاصد طراحی، ماکزیمم ظرفیت مورد انتظار سالانه مدنظر قرار می گیرد. انرژی مورد نیاز معمولا" بر حسب متوسط انرژی سالانه اندازه گیری می شود.
5- منابع(Resources): به منابعی اطلاق می شود که انرژی آنها به انرژی آنها به انرژی الکتریکی تبدیل می گردد. این منابع می تواند کلیه تجهیزات تولید نیرو را نیز شامل شود.
6- فاکتر بار (Load factor ): فاکتر بار نسبت متوسط توان مورد نیاز به ماکزیمم توان مورد نیاز در پریود زمانی مورد نظر می باشد. فاکتر بار می تواند روزانه، هفتگی، ماهیانه و یا سالانه محاسبه شود. برای مثال فاکتور بار روزانه بصورت زیر بدست می آید:
مقدار متوسط نیاز در روز = فاکتر بار روزانه
حداکثر مقدار نیاز در روز
- تغییرات بار الکتریکی
1- کلیات: برای درک صحیح از عملکرد یک سیستم تولید کننده نیرو باید نحوه طبقه بندی بارها و تغییرات آنها با زمان را دانست.
2- تغییرات روزانه بار الکتریکی: بار یا مقدار نیاز به انرژی الکتریکی، ساعت به ساعت، روز به روز، فصل به فصل، بسته به مقدار نیاز و نحوه زندگی مصرف کنندگان تغییر می کند. شکل 2-1 نیاز روزانه انرژی الکتریکی را نشان می دهد. در ساعات اولیه صبح که مردم در حال استراحت هستند میزان نیاز به انرژی الکتریکی کم می باشد.مقدار نیاز بطور محسوسی در ساعت 6 صبح که مردم بیدار می شوند و به سر کار می روند افزایش می یابد و در باقیمانده ساعات صبح به یک نقطه اوج می رسد. در طول روز مقدار نیاز در سطح بالایی باقی می ماند و اغلب در ساعات اولیه شب به یک نقطه اوج دیگر می رسد و سپس کاهش می یابد.
3- تغییرات هفتگی بار الکتریکی: در طی روزهای کاری هفته نیاز به انرژی الکتریکی بالا می رود و در روزهای تعطیل به پایین ترین حد خود می رسد. این الگو متأثر از مقدار تقاضای انرژی برای فعالیتهای و اقتصادی و صنعتی در طول هفته می باشد.
4- تغییرات فصلی بار الکتریکی: الگوی نیاز فصلی برق تحت تأثیر آب و هوا و ساعات روشنایی روز است. آب و هوا می تواند باعث ایجاد دو پیک مصرف شود. یکی در زمستان در نتیجه وسایل گرمایی و یکی در تابستان در نتیجه وسایل سرمایش. نیاز برق در این دو فصل نسبت به بهار و پاییز بیشتر است. بیشتر کشورها پریودهای پیک را هم در تابستان و هم در زمستان دارند. شکل تغییرات فصلی بار الکتریکی را در جنوب آمریکا نشان می دهد.
تغییرات فصلی بار الکتریکی در جنوب امریکا
5- اشکال مختلف بار الکتریکی : بار الکتریکی به سه بخش تقسیم می شود: بار پایه، بار متوسط و بار حداکثر ( شکل 2-3) . بار پایه حداقل بار در پریود زمانی است. بار حداکثر آن بخش از بار الکتریکی است که 8 ساعت در روز یا کمتر وجود داشته باشد. بار متوسط بار بین بار پایه و بار حداکثر است. نیروگاه های برق اغلب بر حسب اینکه کدام بخش از بار الکتریکی را تأمین می کنند تحت عناوین بارپایه، بار متوسط و بار پیک ( حداکثر) تقسیم بندی می شوند، اما تعریف عملی با این تعریف متفاوت است. بار متوسط در 8 تا 14 ساعت از روز وجود دارد و بار پایه بخشی از بار الکتریکی است که زیر بار متوسط قرار دارد.
(تصاویر در فایل اصلی موجود است)