درخت حوزه‌های تخصصی

گرمای زیاد هوا، خشکسالی، قطعی نیروگاه یا خطوط انتقال، موجب کمبود غیرمترقبه یا آنی تامین برق می شود. راه سنتی حل مشکل کمبود تولید، اعمال خاموشی به مشترکین است. ولی خاموشی بیش از یکی دو ساعت، ازنظر اقتصادی، اجتماعی و سیاسی، قابل قبول نیست. راه دیگر، اجرای برنامه های کاهش سریع مصرف برق، با ترکیبی از اقدامات فنی بهبود بازده انرژی و تغییر رفتار مشترکین می باشد. طی سال های اخیر در کشورها و مناطق متعددی مانند برزیل، زلاندنو، نروژ، کالیفرنیا و توکیو، چنین برنامه هایی ظرف تنها چندروز تا چندماه، اجراشده؛ و3 تا20درصد تقاضای برق کاهش یافته، نکته مهم، کاهش تقاضا بدون خسارات قابل ملاحظه اقتصادی؛ برخلاف کشورهای بدون برنامه و سازمان دهی قوی، بوده است. صرفه جویی به دلیل افزایش احتمال حوادث اهمیت بیشتری یافته: تجدید ساختار و آزادسازی بازار برق موجب کاهش ظرفیت رزرو و آسیب پذیری بیشتر آن شده و تغییرات شدید آب وهوایی، تاثیر فزاینده ای بر این معضل داشته است. مدل سازی رفتار اجتماعی برای کاهش سریع مصرف، حتی در کشورهایی که به پایداری نسبی در میزان تقاضا رسیده اند، بسیار دشوار است و عملا همانند جعبه ای سیاه، ورودی و خروجی ها نشان داده می شوند. مشکل مضاعف کشور ما، تعرفه های ارزان برق و رشد دست کم6 درصدی مصرف، حتی در خاموشی تابستان 87 و علی رغم کاهش 50 درصدی روشنایی معابر، تبلیغات گسترده و خاموشی اجباری برخی صنایع بوده است. اگرچه در بهار 88 رشد نزدیک به صفر به دلایلی مانند توزیع گسترده لامپ های کم مصرف، خنکی حدود 4 درجه ای هوا نسبت به سال 87 (تاثیر هر درجه خنکی هوا حدود یک درصد کاهش پیک است) و رکود برخی صنایع؛ مشاهده شد، اما ریشه های اصلی رشد نامتعارف مصرف به قوت خود باقی هستند. در این مقاله برخی از زمینه های قابل الگوبرداری؛ به ویژه با توجه به توصیه های آژانس جهانی انرژی، و همچنین نتایج برخی اقدامات داخلی در مناطقی مانند یزد بررسی می شود.

این مقاله مدلی از بازار برق را با بهینه سازی همزمان انرژی و ذخیره که توسط واحدهای تولیدی و سمت تقاضا فراهم می شوند، پیشنهاد و تحلیل می نماید. در این مدل، تولید کنندگان و مصرف کنندگان، پیشنهادات فروش و خرید خود را در دو دسته تولیدات مجزا و مشخص شامل انرژی و ذخیره، ارائه می کنند. انعطاف پذیری در برنامه ریزی که از طریق پیشنهادات ذخیره سمت تقاضا ایجاد می شود، منجر به اثرات قابل توجهی در کارایی اقتصادی سیستم می گردد. نتایج بدست آمده از بهینه سازی با استفاده از دو روش برنامه ریزی خطی عدد صحیح آمیخته و الگوریتم ژنتیک، آثار جالب توجهی از تغییر نرخ قیمت ذخیره سمت تقاضا بر پارامترهایی از قبیل قیمتهای بازار انرژی، رفاه اجتماعی و برنامه ریزی واحدهای تولید را نشان داده است. همچنین مطالعات نشان داده است که مصرف کنندگان با حضورشان در بازار، ضمن افزایش سود خود، منجر به کاهش قدرت بازار تولید کنندگان می شوند. ضمناً با کاهش میزان تقاضا در بازار که از طریق برنامه های متنوع پاسخ تقاضا قابل دستیابی است، آثار قابل توجه مورد بحث، کاهش خواهد یافت.

ازدیاد روزافزون مواد زائد آلی حاصل از فعالیت های مختلف در کشور، یکی از عوامل اصلی آلودگی محیط زیست می باشد. امروزه با توجه به پایین بودن بازده بهره گیری روش های سنتی، هزینه بالای دفن مواد زائد و آلودگی های زیست محیطی، استفاده از روش های مدرن نظیر هضم بی هوازی برای تولید بیوگاز متداول شده است. بیوگاز جمع آوری شده از فرآیند هضم بی هوازی، بعنوان یک منبع انرژی تجدیدپذیر مشابه با گاز طبیعی ولی با مقدار متان و ارزش حرارتی کمتر قابل استفاده می باشد. اما امروزه با کمک فن آوری های تصفیه و آماده سازی مناسب، دسترسی به بیوگاز با خصوصیات کاملا مشابه با گاز طبیعی امکان پذیر شده است [1]. در حال حاضر بیوگاز بعنوان یکی از منابع عمده تامین انرژی الکتریکی و حرارتی و ضمنا یک گزینه مناسب برای استفاده در موتور چهار ضربه ای، موتور دیزل، موتور استرلینگ، توربین گاز، میکرو توربین گازی و پیلهای سوختی جهت تولید برق می باشد [2]. استفاده از بیوگاز به علل متفاوتی که به مزایای اقتصادی، اجتماعی و زیست محیطی آن بر می گردد، در نیروگاههای تولید همزمان برق و حرارت برای تولید انرژی مورد توجه جهان واقع شده است [4و3]. تولید بیوگاز از فن آوری هضم بی هوازی و کاربرد آن در نیروگاههای CHP در ایران می تواند ضمن تامین قسمتی از انرژی مورد نیاز کشور، حرکت در راستای توسعه پایدار را نیز محقق سازد. در این مقاله به ضرورت توسعه نیروگاههای تولید همزمان برق و حرارت بیوگازسوز در کشور، با توجه به بررسی هایی که از جنبه های اقتصادی، زیست محیطی و اجتماعی صورت گرفته است، پرداخته می شود. همچنین برای اثبات اهمیت ضرورت احداث اینگونه نیروگاهها از دیدگاه اقتصادی محاسبات لازم برای یک نیروگاه بیوگاز تولید همزمان برق و حرارت بصورت مطالعه موردی انجام گردیده است.

بحران انرژی یکی ازموضوعاتی است که به شدت مورد توجه جوامع امروزی می باشد. سوختهای فسیلی که تاکنون تامین کننده بخش عمده ای از انرژی مورد نیاز بشر بوده اند، منابعی رو به زوال هستند. از طرفی، سیستمهای مصرف کننده این سوختها دارای بازده پایینی می باشند. این سیستمها، علاوه بر اتلاف منابع سوختی، از مهمترین منابع آلوده کننده محیط زیست نیز محسوب می شوند. از این رو، استفاده از انرژیهای نو و سیستمهای تبدیل انرژی با بازده بالا و آلودگی کم همانند پیل سوختی، بسیار لازم و ضروری است. در این تحقیق نوع کاربرد نیروگاهی و ایستگاهی پیلهای سوختی و همچنین میزان توسعه این منبع انرژی پاک در کشورهای توسعه یافته مورد بررسی قرار گرفته است. هرچند در ساخت واحدهای نیروگاهی و ایستگاهی پیل سوختی از انواع مختلف پیل سوختی استفاده می گردد ولی پیل سوختی کربنات مذاب (MCFC) بیشترین کاربرد را در این زمینه دارد. در این مقاله، همچنین سیستم پیل سوختی 5 کیلووات طراحی و ساخته شده در مرکز تحقیقات مهندسی اصفهان معرفی شده و در مورد بخشهای مختلف گازرسانی، خنک ساز، ایمنی و مدارهای کنترل آن توضیح داده شده است. همچنین، مشخصات ولتاژ، جریان این سیستم پیل سوختی پلیمری در نمودار قطبش(پلاریزاسیون) آن نشان داده شده است. ولتاژ DC این سیستم به وسیله مبدلهای مخصوص به برق AC 220 ولت تک-فاز با توان خالص 5 کیلووات تبدیل می شود. خروجی این سیستم منبع تامین کننده برق یک سوله آزمایشگاهی