461) مدیریت صحیح مصرف برق

مسعود خلجی


مقدمه
انرژی برق امروزه یکی از مهمترین انرژی هایی است که بشر از آن استفاده می کند. دلیل این امر به خاطر پاک بودن این انرژی است یعنی با مصرف این انرژی بر خلاف انرژی های دیگر آلودگی ایجاد نمی شود، همچنین این انرژی نیاز اساسی بخش صنعت در هر کشوری است به طوریکه میزان پیشرفت در صنعت با میزان برق تولیدی رابطه مستقیم دارد.
خوشبختانه در کشور ما نیز به مساله تولید انرژی برق توجه اساسی شده است و در برنامه های مختلف توسعه بر ظرفیت تولید برق کشور افزوده شده است. یکی از ویژگی های انرژی برق ، عدم امکان ذخیره سازی آن در مقیاس های بزرگ است و توازن بین تولید ومصرف باید به طور لحظه ای برقرار گردد، متاسفانه اخیرا به دلایل مختلفی میزان تولید نسبت به مصرف در شبکه برق کشورمان کاهش یافته که موجب بروز خاموشی در شبکه برق شده است. مسئولین محترم و دست اندر کاران صنعت برق هر کدام به نوعی در مورد این خاموشی ها اظهار نظر نموده وبرای آن دلایلی ذکر نموده اند، مثل خشکسالی های اخیر ، تلفات در شبکه تولید و انتقال ، کاهش رشد تولید و ...
اما نکته ای که اکنون باید به آن توجه شود اینست که عاملی که می تواند در شرایط فعلی تعادل را به سیستم تولید و مصرف برق برگرداند همانا کاهش مصرف است و این مهم فقط با صرفه جویی در مصرف انرژی برق حاصل می گردد. مطالعاتی که در مورد مدیریت مصرف برق انجام شده است نشان می دهد که با انجام یکسری از توصیه های ساده در بخش خانگی ، تجاری که سبب صرفه جویی در مصرف برق می گرددمی توان توازن را به شبکه برق باز گرداند.
در بخش خانگی انتخاب درست لوازم خانگی از اهمیت بسیاری برخوردار است ، زیرا علاوه بر اینکه موجب صرفه جویی می گردد هزینه های خانواده را تا حد زیادی کاهش می دهد. برچسب انرژی تا حد زیادی ما را در انتخاب صحیح لوازم خانگی راهنمایی می کند . استفاده از لامپ کم مصرف در ساختمان های بزرگ خانگی و تجاری موجب صرفه جویی می گردد و از طرفی حرارت ایجاد شده در ساختمان را نیز کاهش میدهد. در انتخاب وسایل گرمایشی و سر مایشی باید دقت زیادی شود تا حجم تولید گرما یا سرمای آن ها متناسب با نیاز باشد، زیرا این دستگاه ها عموما پر مصرف هستند.
در این تحقیق قصد داریم مسایلی مانند تولید برق ، دلایل مشکل کمبود برق ، میزان مصرف لوازم خانگی ، اهمیت برچسب انرژی را بررسی کنیم و و توصیه هایی برای صرفه جویی بیشتر ارایه دهیم.

 

 

 

 

 

 

 


تولید انرژی برق
تولید برق در نیرو گاه ها انجام می شود و برای تولید برق در نیروگاه از مولد  استفاده می شود، اساس کار مولد به این صورت است: انرژی مکانیکی توربین مولد را به حرکت در می آورد ، سپس مولد انرژی مکانیکی را به انرژی الکتریکی تبدیل می کند. بنا براین تفاوت بین نیرو گاه های مختلف از چگونگی به حرکت در آوردن توربین ناشی می شود. در کشور ما نیروگاه ها عمدتا از انرژی حرارتی ، آب و باد برای به حرکت در آوردن توربین مولد استفاده می کنند. نیرو گاه های حرارتی خود چهار زیر مجموعه دارند: نیروگاههای بخاری، گازی، سیکل ترکیبی و دیزلی .
نیروگاه آبی
در نیروگاه‌های هیدرولیک برای چرخاندن مولد برق (ژنراتور) از توربین آبی استفاده می‌شود. این طریقه تولید برق از لحاظ اقتصاد با صرفه است ولی محدودیت جغرافیایی محل از لحاظ سد سازی دارد.
نیروگاه گازی
استفاده از توربین گازی برای به کار انداختن مولد‌های برق روز افزون است. اساس کار توربین‌های گازی مانند کار موتور‌های جت است. سوخت می‌سوزد و گازهای حاصل از سوختن در توربین منبسط می‌شود. ساختن توربین‌های گازی کم خرج است ولی بهره برداری از آنها پرخرج می‌باشد، علاوه بر این ابعاد آنها محدود است. به همین جهت اغلب آنها را به عنوان واحد‌های اضافی برای تدارک الکتریسیته بیش از معمول ، بویژه هنگامی که مصارف اختصاصی مورد نیاز است ، بکار می‌روند.
نیروگاه بخار
توربین بخار وسیله متداولتری برای تامین توان مکانیکی جهت چرخاندن القاء کن مولد برق از نیروگاه است. تفاوت یک نیروگاه بخار با نیروگاههای دیگر در چگونگی تولید بخار است. هر روشی که بکار می‌رود باید مقدار زیادی گرما برای تولید بخار لازم جهت بکار انداختن توربین‌های بخار تهیه شود. در نیروگاههای با سوخت فسیلی این گرما از سوختن زغال سنگ ، نفت ، یا گاز طبیعی حاصل می‌شود.
نیروگاه با سوخت فسیلی
نیروگاههای با سوخت فسیلی مدرن پیچیده و پراجزایند، ولی در همه آنها شش مرحله زیر انجام می‌گیرد:

 

1. تهیه سوخت و تزریق آن
2. سوختن
3. تولید بخار
4. کارکردن توربین
5. مولد
6. چگالیدن بخار
7. برگشت آب حاصل از چگالیدن بخار به دیگ

 

مکانیسم مراحل نیروگاه با سوخت فسیلی
در نیروگاه با سوخت فسیلی ، اول باید سوخت را آماده کرد. مثلا اگر سوخت زغال سنگ است باید به صورت گرد درآید، چنانچه نفت است باید گرم شود ، سپس سوخت آماده شده ، به داخل کوره تزریق یا پاشیده شود. در کوره سوخت با هوا مخلوط شده می‌سوزد و گرمای حاصل از سوختن آن برای تولید بخار بکار می‌رود و چرخه تولید بخار آغاز می‌شود، بخار در توربین منبسط شده و آن را می‌چرخاند و چون محور توربین به محور مولد برق اتصال دارد القاء کن مولد نیز به چرخش در می‌آید و برق تولید می‌شود، بخار پس از خروج از توربین باید متراکم شده دوباره به صورت آب در آید بطوریکه بتوان آن را بوسیله تلمبه به دیگ برگردانده دوباره از آن استفاده کرد.
تبدیلات انرژی در مکانیسم کار نیروگاه با سوخت فسیلی
در این شش مرحله که در نیروگاه با سوخت فسیلی جریان دارند، انرژی در مراحل پی‌درپی از یک صورت به صورت دیگر تبدیل می‌شود:‌ انرژی اولیه در سوخت ذخیره است، وقتی سوخت می‌سوزد مقداری از این انرژی به صورت گرما آزاد می‌شود. آب درون دیگ این انرژی گرمایی را جذب می‌کند و بخار می‌شود. بخار انرژی را به توربین انتقال می‌دهد، در توربین این انرژی به انرژی جنبشی چرخاننده توربین تبدیل می‌گردد که مستقیما به مولد برق انتقال یافته به انرژی الکتریکی تبدیل می‌شود و برق تولید می‌گردد.
لازم به ذکر است که در کشور های توسعه یافته نیروگاه های هسته ای نیز در تولید برق نقش دارند بنابر این بررسی این نیروگاه ها خالی از لطف نیست.
نیروگاه هسته‌ای
در حال حاضر ، در همه نیروگاههای هسته‌ای از توربین بخار برای چرخاندن مولدهای برق استفاده می‌شود، ولی در این نوع نیروگاه ، یک راکتور هسته‌ای جای یک دیگ بخار نیروگاه با سوخت فسیلی را گرفته است. به جای تهیه دائمی‌سوخت فسیلی ، تزریق آن به کوره و سوختن آن به منظور‌ایجاد گرما ، سوخت هسته‌ای گرمای لازم را برای تولید بخار ایجاد می‌کند. و این سوخت فقط تقریبا در هر سال یک بار تعویض می‌شود. گرمای حاصل شده از سوخت هسته‌ای به سیالی به نام خنک کننده راکتور که در اطراف سوخت جریان دارد انتقال می‌یابد.
سیال خنک کننده
در اغلب راکتورها سیال خنک کننده آب است ولی دربرخی از راکتورها این سیال گاز یا یک فلز مایع مانند سدیم است. دو نوع راکتور وجود دارد که در آنها سیال خنک کننده آب است، یکی راکتور با آب جوشان  (Boling water reactor) با علامت اختصاری B.W.R و دیگر راکتور با آب تحت فشار (Pressurized water reacor) با علامت اختصاری P.W.R. در BWR گرمای حاصل از سوخت هسته‌ای صرف جوشاندن آب خنک کننده می‌شود. در این حالت ، بخار مستقیما در راکتور تولید می‌گردد و ای

 

در PWR آب خنک کننده راکتور تحت فشار زیاد قرار دارد و حالت جوش در آن نمایان نمی‌شود ولی ، آب در ضمن اینکه از مجاور سوخت هسته‌ای می‌گذرد گرما می‌گیرد سپس با پمپ به درون مبادله کننده‌های بزرگ گرما به نام مولدهای بخار فرستاده می‌شود. در آنجا این گرما ، به دستگاه کاملا جداگانه‌ای که آن هم محتوی آب است انتقال می‌یابد. این آب نسبت به آب خنک کننده راکتور در فشار پایین تری است. بنابراین وقتی که گرما می‌گیرد می‌جوشد و به بخار که باید توربین را بچرخاند تبدیل می‌شود.
مقایسه دو نیروگاه
از تولید بخار به بعد ، مراحل اصلی در یک نیروگاه هسته‌ای مشابه مراحل نیروگاه با سوخت فسیلی است: بخار در توربین منبسط می‌شود و سبب چرخاندن استوانه متحرک توربین و مولد برق می‌گردد. سپس بخار چگالش یافته به جائیکه تولید می‌شود برمی‌گردد: یعنی در BWR به راکتور و در PWR به دستگاه بخار.
دلایل کاهش تولید برق
همانطوری که در مقدمه اشاره شد ، خاموشی های اخیر دلایل متعددی داشته اما از بین آنها سه دلیل بسیار مهم است:
1. کاهش شدید تولید نیروگاه های برق آبی در سال جاری
2. میزان تلفات در شبکه انتقال و توزیع برق نیروگاهها
3. کاهش رشد تولید برق در سه سال اخیر
در ادامه هر یک از سه دلیل ذکر شده را بررسی می کنیم:
کاهش شدید تولید نیروگاه های برق آبی در سال جاری
از مجموع ظرفیت شش هزار و ‪ ۵۰۰‬ مگاواتی نیروگاه‌های برق - آبی کشور، در زمان حاضر فقط حدود چهار هزار مگاوات فعال است که این میزان در مقایسه با زمان مشابه سال گذشته حدود یکهزار مگاوات کاهش یافته است، ضمن آنکه پیش بینی می شود میزان تولید نیروگاه های برق آبی در ماه‌های تیر و مرداد امسال به کمتر از هزار مگاوات نیز کاهش یابد.
توان تولید نیروگاه های حرارتی کشور حدود 33 هزار مگاوات می باشد و در حال حاضر مصرف شبکه سراسری حدود 31 هزار مگاوات است ولی با توجه به گرم شدن هوا این میزان در تابستان امسال به ‪ ۳۷‬هزار تا ‪ ۳۸‬هزار مگاوات افزایش می یابد.
بر اساس مصوبه ستاد خشکسالی کشور با هدف مدیریت مصرف برق و مقابله با خاموشی‌های احتمالی در کشور، وزارت نیرو مکلف شده است 10 درصد مصرف شبکه برق سراسری را کاهش دهد.
میزان تلفات در شبکه انتقال و توزیع برق نیروگاه ها
مرکز پژوهشهای مجلس شورای اسلامی ضمن بررسی آخرین وضعیت تولید و مصرف برق در کشور و علل خاموشی‌ها، تلفات ۵/۲۳ درصدی برق در شبکه انتقال و توزیع را عامل خاموشی‌های اخیر دانست.
سهم نیروگاههای حرارتی، برق آبی و بادی در تولید انرژی کشور به ترتیب 90.8 درصد، 9.13 درصد و0.07  درصداست و درمیان نیروگاههای حرارتی نیز سهم نیروگاههای بخاری، گازی، سیکل ترکیبی و دیزلی در تولید برق به ترتیب 34.46 درصد ، 32.92 درصد، 17 درصد و 0.92 درصد است.
میزان تلفات در شبکه انتقال و توزیع برق نیروگاهها طبق آخرین گزارشها در سال گذشته 23.54 درصد ذکر شده است و این میزان در سال ۱۳۸۵ برابر با 22.83 درصد بوده است.
در سال ۱۳۸۶ حدود ۴۸ میلیارد کیلووات ساعت تفاوت بین میزان تولید و فروش برق وجود داشته است که از وجود 23.53 درصد تلفات در شبکه نیروگاهها، انتقال و توزیع حکایت می‌کند و اگر این رقم به 13.53 درصد کاهش داده شود، بیش از ۲۰ میلیارد کیلووات ساعت برق به ظرفیت آماده توزیع کشور اضافه خواهد شد ضمن اینکه اگر قرار بر تولید باشد برای تولید این مقدار برق باید نیروگاهی با ظرفیت ۴۹۰۰ مگاوات ایجاد شود که به عنوان مثال در مورد یک نیروگاه بخاری هزینه آن حدود دو میلیارد دلار خواهد بود. ضمن اینکه ۲۰میلیارد کیلووات ساعت کاهش تلفات با توجه به قیمت ۷۷۳ ریالی در نظر گرفته شده برای هر کیلووات ساعت در قانون بودجه ۱۳۸۷ ، حدود 15.5 هزار میلیارد ریال (معادل 1.5 میلیارد دلار ) درآمد نصیب کشور خواهدکرد.
اگر مروری بر جدول تلفات شبکه‌های توزیع به تفکیک شرکت‌های برق منطقه‌ای و شرکت‌های توزیع کنیم خواهیم دید که تلفات برق در نقاط شبیه به هم از نظر جغرافیایی و اقلیمی بسیار متفاوت است به گونه‌ای که بیشترین تلفات برق مربوط به شهر اهواز با 42.93 درصد بوده و کمترین آن نیز مربوط به شبکه برق اصفهان با 6.37 درصد و بعد از آن مربوط به توزیع برق شمال غرب تهران با 6.95 درصد است.
اگر دلیل اتلاف بالای برق در اهواز (42.93 درصد) وجود رطوبت هوا باشد چرا این میزان در استان هرمزگان و بوشهر که تقریبا در همان شرایط آب و هوایی قرار دارند به ترتیب از 17.67 و 17.22 درصد فراتر نمی‌رود؟ ضمن اینکه تلفات برق در شمال غرب تهران 6.95 درصد، در جنوب غرب تهران 16.55 درصد و در کرج حدود 25.5 درصد است و دلیلی برای این تفاوت هم وجود ندارد.
با توجه به مطلبی که در مورد تلفات در شبکه توزیع و انتقال ذکر شد بهتر است این موضوع را از نظر فنی هم بررسی کنیم:
شناخت انواع تلفات در سیستم قدرت:
تلفات سیستم قدرت به سه گروه تلفات فنی ,تلفات غیر فنی و تلفات تجاری قابل دسته بندی می باشند. اگر کل تلفات را معادل تفاضل انرژی تولید شده و انرژی فروخته شده بگیریم باید تلفات تجاری را نیز به شرح زیر به آن بیافزائیم.
تلفات تجاری + انرژی فروخته شده - انرژی تولید شده = تلفات کل
 در واقع در رابطه فوق داریم :
 تلفات غیر فنی + تلفات فنی = انرژی فروخته شده - انرژی تولید شده
  که تلفات فنی اصطلاحاًبه آن دسته از تلفات انرژی اتلاق می شود که به حرارت تبدیل می گردند و عمدتاً بدلیل بهینه نبودن  سیستم و اجزاء آن صورت می گیرد در حالی که تلفات غیر فنی به تلفاتی گفته می شود که بیشتر جنبه اندازه گیری و محاسباتی دارند. اما تلفات تجاری دارای ماهیتی متفاوت از دو نوع تلفات فنی و غیر فنی است و در واقع یک نوع هدر رفتن مستقیم انرژی نمی باشد بلکه به آن دسته از زیانهای اقتصادی اتلاق می شود که در اثر قطع برق و یا مشکلات کیفیت توان دامنگیر تولیدکنندگان و مصرف کنندگان انرژی الکتریکی میگردد.
در این بخش هر یک از تلفات فوق با جزئیات بیشتری مورد تحلیل و تشریح قرار خواهند گرفت.

 


تلفات فنی
همانطور که اشاره شد تلفات فنی به دسته ای از تلفات سیستم قدرت گفته می شود که به نوعی منجر به تبدیل انرژی الکتریکی به حرارت، از آغاز تولید تا مرحله تحویل به مشترک می گردد.
تلفات فنی که در بسیاری از موارد بجای کل تلفات سیستم قدرت اشتباه گرفته می شود مشتمل بر طیف وسیعی از انواع تلفات می باشد که در ای بخش تحت دو عنوان تلفات انتقال و تلفات توزیع تشریح گردیده اند. معمولا تلفات سیستم تولید (نیروگاهها) در زمره تلفات سیستم قدرت محاسبه نمی شوند و نیروگاهها بعنوان واحدهای صنعتی تلقی می گردند که فروش برق به شبکه را بر عهده دارند و کلیه انرژیهای مصرف شده در نیروگاه بعنوان مصرف داخلی آن لحاظ می گردد که بعضا قابل کاهش است.
تلفات در شبکه انتقال:
تلفات فنی در شبکه انتقال دارای ابعاد بسیار گسترده ای می باشد که در این بخش مورد اشاره قرار خواهند گرفت:
1- تلفات ناشی از مقاومت خطوط
این نوع تلفات که در اثر مقاومت الکتریکی هادی در مقابل عبور جریان ایجاد می شود در واقع مهمترین تلفات سیستم انتقال است و همانگونه که بعدا ملاحظه خواهد شد، سایر انواع تلفات انتقال بنحوی در افزایش این نوع
تلفات سهیم می باشند.
این تلفات در یک سیستم سه فاز متقارن، تابعی از مقاومت AC خطوط و مجذور جریان موثر عبوری است. قطعا افزایش سطح مقطع هادی ها که منجر به کاهش مقاومت خطوط می شود با قیود اقتصادی محدود می گردد لذا پذیرفتن سطح استاندارد برای آنها و بالطبع تلفات معین در این مورد اجتناب ناپذیر است. فرسودگی و عمر زیاد هادی ها (مس یا آلومنیوم)، رسانایی آنها را کاهش می دهد و منجر به افزایش تلفات می گردد. همچنین طول زیاد خطوط انتقال اگر چه در اکثر موارد ناگزیر می باشد علاوه بر افزایش سایر مشکلات انتقال، تلفات خطوط را بالا می برد.
باید متذکر شد که اتصال نامناسب هادی ها می تواند تاثیر قابل ملاحظه ای در افزایش مقاومت خطوط و بالطبع تلفات آنها داشته باشد.
2- تلفات ناشی از فرسودگی تجهیزات
گذشت زمان خاصیت رسانایی هادی های مسی را کاهش داده و منجر به افزایش مقاومت وصل کلیدهای قدرت می گردد. تلفات آهنی هسته ترانسفورماتورها، CTها و PTها با افزایش عمر فزونی می گیرند و همچنین تلفات عایقی تمامی تجهیزات به دلیل ضعف عایقی ناشی از طول عمر، بشدت بالا می رود.
3- تلفات کرونا
یکی از تلفات قابل توجه در سیستم های قدرت الکتریکی ولتاژ بالا (سیستم انتقال) تلفات کرونا است. پدیده کرونا که نتیجه یونیزاسیون هوای اطراف هادی دارای ولتاژ بالا است، به همراه هاله ای از نور بنفش رنگ و نویز اکوستیک و الکترومغناطیسی بوده و کاربرد زیادی در بسیاری از صنایع (بویژه فیلترینگ) دارد، در خطوط انتقال ولتاژ بالا می تواند سهم عمده ای از توان را در خود تلف نماید. قطعا استفاده از هادی های گروهی (باندل ها) تا حد زیادی در کاهش اینگونه تلفات موثر است. اما باید به خاطر داشت که گذشت زمان، در اثر خوردگی و رسوب آلاینده ها بر سطوح ولتاژ بالا از جمله خطوط انتقال، ناهمواریها و نقاط تیزی بر روی آنها ایجاد می کند که میدان الکتریکی اطراف خود و بالطبع پدیده کرونا را بشدت تقویت می نماید.

 

4- تلفات عایقی
عایقهای مورد استفاده در سیستم های ولتاژ بالا ی جریان متناوب عمدتا دو نوع تلفات جدی را متحمل می گردند:
الف- جریان نشتی
جریان عبوری از سطح ولتاژ بالا به سطح ولتاژ پایین عایق که تابعی از مقاومت عایقی و اختلاف پتانسیل دو سر آن است را جریان نشتی می گویند. البته تلفات ناشی از این جریان که معمولا مقدار ناچیزی است تنها پس از افزایش عمر عایق و کاهش مقاومت الکتریکی آن قابل توجه می گردد. نقاط عایقی تخریب شده و یا نقاطی که به صورت صحیح ترمیم نشده اند می توانند در این خصوص بسیار صدمه پذیر باشند.
ب- تلفات هیسترزیس
واضح است که عایق های مجاور با هادی های عبور دهنده جریان متناوب متحمل شدت میدان مغناطیسی متناوبی، متناسب با آن جریان خواهند بود که طبیعتا در آنها تلفات هسیترزیس قابل توجهی ایجاد می کند. این تلفات به صورت قابل توجه در کابلهای جریان بالا مشاهده می شود.
5- تلفات ناشی از عدم تقارن فازها
در صورت وجود عدم تقارن فازها (که البته در سیستم انتقال بسیار ناچیز است) تلفات برآیند سه فاز بیش از حالت متقارن در سه فاز خواهد بود. به عبارت دیگر شباهت یکسان در مشخصات و پارامترهای الکتریکی فازهای یک خط که اغلب امری قطعی فرض می شود در عمل متفاوت خواهد بود. مهمترین عامل وقوع چنین مشکلی در شبکه انتقال، عدم جابجایی فازها به دلیل مشکلات فنی و اقتصادی می باشد.
تلفات ناشی از اضافه بار کابل ها، و ترانسفورماتور و سایر تجهیزات سیستم انتقال که به معنی عبور جریان بیش از مقدار نامی از آنها است تلفات توان اهمی در آنها را ه صورت صعودی افزایش می دهد. البته باید متذکر شد که این افزایش تلفات اهمی، افزایش دمای تجهیزات نسبت به سطح نرمال و بالطبع افزایش تلفات عایقی و احیانا آهنی را نیز به دنبال خواهد داشت.
همچنین، اضافه بار شدن تجهیزات دارای هسته مغناطیسی غیر خطی از قبیل ترانسفورماتورها و CTهای اندازه گیری می تواند منجر به ورود نقطه کار آنها به ناحیه اشباع منحنی BH گردد که در نتیجه هارمونیک های رتبه پایین بویژه هارمونیک های مضارب 3 بر روی ولتاژ ایجاد می کنند که خود، همانگونه که بعدا ذکر خواهد شد منشاء تلفات بیشتری است.
6- تلفات ناشی از پخش بار نامناسب
پخش بار در سیستم انتفال متداول، متاثر از توپولوژی شبکه و برنامه ریزی تولیدهای واحدهای مختلف نیروگاهی است. ولی ساختار موجود شبکه و همچنین برنامه ریزی تولید مورد استفاده در بسیاری از مواقع بهترین حالت نیست و طبیعتا کمترین تلفات را شامل نمی شود.
در واقع می توان با ایجاد تغییر در ساختار شبکه به طرق مختلف و همچنین برنامه ریزی بهینه تولید، پخش بار سیستم را به شکلی تغییر داد که تلفاتی کمتر از مقادیر قبلی داشته باشد، که به آن پخش بار بهینه می گویند.
7- تلفات ناشی از عبور توان راکتیو
توان راکتیو مورد نیاز بار و عناصر ذخیره کننده انرژی سلف و خازن شبکه ( از جمله خود خطوط ، ترانسفورمرها و ... ) برحسب نوع بار در شبکه جاری می باشد . عبور توان راکتیو از شبکه علاوه بر بروز مشکلات جدی از قبیل اشغال ظرفیت شبکه و افت ولتاژ ، منجر به تلفات جدی انرژی نیز می گردد. نظر به اینکه تولید یا مصرف این نوع توان بر خلاف توان اکتیو نیازمند تامین انرژی از نیروگاه نمی باشد ، با تامین و مصرف آن در محل ، توسط بانک های خازنی با راکتورها ، می توان میزان عبور توان راکتیو از شبکه را کاهش داد که قطعا منجر به کاهش تلفات راکتیو شبکه می گردد .
8- تلفات ناشی از انتشار امواج الکترومغناطیسی در اشیاء فلزی
نظر به اینکه انرژی الکتریکی در شبکه انتقال از نوع امواج الکترومغناطیس می باشد و با توجه به سطح بالای ولتاژ و جریان در آنها ، علی رغم فرکانس پایین سیستم قدرت ، همواره مقداری انرژی در ساختارها و پایه های فلزی مجاور هادی از طریق میادین قوی الکترومغناطیس القا شده و تلف می گردد.
البته بطور معمول بدلیل ناچیز بودن این درصد تلفات و مشکلات محاسباتی آن ، از این گونه تلفات صرفنظر می شود .
تلفات در شبکه توزیع
معمولا در کل سیستم های قدرت بالاترین سهم تلفات به سیستم توزیع اختصاص دارد که البته دلیل این امر را باید در گستردگی سطح و کثرت ادوات موجود در این سیستم ، به همراه ویژگیهای دیگری از جمله بارهای تکفاز و سطح ولتاژ پایین آن جستجو نمود.

 

 

 

در ادامه مهمترین موارد تلفات انرژی الکتریکی در سیستم های توزیع مورد مطالعه قرار گرفته اند.
1- تلفات ناشی از مقاومت خطوط
مقاومت هادی ها همانند آنچه که در بحث تلفات انتقال مطرح گردید برجسته ترین عامل تلفات سیستم های توزیع می باشند . البته باید بخاطر داشت که در سیستم های توزیع مقاومت نسبی خطوط بالاتر است و بدلیل گستردگی و اتصالات متعدد ، در صورت عدم رعایت صحت اتصالات ، این مقاومت و در نتیجه تلفات افزایش بیشتری خواهد داشت .
2- تلفات ناشی از عدم تقارن خطوط
عدم تقارن خطوط در سیستم توزیع ( که البته نه به دلیل متفاوت بودن مشخصات هادی های فازها بلکه به دلیل عدم جابجایی فازها ) بوجود می آید منجر به ایجاد عدم تعادل شبکه از دیدگاه بار می شود که به نوبه خود عدم تعادل جریان فازها و تلفات ناشی از آن را به دنبال خواهد داشت.
3- تلفات ناشی از عذم تعادل فازها
بارهای تک فاز سیستم توزیع به همراه عدم تقارن فازها باعث می وشود که بعضا عدم تعادل شدید در پی داشته باشد .
از طرف دیگر عدم تعادل فازها منجر به جریان سیم نول می شود که در نتیجه تلفات انرژی در این سیم نیز به تلفات افزوده می گردد.
4- تلفات ناشی از اتصال زمین نامناسب
سیستم زمین نامناسب و یا فرسوده ، مقاومت الکتریکی زیادی پیدا می کند و این مساله در سیستم های نامتعادل منجر به عدم تعادل ولتاژ و تلفات انرژی ناشی از آن خواهد شد. تلفات ذاتی ترانسفورماتورها ، تجهیزات اندازه گیری و ...
همانند سیستم انتقال، در شبکه های توزیع نیز توان عبوری در سر راه خود از تجهیزات متعددی عبور می نماید که هریک بر حسب نوع، تکنولوژی ساخت و عمر خود درصدی از انرژی را تلف می نمایند .
بیشترین تلفات این بخش متعلق به ترانسفورماتورهای توزیع است که بطور گسترده در سیستم بکار گرفته می شوند .
5- تلفات عایقی تجهیزات
اگرچه سطح ولتاژ پایین در سیستم توزیع ، تلفات عایقی تجهیزات را نسبت به سایر انواع تلفات کمرنگ می سازد لیکن با توجه به گستردگی و کثرت تجهیزات دارای این تلفات ، در مجموع ، این نوع تلفات قابل ملاحظه خواهد بود .
6- تلفات ناشی از اضافه بار تجهیزات
اضافه بار تجهیزات توزیع نیز همانند تجهیزات سیستم انتقال منجر به افزایش صعودی تلفات در آنها می گردد.
همچنین ایجاد هارمونیک ها ( بویژه هارمونیک های مضارب 3 ) بدلیل وادر شدن به ناحیه اشباع ترانسفورماتورها و تلفات مرتبط به آنها از تبعات این افزایش بار از مقادیر نامی خواهد بود .
7- تلفات ناشی از ضریب بار پایین 
طبیعتا وجود پیک در منحنی بار روزانه مناطق مختلف توزیع ، علاوه بر تحمیل هزینه های هنگفت ، برنامه ریزی شبکه جهت تامین بار اسعات پیک را مشکل می نماید و تلفات تحمیل شده به شبکه را افزایش خواهد داد .
8- تلفات ناشی از هارمونیک ها
همانطور که می دانیم ، سیستم توزیع بعنوان جبهه سیستم قدرت بطور جدی از بارهای خود تاثیر می پذیرد .
بسیاری از بارهای جدید سیستم قدرت دارای ماهیت غیر خطی می باشند . این بارها که بدلیل پیشرفت صنعتی و مزایای خود هر روزه در حال افزایش می باشند ، عمدتا از تجهیزات الکترونیک قدرت استفاده می کنند که جریان غیر سینوسی از شبکه اخذ می نمایند . موارد عمده این تجهیزات عبارتند از لامپهای کم مصرف ، UPS ها ، کامپیوتر ها ، ASDها و...
از طرف دیگر همانگونه که قبلا نیز اشاره شد بارهای الکتریکی دارای هسته آهن اشباع پذیر ، نظیر ترانسفورماتورها و موتورهای الکتریکی ، در صورت اضافه بار شدن ، با ورود به ناحیه غیر خطی منحنی مغناطیسی خود جریان مغناطیس کنندگی غیر خطی از شبکه اخذ می کنند که ایجاد هارمونیک ( بویژه هارمونیک های مضارب 3 ) از مضرات آن است .

 


9- اثر پوستی
اثر پوستی مبین افزایش مقتاومت اهمی هادی ها در مقابل عبور جریان متناسب نسبت به جریان DC بدلیل شار مغناطیسی متغیر با زمان ایجاد شده در اثر جریان است . در واقع مطابق این اثر ، مقاومت اهمی هادی و بالتبع تلفات الکتریکی آن با افزایش فرکانس جریان عبوری افزایش می باید .بنابراین بدیهی است که افزایش سطح THD جریان که به معنی افزایش میزان مولفه های جریان با فرکانس های بالاتر است مستقیما تلفات اهمی را ازطریق اثر پوستی افزایش می دهد . واضح است که این تلفات در تمامی هادی های حامل جریان ، حتی سیم پیچ های ترانسفورماتورها نیز وجود دارد .
10- تلفات آهنی
تلفات آهنی در هسته ترانسفورماتورهای قدرت و اندازه گیری و همچنین ماشین ها ، تابعی از فرکانس ولتاژ اعمال شده به آنها است . بنابراین وجود هارمونیک های ولتاژ در سیستم ، ایت تلفات را بشدت افزایش می دهد .
11- تلفات عایقی 
تلفات عایقی تجهیزات نیز عمدتا ناشی از تلفات هیسترزیس در آنها است ، که خود تابعی از فرکانس ولتاژ کار است . لذا این نوع تلفات نیز در اثر وجود هارمونیک ها ، رشد خواهد داشت .

 

12- تلفات از طریق سیم نول
هارمونیک مضارب 3 در نقطه نول اتصالات ستاره یکدیگر را خنثی نمی کنند بلکه با یکدیگر جمع شده و جریان قابل توجهی از سیم نول عبور می دهند که تلفات سیم نول را بشدت بالا می برد .
تلفات غیر فنی
همانگونه که قبلا اشاره شد ، تلفات غیر فنی به قسمتی از تلفات انرژی اتلاق می شود که در دسته تلفات فنی جای نمی گیرند و بیشتر جنبه خطاهای محاسباتی و اندازه گیری دارند .
در این قسمت ، انواع تلفات غیر فنی در یک سیستم قدرت مرور کشته و هریک از آنها مختصرا توضیح داده خواهد شد .
1- استفاده غیر مجاز از برق
موارد متعددی از استفاده های غیر مجاز با اصطلاحا برق دزدی وجود دارد که در زیر به آنها اشاره می شود :
دستکاری در لوازم اندازه گیری و کنتورها
برخی مواقع مشترکین بصورت غیر مجاز کنتورهای خود را باز نموده و با دستکاری آن ، اعداد قرائت شده را به نفع خود تغییر می دهند و یا اینکه با به هم زدن تنظیم آن اعداد قرائت شده توسط کنتور را دچار خطا می کنند .
 معیوب نمودن کنتورها
معیوب نمودن کنتورها و اجتناب از آگاه سازی به موقع مسئولین باعث ثبت نشدن مقادیر مصرفی طی حداقل یک دوره مصرف می گردد.
خارج کردن کنتورها از مدار
خارج نمودن کنتور از مدار بصورت کامل یا جزئی سهم زیادی از انرژی مصرف شده را از پروسه اندازه گیری خارج می نماید .
 عدم قرائت صحیح کنتورها
عدم قرائت صحیح کنتورها توسط مامورین می تواند باعث بی اثر شدن سیستم تعرفه چند نرخی گردد.
درواقع ثبت مقدار انرژی مصرفی به میزان کمتر از مقدار واقعی می تواند نرخ تعرفه مشترک را ازردیف مشترکین پر مصرف به کم مصرف منتقل نماید .
 
 انشعاب گیری مستقیم از شبکه های برق
این مورد که برخلاف سایر موارد قبل ، معمولا جلوه ای کاملا آشکار دارد ، مشتمل بر مصرف کنندگانی میگردد که بدون داشتن حق امتیاز و مجوز قانونی و نصی کنتور از طرف شرکت برق ، بطور خود سرانه از طریق اتصالات سطحی ، از خطوط هوایی انرژی استفاده می نمایند .
2- فقدان سیستم اندازه گیری
در یک سیستم قدرت بعضا بارهایی وجود دارند که بدلیل غیر اقتصادی بودن و یا کم توجهی فاقد سیستم اندازه گیری می باشند . بدیهی است که انرژی مصرفی این بارها اگرچه تولید و انتقال یافته است ، غیر قابل اندازه گیری خواهد بود بنابراین در زمره تلفات غیر فنی جای می گیرد. برخی از اینگونه تلفات به شرح زیرند :
 روشنایی معابر 
در برخی موارد روشنایی معابر فاقد سیستم اندازه گیری است .
 مصارف کشاورزی
بعضا تعرفه ارزان قیمت بخش کشاورزی منجر به عدم توجه کافی در نصب کنتور برا یانگونه بارها گردیده است .
 مصارف موسسات دولتی و منازل مسکونی
ممکن است موسسات و ادارت دولتی و یا پادگان هایی وجود داشته باشند که فاقد سیستم اندازه گیری انرژی الکتریکی وروردی باشند . همچنین باید منازل مسکونی سازمانی وابسته به آنها را نیز به این گروه افزود .
 

 


تلفات تجاری
این تلفات بصورت غیر مستقیم به مصرف انرژی وابسته اند . در واقع صرفنظر از موارد برق دزدی و موارد اندازه گیری نشده ، دسته ای دیگر از تلفات غیر فنی وجود دارند که مرتبط با ناکارامد بودن سیستم محاسبات و سایر مشکلات جنبی می باشند و اصولا ضررهای اقتصادی را شامل می گردند . عمده ترین موارد این دسته به شرح زیرند :
 قبوض پرداخت نشده  
عدم پرداخت به موقع قبوض از طرف مشترکین منجر به تاخیر در بازگشت سرمایه و درنتیجه باعث ضرر شررکت برق خواهد شد .
 صدور قبوض نادرست
محاسبات و یا سایر اشتباهات که منجر به صدور قبوض نادرست می گردد ، می تواند دقت صورت گرفته درسایر مراحل اندازه گیری را بی ثمر نماید و بخشی از بازگشت درآمد از فروش انرژی را هدر دهد .
 قرائت ناهمزمان کنتورها
قرائت ناهمزمان کنتورها با روش های فعلی که توسط نیروی انسانی و با مراجعه حضوری در محل صورت می گیرد ، صرفنظر از اینکه مشکلاتی را درخصوص مسائل برنامه ریزی و توسعه شبکه ایجاد می کند موجب تبعیض در محاسبه بهای انرژی مشترکین و احیانا ضرر شرکت برق خواهد شد .
 عدم نظارت بر دیماند خریداری شده توسط مصرف کننده
در بسیاری از بارهای صنعتیی ممکن است توان مصرفی بالاتر از سقف دیماند مورد توافق باشد و عدم نظارت بر این مساله می تواند منجر به اضافه بارشدن شبکه از طرف مشترکین و در نتیجه ، زیان شرکت برق گردد.
 انرژی توزیع نشده 
عدم توانایی سیستم در هر مرحله از تولید ، انتقال یا توزیع در تحویل انرژی به یکدیگر به نحوی که نتوانند آن را مطابق قرارداد در اختیار مشترک قرار دهند عملا به این معنی است که تمامی سرمایه های صرف شده درراستای احداث نیروگاه و شبکه جهت تامین بار ، بدلیل فروش نرفتن انرژی ، بلا استفاده مانده است که این طبیعتا نوعی زیان اقتصادی محسوب می شود .
 خسارات ناشی از قطع بار یا مشکلات کیفیت توان 
خارج از استاندارد بودن کیفیت برق تخویلی به مشترک و یا قطع بار بدون هماهنگی و رضایت مشترکین می تواند به تجهیزات و محصولات آنها صدماتی وارد نماید که طبیعتا پرداخت این زیان ها به عهده شرکت برق خواهد بود .

 

 

 

کاهش رشد تولید برق در سه سال اخیر
از سال 85 رشد مصرف و رشد تولید برق کاهش یافته است این مطلب در پی انتشار آمار رسمی سالانه بانک مرکزی درخصوص کاهش رشد تولید برق در سه سال اخیرذکر شده است اما وزارت نیرو با ارسال جوابیه‌ای، آن گزارش را غیرمستند خواند و توضیحات زیر را ارسال کرد.
یکی از ویژگی‌های انرژی الکتریکی، عدم امکان ذخیره‌سازی آن در مقیاس بزرگ با در نظر گرفتن فن‌آوری‌های موجود بوده و توازن بین تولید و مصرف برق باید به صورت لحظه ای برقرار شود و آنچه موجب بروز خاموشی در شبکه برق می‌شود، کمبود تولید نسبت به مصرف در آن شبکه است؛ بنابراین، حتی در صورت وجود ظرفیت تولید مازاد در یک شبکه برق و کم بودن لحظه‌ای مصرف در شبکه، انرژی باید متناسب با مصرف تولید شود. رشد بی رویه مصرف در سال‌های اخیر، به ویژه در بخش‌های غیرتولیدی، همواره به عنوان یک پدیده نامطلوب تلقی شده و ضرورت برنامه‌ریزی برای کاهش آن مورد تأکید همه کارشناسان حوزه انرژی بوده است و آنچه در برخی مواقع، مورد بحث و مناقشه قرار گرفته، راهکارهای مصرف درست کالای برق و تأثیر عواملی مانند قیمت‌های پایین، آموزش‌های عمومی و فضاسازی فرهنگی بوده است و نه اصل ضرورت کاهش رشد مصرف برق.
یکی از توفیقات مهم صنعت برق کشور، توجه به مقوله مدیریت مصرف انرژی و مهار روند لجام گسیخته آن در مقایسه با میزان افزایش رشد تولید بوده است و بر همین اساس، تحقق کاهش میزان رشد مصرف برق از آرزوهایی بوده است که سال‌ها برای عملیاتی شدن آن تلاش شده است. به‌رغم توفیق در کاهش میزان مصرف بی‌رویه کالای استراتژیکی چون برق، در زمینه مدیریت تولید نیز گام‌های بلندی برداشته شده، به گونه‌ای که همه تعهدات وزارت نیرو در سال‌های برنامه چهارم توسعه به فعلیت رسیده و بنا بر تکالیفی که بر عهده صنعت برق کشور گذاشته شده، گام‌های بزرگی در راستای افزایش میزان تولید برق در کشور برداشته شده است، به گونه‌ای که در سال 85، هدف برنامه رسیدن به ظرفیت عملی تولید 39817 مگاوات بوده که در مقام عمل 40865 مگاوات وارد مدار شده و در سال 86 نیز تعهد وزارت نیرو و هدف برنامه، رسیدن به رقم 43608 مگاوات بوده که رقم 43381 وارد مدار تولید برق شده است.
در سال 87 نیز هدف برنامه چهارم توسعه، رسیدن به رقم 478550 مگاوات بوده است که تا آغاز تابستان، ظرفیت عملی نیروگاه‌ها به رقم 44460 رسیده و با تمهیدات انجام شده و ورود دست‌کم پانصد مگاوات ظرفیت برق آبی جدید و نیز ورود واحدهای حرارتی در دست احداث به میزان 1800 مگاوات تا پایان سال جاری و نیز احتساب 1000 مگاوات ظرفیت نیروگاه اتمی بوشهر که در تعهدات برنامه چهارم منظور شده است، ظرفیت تکلیف شده در برنامه چهارم توسعه اقتصادی، اجتماعی و فرهنگی کشور به فعلیت خواهد رسید.
 
بنا بر آنچه گفته شده، استناد به آمار و درصدهای اعلام شده در این گزارش مستند نبوده و بر پایه آمار و تکالیف مصوب برنامه چهارم که بنا بر ظرفیت عملی نیروگاه‌ها و 9 درصد رشد تولید ذکر شده است، ظرفیت سازی‌های جدید نیروگاهی، نه تنها از برنامه چهارم عقب نمانده، بلکه مطابق با آن است.
نکته مهم دیگر آن که در سال‌های 85 تا 87 که در گزارش مورد استناد قرار گرفته است، رشد مصرف برق در کشور کاهش یافته و به همین دلیل، رشد تولید انرژی برق نیز روندی کاهشی را نشان می‌دهد. از سوی دیگر، در دوره هشت ساله 68 تا 75 معادل 8739 مگاوات به ظرفیت اسمی تولید برق در کشور اضافه شده و این شاخص در دوره هشت ساله 76 تا 83 برابر 14386 مگاوات ب

/ 2 نظر / 19 بازدید

افرین[قلب]

mojabah

سلام در ابتدا میخواهم به امام و تمام برادرن بسیجیم سلام گرمی بکنم. چند رور است که از بانک صادرات نمیتوانم پولم را بگیرم. گفتند تحت بر رسی‌ ۲ تا ۳ میلیون حسابها و گردآوری مشخصات صاحبان این حسابها هستند. تعجب می‌کنم چرا حتی از خودپرداز هم نمیتوانام پول بگیرم. شنیدم چندین میلیون دلار پول‌های بانک صادرات را آقایان دزدیدند و بانک مرکزی را هم تحریم کردند. آیا بانک مرکزی تحریم شده یا دزدیهای این آقایان وسعت گرفته؟ یا امام این احمدی‌نژاد و در و دسته‌اش را بندازید زندان تا دست از این دزدیها بر دارند. پول ما مقام زیاد ایشان و همبستگانشن را کور کرده است.«يَخْضَمُونَ مَالَ اللَّهِ خِضْمَةَ الْإِبِلِ نِبْتَةَ الرَّبِيعِ»(نهج‏البلاغه، خطبه 3) بعضي‌ها طوري از بيت المال مصرف مي‌كنند و آن قدر حيف و ميل مي‌كنند كه انگار شتر به علف تازه رسيده است.