مروری بر دیزل ژنراتور

دیزل ژنراتور

در تولید انرژی الکتریکی مولد به ماشینی گفته می‌شود که از طریق القای الکترومغناطیسی انرژی مکانیکی را به انرژی الکتریکی تبدیل می‌کند. تبدیل بالعکس انرژی الکتریکی به انرژی مکانیکی به وسیله موتور الکتریکی صورت می‌گیرد. موتورها و مولدهای الکتریکی از جهات مختلفی دارای شباهت‌های زیادی با یکدیگر هستند. منبع تامین کننده انرژی مکانیکی ممکن است توربین بخار، توربین آبی، توربین بادی یا یک موتور احتراق داخلی باشد.

 دیزل ژنراتور ها که از ترکیب موتور دیزل، ژنراتور الکتریکی (مولد) و بخش های دیگر ساخته شده اند، ابزاری هستند برای تامین برق در شرایط مختلف. از تامین برق اضطراری در حد چند دقیقه گرفته تا تامین برق کشتی و قطار در این بازه قرار می گیرند. کار شرکت های فعال در این زمینه، ارائه خدمات تخصصی برای تعمیر، نگهداری و کوپله دیزل ژنراتورهاست.

دیزل ژنراتور با تبدیل سوخت دیزلی به الکتریسیته، قادر است برق مورد نیاز کارخانه ها، محیط های صنعتی، پروژه های ساختمانی، جاده ها و راه آهن، نمایشگاه ها، بیمارستان ها، سازمان ها و ادارات، سینماها، مجموعه های ورزشی، پروژه های مختلف بین شهری و دور دست را فراهم کند.

کاربرد اصلی دیزل ژنراتور در مواقعی است که دسترسی به برق شهری امکان پذیر نیست و گاهی هم برای کاهش هزینه های مصرف انرژی بکار می رود.

تعریف دیگر:

ترکیبی از یک موتور دیزل، ژنراتور و انواع متعلقات فرعی از قبیل شاسی، اطاقک پوشاننده، عایق‌های صدا، سیستمهای کنترل، قطع کننده‌های اضطراری مدار، سیستم مولد گرما، سیستم استارت اتومات و غیره که به عنوان یک مجموعه به یک دیگر متصل شده باشند دیزل ژنراتور می‌گویند . موتور ژنراتورها می‌توانند از ۱ تا ۲۰ کیلو ولت آمپر (KVA) برای منازل، فروشگاهها، ادارات کوچک و تا2000 KVA) -2MVA ) قابل استفاده برای مجتمع‌های اداری بزرگ و کارخانه‌ها ،برق تولید کنند . یک ژنراتور ۲۰۰۰ کیلو ولت آمپر را می‌توان درون یک اطاقک ایزوله قابل حمل قرار داد . ژنراتورهای ۵ مگاوات برای ایستگاههای کوچک تولید برق استفاده می‌شوند و برای این منظور می‌توان از چندین دستگاه ژنراتور استفاده کرد . ژنراتورها در سایزهای بزرگتر به صورت مجزا به محل نصب حمل شده و در آنجا مونتاژ و تجهیزات فرعی به آنها اضافه می‌گردد .

دیزل ژنراتورهای کوچک تا ۲۵۰ کیلو ولت آمپر نه تنها برای تولید برق اضطراری بلکه به جهت تامین برق مورد نیاز به صورت مستمر یا در زمان اوج مصرف و یا حتی در زمانی که کمبود زنراتورهای بزرگتر حس می‌شود استفاده می‌شوند . کشتی‌ها و بسیاری از وسائل نقلیه بزرگ زمینی مانند قطارها نیز از دیزل ژنراتور نه فقط برای تامین برق روشنایی بلکه برای تامین نیروی محرکه مورد نیاز خود استفاده می‌کنند . به وسیله نیروی محرکه برقی می‌توان حرکت یکنواخت و قدرتمندتری علاوه بر استفاده مناسب تر از فضا داشت . محرکه‌های برقی قبل از جنگ جهانی اول در کشتی ها مورد استفاده قرار گرفتند و در طول جنگ جهانی دوم به تکامل رسیدند.

دستگاههای تولید برق بر اساس ظرفیت تولید نرمال تا ماکزیمم و بر اساس قدرت تولیدی و به کیلووات طبقه بندی و نامگذاری شده و با توجه به نوع مصرف آن برای تولید برق مستمر یا اضطراری انتخاب می‌شوند.

طرز کار دیزل ژنراتور

دیزل ژنراتور دستگاهی است که سوخت دیزلی را به الکتریسیته تبدیل می کند. این دستگاه مستقل خود از دو بخش موتور دیزلی و ژنراتور تشکیل شده است.

موتور دیزلی سوخت دیزل را به منظور تولید حرکت برای ژنراتور می سوزاند و پس از آن ژنراتور حرکت را توسط نیروی الکترومغناطیس به الکتریسیته تبدیل می کند. این دو جزء (موتور و ژنراتور الکترومغناطیس) توسط یک میل لنگ به یکدیگر وصل می شوند و به این ترتیب، حرکت تولید شده توسط موتور دیزلی به آهنربای ژنراتور منتقل می شود.

موتور دیزلی با یک احتراق درونی کوچک روشن می شود. در موتور دیزلی دریچه ای تعبیه شده که سوخت را کنترل کرده و سرعت موتور دیزلی را تحت کنترل در می آورد. که این کار موجب استاندارد شدن قدرت خروجی ژنراتور می شود.

همزمان با چرخاندن میل لنگ توسط موتور دیزلی متصل به ژنراتور، محور اصلی ژنراتور درون محفظه آلترناتور می چرخد و این حرکت با سرعت بالا، باعث چرخش آهن ربا درون سیم پیچ ژنراتور می شود.

سپس با استفاده از قانون القای الکتریکی، الکتریسیته تولید می کند. کلید هدایتگر (گاورنر) هم به موتور اجازه می دهد در صورت افزایش مصرف با بالابردن سرعت الکتریسیته مورد نیاز را تامین کند، تا در صورت افزایش یا کاهش ناگهانی در مصرف کنندگان میزان تولید برق را کنترل کند

دودکش خورشیدی راهکاری جدید برای تولید برق از انرژی خورشیدی انرژی نو/عکس

 اساساً اگر بخواهید انرژیهای تجدید‌پذیر از کاربرد وسیعی برخوردار شوند باید که تکنولوژی‌های ارایه شده ساده و قابل اعتماد بوده و برای کشورهای کمتر توسعه یافته نیز مشکلات فنی به همراه نداشته باشد و بتوان از منابع محدود مواد خام آنها نیز استفاده کرد. در مرحله بعدی نیز باید به آب زیاد نیاز نداشته باشد.در همینجا باید گفت که تکنولوژی دودکش دارای این شرایط است. بررسیهای اقتصادی نشان داده است که اگر این نیروگاهها در مقیاس بزرگ (بزرگتر یا مساوی ۱۰۰ مگاوات) ساخته شوند، قیمت برق تولیدی آنها قابل مقایسه با برق نیروگاههای متداول است. این موضوع کافی است که بتوان انرژی خورشیدی را در مقیاسهای بزرگ نیز به خدمت گرفت.

بر این اساس می‌توان انتظار داشت که دودکشهای خورشیدی بتوانند در زمینه تولید برق برای مناطق پرآفتاب نقش مهمی را ایفا کنند.
باید توجه داشت که تکنولوژی دودکش خورشیدی در واقع از سه عنصر اصلی تشکیل شده است که اولی جمع‌‌کننده هوا و عنصر بعدی برج یا همان دودکش و قسمت آخر نیز توربینهای باد آن است و همه عناصر آن برای قرنها است که بصورت شناخته شده درآمده‌اند و ترکیب آنها نیز برای تولید برق در سال ۱۹۳۱ توسط گونتر مورد بحث قرار گرفته است.
در سال ۸۴-۱۹۸۳ نیز نتایج آزمایشات و بحثهای نمونه‌ای از دودکش خورشیدی که در منطقه مانزانارس در کشور اسپانیا ساخته شده بود، ارایه شد. در سال ۱۹۹۰ شلایش و همکاران در مورد قابل تعمیم بودن نتایج بدست آمده از این نمونه دودکش بحثی را ارایه کردند.
در سال ۱۹۹۵ شلایش مجدداً این بحث را مورد بازبینی قرار داد. در ادامه در سال ۱۹۹۷ کریتز طرحی را برای قرار دادن کیسه‌های پر از آب در زیر سقف جمع‌آوری کننده حرارت ارایه کرد تا از این طریق انرژی حرارتی ذخیره‌سازی شود.
گانون و همکاران در سال ۲۰۰۰ یک تجزیه و تحلیل برای سیکل ترمودینامیکی ارایه کردند و بعلاوه در سال ۲۰۰۳ نیز مشخصات توربین را مورد تجزیه و تحلیل قرار دادند. در همین سال روپریت و همکاران نتایج حاصل از محاسبات دینامیک سیالاتی و نیز طراحی توربین برای یک دوربین خورشیدی ۲۰۰ مگاواتی را منتشر ساختند.
در سال ۲۰۰۳ دوز سانتوز و همکاران تحلیلهای حرارتی و فنی حاصل از محاسبات حل شده به کمک کامپیوتر را ارایه کردند.
در حال حاضر در استرالیا طرح نیروگاه دودکش خورشیدی با ظرفیت ۲۰۰ مگاوات در مرحله طراحی و اجرا است http://www.enviromission.Com.au. باید گفت که استرالیا مکان مناسبی برای این فناوری است چون شدت تابش خورشید در این کشور زیاد است. در ثانی زمینهای صاف و بدون پستی و بلندی در آن زیاد است و دیگر اینکه تقاضا برای برق از رشد بالایی برخوردار است ونهایتاً اینکه دولت این کشور خود را به افزایش استفاده از انرژیهای تجدید‌پذیر ملزم کرده است و از این رو به ۹۵۰۰ گیگاوات ساعت برق در سال از منابع تجدید پذیر جدید نیاز دارد.

● اصول کار:
اصول کار:  برای اینکه بتوان این فناوری را بصورت ۲۴ ساعته مورد استفاده قرارداد می‌توان از لوله‌ها یا کیسه‌های پرشده از آب در زیر سقف استفاده کرد. این موضوع بسیار ساده انجام می‌شود یعنی در طول روز آب حرارت را جذب کرده وگرم می‌شود و در طول شب این حرارت را آزاد می‌کند.ذخیره حرارت به کمک آب بسیار موثرتر از ذخیره در خاک به تنهایی است زیرا ظرفیت حرارتی آب پنج برابر ظرفیت حرارتی خاک است.قابل ذکر است که باید این لوله‌ها را فقط برای یکبار با آب پر کرده و به آب اضافی نیازی نیست. بنابراین اساس کار بدین صورت است که تشعشع خورشیدی در این برج باعث ایجاد یک مکش به سمت بالا می‌شود که انرژی حاصل از این مکش توسط چند مرحله توربین تعبیه شده در برج به انرژی مکانیکی تبدیل شده و سپس به برق تبدیل می‌شود.

 دراین طرح بخشی از سطح زمین با سطحی شفاف یا نیمه شفاف پوشانده میشود. هوا در زیر این سقف شفاف که تشعشع خورشیدی را عبور می‌دهد، گرم شده که وجود این سقف و زمین زیر آن بعنوان یک کلکتور یا جمع‌کننده خورشیدی عمل می‌کند. در وسط این سقف شفاف یک دودکش یا برج عمودی وجود دارد که هوای زیادی از پایین آن وارد می‌شود. باید محل اتصال سقف شفاف و این برج بصورتی باشد که منفذی نداشته باشد و اصطلاحاً «هوا بند» شده باشد. از آنجاییکه هوای گرم سبکتر از هوای سرد است به سمت بالای برج حرکت می‌کند. این حرکت باعث ایجاد مکش در پایین برج می‌شود تا هوای گرم بیشتری را به درون بکشد و انرژی حاصل از این مکش توسط چند مرحله توربین تعبیه شده در برج به انرژی مکانیکی تبدیل شده و سپس به برق تبدیل می‌شود.

● توان خروجی: در این مبحث توان خروجی حاصل از این تاسیسات بطورکلی وبابیانی ساده موردبررسی قرارمیگیرد.بطورکلی توان خروجی از دودکش خورشیدی مضربی از انرژی ورودی از خورشید و اثرات کلکتور , برج و توربین (توربینها ) است.

انرژی خورشیدی را می توان حاصلضرب تابش افقی خورشید و سطح کلکتور دانست.

برج در واقع جریان حرارتی را به دو نوع انرژی جنبشی و پتانسیل تبدیل میکند,  بنابراین اختلاف پتانسیل هوایی که در اثر اختلاف دما در برج ( دودکش ) بالا میرود مانند یک نیروی محرکه عمل میکند که توربین ها را به چرخش وا میدارد و هرچه ارتفاع برج بیشتر باشد این اختلاف فشار ودرنتیجه نیروی ایجاد شده بیشتر خواهد بود.

انرژی جنبشی موجب گردش هوا شده و انرژی پتانسیل روی توربینها اثر می گذارد.از این بحث مختصر روشن میگردد که از عوامل اساسی در میزان توان خروجی , ارتفاع برج و سطح کلکتور میباشد که هر دو رابطه ای مستقیم با توان خروجی دارندبطوریکه در طراحی این سازه بر روی این دو پارامتر مانوربیشتری داده می شودبه زبان ساده می‌توان توان خروجی برجهای خورشیدی را بصورت حاصل‌ضرب انرژی خورشیدی ورودی (Qsolar) در راندمان مربوط به جمع‌‌کننده، برج و توربین بیان کرد:
در ادامه سعی می‌شود پارامترهای قابل محاسبه مشخص شوند ودر این راستا باید گفت که Qsolar را می‌توان بصورت حاصلضرب تشعشع افقی (Gh) درمساحت کلکتور (Acoll) نوشت.
در داخل برج جریان گرمایی ناشی از کلکتور به انرژی سینتیک (بصورت کنوکسیون) و انرژی پتانسیل (افت فشار در توربین) تبدیل می‌شود.
بنابراین متوجه می‌شویم که اختلاف دانسیته هوا که ناشی از افزایش دما در کلکتور است، بعنوان یک نیروی محرکه عمل می‌کند. هوای سبکتر موجود در برج در قسمت تحتانی و در قسمت فوقانی برج به هوای اطراف متصل است و از این رو باعث ایجاد یک حرکت روبه بالا می‌شود. در یک چنین حالتی یک اختلاف فشار بین قسمت پایین برج (خروجی کلکتور) و محیط اطراف ایجاد می‌شود که فرمول آن بصورت زیر است:
بر این اساس با افزایش ارتفاع برج، &#۹۱۶;Ptot افزایش خواهد یافت.
البته این اختلاف فشار را می‌توان (با فرض قابل صرفنظر کردن اتلافهای اصطکاکی) به اختلاف استاتیک و دینامیک تقسیم کرد قابل ذکر است که اختلاف فشار استاتیک در توربین افت می‌کند و اختلاف فشار دینامیک بیانگر انرژی سینتیک جریان هوا است.
می‌توان بین توان موجود دراین جریان و اختلاف فشار کل و جریان حجمی هوا وقتی که &#۹۱۶;Ps=۰، رابطه‌ای نوشت: راندمان برج را بصورت زیر بیان می‌کنند:در عمل افت فشار استاتیک ودینامیک ناشی از توربین است. در حالتی که توربین وجود نداشته باشد می‌توان به حداکثر سرعت جریان دست یافت و تمام اختلاف فشار موجود به انرژی سینتیک تبدیل می‌شود:
بر اساس تخمین Boussinesq حداکثر سرعت قابل دسترسی برای جریان جابجایی آزاد بصورت زیر است:
که دراین فرمول &#۹۱۶;T همان افزایش دما بین محیط و خروجی کلکتور (ورودی دودکش) است. معادل زیر بیانگر راندمان برج و پارامترهای موثر در آن است:
بر اساس این نمایش ساده شده در بین پارامترهای دخیل در دودکش خورشیدی، مهمترین عامل در راندمان برج، ارتفاع آن است. مثلاً برای برجی به ارتفاع ۱۰۰۰ متر اختلاف بین محاسبات دقیق و محاسبه تقریبی ارایه شده، قابل صرفنظر کردن است.
با دقت در معادلات (۱)، (۲) و (۳) می‌توان دریافت که توان خروجی یک دودکش خورشیدی متناسب باسطح کلکتور و ارتفاع برج است.
مشخص شد که توان تولید برق یک دودکش خورشیدی متناسب با حجم حاصل از ارتفاع برج و سطح کلکتور است یعنی می‌توان با یک برج بلند و سطح کم و یا یک برج کوتاه با سطح وسیع به یک میزان برق تولید کرد. البته اگر اتلاف اصطکاکی وارد معادلات شود دیگر موضوع فوق صادق نیست. با این وجود تا زمانی که قطر کلکتور بیش از حد زیاد نشود می‌توان از قاعده سرانگشتی فوق استفاده کرد.

کلکتور:هوای گرم مورد نیاز برای دودکش خورشیدی توسط پدیده گلخانه‌ای در یک محوطه‌ای که با پلاستیک یا شیشه پوشانده شده و حدوداً چند متری از زمین فاصله دارد، ایجاد می‌شود. البته با نزدیک شدن به پایه برج، ارتفاع ناحیه پوشانده شده نیز افزایش می‌یابد تا تغییر مسیر حرکت جریان هوا بصورت عمودی با کمترین اصطکاک انجام پذیرد. این پوشش باعث می‌شود که امواج تشعشعی خورشید وارد شده و تشعشعهای با طول موج بالا مجدداً از زمین گرم بازتاب کند. زمین زیر این سقف شیشه‌ای یا پلاستیکی، گرم شده و حرارت خود را به هوایی که از بیرون وارد این ناحیه شده است و به سمت برج حرکت می‌کند، پس می‌دهد.

 برج: برج به خودی خودنقش موتور حرارتی نیروگاه را بازی می‌کند و همانند یک لوله تحت فشار است که به دلیل دارا بودن نسبت مناسب سطح به حجم از اتلاف اصطکاکی کمی برخوردار است. در این برج سرعت مکش به سمت بالای هوا تقریباً متناسب با افزایش دمای هوا (ΔT) در کلکتور و ارتفاع برج است. در یک دودکش خورشیدی چند مگاواتی، کلکتور باعث می‌شود که دمای هوا بین 35-30 درجه سانتیگراد افزایش یابد و این به معنی سرعتی معادلm/sec15 است که باعث حرکت شتابدار هوا نخواهد شد و بنابراین برای انجام عملیات تعمیر و نگهداری می‌توان براحتی وارد آن شد و ریسک سرعت بالای هوا وجود ندارد.

توربین‌ها:با بکارگیری توربینها، انرژی موجود در جریان هوا به انرژی مکانیکی دورانی تبدیل می‌شود. توربینهای موجود در دودکش خورشیدی شبیه توربینهای بادی نیستند و بیشتر شبیه توربینهای نیروگاههای برقابی هستند که با استفاده از توربینهای محفظه‌دار، فشار استاتیک را به انرژی دورانی تبدیل می‌کنند. سرعت هوا در قبل و بعد از توربین تقریباً یکسان است.. توان قابل حصول در این سیستم متناسب با حاصلضرب جریان حجم هوا در واحد زمان و اختلاف فشار در توربین است. از نقطه نظر بهره‌وری بیشتر از انرژی، هدف سیستم کنترل توربین بحداکثر رساندن این حاصلضرب در تمام شرایط عملیاتی است.

شکوفه زنبق عنوان یکی از ساختمان های پایدار نمونه ای از دودکش خورشیدی

شکوفه زنبق عنوان یکی از ساختمان های پایدار

یک برج 140 متری در مرکز احاطه شده توسط برج در پایین شکل گل و تحت پوشش در پوشش گیاهی است  مرکز برج گسترش بطرف بالا به  صورت کاسه است و آرایه های بزرگ خورشیدی پوشیده شده در مواجه با خورشید میباشد  تا اشعه درست مثل گیاه واقعی است. محور عمودی باد شاخه های توربین تا از مرکز برج مانند گرزن. آب باران در کاسه جمع آوری شده و 120 متر دودکش خورشیدی در برج کمک می کند تا اخراج هوای داغ از ساختمان به راحتی انجام شود.

استراتژی این معماری به حداقل رساندن انرژی خورشیدی و نیز کشت سبزینگی در محیط پایدار ساختمان است ونیز رعایت گردش گرمایش و سرملیش است.

منبع: مرکز تحقیقات و فناوری اتوماسیون صنعتی ایران

روایتی جالب از کاربرد انرژی‌های نو در ایران قدیم (استفاده شیخ بهایی از فناوری بیوگاز در حمام مشهور خود)/عکس

بنا بر نقلی مشهور زمانی که تعدادی محقق انگلیسی می‌خواستند راز گرم شدن این حمام به کمک شمع را بفهمند با دستکاری در معماری بنا باعث شدند که شمع حمام نیز با مشکل مواجه شود و از آن زمان دیگر این شمع‌ روشن نشده‌ است.

راز حمام شیخ‌بهایی چه بود؟

ساختمان حمام شیخ بهایی مربوط به دوره صفوی – قاجار است و در تاریخ ۲۹ تیر ۱۳۷۷ با شمارهٔ ثبت ۲۰۶۳ به عنوان یکی از آثار ملی ایران به ثبت رسیده است.

این حمام با استفاده از یک سیستم پیچیده مهندسی به مدت طولانی تنها با یک شمع روشن می‌شده است.

درباره چگونگی گرم شدن این حمام به کمک شمع شایعات فراوانی وجود دارد، اما تنها نظریه قابل قبول درباره این حمام این است که یک سیستم سفالینه لوله کشی زیرزمینی در حد فاصل آبریزگاه مسجد جامع و این حمام وجود داشته که با روش مکش طبیعی، گازهایی مانند متان و اکسیدهای گوگردی را به مشعل خزینه حمام هدایت می‌کرده و این گازها به عنوان منبع گرما در مشعل خزینه می‌سوخته است.

تصویری منتسب به شیخ بهایی

این احتمال وجود دارد که این گازها به طور مستقیم از مواد زاید دفع شده در خود حمام جمع آوری می‌شده است.

در جریان مرمت خانه شیخ بهایی که در نزدیکی گرمابه قرار دارد در کف زمین تنپوشه‌های سفالی و چاه‌های مرتبطی پیدا شده که احتمال دارد مربوط به طراحی حمام باشد.

همچنین با مطالعات باستان‌شناسی در این منطقه مشخص شد که فاضلاب شهر اصفهان توسط لوله‌های جمع آوری فاضلاب وارد خزینه حمام می‌شده است.

در واقع شیخ بهایی طبق محاسباتی دقیقی خزینه حمام را به گونه‌ای طراحی کرده بود که فاضلاب این مکان تبدیل به گاز متان شود.

همچنین بخشی از لجن‌های ته نشین شده در این مکان برای تولید بیوگاز مورد استفاده قرار می‌گرفت، بدین شکل که شیخ بهایی با محاسباتی حجم لجن مورد نیاز برای تولید بیوگاز را مشخص کرده بود و گاز تولید شده به وسیله شعله‌هایی مخزن آب حمام را گرم می‌کرد.

بنابراین آب این حمام با سیستم «دم و گاز» یعنی به کمک گاز متان فاضلاب مسجد جامع و چکیدن روغن عصارخانه شیخ بهایی (عصارخانه محلی برای تهیه روغن از دانه‌های روغن بوده است) در مجاورت حمام روشن می‌شده است.

‌ چگونه یک شمع می‌تواند یک مخزن آب را گرم کند؟

اما سوال بعدی این است که چگونه یک شمع می‌تواند یک مخزن آب را گرم کند؟

در سال‌های اخیر یک مخترع مشهدی پس از ۳۰۰ سال با شبیه سازی حمام شیخ بهایی به راز این موضوع پی برد.

علی‌اصغر برهمند، رئیس انجمن مخترعان خراسان رضوی و طراح شبیه سازی حمام شیخ بهایی مدعی شد که منبع آب این گرمابه از طلا بوده و با توجه به این که طلا رساناترین فلز انتقال گرما است، با حرارت کم انرژی زیادی تولید و آب منبع گرم می‌شده است.

در طرح شبیه سازی شده به علت دسترسی نداشتن به طلا از مس استفاده شده که در حمام منازل هم قابل استفاده است و موجب صرفه جویی ۳۰ درصدی در مصرف سوخت می‌شود.

این اثر پژوهشی که به تایید انجمن مخترعان خراسان رضوی رسیده موفق به کسب دو نشان طلای سوئیس در سال ۲۰۰۶ و مدال طلای مسکو ۲۰۰۷ شده است.

بهره‌برداری از اولین توربین یک مگاواتی تولید برق از امواج

 شرکت استرالیایی اوشنلینکس که در زمینه انرژی امواج فعالیت می‌کنند جمعه به صورت رسمی از توربین موجی یک مگاواتی خود در بندر مکدونل در جنوب استرالیا بهره‌برداری نمود.

این ماشین که اولین نمونه تجاری این توربین تولید انرژی می‌باشد بعد از ۱۲ ماه تست و آزمایش راه‌اندازی شد و در مرحله تحقیقات به سایز تولید انرژی حتی تا ۱۰ مگاوات نیز رسید. این شرکت طی‌ قراردادی برای بازگشت سرمایه خود انرژی تولیدی را به شرکت الماس انرژی که در زمینه خرید و پخش انرژی فعال است واگذار می‌کند.

مکانیزم تولید انرژی در این تکنولوژی به این صورت است که ابتدا از طریق امواج، هوایی با فشار بالا تولید می‌نماید که در ادامه با ورود به توربین الکتریسیته تولید می‌کند. زیرسازی این واحد انرژی از سیمان است که در بستر دریا پس از زیرسازی مناسب در عمق ۱۰ تا ۱۵ متری نصب می‌شود. در مجموع ۸ میلیون دلار هزینه این پروژه تولید انرژی می‌باشد که ۴.۴ میلیون دلار از طرف آژانس انرژی‌های نوین استرالیا تامین شده است.

مدیر این شرکت، هدف این مجموعه را پیشرفت تکنولوژی و همچنین حل مسائل آینده بیان کرد و از استرالیا به‌عنوان یکی از مناطق دارای پتانسیل زیاد یاد نمود. این توربین هم اکنون در جزیره‌ی گاردن در نزدیکی بندر پرث در حال ساخت و بهره‌برداری می‌باشد.

 

منبع

نیروگاه زمین گرمایی

ژئوترمال از کلمه یونانی ژئو به معنی زمین، و ترمال به معنی گرما و گرمایی گرفته شده است. بنابراین، انرژی ژئوترمال به معنای انرژی زمین گرمایی یا انرژی با منشا درونی زمین است. این انرژی، به شکل گرمای محسوس، از بخش درونی زمین است. این انرژی، به شکل گرمای محسوس، از بخش درونی زمین منشا می گیرد و این انرژی در سنگ ها و آب های موجود در شکاف ها و منافذ داخل سنگ در پوسته زمین وجود دارد. مشاهدات به عمل آمده از معادن عمیق و چاه های حفاری شده نشان می دهد که درجه ی حرارت سنگ ها به طور پیوسته با عمق زمین افزایش می یابد، هر چند نرخ افزایش درجه حرارت ثابت نیست. با این روند، درجه حرارت در قسمت بالایی جبه به مقادیر بالایی می رسد و سنگها در این قسمت به نقطه ذوب خود نزدیک می شوند.

منشا این گرما در پوسته و جبه زمین، به طور عمده تجزیه مواد رادیواکتیو است. در طول عمر زمین، این گرمای درونی به طور آرام تولید شده و در درون زمین محفوظ و محبوس مانده است. همین امر موجب شده است که منبع انرژی مهمی فراهم شود و امروزه به عنوان انرژی نامحدودی در مقیاس انسانی مورد توجه قرار گیرد.

از طرف دیگر، نظریه های موجود در خصوص تکامل زمین نیز مبنایی برای توضیح وجود گرما در داخل زمین هستند. مطالعات نشان می دهد که زمین در زمان پیدایش (حدود 5/4 میلیارد سال قبل) حالت مذاب داشته، تدریجا سرد شده و بخش خارجی آن به صورت جامد درآمده است. اما بخش های داخلی آن، به دلیل کندی از دست دادن گرما، حالت مذاب خود را حفظ کرده و دارای درجه حرارت بالایی است و می تواند منبع گرمایی درونی پوسته باشد که از هسته به طرف خارج منتقل می شود.

گرما از هسته زمین به طور پیوسته به طرف خارج حرکت می کند. این جریان از طریق انتقال و هدایت گرمایی، گرما را به لایه های سنگی مجاور (جبه) می رساند. وقتی درجه حرارت و فشار به اندازه کافی بالا باشد، بعضی از سنگ های جبه ذوب می شوند و ماگما به وجود می آید. سپس به دلیل سبکی و تراکم کمتر نسبت به سنگ های مجاور، ماگما به طرف بالا منتقل می شود و گرما را در جریان حرکت، به طرف پوسته زمین حمل می کند.

گاهی اوقات، ماگمای داغ به سطح زمین می رسد و گدازه را به وجود می آورد. اما بیشتر اوقات، ماگما در زیر سطح زمین باقی می ماند و سنگ ها و آب های مجاور را گرم می کند. این آب ها بیشتر منشاء سطحی دارند و حاصل آب بارانی هستند که به اعماق زمین نفوذ کرده است. بعضی از این آب های داغ از طریق گسل ها و شکست های زمین به طرف بالا حرکت می کنند و به سطح زمین می رسند که به عنوان چشمه های آب گرم و آبفشان شناخته می شوند. اما بیشتر این آب ها در اعماق زمین، در شکاف ها و سنگ های متخلخل محبوس می مانند و منابع زمین گرما را به وجود می آورند.

 

مناطق دارای چشمه های آب گرم و آبفشان ها، اولین مناطقی هستند که در آنها انرژی زمین گرمایی مورد بهره برداری قرار گرفته و توسعه یافته است. در حال حاضر، تقریبا تمام نیروی الکتریسیته حاصل از انرژی زمین گرمایی از چنین مکان هایی به دست می آید. در بعضی از مناطق، تزریق ماگما به درون پوسته زمین، به اندازه کافی جدید و هنوز خیلی داغ است. در این نواحی، درجه حرارت سنگ ممکن است به 300 درجه سانتی گراد برسد و مقادیر عظیمی انرژی گرمایی فراهم کند. بنابراین، انرژی زمین گرمایی در مکان هایی که فرایندهای زمین شناسی اجازه داده اند ماگما تا نزدیکی سطح زمین بالا بیاید، یا به صورت گدازه جریان یابد، می تواند تشکیل شود. ماگما نیز در سه منطقه می تواند به سطح زمین نزدیک شود:

1-محل برخرود صفحات قاره ای و اقیانوسی (فرورانش)؛ مثلا حلقه آتش دور اقیانوس آرام.

2- مراکز گسترش؛ محلی که صفحات قاره ای از هم دور می شوند، نظیر ایسلند و دره  کافتی آفریقا

3-نقاط داغ زمین؛ نقاطی که ماگما را پیوسته از جبه به طرف سطح زمین می فرستند و ردیفی از آتشفشان را تشکیل می دهند.

در نیروگاه زمین گرمایی، آب داغ و بخار خارج شده از مخازن زمین گرمایی، نیروی لازم برای چرخاندن ژنراتور توربین را فراهم می آورد و انرژی الکتریسیته تولید می کند. آب مورد استفاده، از طریق چاه های تزریق به مخزن برگشت داده می شود تا دوباره گرم شود و در عین حال، فشار مخزن حفظ، و تولید آب داغ و بخار تقویت شود و ثابت باقی بماند.

سه نوع نیروگاه زمین گرمایی برای تولید برق وجود دارد:

1-نیروگاه خشک: این نیروگاه روی مخازن ژئوترمالی که بخار خشک با آب خیلی کم تولید می کنند، ساخته می شوند. در این روش، بخار از طریق لوله به طرف نیروگاه هدایت می شود و نیروی لازم برای چرخاندن ژنراتور توربین را فراهم می کند. این گونه مخازن با بخار خشک کمیاب است. بزرگترین میدان بخار خشک در دنیا، آب گرم جیزرز در 90 مایلی شمال کالیفرنیاست که تولید الکتریسیته در آن، از سال 1962 شروع شده است و امروزه به عنوان یکی از موفق ترین پروژه های تولید انرژی جایگزین محسوب می شود.

2- نیروگاه بخار حاصل از آب داغ: این نوع نیروگاه روی مخازن دارای آب داغ احداث می شود. در این مخازن با حفر چاه، آب داغ به سطح می آید و به دلیل آزاد شدن از فشار مخازن، بخشی از آن به بخار تبدیل می شود. این بخار برای چرخاندن توربین به کار می رود. چنین نیرگاه هایی عمومیت بیشتری دارند، زیرا بیشتر مخازن زمین گرمایی حاوی آب داغ هستند. فناوری مزبور برای اولین بار در نیوزیلند به کار گرفته شد.

3-نیروگاه ترکیبی (بخار و آب داغ): در این سیستم، آب گرم از میان یک مبدل گرمایی می گذرد و گرما را به یک مایع دیگر می دهد که نسبت به آب در درجه حرارت پائین تری می جوشد. مایع دوم در نتیجه گرم شدن به بخار تبدیل می شود و پره های توربین را می چرخاند. سپس متراکم می شود و مایع حاصله دوباره مورد استفاده قرار می گیرد. آب زمین گرمایی نیز دوباره به درون مخازن تزریق می شود. این روش برای استفاده از مخازنی که به اندازه کافی گرم نیستند که بخار با فشار تولید کنند، به کار می رود.

مزایای استفاده از انرژی گرمایی برای تولید الکتریسیته:

1- تمیز بودن: در این روش همانند نیروگاه بادی وخورشیدی، نیازی به سوخت نیست، بنابراین سوختهای فسیلی حفظ می شوند و هیچگونه دودی وارد هوا نمی شود.

2-بدون مشکل بودن برای منطقه: فضای کمتری برای احداث نیروگاه نیاز دارد و عوارضی چون ایجاد تونل، چاله های روباز، کپه های آشغال و یا نشت نفت و روغن را به دنبال ندارد.

3-قابل اطمینان بودن: نیروگاه می تواند در طول سال فعال باشد و به دلیل قرار گرفتن روی منبع سوخت، مشکلات مربوط به قطع نیروی محرکه در نتیجه ی بدی هوا، بلایای طبیعی و یا تنش های سیاسی را ندارد.

4-تجدید پذیری و دائمی بودن

5-صرفه جویی ارزی: هزینه ای برای ورود سوخت از کشور خارج نمی شود و نگرانی های ناشی از افزایش هزینه ی سوخت وجود نخواهد داشت.

6-کمک به رشد کشورهای در حال توسعه: نصب آن در مکان های دور افتاده می تواند، استاندارد و کیفیت زندگی را با آوردن نیروی برق بالا ببرد.