تبلیغات
برق. قدرت. کنترل. الکترونیک. مخابرات. تاسیسات. - نیروگاههای بیوماسBiomass

برق. قدرت. کنترل. الکترونیک. مخابرات. تاسیسات.

دایره المعارف تاسیسات برق (اطلاعات عمومی برق)

به هر ماده آلی غیر فسیلی با منشأ حیاتی که بخشی از آن یک منبع انرژی زای قابل بهره برداری را تشکیل دهد، بیوماس گویند. انرژیهای بدست آمده از اغلب سیستمهای بیوماس را به عنوان انرژی تجدید پذیر به شمار می‌آورند. در سیستمهای بیوماس که گاز T10 قابل سوختن تولید می‌شود، می‌توان از این گاز به عنوان منبع حرارتی نیروگاههای کوچک حرارتی استفاده نمود، به این نوع نیروگاهها ، نیروگاههای بیوماس می‌گویند. نیروگاههای زباله سوز بخاری یکی از مشکلات بزرگ زیست محیط تولید حجم بسیار زیاد زباله در شهرهای بزرگ می‌باشد، که در این زمینه تحقیقات وسیعی صورت گرفته است و تا کنون عمده‌ترین راه حل ، سوزاندن زباله و در برخی موارد تبدیل زباله به کود و بازیابی زباله می‌باشد، می‌توان کوره‌های زباله سوز را بصورت بویلر نیروگاه بخاری طراحی نمود و از حرارت ایجاد شده و احتراق مخلوط سوخت و زباله می‌توان بوسیله این بویلر توربو ژنراتورهای بخار را به حرکت در آورد و انرژی الکتریکی تولید نمود. البته آلودگی گازهای حاصله از سوخت این نیروگاهها را بایستی با فیلترهای مدرن و پیشرفته تا حد قابل قبول کاهش داد، تا آسیبی به محیط زیست وارد نیابد. نیروگاههای گازی با سوخت خرده چوب این نیروگاهها معمولا در نزدیکی مناطق جنگلی که خرده چوب و خاک اره زیاد ، بخاطر تولید چوب ایجاد می‌شود، برای استفاده از این محصولات جانبی و تولید انرژی مفید از آنها نصب می‌شود. در اطاق سوخت نوع نیروگاهها مکانیزمهایی بکار گرفته شده که خرده چوب و خاک اره با هوا بطور کامل سوخته شود و گازهای حاصل از این احتراق ، توربو ژنراتور گاز را به حرکت در آورده و انرژی الکتریکی تولید نماید.

فن آوری های استفاده از انرژی بیوماس

بیوماس (Biomass) ، انرژی ذخیره شده خورشیدی در مواد گیاهی (عموما" چوب و ضایعات چوبی) می باشد. بطور کلی فن آوری های استفاده از بیوماس در نیروگاههای تولید برق را می توان به چهار دسته تقسیم کرد :

1- نیروگاههای فقط با سوخت بیوماس

2- نیروگاههای دوگانه سوز که از بیوماس به عنوان سوخت فرعی همراه با زغال سنگ استفاده می کنند.

3- نیروگاههای گازی که بیوماس را به سوخت گازی با ارزش حرارتی پایین یا متوسط تبدیل می کنند و معمولا" آن را برای احتراق در توربین های گازی مورد استفاده قرار می دهند.

4- فرآیندهای بیولوژیکی مانند هضم و تخمیر.

تهیه کنندگان سوخت بیوماس در آینده ممکن است جهت اطمینان از گستردگی منابع و اجتناب از ایجاد بی ثباتی در بازار سوخت از محصولاتی که برای کسب انرژی اختصاص داده شده اند، استفاده کنند.

برای شرکتهایی که نیروگاههای با سوخت زغال سنگ را اداره می کنند، بهره گیری از بیوماس ممکن است آسانترین روش برای اضافه کردن منابع تجدیدپذیر به منابع سوخت مرسوم آنها باشد. نیروگاههای سوخت مستقیم بیوماس در نقاط مختلف کاملا" قابل اجرا بوده و با سیستم های مولد بخاری که با استفاده از سوختهای فسیلی کار می کنند قابل رقابت هستند. نیروگاههای زغال سنگی را می توان به سرعت و با هزینه ای کم (در مقایسه با هزینه سرمایه گذاری نیروگاههای جدید با سوخت بیوماس یا دیگر منابع تجدیدپذیر) به نیروگاههای دو گانه سوز همراه با بیوماس تبدیل کرد. استفاده از برخی پس مانده های گیاهی ضمن پائین آوردن هزینه سوخت می تواند مزایائی را برای محیط زیست از طریق کاهش آلاینده هائی از قبیلSOx و NOx ، بهمراه داشته باشد. بعلاوه اگر از یک جسم با دوام به عنوان سوخت استفاده شود، این کار بطور مستقیم انتشار دی اکسیدکربن را هم کاهش می دهد.

پروژه های بیوماس ارتباط تولیدکنندگان برق با مصرف کنندگان را تقویت می کند. در این خط مشی در تولید برق از منابعی مانند ضایعات جنگلی و کشاورزی استفاده می شود. بعلاوه این امر باعث رشد اقتصاد محلی نیز شده و برای کسانی که در کار تهیه، انتقال و فرآورش مواد سوختی هستند نیز کار ایجاد می کند.

طی چند برنامه تحقیقاتی که در EPRI انجام شده، مزایای فنی، اقتصادی و زیست محیطی فن آوری های بیوماس به مدت 20 سال مورد بررسی قرار گرفته است که می توان از گزارش های متعدد فنی که در این زمینه وجود دارد برای اجرای برنامه های بیوماس استفاده نمود.

کارهایی که اخیرا" در زمینه انرژی های تجدیدپذیر (سبز) انجام شده بر شرایط دو گانه سوزی با سوخت بیوماس (هم سوختی با بیوماس) ، تعیین وضعیت و آینده توسعه فن آوری های بیوماس و نیز تشخیص نقش بالقوه بیوماس برای کاهش دی اکسیدکربن، متمرکز بوده است.

نرم افزارهای تهیه شده توسط EPRI می توانند به مهندسین و طراحان کمک کند تا جنبه های فنی و اقتصادی استفاده از انرژی بیوماس و فن آوری های تبدیل سوخت مذکور را با تشخیص مزایا و محدودیت های آنها، تعیین کنند. از نرم افزار BESIE ( ارزیابی کننده اولیه سیستم انرژی بیوماس ) می توان برای انجام ارزیابی اقتصادی پروژه های انرژی بیوماسی استفاده کرد که در آنها از مواد چوبی پرورش داده شده استفاده می شود.

نرم افزار BIOPOWER ( عملکرد و مدل هزینه نیروگاههای برق با استفاده از سوخت بیوماس ) نسخه V1.01 ، استفاده کنندگان را قادر می سازد تا عملکرد و هزینه های برخی از فن آوری های تولید توان را ارزیابی و با یکدیگر مقایسه کنند.

به نقل از سایت صبا

منبع : مؤسسه EPRI
آدرس : http://www.epri.com



استفاده از انرژی بیوماس
بیوماس Biomass ، انرژی ذخیره شده خورشیدی در مواد گیاهی عموما" چوب و ضایعات چوبی می باشد. بطور کلی فن آوری های استفاده از بیوماس در نیروگاههای تولید برق را می توان به چهار دسته تقسیم کرد :
1- نیروگاههای فقط با سوخت بیوماس
2- نیروگاههای دوگانه سوز که از بیوماس به عنوان سوخت فرعی همراه با زغال سنگ استفاده می کنند.
3- نیروگاههای گازی که بیوماس را به سوخت گازی با ارزش حرارتی پایین یا متوسط تبدیل می کنند و معمولا" آن را برای احتراق در توربین های گازی مورد استفاده قرار می دهند.
4- فرآیندهای بیولوژیکی مانند هضم و تخمیر.
تهیه کنندگان سوخت بیوماس در آینده ممکن است جهت اطمینان از گستردگی منابع و اجتناب از ایجاد بی ثباتی در بازار سوخت از محصولاتی که برای کسب انرژی اختصاص داده شده اند، استفاده کنند.
برای شرکتهایی که نیروگاههای با سوخت زغال سنگ را اداره می کنند، بهره گیری از بیوماس ممکن است آسانترین روش برای اضافه کردن منابع تجدیدپذیر به منابع سوخت مرسوم آنها باشد. نیروگاههای سوخت مستقیم بیوماس در نقاط مختلف کاملا" قابل اجرا بوده و با سیستم های مولد بخاری که با استفاده از سوختهای فسیلی کار می کنند قابل رقابت هستند. نیروگاههای زغال سنگی را می توان به سرعت و با هزینه ای کم در مقایسه با هزینه سرمایه گذاری نیروگاههای جدید با سوخت بیوماس یا دیگر منابع تجدیدپذیر به نیروگاههای دو گانه سوز همراه با بیوماس تبدیل کرد. استفاده از برخی پس مانده های گیاهی ضمن پائین آوردن هزینه سوخت می تواند مزایائی را برای محیط زیست از طریق کاهش آلاینده هائی از قبیلSOx و NOx ، بهمراه داشته باشد. بعلاوه اگر از یک جسم با دوام به عنوان سوخت استفاده شود، این کار بطور مستقیم انتشار دی اکسیدکربن را هم کاهش می دهد.
پروژه های بیوماس ارتباط تولیدکنندگان برق با مصرف کنندگان را تقویت می کند. در این خط مشی در تولید برق از منابعی مانند ضایعات جنگلی و کشاورزی استفاده می شود. بعلاوه این امر باعث رشد اقتصاد محلی نیز شده و برای کسانی که در کار تهیه، انتقال و فرآورش مواد سوختی هستند نیز کار ایجاد می کند.
طی چند برنامه تحقیقاتی که در EPRI انجام شده، مزایای فنی، اقتصادی و زیست محیطی فن آوری های بیوماس به مدت 20 سال مورد بررسی قرار گرفته است که می توان از گزارش های متعدد فنی که در این زمینه وجود دارد برای اجرای برنامه های بیوماس استفاده نمود.
کارهایی که اخیرا" در زمینه انرژی های تجدیدپذیر سبز انجام شده بر شرایط دو گانه سوزی با سوخت بیوماس هم سوختی با بیوماس ، تعیین وضعیت و آینده توسعه فن آوری های بیوماس و نیز تشخیص نقش بالقوه بیوماس برای کاهش دی اکسیدکربن، متمرکز بوده است.
نرم افزارهای تهیه شده توسط EPRI می توانند به مهندسین و طراحان کمک کند تا جنبه های فنی و اقتصادی استفاده از انرژی بیوماس و فن آوری های تبدیل سوخت مذکور را با تشخیص مزایا و محدودیت های آنها، تعیین کنند. از نرم افزار BESIE ارزیابی کننده اولیه سیستم انرژی بیوماس می توان برای انجام ارزیابی اقتصادی پروژه های انرژی بیوماسی استفاده کرد که در آنها از مواد چوبی پرورش داده شده استفاده می شود.
نرم افزار BIOPOWER عملکرد و مدل هزینه نیروگاههای برق با استفاده از سوخت بیوماس نسخه V1.01 ، استفاده کنندگان را قادر می سازد تا عملکرد و هزینه های برخی از فن آوری های تولید توان را ارزیابی و با یکدیگر مقایسه کنند.
اطلاعاتی در این زمینه:
1-زیست تودهبیوماس چیست؟
زیست توده یکی از منابع مهم انرژیهای تجدیدشونده محسوب می شود و به هر موجود زنده که قابلیت رشد و نمو داشته و بر مبنای قوانین طبیعی تقسیم شوند اطلاق می شود و شامل جنگلها، اجزاء گیاهان، برگها، موجودات زنده اقیانوسها، زائدات حیوانی، پسماندهای شهری و غذایی و ... می شوند. این مواد قابلیت ذخیره انرژی در خود را دارا می باشند. در واقع در خلال پدیده فتوسنتز، دی اکسید کربن از طریق آب و خاک و هوا توسط انرژی خورشیدی در گیاهان ذخیره می شود و باعث رشد و نمو آنها می گردد این انرژی خورشیدی در مواقع مصرف، قابلیت تبدیل به انرژی را دارا می باشد.
زیست توده قابلیت تولید برق، حرارت، سوختهای مایع، سوختهای گازی و انواع کاربردهای مفید شیمیایی را دارا می باشد. زیست توده سهم بزرگی در میان دیگر انواع منابع انرژیهای نو دارا می باشد.

2-منابع زیست توده بیوماس کدامند؟
منابع زیست توده که برای تولید انرژی مناسب هستند، طیف وسیعی از مواد را شامل می شوند که بصورت عمده به شش گروه تقسیم می شوند:
• سوختهای چوبی
• زائدات جنگلی، کشاورزی، باغداری و صنایع غذایی
• زائدات جامد شهری زباله ها
• فضولات دامی
• فاضلابهای شهری
• فاضلابها، پسماندها و زائدات آلی صنعتی



3-تولید انرژی از زیست توده چگونه است؟
تولید انرژی از منابع زیست توده همانند سوختهای فسیلی به منظور تولید الکتریسیته و حرارت می باشد. منابع زیست توده یکی از قدیمی ترین منابع انرژی در جهان می باشد.
این منابع در صورت استفاده مستقیم قابلیت تولید حرارت را دارا می باشند. و در صورت تولید سوختهای زیستی یا بیوگاز قابلیت استفاده در موتور ژنراتورها یا پس از تولید بخار آب در توربین ژنراتورها را جهت تولید برق دارد.

4-گازی سازهای زیست توده چیست؟
گازی سازهای زیست توده، راکتورها می باشند که قابلیت تولید گازهای سوختی در غیاب اکسیژن را دارند. ارزش حرارتی این گازها کمتر از ارزش حرارتی گازهای سوختی طبیعی می باشد. این گازها بیوگاز نامیده می شوند.


5-میزان بهره گیری بیوماس برای تولید انرژی امروزه، چه میزان است؟
و بعد از سوختهای فسیلی زغال سنگ، نفت و گاز طبیعی، زیست توده چهارمین منبع بزرگ انرژی در جهان است که برای تولید حرارت بخاریهای هیزمی در منازل و تولید حرارت و آب گرم در صنایع پخت و پز خصوصاً در کشورهای در حال توسعه حمل و نقل سوختهای زیستی اتانول بیو دیزل و تولید انرژی الکتریکی بکار می رود. طبق برآرودهای انجام شده در تمام دنیا Btu 15 10?278 ظرفیت نصب شده زیست توده می باشد که Btu 15 10?7.2 فقط در آمریکا نصب شده است.

6-مزایای بهره گیری از منابع زیست توده چیست؟
این منابع جزء منابع تجدیدشوند می باشند چرا که با بهره گیری از این منابع مجدداً بطور طبیعی رشد و نمو پیدا می کنند ضمن اینکه تولید CO2 این منابع در صورت بهره گیری از آنها بطور طبیعی بوده و تولید گازهای گلخانه ای نمی کند. از دیگر سو بعنوان یک منبع ذخیره انرژی خورشیدی عمل می کنند که می توان در مواقع لزوم از آن بهره گیری نمود.
در میان سایر منابع تجدیدشونده تنها منبعی هستند که قابلیت تولید سوختهای مایع، جامد و گازی را دارا می باشند و این به معنای کاربرد گسترده آن می باشد.

7-سوختهای زیستی چیست؟
نوعی از سوختها می باشد که از منابع زیست توده بدست می آید. شامل سوختهای اتانول مایع، متانول، بیودیزل و سوختهای دیزل گازی همچون هیدروژن و متان. تحقیقات بر روی سوختهای زیستی شامل 3 هدف عمده می باشد.
1. تولید سوختهای زیستی
2. پیدا کردن راههای بهره گیری و استفاده از آن
3. تعیین پراکندگی ساختهای آن
منابع تولید این سوختها عبارتند از: نیشکر، روغن گیاهان و سبزیجات
تولید انرژی با استفاده از بیوماس دریایی

تقریباً 40درصد از کل انرژی اولیه یا فتوسنتز، در دریاها ایجاد می‌شود. در این فرآیند، موجودات فتوسنتزکننده فیتوپلانکتون‌ها، جلبک‌ها و گیاهان دریایی دی‌اکسیدکربن را جذب و با استفاده از انرژی نورانی خورشید به کربن آلی قندهای اولیه و اکسیژن تبدیل می‌کنند. میزان دی‌اکسیدکربن اقیانوس‌ها 50 برابر میزان دی‌اکسیدکربن موجود در اتمسفر است و برآورد شده که سالانه حدود 35 گیگاتن کربن به بیوماس دریایی تبدیل می‌شود. اما تاکنون از این منبع عظیم سوخت به‌صورت تجاری برای تأمین انرژی، استفاده نشده است. علت اصلی این موضوع، مقرون به صرفه نبودن آن در مقایسه با سایر فرآورده‌های خشکی است. البته می‌توان با بهره‌گیری از روش‌های مبتنی بر بیوتکنولوژی، نسبت به تولید بیشتر بیوماس و همچنین استفاده ارزان‌تر از آن اقدام نمود. این عمل می‌تواند از طرق زیر صورت گیرد:

- تغییر ساختار مولکولی آنزیم Rubisco این آنزیم در تثبیت CO2 و تبدیل آن به قندها نقش مهمی دارد

- اصلاح ترکیب شیمیایی بیوماس به‌منظور بهره‌برداری بهتر و استفاده از بیوماس جهت کاربردهای نوین. به‌عنوان مثال، مهندسی میکروجلبک‌های دریایی جهت تولید لیپید بیشتر، با هدف فراهم آوردن منبعی از سوخت‌های جایگزین که از لحاظ اقتصادی مقرون به صرفه‌تر از منابع سنتی باشد.

- تبدیل بیوماس به اتانول و دیگر اشکال جایگزین انرژی و استوک‌های غذایی شیمیایی
2- ردیابی، ارزیابی، ذخیره، حفاظت و مدیریت اکوسیستم‌های دریایی

یکی از مهمترین کارها در زمینة ثبت تنوع میکروبی موجود، ارزیابی دقیق گونه‌ای و بررسی تغییرپذیری موجودات حاضر در هر محیط ویژه است. برآوردها نشان می‌دهد که کمتر از یک‌دهم‌درصد از میکروارگانیزم‌های دریایی را می‌توان از طریق روش‌های استاندارد تکنیک کشت بافت، بازیافت کرد. این مهم بازیافت میکروارگانیزم‌های دریایی می‌تواند با به‌کارگیری آنالیزهای فیلوژنتیکی مولکولی تقویت شود. ژن‌های نشانگر را می‌توان با استفاده از ابزارهای مولکولی، از جمعیت‌های میکروبی جداسازی کرد و از آنها برای شناسایی سویه‌های مختلف بهره برد.
پاکسازی زیستی Bioremediation با استفاده از میکروب‌ها، امید زیادی را برای حل مسایل مرتبط با آلودگی محیط‌های دریایی و همچنین آبزی‌پروری به‌وجود آورده است. از جمله این آلودگی‌ها، وجود لکه‌های نفتی در بندرها و خطوط کشتی‌رانی و سکوهای نفتی است. تاکنون تعداد زیادی از میکروارگانیزم‌های دریایی شناسایی شده‌اند که می‌توانند در پاکسازی زیستی مورد استفاده قرار گیرند.
میکروارگانیزم‌های دریایی علاوه بر استفاده در پاکسازی زیستی، اغلب مواد مفیدی را تولید می‌کنند که با محیط‌زیست سازگار هستند. پلیمرهای زیستی و سورفاکتانت‌های زیستی غیرسمی که در مدیریت و تصفیة زباله‌ها و فاضلاب‌ها از آنها استفاده می‌شود، نمونه‌هایی از این مواد هستند. از این میکروب‌ها در حذف تعفن ناشی از فاضلاب‌ها نیز استفاده می‌شود. شناخت بیشتر از برهم‌کنش میکروب‌های دریایی با فلزات سنگین و یا Radionuclide می‌تواند به افزایش استفاده از آنها در جذب زیستی Biosorption، رسوب‌دهی زیستی Bioprecipitation، کریستاله‌سازی زیستی Biocrystalisation و حل مسایل و مشکلات آب‌های آلوده منجر شود.

فرآیندهایی چون فرآوری زیستی Bioproccessing نیز از دیگر موارد بهره‌گیری از میکروارگانیزم‌های دریایی است؛ زمینة نوظهور مهندسی فرآوری زیستی، در واقع استفاده از بیوتکنولوژی در صنعت است که برای تولید فرآورده‌هایی همچون مواد دارویی و عوامل فعال زیستی به‌کار می‌رود. مهندسی فرآوری زیستی نیازمند درک کامل از سیستم بیولوژیکی موجود زندة مورد استفاده مثلاً یک موجود دریایی، جداسازی و تخلیص یک فرآورده و تبدیل آن به یک شکل پایدار، مؤثر و مناسب است. در این زمینه، برخی از باکتری‌ها و قارچ‌های دریایی، پتانسیل ویژه‌ای برای تولید مواد شیمیایی نامعمول اما مفید دارند که نمی‌توان آنها را در موجودات خشکزی یافت.

http://www.sabatabligh.com/article_12635/مقاله%20علمی,مهندسی,دانشگاهی%20استفاده%20از%20انرژی%20بیوماس.html

صفحات جانبی

نظرسنجی

    لطفاً نظرات خود را درمورد وبلاگ با اینجانب در میان بگذارید.(iman.sariri@yahoo.com)نتایج تاکنون15000مفید و 125غیرمفید. با سپاس


  • آخرین پستها

آمار وبلاگ

  • کل بازدید :
  • تعداد نویسندگان :
  • تعداد کل پست ها :
  • آخرین بازدید :
  • آخرین بروز رسانی :