سیستم های گرمایش و سرمایش ناحیه ای در ساختمانهای آینده

برای توسعه آتی سیستمهای گرمایش ناحیه ای DH (District Heating) و سرمایش ناحیه ای DC ( District Cooling ) ، توسعه مصرف انرژی برای سرمایش و گرمایش یک فاکتور مهم و تعیین کننده برای اقتصادی بودن آن می باشد . بر این اساس مؤسسه IEA ، پروژه های DH و DC را با اولویت بالا در ساختمانهای آینده آغاز نموده است . هدف اصلی پروژه ایجاد تصویر و نمائی از توسعه مورد انتظار در تکنولوژی مصارف گرمایش و سرمایشی ساختمانهای آینده در مقایسه با ساختمانهای امروزی می باشد . یک ابزار شبیه سازی برای این منظور بکار برده شده است تا مصرف انرژی گرمایش و سرمایش در یک ساختمان اداری نمونه و یک ساختمان مسکونی نمونه متعلق به تکنولوژی دهه 90 را بررسی نموده و با ساختمانهای مشابه ولی با تکنولوژی 2005 به بعد مقایسه نماید . مطالعات شبیه سازی برای شرایط آب و هوائی نمونه در چهار کشور نروژ ، فنلاند ، آلمان و کره انجام شده است . داده های ورودی برای ساختار ساختمانها بر اساس کد ملی ساختمانها در هر کشور بوده و داده های آب و هوائی بر اساس سال مرجع استاندارد شده اند . نتایج شبیه سازی بصورت منحنی های تداوم بار و مصرف گرمایش و سرمایش ارائه گردیده اند . بر اساس نتایج حاصل از مطالعات شبیه سازی پروژه بر روی اهداف زیر متمرکز گردیده است : - کاهش مصرف انرژی الکتریکی و توان پیک توسط سیستم سرمایش DC نسبت به سیستم های سرمایشی محلی سنتی -  ذخیره سازی انرژی توسط سیستم گرمایش DH در مقایسه با سیستم های گرمایش محلی  منافع زیست - محیطی حاصل از سیستمهای  DH  ,  DC  در مقایسه با سیستمهای گرمایشی و سرمایشی محلی نمونه هائی از نتایج در شکلهای 8 –1 نشان داده شده اند شکل شماره 9 راندمان کمپرسور سرمایشی را که بر اساس فرایند کارنو عمل می کند ، بر حسب توان ورودی الکتریکی نشان می دهد . محاسبات نشان میدهد که برای ساختمانهای اداری مقدار انرژی الکتریکی مصرفی سالیانه و پیک توان در حد 30 %‌ و یا بیشتر توسط سیستم سرمایشی DC در مقایسه با سیستم های سرمایش سنتی قابل کاهش است . این عدد برای ساختمانهای مسکونی به 45 % می رسد . شکل 10 شرایط سیستم گرمایشی را از یک کشور به کشور دیگر نشان میدهد که کاملا متمایزند . یکی دیگر از اهداف این پروژه ، بررسی امکان صرفه جوئی در انرژی اولیه توسط سیستم DH در مقایسه با سیستم گرمایش محلی می باشد تا بدینوسیله بتوانیم آنها را از نظر کیفیت کاری رتبه بندی نمائیم . از آنجائیکه DH میتواند به شکلهای گوناگون تولید شود لذا این مقایسه امر نسبتا مشکلی است . کاهش استفاده از سوختهای فسیلی یکی از عوامل مؤثر در رتبه بندی این سیستم ها است . بعنوان نتیجه گیری می توان منابع حرارتی محتلف را بر حسب میزان استفاده از انرژیهای اولیه فسیلی بصورت زیر دسته بندی نمود : 1-بکارگیری CHP و DH با کمک بیوماس و پمپ حرارتی با استفاده از بیوماس  2- پمپ های حرارتی – الکتریکی ، سیستم های گرمایش الکتریکی و الکتریسیته از منابع انرژی قابل بازیافت 3-CHP و DH با سیستمهای سوخت فسیلی 4-فرایند پمپ حرارتی ، بویلر جذبی ، گاز خروجی بویلر و سیستم های الکتریکی گرمایشی   منبع : IEA    آدرس :  http://www.iea-dhc.org

سیستم ذخیره ساز انرژی الکتریکی

سیستم Regenesys^TM بر اساس فناوری جدیدی در ذخیره سازی انرژی الکتریکی بنا شده است و انعطاف پذیری قابل ملاحظه ای در مقادیر نامی توان و انرژی ذخیره شده از خود نشان میدهد. این سیستم همچنین دارای سرعت پاسخ زیاد بوده و توانهای اکتیو و راکتیو مورد نیاز را تامین کرده و از اینجهت مناسب استفاده در کاربردهای مختلف یک سیستم قدرت است.
سیستم یادشده بر اساس فناوری پیل سوختی “باز تولید” ( که گاهی تحت عنوان تکنولوژی پیل سوختی با redox flow نامیده میشود) کار میکند. با شارژ دو محلول الکترولیتی جداگانه، انرژی الکتریکی بصورت انرژی پتانسیل شیمیائی در آمده و در مرحله دشارژ بصورت الکتریکی آزاد میشود. این فنآوری در طی سالیان متمادی و در جریان یک اقدام هماهنگ در داخل و خارج Innogy با همکاری مشاورین، دانشگاهیان و پیمانکارانی از سراسر دنیا، توسعه یافته است. درشکل زیر اجزاء اصلی و تجهیزات جانبی سیستم مورد اشاره نشان داده شده است. 

شکل ( 1 ) - طرح کلی سیستم ذخیره انرژی الکتریکی RegenesysTM

 

مانطور که شکل ( 1 ) نشان می دهد ، در مرکز سیستم، مدول پیل سوختی “باز تولید” قرار دارد که در کارخانه و با همکاری متخصصین شرکتهای تامین کننده قطعات، ساخته میشود. عملکرد این مدولها در آزمایشگاه و در طی سالیان متمادی بررسی و گزارش شده است. همچنین مدولهای بزرگتری ساخته شده ودر حال حاضر تحت بررسی هستند.
تکنولوژی یادشده مدولارو نسبتا ساده در عمل بوده و قادر به جداکردن ظرفیت ذخیره سازی انرژی از توان نامی میباشد. خواص یاد شده آنرا مناسب استفاده در کاربردهای ذخیره سازی انرژی در محدوده 5تا 500 مگاوات یا بیشتر و در زمانهای از چند ثانیه تا 12 ساعت یا بیشتر میسازد. طول عمر مفید این سیستم 20 سال تخمین زده میشود.
سیستم یاد شده قادر به جانشینی واحدهای تولیدی و سایر اجزاء ، ازقبیل SVAR ها، در یک سیستم قدرت است.

فنآوری پیل سوختی “باز تولید”
در اغلب باتریهای ثانویه (برگشت پذیر) از الکترودها هم بعنوان عامل انتقال الکترون و هم برای ذخیره محصولات حاصل از واکنشهای حالت جامد در الکترود، استفاده میشود. در نتیجه، هم ظرفیت ذخیره انرژی وهم قدرت نامی سیستم وابسته به شکل و اندازه الکترودها است. شکل زیر عملکرد یک پیل سوختی “ بازتولید” تنها را با الکترولیت و اتصالات الکتریکی آن نشان میدهد.

شکل ( 2 ) - طرح یک پیل سوختی باز تولید (Regenerative)

 پیلهای سوختی فوق الذکر، انرژی الکتریکی را از طریق واکنش های الکتروشیمیائی برگشت پذیر بین دو محلول نمک (الکترولیت)، ذخیره و آزاد میکنند. این واکنش در یک سلول الکترو شیمیائی بوقوع میپیوندد، که دارای دو محفظه برای هرالکترولیت است. این دو قسمت توسط یک غشاء نازک برای تبادل یون (Ion Exchnage Membrane) از هم جدا شده اند.
الکترولیتها ، برخلاف سایر باتریها، از دو مسیر جداگانه به سلول وارد وخارج شده و در آن مطابق شکل (2)، بطریق الکتروشیمیائی تبدیل میشوند. 
بهره برداری فنی و اقتصادی از این تکنولوژی با اتصال سلولها به یکدیگر حاصل میشود، بنحویکه یک الکترود بین دو سلول مشترک بوده و کاتد یکی آند سلول دیگری میشود. ترکیب حاصل مدول دوقطبی نامیده میشود. سیستم ذخیره انرژی مورد اشاره از تعدادی از مدولهای دو قطبی، که بصورت سری جهت ایجاد ولتاژ dc مورد نظر(مطابق شکل 3) بهم متصل شده اند، تشکیل شده است. الکترولیتها توسط دو لوله موازی بین مدولها توزیع میشوند.
سیستم ذخیره انرژی مورد نظر را میتوان از بار کامل تا بی باری (شارژ ودشارژ) ویا حالتی بینابین مورد استفاده قرار داد. دشارژ کامل سیستم بدون صدمه زدن به الکترولیتها یا الکترودها امکانپذیر است. با اینحال شبیه سایر سیستمهای الکترو شیمیائی، حداکثر بازده آن زیر توان نامی در شارژ بوده و بعد از مشخص شدن وضعیت کاری مورد نظر، میتوان سیستمی جهت بیشینه کردن راندمان به آن افزود.

شکل ( 3 ) - مدول دو قطبی ( Bipolar Madule)

این سیستم قابلیت اتصال به شبکه را داشته و قادر به تبدیل وضعیت از حالت شارژ به دشارژ یا هر حالتی بین ایندو ، در زمانی در حدود 02/0 ثانیه میباشد. بعلاوه، سیستم یاد شده را میتوان در حالت رزرو (Standby ) یا خروج از شبکه(Shutdown Full) قرار داد،که در حالت اخیر مدولها تخلیه و پمپها خاموش میشوند. همچنین، رسیدن از حالت خاموش به بهره برداری کامل در ظرف چند دقیقه امکانپذیر است.
الکترولیت ذخیره شده در تانکها چه در حالت رزرو و چه در حالت خاموشی سیستم ، خودبخود تخلیه نمیشود.

سیستم ذخیره انرژی متصل به شبکه
سیستم ذخیره انرژی متصل به شبکه با تجهیزات مربوطه(شکل 4)، جای کمی را اشغال میکند. 

 

شکل( 4 ) - شمای هنری یک واحد ذخیره انرژی متصل به شبکه

 برای مثال برای ایجاد یک واحد 100 مگاوات ساعتی، به کمتر از یک هکتار زمین نیاز است. سیستم مورد نظر بصورت سیکل بسته عمل کرده و از الکترولیتها برای تمام طول عمر آن استفاده میشود. بدین ترتیب تاثیر منفی روی محیط زیست محل نصب ندارد.
این سیستم در حالت متصل به شبکه قادر به تامین شرائط زیر خواهد بود:

• توانهای اکتیو و راکتیو
• ذخیره چرخشی
• پایداری سیستم 
• کنترل اتوماتیک تولید
• برنامه ریزی اتوماتیک
• برنامه ریزی برای مواجهه با افزایش یا کاهش بار
• راه اندازی از حالت خاموش Black Start
• عملکرد مستقل از شبکه

 منبع : Regenesys 
آدرس : http://www.regenesys.com

معرفی GenerLink

GenerLink دستگاهی است که مشترکان خانگی استفاده کننده از آن می توانند در صورت بروز خاموشی، با اتصال به یک ژنراتور کوچک محلی، انرژی منازلشان را از آن دریافت و تامین کنند. این سیستم از یک بست کوچک تشکیل شده که برای استفاده، لازم است بین کنتور و ورودی آن نصب گردد. نصب این سیستم بسیار ساده و سریع بوده و بیشتر از 30 دقیقه طول نمی کشد. مشترکی که از GenerLink استفاده می کند، در هنگام بروز خاموشی می تواند با زدن کلیدی (که معمولا روی تابلوی برق منزل نصب می گردد)، انرژی الکتریکی منزل خود را از یک ژنراتور محلی دریافت کند.

در سیستم های مشابه قدیمی ، مشترک، حق انتخاب منبع تامین انرژی الکتریکی را نداشته و امکان تغییر آن توسط مشترک وجود ندارد، اما GenerLink این امکان را نیز فراهم می کند.

عرضه GenerLink بعنوان یک گزینه تجاری:

GenerLink را می توان یک منبع درآمد جدید و راهی برای حفظ مشتریان شرکتهای برق به شمار آورد. شرکت سازنده این سیستم قصد دارد این سیستم را در اختیار شرکتهای برق قرار داده و از طریق این شرکتها، خدمات آنرا به مشترکان ارائه کند.

امروزه بنا به دلایل متعددی اعم از افزایش دفاتر کار خانگی، استفاده از لوازم الکترونیکی جدید حساس به نوسانات برق و افزایش شرکت های تولیدکننده انرژی الکتریکی، دسترسی به یک انرژی الکتریکی دائمی و بدون قطعی در منازل، به یکی از ضروریات زندگی تبدیل شده است. در برخی کشورها چون ایالات متحده، مشترکان به دنبال برقی با ضریب امنیت 100% هستند. هم اکنون موثرترین و اقتصادی ترین راه حل موجود برای نیل به این مقصود، استفاده از ژنراتورهای کوچک خانگی است. در حال حاضر بالغ بر 10 میلیون ژنراتور کوچک خانگی در آمریکا استفاده می شود. از سال 1992 ، هرساله 700000 دستگاه از این ژنراتورها خریداری شده طبق آمار ارائه شده، در سال 1999 این رقم به دو برابر رسید و انتظار می رود تا پایان سال 2003 با رشد سالیانه 8 درصدی مواجه باشد.

نصب ژنراتورهای کوچک در منازل، با مشکلاتی از قبیل هزینه بالا و کمبود فضا مواجه است. بعنوان نمونه، نصب یک ژنراتور معمولی به همراه کلید جابجایی مربوط، برای مشترک هزینه ای نزدیک به 1000 دلار داشته و دو تا سه ساعت زمان می برد. بدلیل این هزینه بالا، برخی مشترکین، این ژنراتورها را مستقیما و بدون استفاده از کلید جابجایی به ورودی برق منزل خود وصل می کنند که این امر، خطراتی جدی برای پرسنل شرکت برق و نیز افراد خانه به دنبال دارد.

آمارها و اطلاعات موجود حاکی از آنند که همینک در آمریکا 55 میلیون خانه مسکونی وجود دارد و در حال حاضر 8 % از مالکین درآمد بالای این منازل برای تامین برق خود در مواقع خاموشی، از مولدهای خانگی استفاده می کنند. همچنین 25% دیگر از مالکین دارای سطح درآمد بالا، قصد خرید مولدهای پشتیبان به منظور حفاظت از سیستم های کامپیوتری، تامین امنیت منازل و ایجاد امکان آسایش بیشتر در منازلشان را دارند. از طرفی بعلت نبود اطلاعات کافی، پیچیدگی کار و نیاز به مواجهه با فروشندگان مختلف، خریداران این لوازم با مشکلات متعددی روبرو هستند.

از آنجا که مشترکان، شرکتهای برق طرف قرارداد خود را مرجع مسایل مربوط به برق و قابلیت اطمینان دانسته و از آنها انتظار کمک در تصمیم گیریهایشان را دارند و از سویی، خدمات ارائه شده توسط GenerLink پاسخگوی نیازها و مسایل مزبور می باشد، انتخاب این گزینه می تواند هم برای مشترکان سودمند بوده و هم برای شرکتهای برق منطقه ای مزایای مالی به دنبال داشته باشد.

ازدیگرمزایای مشترک برای مصرف کننده وشرکت برق درصورت استفاده از GenerLink آنست که درنتیجه استفاده از این سیستم، مشترکان میتوانند حتی در مواقع اضطراری نیز برقدار باقی بمانند. به این ترتیب ارائه خدمات این سیستم میتواند هم موجب ابقای مشتریان قدیمی شده وهم مشتریان جدیدی جلب شرکت کند.

GenerLink را می توان منبع در آمد جدیدی برای شرکتهای استفاده کننده نیز به شمار آورد. این سیستم امکان پاسخگویی به رشد تقاضای مشترکین و همراه با آن، گسترش شبکه تحت پوشش را فراهم می کند. بعنوان مثال، امروزه با وجود بیش از 10 میلیون ژنراتور خانگی در منازل ایالات متحده و رشد سالیانه 8 درصدی این رقم، افزایش توقعات مشترکین استفاده کننده از این لوازم و نیاز به تسهیل مشکلات موجود بر سر راه استفاده از روشها و سیستمهای قدیمی موجود، استفاده از GenerLink راه حل مناسبی به نظر       می رسد. این توانایی GenerLink آنرا به گزینه ای برجسته در میان گزینه های موجود تبدیل کرده است.

GenerLink بعلت دارا بودن ویژگیهای خاص، امتیازات ویژه ای در رقابت با سایر محصولات داراست. این محصول را می توان رقیبی برای محصولات حفاظت در برابر صاعقه، UPS ها و دیگر لوازم افزایش قابلیت اطمینان به شمار آورد. GenerLink مزایای هر سطحی از قابلیت اطمینان را داراست. به این ترتیب می توان گفت یکی از بهترین مزایای GenerLink ، ایجاد ارتباطی صادقانه میان شرکتها و مشترکان آنها است.یکی از مباحث مهمی که امروزه توجه شرکتها را به خود جلب کرده است، خطراتی است که در نتیجه بازگشت برق تولید شده توسط ژنراتورهای خانگی، سیم بانان در حال کار روی شبکه را تهدید می کند. در مواردیکه شرکت برق به منظور انجام سرویس و تعمیرات شبکه، اقدام قطع برق شبکه می کند، این امکان وجود دارد که شبکه از سوی ژنراتورهای خانگی برقدار شود که این امر برای پرسنل خط، فوق العاده خطرناک است. در صورت استفاده از GenerLink ، بعلت آنکه این سیستم، قبل از اتصال ژنراتور به برق منزل، سیستم الکتریکی منزل را از شبکه ایزوله می کند. این خطر از بین می رود. به این ترتیب، GenerLink ، سطح بالایی از امنیت را نیز برای پرسنل شرکتهای برق فراهم می کند.

منبع :    Pepco                                        

آدرس : http://www.pepcotechnologies.com

مدیریت بار الكتریكی با طرح ذخیره سازی انرژی گرمایی

در این مقاله مطالعه ای برای ارزیابی تئوری عملكرد گرمایی یك واحد تهویه انجام شده است.  در اینجا روش ذخیره سازی انرژی گرمایی پنهان برای مسطح كردن تقاضای انرژی الكتریكی در طول ساعات روز و برای فضای گرم كننده خانگی به كار می رود.  نمونه تك بعدی، نیمه تجربی برای پیش بینی عملكرد گرمایی واحد ذخیره سازی متحرك و چرخه ای ذوب و انجماد توسعه یافته است.

دانلود