طرح احداث نیروگاه برق آبی
- 1 آبان 1401
- ۰
- بازدیدها: 1,506
- دسته بندی:
طرح احداث نیروگاه برق آبی
تأمین انرژی از منابع تجدیدپذیر و با قیمت مناسب نقش بسیار مهم و مثبتی در توسعه مناطق روستایی دارد. این امر موجب شده برخی از کشورهای در حال توسعه به قصد برق رسانی به مناطق روستایی و بهبود سطح زندگی اهالی روستا نگاهی دوباره به منابع آبی خود بیفکنند. در این میان، انرژی بدست آمده از توربینهای آبی میتواند برای صنایع کوچک روستایی، مانند آسیاب گندم، چوب بریها یا پمپاژ آب مصرف شود، اما مهمترین و گستردهترین کاربرد توربین آبی، تولید برق از نیروی آب است.
درست به همین خاطر است که نیروگاه برق آبی در برنامه عرضه انرژی وارد شده است. نیروگاههای برق آبی کوچک برای نقاط دور افتاده و در هنگام پایین بودن تقاضای انرژی راه حل مناسبی هستند.
برای تأمین برق مناطق روستایی دورافتاده، گزینههای متعددی وجود دارند که مهمترین آنها عبارتند از: گسترش شبکه و احداث خط انتقال برق، تهیه و نصب دیزل – ژنراتور، تهیه و نصب توربین آبی.
روش کار نیروگاه برق آبی
در نیروگاه آبی، پس از گرفتن تمام مواد زائد و شناور موجود در آب، آب از طریق کانالها و مجراها به توربینهای نیروگاه که در سطح پایین قرار دارند هدایت شده و روتور ژنراتورها را به چرخش در آورده و الکتریسیته تولید میکند.
با عبور آب از کانالهای انتقال، سرعت و فشار آن به حد مطلوب رسیده تا با ریزش بر روی پرههای توربین، بیشترین انرژی به توربینها منتقل شود. در نیروگاه آبی برای کنترل فرکانس، از گاورنرهای سرعت و سیستم تحریک استفاده میشود.
این نیروگاهها سریع راه اندازی میشوند همچنین کم و زیاد کردن بار آنها با سرعت بالایی انجام پذیر است.
نیروگاه برق آبی و تاریخچه آن
ایرانیان باستان از انرژی آبهای روان برای آسیاب کردن گندم استفاده میکردند. در اوایل قرن نوزدهم،آمریکاییها و اروپاییها از چرخهای آبی جهت تأمین توان موردنیاز ماشینهای خود استفاده میکردند. در اواخر قرن نوزدهم، انرژی آب در حال ریزش جهت تولید توان الکتریکی مورد استفاده قرار گرفت. اولین نیروگاه برق آبی جهان در سال ۱۸۷۹ در آبشار نیاگارا ساخته شد. با بروز بحران انرژی در سالهای دهه ۱۹۷۰، تمایل و توجه به نیروگاههای برق آبی از سر گرفته شد و استفاده از انرژی موجود در آب رودخانههای کوچک همــانند بسیاری از منـابع انرژیهای تجدیدپذیر و نو از قبیل انرژی خورشیدی و انرژی باد مورد توجه قرار گرفت. این دستـه از نیروگاههای برق آبی که با حجم تولید محدود و نسبتاً کوچک پا به عرصه ظهور گذاشتند، یکی از منابع انرژیهای تجدیدپذیر و نو محسوب میشوند.در کشورمان تلاشهایی در زمینه اجرای پروژههای برق آبی میکرو صورت پذیرفته است.
در آذر ماه ۱۳۶۶ اولین نیروگاه برق آبی کوچک کشور، توسط وزیر وقت جهاد سازندگی افتتاح گردید. این نیروگاه در منطقه کلات نادر در استان خراسان و با ظرفیت ۶۵ کیلووات نصب و راه اندازی گردید.
پس از آن با گسترش طرح نیروگاههای کوچک بر اساس سیاستهای کلان کشور در بخشهای تولید انرژی و کشاورزی در سال ۱۳۸۱، به پیشنهاد مجلس شورای اسلامی و تائید هیات محترم وزیران، وظیفه ساخت نیروگاههای آبی کوچک از وزارت جهاد سازندگی به وزارت نیرو منتقل گردید. این طرح از ابتدای سال ۱۳۸۲ به طرح نیروگاه برق آبی متوسط شرکت توسعه منابع آب و نیروی ایران ملحق گردید.
روشهای تولید نیرو برای نیروگاه برق آبی
سنتی (سدها)
عمده برقآبی از انرژی پتانسیل آب سد شده که توربین آبی و ژنراتور برق را به حرکت درمیآورد، تولید میشود. توان استخراج شده از آب به حجم و اختلاف ارتفاع منبع و دبی آب بستگی دارد. این اختلاف ارتفاع را هِد مینامند. یک لوله بزرگ (“Penstock”) آب را از دریاچه پشت سد به توربین میرساند.
ذخیره تلمبهای
این روش با انتقال آب بین آبداشتگاههایی که در ارتفاعات مختلف ساخته شدهاند، برق مورد نیاز در زمانهای اوج مصرف را تأمین میکند. در مواقع تقاضای کم برق، از ظرفیت تولید مازاد برای پمپاژ آب به مخزن بالاتر استفاده میشود. هنگامی که تقاضا بیشتر میشود، آب از درون یک توربین به مخزن پایینتر آزاد میشود. در حال حاضر نیروگاههای ذخیره-تلمبهای مهمترین وسیله تجاری برای ذخیره انرژی شبکه برقرسانی در مقیاس بزرگ بوده و ضریب ظرفیت روزانه سیستم تولید را بهبود میبخشند. ذخیره تلمبهای منبع انرژی نیست و به عنوان یک عدد منفی در لیستها ظاهر میشود
جریان رودخانهای
نیروگاههای برقآبی جریان رودخانهای، نیروگاههایی با مخزن پشت سد کوچک یا فاقد مخزن هستند، به طوری که در هر لحظه فقط آبی که از بالادست میآید برای تولید در دسترس است و جریان آب مازاد باید بدون استفاده بگذرد. در انتخاب محل مناسب احداث این نیروگاهها، وجود جریان پیوستهای از آب از اهمیت فراوانی برخوردار است. در ایالات متحده آمریکا، بهطور بالقوه امکان تولید ۶۰٬۰۰۰ مگاوات برقآبی جریان رودخانهای وجود دارد.
جزر و مدی
در نیروگاههای جزر و مدی برای تولید برق از بالا رفتن و پایین آمدن روزانه آب اقیانوس به دلیل پدیده جزر و مد استفاده میشود. این نیروگاهها کاملاً قابل پیشبینی هستند و اگر شرایط اجازه ساخت مخازن را بدهد، میتواند برای تولید نیرو در دورههای تقاضای بالا نیز قابل توزیع باشد. در طرحهای غیرمتداولتر از انرژی جنبشی آب یا منابع بدون آسیب مانند چرخهای آب استفاده میشود. نیروگاه جزر و مدی در تعداد نسبتاً کمی از مکانها در سراسر جهان قابل اجرا است.
انواع مجتمعهای برق آبی
۱) مجتمعهای بزرگ
نیروگاههای برقآبی بزرگ معمولاً بزرگترین تأسیسات تولید برق در جهان هستند، به طوریکه برخی از تأسیسات برقآبی قادر به تولید بیش از دو برابر ظرفیت نصب شده بزرگترین نیروگاههای هستهای فعلی هستند.
اگرچه هیچ تعریف رسمی برای محدوده ظرفیت نیروگاههای برقآبی بزرگ وجود ندارد، اما تأسیسات بیش از چند صدمگاوات بهطور کلی تأسیسات برقآبی بزرگ محسوب میشوند.
۲) کوچک
نیروگاههای برقآبی کوچک، نیروگاههایی هستند که به یک شهر کوچک یا کارخانه صنعتی خدمات میدهند. تعریف نیروگاه برقآبی کوچک متغیر است اما ظرفیت تولید حداکثر ۱۰ مگاوات را میتوان به عنوان حد بالای آنچه از آن به عنوان نیروگاه برقآبی کوچک یاد میشود، پذیرفت. نیروگاههای آبی کوچک را میتوان به عنوان منبع انرژیهای تجدیدپذیر کم هزینه به شبکههای توزیع برق معمولی متصل کرد. از سوی دیگر، پروژههای کوچک آبی ممکن است در مناطق جداگانهای ساخته شوند که ارائه خدمات از شبکه برق سراسری، غیر اقتصادی باشد یا در مناطقی که شبکه ملی توزیع برق وجود نداشته باشد. از آنجا که پروژههای کوچک آبی معمولاً دارای حداقل مخازن و کارهای عمرانی هستند، در مقایسه با نیروگاههای آبی بزرگ دارای تأثیرات زیستمحیطی نسبتاً کمی نیز هستند. این کاهش تأثیرات زیستمحیطی به شدت به تعادل بین جریان آب و تولید برق بستگی دارد.
۳) نیروگاه برقآبی میکرو
نیروگاه برقآبی میکرو یا نیروگاه میکرو هیدرو اصطلاحی است که بهطور معمول برای تأسیسات برقآبی با ظرفیت تولید تا حدود ۱۰۰ کیلووات برق استفاده میشود. این تأسیسات میتواند برق یک خانه مستقل یا جامعه کوچک را تأمین کند و حتی گاهی اوقات به شبکههای برق متصل هستند. تعداد زیادی از این تأسیسات کوچک به ویژه در کشورهای در حال توسعه، در سرتاسر جهان وجود دارد، زیرا میتوانند بدون خرید سوخت، منبعی برای تأمین برق باشند.سیستمهای میکرو هیدرو مکمل سیستمهای انرژی خورشیدی فتوولتائیک هستند زیرا در بسیاری از مناطق، در زمستان که انرژی خورشیدی حداقل است، جریان رودخانه در بیشترین مقدار خود قرار دارد.
۴) نیروگاه برقآبی پیکو
نیروگاه برقآبی پیکو یا نیروگاه پیکوهیدرو اصطلاحی است که برای تولید برقآبی زیر ۵ کیلووات استفاده میشود. چنین تأسیساتی در جوامع کوچک و دورافتاده که فقط به مقدار کمی برق نیاز دارند مفید است. به عنوان مثال، برای تأمین انرژی یک یا دو لامپ فلورسنت و تلویزیون یا رادیو برای چند خانه.توربینهای کوچکتر از ۲۰۰–۳۰۰ وات نیز میتوانند خانهای مستقل را در یک کشور در حال توسعه و تنها با ریزش آب از ارتفاع ۱ متر تأمین کنند. چیدمان نیروگاه پیکوهیدرو بهطور معمول از نوع جریان رودخانهای است، به این معنی که از سد استفاده نمیشود، بلکه لولهها مقداری از جریان را منحرف کرده، از یک سرازیری عبور داده و پس از عبور از توربین دوباره به رودخانه بازگردانده میشود.
۵) زیرزمینی
از یک نیروگاه برق زیرزمینی بهطور کلی در تأسیسات بزرگ استفاده میشود و از اختلاف ارتفاع طبیعی بزرگ بین دو آبراه مانند آبشار یا دریاچه بین کوه بهره برده میشود. این نیروگاهها با حفاری اجزای اصلی (مانند سالن ماشین، پن استاکها (penstocks)، تیل ریسها (tailrace)) در داخل تخته سنگها به جای ساخت آن به روشهای متداول سطحی ساخته میشوند. ساخت یک نیروگاه در داخل بستر سنگی میتواند هزینه کمتری نسبت به ساخت یک نیروگاه سطحی در خاک سست داشته باشد. همچنین درههای مستعد بهمن ساخت نیروگاههای سطحی را غیرممکن میسازد. پس از جنگ جهانی دوم، بیشتر نیروگاههای برقآبی بزرگ در زیرِ زمین ساخته شدند تا از حملات هوایی در امان بمانند
مزایا احداث نیروگاه برق آبی:
ملاحظات اقتصادی
بیشترین مزیت استفاده از نیروگاهها آبی عدم نیاز به استفاده از سوختها و در نتیجه حذف هزینههای مربوط به تأمین سوخت است. در واقع هزینه انرژی الکتریکی تولیدی در یک نیروگاه آبی تقریباً از تغییرات قیمت سوختهای فسیلی نظیر نفت، گاز طبیعی و زغالسنگ مصون است.
انتشار گازهای گلخانهای
در صورتی که سوختی در نیروگاه سوخته نشود، دیاکسید کربن (که یک گاز گلخانهای است) نیز در نیروگاه تولید نخواهد شد.
فعالیتهای وابسته
آب ذخیره شده در پشت یک سد در واقع میتواند بخشی از امکانات مربوط به ورزشهای آبی باشد و به این ترتیب میتواند به جاذبهای برای گردشگران تبدیل شود. در برخی از کشورها از این آب برای پرورش موجودات آبزی مانند ماهیها استفاده میشود
عمر مفید نیروگاه های آبی بین ۵۰ تا ۱۰۰ سال است (نیروگاه های بخاری حدود ۲۵ تا ۳۰ سال عمر می کنند.)
برای تولید انرژی نیازی به سوخت ندارند، در نتیجه هزینه ی عملکرد نیروگاه بسیار کم است.
در این نیروگاه ها هیچ گونه آلودگی ناشی از گازهای حاصل از احتراق وجود ندارد و به همین دلیل مشکلات زیست محیطی ندارد.
هزینۀ تولید انرژی در این نیروگاه ها تقریبا مستقل از ضریب قدرت بار است.زمان راه اندازی کمی دارند و در زمان کوتاهی (حدود چند دقیقه) با شبکه سنکرون می شوند.
هزینۀ نگهداریشان بسیار کم است.با گذشت زمان، بازده این نیروگاه ها تغییر نمی کند.
به پرسنل کمتر نیاز دارند.معمولاً نیروگاه های آبی در مکان هایی احداث می شود که زمین قیمت بالایی ندارد.
با احداث سد از وقوع سیل و سیلاب جلوگیری می شود.
چالشهای پیش رو احداث نیروگاه برق آبی:
آسیب به محیط زیست
انتشار گازهای گلخانهای
جابجایی جمعیت
شکست سد
زمین های اطراف سد تبدیل به زمین های حاصلخیز می شوند. اما نیروگاه های آبی با مشکلاتی نیز همراه هستند که عبارتند از:
با توجه به این که برای نصب نیروگاه های آبی نیاز به احداث سد است، هزینه ی ثابت این نیروگاه ها زیاد است (زیرا برای احداث سد ابتدا باید مسیر آب منحرف و سپس سد ساخته شود).
تولید نیروگاه های برق آبی به میزان آب پشت سد وابسته است، در نتیجه در سال های کم آبی، تولید این نیروگاه ها با مشکل مواجه می شود.
مدت زمان ساخت این نیروگاه ها زیاد است.مخزن نیروگاه های آبی، زمین های بسیار زیادی را زیر آب می برد.
انواع محلهای مناسب برای نیروگاه برق آبی
تاسیسات جانبی سدها: پای سد از سر ریز و یا بند انحرافی و مجرای آب به کارگاه توربین برای تولید برق است.
در مسیر خطوط و کانالهای انتقال آب: این خطوط در اختیار شرکتهای آب منطقهای و شرکتهای آب و فاضلاب میباشد. فرصتهای مناسب موجود در این دسته بندی شامل تصفیه خانه، قبل از مخازن و پیش از شهرها میباشد.
شبکهٔ توزیع شهری: در شهرهای شیبدار از هد فشاری و ایجاد شده به دلیل اختلاف ارتفاع بین مخازن و شیب خطوط لوله برای تولید برق استفاده میشود. به عنوان مثال شهر تهران با ۹۰۰ شیر فشار شکن پتانسیل نصب هشتاد مگاوات برقابی کوچک ازین روش را دارا است. البته این روش نیازمند فناوریهای روز میباشد و به نسبت سایر روشها پر هزینهتر و هایتک تر است.
رودخانههای کل کشور: رودخانهها فرصت مناسب برای نیروگاههای آبی هستند. اغلب رودخانهها تحت مدیریت شهرداری، جهاد کشاورزی و سازمان منابع طبیعی کشور میباشند.
با توجه به نکات فوق پتانسیل های کشور در ۱۵ استان به شرح زیر می باشند :
پتانسیل های آذربایجان شرقی برای نیروگاه تجدیدپذیر برق آبی
پتانسیل سنجی استان آذربایجان غربی برای نیروگاه های تجدیدپذیر برق آبی
پتانسیل سنجی استان خراسان جنوبی برای نیروگاه های برق آبی
پتانسیل سنجی استان فارس برای نیروگاه های برق آبی
پتانسیل سنجی استان گیلان برای نیروگاه برق آبی
پتانسیل سنجی استان خراسان شمالی برای نیروگاه برق آبی
رود اترک در نقطه ی جغرافیایی ۵۶.۶۸۸۶,۳۷.۷۰۵۰ دارای یک سایت مناسب برای احداث نیروگاه آبی می باشد.
تصفیه خانه ی بجنورد نیز نقطه ای مناسب برای احداث نیروگاه آبی می باشد.
همچنین این استان دارای ۶ سد مناسب برای احداث نیروگاه های آبی مقیاس بزرگ است.
پتانسیل سنجی استان سیستان و بلوچستان برای نیروگاه های آبی
رود بمپور در نقطه ی جغرافیایی ۶۰.۳۹۵۹,۲۷.۱۶۸۷
رود یاهو کلات در نقطه ی جغرافیایی ۶۱.۴۱۰۵,۲۵.۷۰۱۸
رود هیرمند در نقطه ی جغرافیایی ۶۱.۴۸۶۲,۳۰.۹۶۹۸
رود هلمند در نقطه ی جغرافیایی ۶۱.۶۶۹۵,۳۰.۸۵۶۸
تصفیه خانه ی کیدانی
تصفیه خانه ی آب زاهدان
همچنین این استان دارای ۲۴ سد مناسب برای احداث نیروگاه برقابی بزرگ می باشد.
پتانسیل سنجی استان خراسان رضوی برای نیروگاه های برق آبی
ابتدا به سه الویت برای احداث نیروگاه برقابی در این استان می پردازیم :
رود اترک در نقطه ی جغرافیایی ۳۷.۱۶۴۲,۵۸.۷۰۳۱
و تصفیه خانه ی آب مشهد
سد دوستی
نکته ی قابل توجه برای استان خراسان رضوی وجود سد و آب بندهای فراوان این استان می باشد که تقریبا در تمام شهرستان های این استان موجود می باشند.
پتانسیل سنجی استان کرمان برای احداث نیروگاه های آبی
علاوه بر ۶ سدی که در این استان موجود هستند و برای احداث نیروگاه برقابی مقیاس بزرگ مناسب هستند و تصفیه خانه های این استان که پتانسیل بالقوه برای میکروتوربین می باشند
هلیل رود در مختصات ۲۸.۸۴۱۴,۵۷.۴۶۲۲ نیز دارای پتانسیل مناسب می باشد.
پتانسیل سنجی استان بوشهر برای احداث نیروگاه آبی
پتانسیل سنجی استان اردبیل برای احداث نیروگاه آبی
نقاط مناسب در استان هرمزگان برای احداث نیروگاه برق آبی
ظرفیت تولید نیروگاه:
نیروگاههای برق آبی بر اساس ظرفیت تولید و نصب نیروگاه به دستههای زیر تقسیم بندی میشود:
نیروگاه برق آبی بزرگ: بیشتر از ۱۰۰ مگاوات
نیروگاه برق آبی متوسط: بین ۱۵ تا ۱۰۰ مگاوات
نیروگاه برق آبی کوچک: بین ۱ تا ۱۵ مگاوات
نیروگاه برق آبی مینی: بین ۱۰۰ کیلو وات تا ۱ مگاوات
نیروگاه برق آبی میکرو: بین ۵ کیلو وات تا ۱۰۰ کیلووات
نیروگاه برق آبی پیکو: بین ۳۰۰ وات تا ۵ کیلووات
در احداث نیروگاه برق آبی چه پارامترهایی مورد توجه است؟
نیروگاه برق آبی، تنها قسمتی از تجهیزات نصب شده بر روی یک رودخانه است. به همین دلیل در انتخاب مکان یک نیروگاه آبی، مسائل مهم و مختلفی وجود دارد که عبارتند از:
۱- دسترسی به آب ۲- ذخیرهٔ آب ۳- ارتفاع آب در پشت سد ۴- بررسیهای زمین شناسی ۵- میزان آلودگی آب ۶- میزان رسوب رودخانه ۷- تأثیرات زیست محیطی ۸- دسترسی به مکان مورد نظر
فرآیند سرمایه گذاری بخش غیردولتی در احداث نیروگاه های برق آبی کوچک
قیمت خرید برق نیروگاه برق آبی
پس از ابلاغ نرخهای قدیم خرید تضمینی برق نیروگاههای تجدیدپذیر در ۲۰ مهرماه سال ۱۳۹۸ و با نوسانات ارزی و قیمتی احداث نیروگاههای تجدیدپذیر، دولت برای بازگشت دوباره توجیه اقتصادی نیروگاههای تجدیدپذیر اقدام
به افزایش قیمتها کرد که از سال گذشته این قیمتها در حال بررسی است.افزایش ۴۰ درصدی قیمتهای خرید درحالی ابلاغ شد که هزینه احداث نیروگاههای تجدیدپذیر در یکسال گذشته بیش از ۶۰ درصد افزایش یافته است.
در این ابلاغیه که در تاریخ ۲۰ اردیهشت سال ۱۴۰۰به نقل از وزیر نیرو آمده است گفته شده: “مناقصه خرید برق فارغ از ساختگاه و نوع فناوری مورد استفاده در تولید برق تجدیدپذیر و بر اساس مکانیزم مناقصه مورد استفاده در بازار عمده فروشی برق صورت خواهد گرفت. سقف نرخ در مناقصه تضمین خرید، معادل متوسط جزء تبدیل انرژی نرخ خرید تضمینی برق (به ازای هر کیلووات ساعت) از مولدهای مقیاس کوچک (موضوع بند و ماده ۷ دستورالعمل بند ت ماده ۴۸ قانوان برنامه ششم توسعه) در یک ماهه منتهی به موعد برگزاری مناقصه به علاوه ۲۰ درصد میباشد. ” به عبارتی گفته شده است که قیمت خرید تضمینی برای نیروگاههای بالاتر از ۱۰ مگاوات ۱.۲ برابر قیمت خرید برق مولدهای مقیاس کوچک (گازی و حرارتی و …) است. قیمت خرید برق مولدهای مقیاس کوچک در سالهای گذشته تقریبا نصف قیمت خرید برق نیروگاههای مقیاس بزرگ تجدیدپذیر بوده است و با این ابلاغیه جدید عملا احداث نیروگاههای بزرگ تجدیدپذیر (بالای ۱۰ مگاوات) نسبت به قبل با قیمتی کمتر خریداری میشود.
پیش بینی وضعیت سرمایه گذاری طرح احداث نیروگاه برق آبی
توان نیروگاه : ۴ مگابایت
میزان سرمایه گذاری ثابت : ۵۵ میلیارد تومان (بدون احتساب هزینه زمین)
درصورت تمایل به این مطلب امتیاز دهید:
دیدگاه خود را ثبت کنید