صفر تا صد احداث نیروگاه در ایران
انرژی نقش مهمی در رشد و پیشرفت اقتصاد یک جامعه دارد. بر اساس پژوهش‌های انجام شده، رابطه مستقیمی بین میزان انرژی مصرفی یک کشور و میزان توسعه آن وجود دارد. در واقع توسعه و پیشرفت یک کشور وابسته به در اختیار داشتن منابع عظیم انرژی است. کشورهایی منابع انرژی بیشتری در اختیار خواهند داشت که در زمینه احداث نیروگاه پیشرو باشند. تعداد نیروگاه‌ها به‌عنوان مکانی صنعتی برای تولید برق می‌تواند شاخص بسیار خوبی برای نشان دادن رونق صنعت در یک کشور به‌حساب بیاید. با توجه به اهمیت ساخت نیروگاه در کشور و نیاز به استفاده از انرژی‌های تجدیدپذیر، ما در این مطلب قصد داریم درباره انواع نیروگاه‌ها بیشتر صحبت کنیم و اطلاعات مفیدی را در این زمینه در اختیار شما بگذاریم. اگر در این‌باره کنجکاو هستید؛ مطالعه این مطلب را از دست ندهید.
معرفی انواع نیروگاه ها
اساس کار نیروگاه‌ها استفاده از انرژی‌های مختلف مانند انرژی خورشید، باد، آب، گاز و… برای تولید برق است. احداث نیروگاه نیازمند صرف هزینه و استفاده از دانش متخصصانی است که در حوزه انرژی فعالیت می‌کنند. نیروگاه خورشیدی، نیروگاه بادی، نیروگاه سیکل ترکیبی و… جزو نیروگاه‌هایی هستند که در کشور ما وجود دارند و بخش قابل‌توجهی از برق مصرفی کشور را تأمین می‌کنند. هر کدام از این نیروگاه‌ها ویژگی‌هایی دارند که در این بخش به بررسی آن‌ها می‌پردازیم:
نیروگاه خورشیدی
با توجه به افزایش تولید گازهای گلخانه‌ای و افزایش میانگین دمای هوا در جهان افراد زیادی از جمله فعالان محیط زیست به دنبال جایگزینی سوخت‌های فسیلی با انرژی‌های پاک هستند. در بسیاری از مناطق کشور ما امکان ساخت نیروگاه‌های خورشیدی با توجه به موقعیت جغرافیایی و نوع آب‌وهوا وجود دارد. اگرچه زمان زیادی از انجام مطالعات و ساخت نیروگاه خورشیدی در کشور ما نمی‌گذرد ولی در سال‌های اخیر پیشرفت‌های زیادی در این زمینه رخ داده است.
به عنوان مثال در حال حاضر در برخی از مناطق کشور مانند بوشهر نیروگاه‌های خورشیدی خانگی نیز راه‌اندازی می‌شوند تا افراد بتوانند از این تکنولوژي برای تأمین برق مصرفی خانه خود و حتی کسب درآمد استفاده کنند. از مزایای این نوع نیروگاه‌ها می‌توان به عدم نیاز به سوخت، طول عمر زیاد به دلیل استهلاک پایین و بی‌نیازی به کابل‌های فشار قوی برای انتقال نیروی برق در شبکه‌های کوچک اشاره کرد.
نیروگاه‌های خورشیدی بر اساس منطقه‌ای که در آن ساخته می‌شوند و تکنولوژی استفاده شده برای احداث نیروگاه به سه دسته مختلف تقسیم می‌شوند. انرژی خورشیدی در این نوع نیروگاه‌ها توسط مجموعه‌ای از تجهیزات مختلف به‌طور متمرکز جمع‌آوری می‌شود. در ادامه این انرژي از طریق مبدل‌های حرارتی و ژنراتور توربین‌ها به برق تبدیل خواهد شد.
نیروگاه بادی
نیروگاه بادی یا مزرعه توربین‌های بادی مکانی است که در آن امکان تبدیل انرژی باد به انرژی الکتریکی وجود دارد. خوشبختانه امکان ساخت نیروگاه بادی در برخی از مناطق کشور ما هم وجود دارد. بر اساس استانداردهای بین‌المللی در مکان‌هایی که سرعت باد بین 14 تا 90 کیلومتر در ساعت است می‌توان نیروگاه‌های بادی را احداث کرد.
این نوع نیروگاه‌ها مزایای مختلفی دارند. به عنوان مثال نیروگاه‌های بادی هیچ‌گونه آلاینده‌ای تولید نمی‌کنند. همچنین هزینه ساخت نیروگاه بادی پایین است بنابراین کشورهای زیادی می‌تواند از این امکان برای تولید انرژی الکتریکی بهره ببرند. به‌جز سرعت باد عوامل دیگری مانند ساختار شبکه انتقال برق، فاصله نیروگاه تا مرکز بار، ارتفاع محل احداث نیروگاه و ویژگی‌های ساختار و ماهیت زمین هم از دیگر عواملی هستند که در هنگام ساخت نیروگاه بادی باید به آن‌ها توجه شود.
نیروگاه هسته ای
در این نوع نیروگاه‌ها به کمک فناوری هستهای، انرژی الکتریکی تولید می‌شود. فناوری هستهای یکی از پیچیده‌ترین فناوری‌های حال حاضر جهان است. در این نیروگاه‌ها فرآیند شکاف هستهای در شرایط کنترل‌شده انجام می‌شود. در هنگام انجام این فرایند گرمایی آزاد می‌شود که این گرما انرژی لازم برای بخار آب و در نتیجه چرخاندن توربین‌های بخار را فراهم می‌کند. با حرکت توربین‌های بخار، ژنراتورهای تولید برق شروع به کار می‌کنند و برق تولید می‌شود.
ساخت نیروگاه هستهای هزینه بسیار زیادی دارد. همچنین برای ساخت نیروگاه اتمی باید شرایط خاصی فراهم باشد. اگرچه هنوز هم بحث‌های زیادی درباره امنیت نیروگاه‌های هستهای و خطرات پسماندهای این نوع نیروگاه‌ها وجود دارد اما در حال حاضر در بسیاری از کشورهای پیشرفته از این نیروگاه‌ها برای تأمین برق مورد نیاز صنایع مختلف استفاده می‌شود.
نیروگاه سیکل ترکیبی
این نوع نیروگاه‌ها با استفاده از توربین‌های بخار و توربین‌های گازی فعالیت می‌کنند. استفاده از سیکل ترکیبی در ساخت نیروگاه‌های برق باعث می‌شود که راندمان تولید انرژی الکتریکی به‌طور قابل‌ملاحظه‌ای افزایش پیدا کند. در کشور ما نیز ساخت نیروگاه سیکل ترکیبی در دستور کار قرار گرفته است. در حال حاضر نیروگاه‌های سیکل ترکیبی در شهرهای قم، کازرون، یزد، نیشابور، نکا و… به بهره‌برداری رسیده‌اند. هزینه نیروگاه سیکل ترکیبی به عوامل مختلفی مانند نوع تکنولوژی و محل احداث آن بستگی دارد.
اگر درباره نحوه کارکرد و احداث نیروگاه سیکل ترکیبی کنجکاو هستید باید بدانید که فرآیند تولید الکتریسیته در نیروگاه‌های سیکل ترکیبی در سه مرحله انجام می‌شود. در مرحله اول سوخت با هوای فشرده ترکیب‌شده و احتراق شکل میگیرد. گازهای تولید شده بر اثر احتراق باعث حرکت توربین‌ها می‌شوند. انرژي مکانیکی حاصل از حرکت توربین‌ها نیز به تولید برق منجر خواهد شد. البته که فرآیند تولید برق در نیروگاه‌های سیکل ترکیبی در اینجا به اتمام نمی‌رسد.
انرژی گرمایی حاصل از حرکت ژنراتورها با استفاده از سیستم بازیابی گرما جمع‌آوری‌شده و به توربین‌های بخار منتقل می‌شود. توربین‌های بخار به کمک بخار آب حاصل از انرژی گرمایی به حرکت در می‌آيند. حرکت توربین‌ها در نهایت منجر به حرکت ژنراتورهای برق و تولید برق می‌شود. در مرحله آخر هم انرژی الکتریکی تولید شده برای ذخیره به محل مناسبی منتقل خواهد شد.
نیروگاه گازی
نیروگاه‌های گازی یا به عبارت بهتر نیروگاه توربین گازی هم مانند سایر نیروگاه‌ها با هدف تولید برق راه‌اندازی می‌شوند. عملکرد نیروگاه‌های گازی شبیه به نیروگاه‌های توربین بخار است؛ با این تفاوت که در نیروگاه‌های گازی به جای بخار آب از هوای فشرده برای حرکت توربین‌ها استفاده می‌شود. به‌طور خلاصه در این نیروگاه‌ها کمپرسورها وظیفه فشرده‌سازی هوا و انتقال آن‌ها به محفظه احتراق را بر عهده دارند. زمانی که هوای فشرده از محفظه احتراق عبور می‌کند، دمای آن به‌طور محسوسی بالا می‌رود.
این هوای داغ با فشار زیاد وارد توربین گاز می‌شود و توربین‌ها را حرکت می‌دهد. انرژی جنبشی حاصل از حرکت توربین‌ها باعث تولید برق می‌شود. هزینه ساخت نیروگاه گازی کوچک به عوامل مختلفی بستگی دارد. ظرفیت تولید، نوع تجهیزات و کیفیت آن‌ها، شرایط اجرا و محل ساخت نیروگاه تنها بخشی از عواملی هستند که در تعیین هزینه‌های نهایی احداث نیروگاه گازی نقش دارند. با این حال بد نیست بدانید که با توجه به شرایط فعلی امکان سرمایه‌گذاری کم ریسک و امن در ساخت نیروگاه‌های گازی مقیاس کوچک وجود دارد. همچنین شما می‌توانید برای ساخت این نیروگاه‌ها از تسهیلات دولتی استفاده کنید به همین دلیل ساخت این نیروگاه‌ها می‌تواند فرصت مناسبی برای سرمایه‌گذاری بنگاه‌های اقتصادی کوچک باشد.
نیروگاه برق آبی
نیروگاه‌های برق آبی یکی از پاک‌ترین نیروگاه‌های تولید برق در جهان به‌حساب می‌آیند. در این نوع نیروگاه‌ها برخلاف نیروگاه‌های دیگر به‌هیچ‌وجه آبی مصرف نمی‌شود. همچنین تولیدات این نوع نیروگاه‌ها بدون پسماند یا زباله هستند. اگرچه در فرآیند تولید برق در همه نیروگاه‌ها گازهای گلخانه‌ای تولید می‌شوند اما میزان تولید گازهای گلخانه‌ای در نیروگاه‌های برق آبی بسیار کمتر از نیروگاه‌هایی است که با سوخت‌های فسیلی فعالیت می‌کنند.
برای ساخت این نوع نیروگاه‌ها به یک سد یا مخزن آب و منبعی انعطاف‌پذیر برای ذخیره برق نیاز است. البته که تجهیزات مختلف دیگری هم در ساخت نیروگاه‌های برق آبی مورد استفاده قرار می‌گیرند بااین‌حال بدون وجود یک سد یا منبع آبی بزرگ امکان راه اندازی نیروگاه برق آبی وجود ندارد. همچنین میزان تولید برق این نوع نیروگاه‌ها رابطه مستقیمی با مقدار آب، شدت و میزان حرکت آب در داخل سیستم نیروگاه دارد.
نگاهی به مراحل ساخت نیروگاه
در حال حاضر با توجه به افزایش قیمت انرژی در ایران، دولت از صنایعی که در زمینه ساخت و بهره‌برداری از نیروگاه‌های مقیاس کوچک فعالیت دارند با ارائه تسهیلات مختلف حمایت می‌کند. مراحل ساخت نیروگاه برق مقیاس کوچک با توجه به نوع نیروگاه و ظرفیتی که برای ساخت آن در نظر دارید می‌تواند بسیار متفاوت باشد. با این حال به‌طورکلی برای احداث نیروگاه باید مراحل زیر به ترتیب طی شوند:
امکان سنجی
اولین مرحله برای انجام هر پروژه‌ای امکان‌سنجی است. در این مرحله باید مباحث مختلفی به شکل کلی مورد بررسی قرار بگیرند. به عنوان مثال مباحث نیازسنجی، تعیین سایت نیروگاه، ماهیت واحدهای موجود مانند واحدهای خانگی یا تجاری، طرح‌های توسعه احتمالی در آینده، میزان تولید و استخراج انرژی و صدها شاخص دیگر تحلیل و بررسی می‌شوند. همچنین همه اطلاعات در این مرحله باید به‌طور کامل و دقیق دسته‌بندی شوند تا بتوان از آن‌ها برای آماده‌سازی طرح کلی ساخت نیروگاه مقیاس کوچک استفاده کرد.
امکان‌سنجی اولیه به‌طور متوسط بین چهار تا شش هفته طول خواهد کشید و امکان‌سنجی اجرایی نیز به یک تا چهار ماه زمان نیاز دارد. البته این زمان با توجه به ابعاد پروژه می‌تواند بیشتر یا کمتر شود. در امکان‌سنجی اجرایی مراحل فنی و نحوه انجام پروژه نیز مورد بررسی قرار میگیرد درحالی‌که امکان‌سنجی اولیه صرفاً مربوط به فاز مطالعاتی پروژه است. همچنین نباید فراموش کنید که انجام این مرحله از احداث نیروگاه هزینه‌بر است بنابراین باید بودجه مناسبی را برای مرحله امکان‌سنجی در اختیار داشته باشید.
ثبت نام و صدور پروانه احداث نیروگاه
مراحل ثبت نام و صدور پروانه هم با توجه به نوع نیروگاهی که قصد احداث آن را دارید و عوامل مختلف دیگری مانند محل احداث نیروگاه می‌تواند متفاوت باشد. بااین‌حال اخذ برخی از مجوزها برای همه نیروگاه‌های مقیاس کوچک ضروری است. مجوزهایی مانند موافقت‌نامه احداث نیروگاه، دریافت استعلام‌های اولیه از شهرک‌های صنعتی، امور اراضی و سایر ارگان‌های وابسته، مجوزهای مربوط به اتصال به شبکه برق سراسری و مجوزهای مرتبط با تأییدیه‌های فنی تعدادی از مجوزهای ضروری برای ساخت نیروگاه هستند. شما برای دریافت برخی از این مجوزها باید به‌صورت الکترونیکی و برای اخذ برخی دیگر باید به‌صورت حضوری به سازمان‌های مرتبط مراجعه کنید. زمان مورد نیاز برای دریافت مجوزهای لازم هم به عوامل مختلفی وابسته است و نمی‌توان زمان دقیقی را برای انجام این مرحله پیش‌بینی کرد.
عقد قرارداد خرید تضمینی با شرکت برق
شما پس از دریافت مجوزهای لازم باید برای عقد قرارداد خرید تضمینی با شرکت برق منطقه وارد مذاکره شوید. برای انجام این کار ابتدا باید یک درخواست کتبی به شرکت برق منطقه ارسال کنید. همچنین متن قرارداد را از شرکت توانیر دریافت کرده و همراه با اسکن مدارک و اسناد لازم به شرکت برق منطقه تحویل دهید. با انجام این مرحله آماده انجام فاز اجرایی احداث نیروگاه خواهید شد.
احداث نیروگاه
تا قبل از انجام این مرحله شما باید همه مجوزهای لازم برای ساخت نیروگاه برق را دریافت کرده باشید. همچنین قراردادهای مربوط به خرید تضمینی برق، دریافت تسهیلات و جذب سرمایه‌گذار نیز باید به مرحله نهایی رسیده باشند. مرحله اجرایی ساخت نیروگاه به چندین بخش مختلف تقسیم می‌شود در گام اول باید آماده‌سازی زمین نیروگاه انجام شود. شما با استفاده از اطلاعاتی که در محله امکان‌سنجی به دست آورده‌اید باید اقدامات لازم برای آماده‌سازی زمین را انجام بدهید.
همچنین جانمایی تأسیسات و تجهیزات نیروگاه هم باید مطابق با نقشه‌هایی انجام شود که از قبل طراحی و تائید شده‌اند. زیرساخت‌هایی مانند لوله‌کشی گاز هم در همین مرحله انجام خواهد شد. در مرحله بعدی پیمانکاران اجرایی وارد عمل می‌شوند تا کار ساخت‌وساز نیروگاه با انجام مراحل مختلفی مانند فونداسیون، بتن‌ریزی و… آغاز شود. در مرحله آخر نوبت به نصب و تکمیل تجهیزات نیروگاه می‌رسد. این مرحله بسیار زمان‌بر و هزینه‌بردار است. در انتها با نصب همه تجهیزات زمان انجام تست‌های عملکردی فرا می‌رسد. در صورت موفقیت‌آمیز بودن این تست‌ها بهره‌برداری تجاری از نیروگاه آغاز می‌شود.
احداث نیروگاه؛ پرسود و کم ریسک
در این مطلب به‌طور خلاصه به بررسی عملکرد نیروگاه‌های مختلف تولید برق پرداختیم و گفتیم که با توجه به اهمیت سرمایه‌گذاری در تولید انرژی های نو و تجدید پذیر ساخت نیروگاه‌های مقیاس کوچک می‌تواند روش خوبی برای سرمایه‌گذاری بنگاه‌های کوچک و متوسط باشد. در ادامه هم به بررسی مراحل احداث نیروگاه پرداختیم. در نهایت لازم است بدانید که بخشی از تجهیزات و نرم‌افزارهای مورد نیاز برای ساخت نیروگاه‌های برق بومی‌سازی شده و توسط متخصصان ایرانی تولید می‌شوند بنابراین شما با اطمینان خاطر بیشتری در خصوص دسترسی به تجهیزات و امکانات ساخت نیروگاه برق می‌توانید به فکر راه‌اندازی نیروگاه‌های کوچک باشید.
فارسکادا یکی از مجموعه‌های فعال در زمینه مدیریت هوشمند نیروگاه‌های تجدیدپذیر است که با تولید و عرضه نرم‌افزاری در کلاس جهانی توانسته به ساخت نیروگاه‌هایی با سوخت‌های تجدیدپذیر مانند نیروگاه‌های خورشیدی کمک زیادی کند. شما می‌توانید برای مانیتورینگ پروژه‌های ساخت نیروگاه‌های خورشیدی از نرم‌افزار فارسکادا استفاده کنید.
