فایل مارکت

پایان نامه توليد برق بدون مصرف سوخت

_1  مقدمه

يکي از مناسبترين منابع انرژي تجديد شونده انرژي بيوماس است.اين انرژي علاوه بر خاصيت تجديدپذير بودن سازگار با محيط زيست است.منابع انرژهاي بيوماس مي توانند به انرژي الکتريسيته يا به صورت حاملهاي از انرژي مانند سوختهاي گازي يا مايع با توجه به نياز بخشهاي مختلف جامعه تبديل شوند.

منابع انرژي بيوماس به طور کلي به موادي از گياهان و موجودات زنده بدست مي آيد اطلاق مي شود. منابع انرژي بيوماس برخلاف سوختهاي فسيلي رايج که به صورت     لايه هاي متمرکز در جهان يافت مي شود بيشتر به صورت پراکنده هستند.

و در نتيجه جمع آوري منابع انرژي بيوماس در حجمهاي بالا قابل ملاحظه است . ازاينرو انرژي بيوماس به عنوان چهارمين منبع اصلي انرژي بشر و به عنوان بزرگترين انرژي تجديدپذير در جهان در تامين برق نزديک به 14 در صد از برق و 18 در صد از کل انرژي اوليه جهان در سال 1998 مشارکت داشته است. اين انرژي براي کشورهاي در حال توسعه داراي اهميت مي باشد به خصوص اينکه انرژي بيوماس در اين کشور ها قابل دسترس و هم قابل تهيه مي باشد.

ايران نيز که يک کشور درحال توسعه است فعاليتهايي در اين زمينه انجام داده است. قديمي ترين سابقه استفاده از انرژي بيوماس در ايران مربوط به توليد بيوگاز و تهيه سوخت متان جهت انرژي حرارتي مورد نياز در حمام شيخ بهايي اصفهان مي باشد.

از فعاليتهايي که ايران در اين زمينه انجام داده است ميتوان به موارد زير اشاره کرد:

_نصب يک واحد راکتور بيوگاز در جزيره کيش به ظرفيت12/2مترمکعب توسط سازمان انرژي اتمي و  با همکارهاي شرکت خدماتي کيش

_انجام مطالعات امکان سنجي جهت احداث نيروگاه بيوگاز ظرفيت 200کيلووات در شهر ساوه توسط سازمان انرژي اتمي

_نصب يک واحد راکتور بيوگاز در شهر ساوه به ظرفيت 24مترمکعب توسط سازمان انرژي اتمي

_نصب دستگاههاي توليد بيوگاز در چند منطقه شمال کشور توسط وزارت جهاد کشاورزي

_بررسي امکان توليد برق با استفاده از زباله هاي شهر تهران توسط شهرداري و برق منطقه اي تهران

2_1 منابع بيوماس:

منابع بيوماسي که براي  توليد انرژي مناسب هستند طيف وسيعي از مواد را شامل     مي شوند . اين مواد چوبهاي سوختي جمع آوري شده از مزارع و درخستانهاي طبيعي تا محصولات کشاورزي وجنگلي به خصوص آنهايي که براي توليد انرژي رشد داده شده اند و همچنين ضايعات شهري و ضايعات کشاورزي و فاضلابها را شامل مي شوند.

3_1  محصولات انرژي زا

در ساليان اخير زراعت محصولات انرژي زا توجه بسياري را به خود جلب کرده است. يکي از نيروهاي محرک اصلي پشتيبان اين توجه بحراني است که بسياري از کشورهاي صنعتي جهان به دليل مازاد توليد خود در بخش کشاورزي با آن روبه رو شده اند. لغو حفاظت وحمايت از بخش کشاورزي موجب بلا استفاده گذراندن روز افزون مقدار متنابهي زمين در کشورهاي صنعتي گرديده است. لذا اختصاص دادن بخشي از زمينهاي کشاورزي به توليد انرژي لااقل براي تامين انرژي خود اين بخش منطقي به نظر مي رسد.

از محصولات انرژي زا مي توان به درختستانهاي انرژي با دوره گردش کوتاه مانند کاشت درخت اوکاليپتوس و محصولات گياهي مانند نيشکر وگياهان حاوي روغن نباتي مانند سويا و بادام زميني و گياهان هيدروکربن اشاره کرد. لذا کاشت اين محصولات مي تواند يکي از راهکارهاي بشر براي تامين انرژي آينده خود محسوب گردد.

1_3_1 ضايعات شهري وصنعتي

ضايعات شهري در برگيرنده انواع مختلفي از ضايعات نظير مقوا وکاغذ و نخاله هاي ساختمانی زباله هاي منازل و فاضلابهاي خانگي مي گردند.يکي از مشکلات مشترک همه جوامع شهري صنعتي مساله دفن اين مواد زايد از چرخه طبيعت مي باشد.

در کشور ايران طبق آمار سال 1378روزانه حدود 40هزار تن زباله با چگالي 350 کيلوگرم بر متر مکعب و سالانه حدود 4/6 مليارد متر مکعب فاضلاب شهري صنعتي توليد مي شود .بيش از 15 در صد از زباله هاي شهر ايران در تهران توليد مي شود با توجه به ترکيب زباله ها و فاضلابهاي کشور ,طرح يک مدريت جامع براي استفاده اقتصادي از آنها از طريق استحصال انرژي و با توليد کود و غيره در کشور کاملا ضروري مي باشد.

ارزش حرارتي زباله ها و فضولات خانگي به طور چشم گيري از منطقه اي به منطقه ديگر تفاوت مي کند اين مقدار در کشور آمريکا حدود 7تا 14 مگاژول بر کيلو گرم مي باشد و در آلمان غربي 4/2تا 10مگاژول بر کيلو گرم است ميانگين ارزش حرارتي شهر تهران در حدود 6/5 مگاژول بر کيلوگرم است. رطوبت بالاي  زباله تهران که ناشي از وجود درصد بالاي از مواد فساد پذير در آن است که همين سبب پايين آمدن ارزش حرارتي زباله در شهر تهران گرديده است.

2_3_1  ضايعات جامد شهري

ضايعات جامد شهري(MSW) عبارت از ضايعات جامدي است ,که از عمليات تجاري اداري خانگي و بعضي از صنايع به دست مي آيد. در حال حاضر حجم قابل توجهي از ضايعات عمدتا در زمين در دفن مي شوند اما با مديريت صحيح مي توان بخش بسياري از آن

_1 مقدمه………………………………………………………………………………………………..6

2_1 منابع بيوماس …………………………………………………………………………………..8

3_1  محصولات انرژي زا…………………………………………………………………………..8

1_3_1 ضايعات شهري وصنعتی ……………………………………………………………..8

2_3_1  ضايعات جامد شهری ………………………………………………………………….9

3_3_1  ضايعات مايع……………………………………………………………………………..10

4_3_1  فضولات دامی ……………………………………………………………………………10

4_1  تکنولوژيهاي تبديل انرژي بيوماس ………………………………………………..10

5_1  فرآيند هاي احتراق مستقيم ………………………………………………………….11

6_1  سيستمهاي احتراق زيست توده سوز با کوره هاي بستر ثابت………..12

7_1   کوره هاي احتراق بستر سيال ( FBC ) …………… ……… ……………….14

8_1  فرآيند هاي ترمو شيميايي …………………………………………………………..15

1_8_1  توليد سوختهاي جامد     ………………………………………………………….17

2_8_1  توليد سوختهاي مايع……………………………………………………………….17

3_8_1  انواع راکتورهاي گازي کننده براساس نوع راکتور ……………………20

1_3_8_1  راکتور بستر ثابت  ………………………………………………………………..20

2_3_8_1 راکتور بستر سيال…………………………………………………………………21

9_ 1  فرآيندهاي بيوشيميايي ………………………………………………………………….22

1_9_1 تخمير بيهوازي براي توليد بيوگاز…………………………………………………..22

2_9_1  توليد بيوگاز از فضولات دامي و پسمانهاي کشاورزي ………………….27

3_9_1 توليد بيوگاز از زباله هاي شهري …………………………………………………..30

4_9_1 تخمير اتانول  ………………………………………………………………………………32

10_1 مقايسه نقاط قوت و ضعف فن آوری تبديل انرژی……………………………..35

11_1 مقايسه سازگاري فن آوريها با انواع مختلف منابع زيست توده…………36

12_1 تبديل بيوماس به الکتريسيته ………………………………………………………….37

1_12_1 نيروگاههاي با موتورهاي احتراقي ………………………………………………..38

2_12_1  نيروگاههاي بيوماس بخاري ………………………………………………………..39

3_12_1  نيروگاههاي بيوماس توربين گازي ……………………………………………….41

4_12_1 نيروگاههاي بيوماس سيکل ترکيبي …………………………………………….41

13_1  بررسي بيوماس از ديدگاه اقتصادي ………………………………………………….42

14_1 بررسي زيست محيطي منابع بيوماس ……………………………………………..43

 فصل دوم:   انرژی جزر ومد

.

1_2  انواع نيروگاههاي جزرومدي ……………………………………………………………..44

2_2 نيروگاههاي جزرومدي داراي مخزن …………………………………………………45

3_2 انواع نيروگاههاي جزر و مدي داراي مخزن ………………………………………46

1_3_2  يک مخزن براي جزر : …………………………………………………………………46

2_3_2يک مخزن براي مد : ……………………………………………………………………48

3_3_2 يک مخزن دو طرفه : …………………………………………………………………..48

4_3_2  دو مخزن يکي براي جزر و ديگري براي مد : ……………………………..49

5_3_2 دو مخزن يکي بلند و ديگري کوتاه با سيستم يک طرفه : …………49

4_2  مشخصات نيروگاه جزر و مدي داراي مخزن لارانس ………………………50

5_2 نيروگاههاي جريان جزر و مدي ………………………………………………………52

1_5_2  مشخصات طرح نيروگاه جريان جزر و مدي تنگه مسينا …………53

6_2  بررسي ايجاد نيروگاههاي جزر ومدي در ايران …………………………….53

7_2 بررسي اقتصادي نيروگاههاي جزر و مدي …………………………………….55

8_2 بررسي زيست محيطي نيروگاههاي جزر و مدي …………………………..56

9_2 نيروگاههاي جريان دريايي……………………………………………………………57

 1_9_2 شرايط لازم براي ايجاد تأسيسات جريان دريايي …………………….60

2_9_2 تکنولوژيهاي توليد برق از انرژي جريانهاي دريايي …………………..60

10_2  بررسي اقتصادي نيروگاههاي جريان دريايي  ………………………………..63

11_2 بررسي زيست محيطي نيروگاههاي جريان دريايي ………………………63

  فصل سوم : انرژی زمين گرمايی

1_3 مقدمه……………………………………………………………………………………………………..65

2_3 منبع حرارتی و مناطق مهم زمين گرمايي جهان و ايران………………..66

 3_3 انواع منابع زمين گرمايي ………………………………………………………………70

1_3_3 منابع هيدروترمال………………………………………………………………………71

2_3_3 منابع لايه هاي تحت فشار  ……………………………………………………72

3_3_3 تخته سنگهاي خشک و داغ …………………………………………………….74

4_3_3 توده هاي مذاب …………………………………………………………………………78

4-3 موارد کاربرد انرژي زمين گرمايي …………………………………………………..78

5_3 کاربردهاي مستقيم انرژي زمين گرمايي ……………………………………….79

6_3 موارد کاربرد …………………………………………………………………………………..80

1_6_3 استفاده هاي گرمايشي : ……………………………………………………………80

2_6_3 کاربردهاي کشاورزي : ……………………………………………………………….82

3_6_3  کاربردهاي صنعتي : ………………………………………………………………..84

7_3  پمپ حرارتي زمين گرمايي : ………………………………………………………..84

8_3 بررسي اقتصادي کاربرد مستقيم انرژي زمين گرمايي ……………………..85

9_3 استفاده مستقيم از انرژي زمين گرمايي در ايران………………………………87

10_3 استفاده از انرژي زمين گرمايي براي توليد نيروي برق …………………….89

11_3 انواع نيروگاههاي زمين گرمايي ………………………………………………………..90

1_11_3 نيروگاههاي بخار خشک……………………………………………………………….90

2_11_3 نيروگاههاي بخار انبساط آني ……………………………………………………..92

3_11_3 نيروگاههاي سيکل دو مداره : ……………………………………………………94

4_11_3 نيروگاههاي با توربين تفکيک دوراني : ………………………………………96

5_11_3 نيروگاههاي سيکل ترکيبي : ………………………………………………………97

12_3 بررسي اقتصادي انرژي زمين گرمايي براي توليد برق ……………………98

1_12_3  هزينه سرمايه گذاري : ……………………………………………………………..98

13_3 بررسي نيروگاه 100 مگاواتي زمين گرمايي مشکين شهر ………………99  

2_12_3 هزينه تعميرات و نگهداري و بهره برداري : ……………………………….99

1_13_3 بررسي اقتصادي نيروگاه زمين گرمايي مشکين شهر………………..100

14_3 بررسي اثرات زيست محيطي استفاده از انرژي زمين گرمايي……….102

منابع ……………………………………………………………………………………………………..106

پایان نامه توليد برق بدون مصرف سوخت