عنوان :

تحقیق تولید برق بدون مصرف سوخت

تعداد صفحات : ۱۰۷

نوع فایل : ورد و قابل ویرایش

چکیده

در این مقاله درباره تولید برق بدون مصرف سوخت از سه انرژی بیوماس، انرژی جزر ومد و انرژی زمین گرمایی توضیح داده می شود.

یکی از مناسبترین منابع انرژی تجدید شونده انرژی بیوماس است.این انرژی علاوه بر خاصیت تجدیدپذیر بودن سازگار با محیط زیست است.منابع انرژی های بیوماس می توانند به انرژی الکتریسیته یا به صورت حاملهای از انرژی مانند سوختهای گازی یا مایع با توجه به نیاز بخشهای مختلف جامعه تبدیل شوند.

منابع انرژی بیوماس به طور کلی به موادی از گیاهان و موجودات زنده بدست می آید اطلاق می شود. منابع انرژی بیوماس برخلاف سوختهای فسیلی رایج که به صورت لایه های متمرکز در جهان یافت می شود بیشتر به صورت پراکنده هستند.

ازاینرو انرژی بیوماس به عنوان چهارمین منبع اصلی انرژی بشر و به عنوان بزرگترین انرژی تجدیدپذیر در جهان در تامین برق نزدیک به ۱۴ در صد از برق و ۱۸ در صد از کل انرژی اولیه جهان در سال ۱۹۹۸ مشارکت داشته است. این انرژی برای کشورهای در حال توسعه دارای اهمیت می باشد به خصوص اینکه انرژی بیوماس در این کشور ها قابل دسترس و هم قابل تهیه می باشد.

ایران نیز که یک کشور درحال توسعه است فعالیتهایی در این زمینه انجام داده است. قدیمی ترین سابقه استفاده از انرژی بیوماس در ایران مربوط به تولید بیوگاز و تهیه سوخت متان جهت انرژی حرارتی مورد نیاز در حمام شیخ بهایی اصفهان می باشد.

همچنین بطورکلی دو روش مختلف برای تولید انرژی الکتریکی توسط انرژی جزر و مد پیشنهاد می گردد ، دریکی از این دو روش برای استخراج انرژی جزر و مد ، نیاز به احداث سد و مخزن آب می باشد ، درحالیکه در روش دیگر از جریانهای جزرومدی استفاده می گردد و نیازی به احداث سد نیست.

انرژی زمین گرمایی انرژی تجدید پذیری است ، که از حرارت قابل استخراج ناشی از گرمای توده های مذاب و تخریب مواد رادیو اکتیو موجود در اعماق زمین بدست می آید. این منبع انرژی بر خلاف سایر انرژی های تجدید پذیر نظیر خورشیدی ، بادی ، امواج و غیره ، منشأ یک انرژی پیوسته بشمار می آید و می توان بطور مداوم و در تمامی ۲۴ ساعت شبانه روز از آن برق یا انرژی حرارتی تولید کرد ، در صورتیکه اغلب منابع انرژیهای نو ، فصلی و وابسته به زمان و شرایط خاص می باشند . سابقه استفاده از انرژی زمین گرمایی به زمانهای بسیار دور بر می گردد. در زمانهای قدیم از این انرژی، که عمدتاً به صورت چشمه های طبیعی آب یا بخار داغ به سطح زمین می آید ، به عنوان حمام های آب گرم جهت مداوای امراض ، استحمام ، پخت وپز ، گرمایش محیط و تهیه آب گرم برای کشاورزی استفاده می شد .

واژه های کلیدی: تولید برق ، انرژی بیوماس،راکتورها،  انرژی جزر ومد ، نیروگاههای جریان دریایی،  انرژی زمین گرمایی

فهرست مطالب

  فصل اول: انرژی بیوماس
۱_۱ مقدمه۶
۲_۱ منابع بیوماس ۸
۳_۱  محصولات انرژی زا۸
۱_۳_۱ ضایعات شهری وصنعتی ۸
۲_۳_۱  ضایعات جامد شهری ۹
۳_۳_۱  ضایعات مایع۱۰
۴_۳_۱  فضولات دامی ۱۰
۴_۱  تکنولوژیهای تبدیل انرژی بیوماس ۱۰
۵_۱  فرآیند های احتراق مستقیم ۱۱
۶_۱  سیستمهای احتراق زیست توده سوز با کوره های بستر ثابت۱۲
۷_۱   کوره های احتراق بستر سیال ( FBC )   ۱۴
۸_۱  فرآیند های ترمو شیمیایی ۱۵
۱_۸_۱  تولید سوختهای جامد     ۱۷
۲_۸_۱  تولید سوختهای مایع۱۷
۳_۸_۱  انواع راکتورهای گازی کننده براساس نوع راکتور ۲۰
۱_۳_۸_۱  راکتور بستر ثابت  ۲۰
۲_۳_۸_۱ راکتور بستر سیال۲۱
۹_ ۱  فرآیندهای بیوشیمیایی ۲۲
۱_۹_۱ تخمیر بیهوازی برای تولید بیوگاز۲۲
۲_۹_۱  تولید بیوگاز از فضولات دامی و پسمانهای کشاورزی ۲۷
۳_۹_۱ تولید بیوگاز از زباله های شهری ۳۰
۴_۹_۱ تخمیر اتانول  ۳۲
۱۰_۱ مقایسه نقاط قوت و ضعف فن آوری تبدیل انرژی۳۵
۱۱_۱ مقایسه سازگاری فن آوریها با انواع مختلف منابع زیست توده۳۶
۱۲_۱ تبدیل بیوماس به الکتریسیته ۳۷
۱_۱۲_۱ نیروگاههای با موتورهای احتراقی ۳۸
۲_۱۲_۱  نیروگاههای بیوماس بخاری ۳۹
۳_۱۲_۱  نیروگاههای بیوماس توربین گازی ۴۱
۴_۱۲_۱ نیروگاههای بیوماس سیکل ترکیبی ۴۱
۱۳_۱  بررسی بیوماس از دیدگاه اقتصادی ۴۲
۱۴_۱ بررسی زیست محیطی منابع بیوماس ۴۳
فصل دوم:   انرژی جزر ومد
۱_۲  انواع نیروگاههای جزرومدی ۴۴
۲_۲ نیروگاههای جزرومدی دارای مخزن ۴۵
۳_۲ انواع نیروگاههای جزر و مدی دارای مخزن ۴۶
۱_۳_۲  یک مخزن برای جزر : ۴۶
۲_۳_۲یک مخزن برای مد : ۴۸
۳_۳_۲ یک مخزن دو طرفه : ۴۸
۴_۳_۲  دو مخزن یکی برای جزر و دیگری برای مد : ۴۹
۵_۳_۲ دو مخزن یکی بلند و دیگری کوتاه با سیستم یک طرفه : ۴۹
۴_۲  مشخصات نیروگاه جزر و مدی دارای مخزن لارانس ۵۰
۵_۲ نیروگاههای جریان جزر و مدی ۵۲
۱_۵_۲  مشخصات طرح نیروگاه جریان جزر و مدی تنگه مسینا ۵۳
۶_۲  بررسی ایجاد نیروگاههای جزر ومدی در ایران ۵۳
۷_۲ بررسی اقتصادی نیروگاههای جزر و مدی ۵۵
۸_۲ بررسی زیست محیطی نیروگاههای جزر و مدی ۵۶
۹_۲ نیروگاههای جریان دریایی۵۷
۱_۹_۲ شرایط لازم برای ایجاد تأسیسات جریان دریایی ۶۰
۲_۹_۲ تکنولوژیهای تولید برق از انرژی جریانهای دریایی ۶۰
۱۰_۲  بررسی اقتصادی نیروگاههای جریان دریایی  ۶۳
۱۱_۲ بررسی زیست محیطی نیروگاههای جریان دریایی ۶۳
فصل سوم : انرژی زمین گرمایی
۱_۳ مقدمه۶۵
۲_۳ منبع حرارتی و مناطق مهم زمین گرمایی جهان و ایران۶۶
۳_۳ انواع منابع زمین گرمایی ۷۰
۱_۳_۳ منابع هیدروترمال۷۱
۲_۳_۳ منابع لایه های تحت فشار   ۷۲
۳_۳_۳ تخته سنگهای خشک و داغ ۷۴
۴_۳_۳ توده های مذاب ۷۸
۴-۳ موارد کاربرد انرژی زمین گرمایی ۷۸
۵_۳ کاربردهای مستقیم انرژی زمین گرمایی ۷۹
۶_۳ موارد کاربرد ۸۰
۱_۶_۳ استفاده های گرمایشی : ۸۰
۲_۶_۳ کاربردهای کشاورزی : ۸۲
۳_۶_۳  کاربردهای صنعتی : ۸۴
۷_۳  پمپ حرارتی زمین گرمایی : ۸۴
۸_۳ بررسی اقتصادی کاربرد مستقیم انرژی زمین گرمایی ۸۵
۹_۳ استفاده مستقیم از انرژی زمین گرمایی در ایران۸۷
۱۰_۳ استفاده از انرژی زمین گرمایی برای تولید نیروی برق ۸۹
۱۱_۳ انواع نیروگاههای زمین گرمایی ۹۰
۱_۱۱_۳ نیروگاههای بخار خشک۹۰
۲_۱۱_۳ نیروگاههای بخار انبساط آنی ۹۲
۳_۱۱_۳ نیروگاههای سیکل دو مداره : ۹۴
۴_۱۱_۳ نیروگاههای با توربین تفکیک دورانی : ۹۶
۵_۱۱_۳ نیروگاههای سیکل ترکیبی : ۹۷
۱۲_۳ بررسی اقتصادی انرژی زمین گرمایی برای تولید برق ۹۸
۱_۱۲_۳  هزینه سرمایه گذاری : ۹۸
۱۳_۳ بررسی نیروگاه ۱۰۰ مگاواتی زمین گرمایی مشکین شهر ۹۹
۲_۱۲_۳ هزینه تعمیرات و نگهداری و بهره برداری : ۹۹
۱_۱۳_۳ بررسی اقتصادی نیروگاه زمین گرمایی مشکین شهر۱۰۰
۱۴_۳ بررسی اثرات زیست محیطی استفاده از انرژی زمین گرمایی۱۰۲
منابع ۱۰۶

منابع

_منابع تولید انرژی الکتریکی قرن ۲۱ ,تالیف دکتر سید مسعود مقدس تفرشی

 _گزارشهای سازمان سانا

۱_۱  مقدمه

یکی از مناسبترین منابع انرژی تجدید شونده انرژی بیوماس است.این انرژی علاوه بر خاصیت تجدیدپذیر بودن سازگار با محیط زیست است.منابع انرژهای بیوماس می توانند به انرژی الکتریسیته یا به صورت حاملهای از انرژی مانند سوختهای گازی یا مایع با توجه به نیاز بخشهای مختلف جامعه تبدیل شوند.

منابع انرژی بیوماس به طور کلی به موادی از گیاهان و موجودات زنده بدست می آید اطلاق می شود. منابع انرژی بیوماس برخلاف سوختهای فسیلی رایج که به صورت     لایه های متمرکز در جهان یافت می شود بیشتر به صورت پراکنده هستند.

و در نتیجه جمع آوری منابع انرژی بیوماس در حجمهای بالا قابل ملاحظه است . ازاینرو انرژی بیوماس به عنوان چهارمین منبع اصلی انرژی بشر و به عنوان بزرگترین انرژی تجدیدپذیر در جهان در تامین برق نزدیک به ۱۴ در صد از برق و ۱۸ در صد از کل انرژی اولیه جهان در سال ۱۹۹۸ مشارکت داشته است. این انرژی برای کشورهای در حال توسعه دارای اهمیت می باشد به خصوص اینکه انرژی بیوماس در این کشور ها قابل دسترس و هم قابل تهیه می باشد.

ایران نیز که یک کشور درحال توسعه است فعالیتهایی در این زمینه انجام داده است. قدیمی ترین سابقه استفاده از انرژی بیوماس در ایران مربوط به تولید بیوگاز و تهیه سوخت متان جهت انرژی حرارتی مورد نیاز در حمام شیخ بهایی اصفهان می باشد.

از فعالیتهایی که ایران در این زمینه انجام داده است میتوان به موارد زیر اشاره کرد:

_نصب یک واحد راکتور بیوگاز در جزیره کیش به ظرفیت۱۲/۲مترمکعب توسط سازمان انرژی اتمی و  با همکارهای شرکت خدماتی کیش

_انجام مطالعات امکان سنجی جهت احداث نیروگاه بیوگاز ظرفیت ۲۰۰کیلووات در شهر ساوه توسط سازمان انرژی اتمی

_نصب یک واحد راکتور بیوگاز در شهر ساوه به ظرفیت ۲۴مترمکعب توسط سازمان انرژی اتمی

_نصب دستگاههای تولید بیوگاز در چند منطقه شمال کشور توسط وزارت جهاد کشاورزی

_بررسی امکان تولید برق با استفاده از زباله های شهر تهران توسط شهرداری و برق منطقه ای تهران

۲_۱ منابع بیوماس:

منابع بیوماسی که برای  تولید انرژی مناسب هستند طیف وسیعی از مواد را شامل     می شوند . این مواد چوبهای سوختی جمع آوری شده از مزارع و درخستانهای طبیعی تا محصولات کشاورزی وجنگلی به خصوص آنهایی که برای تولید انرژی رشد داده شده اند و همچنین ضایعات شهری و ضایعات کشاورزی و فاضلابها را شامل می شوند.

۳_۱  محصولات انرژی زا

 در سالیان اخیر زراعت محصولات انرژی زا توجه بسیاری را به خود جلب کرده است. یکی از نیروهای محرک اصلی پشتیبان این توجه بحرانی است که بسیاری از کشورهای صنعتی جهان به دلیل مازاد تولید خود در بخش کشاورزی با آن روبه رو شده اند. لغو حفاظت وحمایت از بخش کشاورزی موجب بلا استفاده گذراندن روز افزون مقدار متنابهی زمین در کشورهای صنعتی گردیده است. لذا اختصاص دادن بخشی از زمینهای کشاورزی به تولید انرژی لااقل برای تامین انرژی خود این بخش منطقی به نظر می رسد.

از محصولات انرژی زا می توان به درختستانهای انرژی با دوره گردش کوتاه مانند کاشت درخت اوکالیپتوس و محصولات گیاهی مانند نیشکر وگیاهان حاوی روغن نباتی مانند سویا و بادام زمینی و گیاهان هیدروکربن اشاره کرد. لذا کاشت این محصولات می تواند یکی از راهکارهای بشر برای تامین انرژی آینده خود محسوب گردد.

 ۱_۳_۱ ضایعات شهری وصنعتی

ضایعات شهری در برگیرنده انواع مختلفی از ضایعات نظیر مقوا وکاغذ و نخاله های ساختمانی زباله های منازل و فاضلابهای خانگی می گردند.یکی از مشکلات مشترک همه جوامع شهری صنعتی مساله دفن این مواد زاید از چرخه طبیعت می باشد.

در کشور ایران طبق آمار سال ۱۳۷۸روزانه حدود ۴۰هزار تن زباله با چگالی ۳۵۰ کیلوگرم بر متر مکعب و سالانه حدود ۴/۶ ملیارد متر مکعب فاضلاب شهری صنعتی تولید می شود .بیش از ۱۵ در صد از زباله های شهر ایران در تهران تولید می شود با توجه به ترکیب زباله ها و فاضلابهای کشور ,طرح یک مدریت جامع برای استفاده اقتصادی از آنها از طریق استحصال انرژی و با تولید کود و غیره در کشور کاملا ضروری می باشد.

ارزش حرارتی زباله ها و فضولات خانگی به طور چشم گیری از منطقه ای به منطقه دیگر تفاوت می کند این مقدار در کشور آمریکا حدود ۷تا ۱۴ مگاژول بر کیلو گرم می باشد و در آلمان غربی ۴/۲تا ۱۰مگاژول بر کیلو گرم است میانگین ارزش حرارتی شهر تهران در حدود ۶/۵ مگاژول بر کیلوگرم است. رطوبت بالای  زباله تهران که ناشی از وجود درصد بالای از مواد فساد پذیر در آن است که همین سبب پایین آمدن ارزش حرارتی زباله در شهر تهران گردیده است.

۲_۳_۱  ضایعات جامد شهری

ضایعات جامد شهری(MSW) عبارت از ضایعات جامدی است ,که از عملیات تجاری اداری خانگی و بعضی از صنایع به دست می آید. در حال حاضر حجم قابل توجهی از ضایعات عمدتا در زمین در دفن می شوند اما با مدیریت صحیح می توان بخش بسیاری از آن را به عنوان ماده اولیه در تولید سوخت و یا تولید کود مورد استفاده قرار داد و مقداری از آن را نیز بازیافت کرد و مورد مصرف مجدد قرار داد . گاز متان حاصل از محل دفن منابع  MSW می تواند برای تولید انرژی الکتریکی مورد استفاده قرار گیرد .

 ۳_۳_۱  ضایعات مایع

فاضلاب ناشی از زیستگاه های انسانی دارای انرژی قابل ملاحظه ای می باشند و همانند   فضولات حیوانی می توانند به طور غیر هوازی تخمیر یافته و گاز متان تولید کنند. در گذشته بخش بسیاری از گاز تولید شده ناشی از تخمیر غیر هوازی فاضلاب جهت استفاده در ماشینهای توان ده و یا تامین انرژی برای روشنایی خیابانها مورد استفاده قرار می گرفت. با پیشرفت تکنولوژی از این گاز جهت تولید انرژی الکتریکی نیز استفاده    می گردد.

۴_۳_۱  فضولات دامی

یکی از منابعی که به عنوان منابع بیوماس محسوب می گردند فضولات دامی می باشند این منابع بخصوص در مناطق روستایی و نیز در مراکز دامپروری و دامداری یافت می شوند و می توانند نقش مهمی در تامین انرژی و تولید کود ایفا کند.

 ۴_۱  تکنولوژیهای تبدیل انرژی بیوماس

تکنولوژیهایی که برای تبدیل و آزاد سازی انرژی بیوماس بکار برده می شوند ، از بخاریهای باز ساده که در جهان در حال توسعه برای پخت و پز مورد استفاده قرار       می گیرند ، تا واحد های پیرولیز پیشرفته تولید کننده سوختهای جامد ، مایع و گازی را شامل می شوند . تکنولوژیهای تبدیل بیوماس به سه دسته اساسی احتراق مستقیم ، بیوشیمیایی,ترمو شیمیایی تقسیم میشوند .

۵_۱  فرآیند های احتراق مستقیم

احتراق مستقیم ، قدیمی ترین روشی است که بشر برای تبدیل ا نرژی شیمیایی نهفته در سوختهای فسیلی به انرژی گرمایی به کار گرفته است . این فرآیند در حال حاضر از اساسی ترین فرآیند ها برای تبدیل بیوماس به انرژی حرارتی محسوب می گردد و برای انواع سوختهای جامد شامل چوب و ضایعات چوبی ، بقایای کشاورزی و باغی ( کاه ، سبوس ، برگ خشک ، ترکه ها ، پوست ساقه درختان ) و ضایعات جامد شهری ( زباله های شهری ) قابل استفاده می باشد . گرمای تولید شده در این فرآیند می تواند برای تولید برق و یا تامین حرارت مورد نیاز مصارفی نظیر فرآیندهای صنعتی ، گرمایش فضا ، پخت و پز و یا گرمایش نواحی مختلف شهری مورد استفاده قرار گیرد . وجود رطوبت نسبتا بالا در بسیاری از منابع بیوماس و نیز تنوع ترکیبات آنها ، باعث گران بودن تکنولوژیهای احتراق مستقیم گردیده است و استفاده از آنها را بدلیل اقتصادی با مشکلاتی مواجه ساخته است . با توجه به آنکه کوره ها و بویلرهای مصرف کننده سوخت جامد از سالها پیش برای بکار بردن زغال سنگ طراحی و ساخته شده اند و روند توسعه و بهبود را پیوسته طی نموده اند ، با کمی تغییر و یا حتی بدون تغییر می توان همین تاسیسات را برای تغذیه با زغال چوب ، هیزم و بقایای کشاورزی و جنگلی به کارگرفت . به موازات این تاسیسات ، در سالیان اخیر کوره هایی نیز برای سوزاندن زباله های شهری ساخته شده اند ، که قابلیت مصرف سوختهای مخلوط مانند زباله و لجن فاضلاب ، زباله و چوب یا زباله و زغال را دارا می باشند . سیستمهای احتراق مستقیم بطور کلی مجهز به کوره بستر ثابت و یا کوره های بستر سیال می باشند .

 ۶_۱  سیستمهای احتراق زیست توده سوز با کوره های بستر ثابت

در کوره های بستر ثابت ، مواد زیست توده بدون حرکت نسبت به بستر خود ، بر روی یک آتشخوان ساکن و یا متحرک ، سوزانده می شوند . آتشخوان از اساسی ترین اجزای کوره های احتراق محسوب می گردد و وظیفه انتقال زیست توده به داخل محفظه احتراق ، مخلوط کردن و تزریق هوای احتراق بر عهده آن می باشد . در این نوع کوره ها، بیوماس بدون پردازش و یا با حداقل پردازش وارد مخزن ذخیره می شوند و از آنجا با جرثقیل یا دستگاههای نقاله به کوره منتقل می گردند .

در برخی از سیستمهای احتراق مستقیم برای جلوگیری از آلودگی هوا مواد زیست توده را بصورت پردازش شده، مورد استفاده قرار می دهند . متداولترین سوخت مصرفی در این نوع کوره ها ، سوخت مشتق از زباله   ( RDF ) می باشد . سوخت معمولاً بر روی یک آتشخوان متحرک که دارای سطح همواری است ، سوزانده می شود و هوا از زیر سطح آن، به محل احتراق وارد می شود و احتراق را یکنواخت و اختلاط هوا و سوخت را بهینه می کند . در قسمت بالایی بدنه محفظه احتراق نیز معمولا، دریچه هایی برای ورود هوای اضافی تعبیه می شوند . استفاده از سوختهای مشتق از زباله میتواند بصورت منفرد یا آمیخته با سایر سوختهای جامد ما نند چوب یا زغال سنگ در این کوره ها انجام پذیرد . استفاده از سوختهای مشتق از زباله دارای مزایایی به شرح زیر می باشد :

  یکنواخت بودن خواص سوخت ، راهبری و تنظیم شرایط عملکرد کوره را راحتتر و برنامه ریزی برای استفاده از انرژیی احتراق را آسانتر می نماید .

جهت دریافت و خرید متن کامل مقاله و تحقیق و پایان نامه مربوطه بر روی گزینه خرید انتهای هر تحقیق و پروژه کلیک نمائید و پس از وارد نمودن مشخصات خود به درگاه بانک متصل شده که از طریق کلیه کارت های عضو شتاب قادر به پرداخت می باشید و بلافاصله بعد از پرداخت آنلاین به صورت خودکار  لینک دنلود مقاله و پایان نامه مربوطه فعال گردیده که قادر به دنلود فایل کامل آن می باشد .