منظور از CHP يا cogeneration اين است كه گرما و برق به صورت همزمان در يك فرآيند توليد مي شوند.در توليد به روش CHP ابتدا برق توليد ميشود و سپس حرارت توليد شده بصورت بخار داغ يا گازهاي اگزوز بازيافت شده بصورت انرژي گرمايشي مورد استفاده قرار ميگيرد.
راندمان توليد برق به تنهايي بين 35-55 ٪ است ، اما با استفاده از روش CHP بازده كلي را مي توان تا 80-90 ٪ افزايش داد و از انرژي حرارتي باقي مانده ميتوان در فرآيندهاي صنعتي يا گرم كردن محيط بهره جست. اين مكانيزم از حيث پايين آوردن مصرف سوخت، كاهش انتشار گاز CO2، ارتقاء بهره وري انرژي و كاهش وابستگي به انرژي وارداتي حائز اهميت است.
يك موتور رفت و برگشتي گاز سوز 1 مگاواتي را در نظر بگيريد كه در يك سيستم توليد همزمان برق و حرارت از آن استفاده مي شود، از 100 واحد سوخت وارد شده به موتور ، 35 واحد الكتريسته و 50 واحد حرارت توليد مي كند و ميزان تلفات حدود 15 واحد از كل انرژي مي باشد. با استفاده از روش هاي متداول حدود 165 واحد سوخت نياز است تا همان ميزان برق و حرارت توليد كند. در اين روش 80 واحد انرژي تلف مي شود.
توليد همزمان حرارت و قدرت (CHP) يا cogeneration توليد دو شكل از انرژي را از يك منبع سوخت ممكن مي سازد. در اكثر برنامه هاي كاربردي CHP ، انرژي را از يك منبع سوختي مانند گاز طبيعي به دو شكل از انرژي مكانيكي و حرارتي تبديل ميكنند. انرژي مكانيكي توليد شده به انرژي الكتريكي تبديل مي شود، در حالي كه انرژي حرارتي يا حرارت توليد شده به صورت بخار ، آب داغ ، و يا هواي گرم در مي آيد. با توجه به نياز، سيستمهاي CHP به نام هاي مختلفي عنوان مي شود.سرمايش ، گرمايش و قدرت براي ساختمان (BCHP) ؛ ؛ تركيب خنك كننده ، گرما و برق (CCHP) ؛ سيستم هاي انرژي يكپارچه (IES) و يا توزيع منابع انرژي (DER).
در سيستم هاي يكپارچه حرارت و توان (CHP) ، با استفاده از بازيافت انرژي حرارتي در خنك كنندههاي تجهيزات توليد برق، سيستم هاي كنترل حرارت و رطوبت، راندمان استفاده از انرژي تا 85 ٪ افزايش مي يابد. اين سيستم ها داخل و يا در نزديكي ساختمان مورد نظر قرار مي گيرد و مي تواند تا حدود 40 ٪ از انرژي ورودي مورد نياز را كاهش دهد. به عبارت ديگر ، سيستم هاي معمولي نياز به انرژي بيش از 65 ٪ در مقايسه با سيستم هاي يكپارچه دارند( همانطور كه در نمودار بالا نشان داده شده).
ساختمان هاي تجاري ، دانشگاه ها ، مجتمع هاي بيمارستاني واماكن دولتي كانديداهاي مناسبي براي بهره گيري از سيستم CHP مي باشند. سيستم CHP از لحاظ اقتصادي براي بسياري از انواع ساختمان ها جذاب است. از قبيل:
بيمارستان ها
امكانات آموزشي
ساختمان هاي اداري
مراكز داده
خانه سالمندان
هتل
سردخانه
فروشگاه هاي خرده فروشي
رستوران
تئاتر
مزاياي توليد همزمان برق و حرارت :
CHP مزاياي بسياري نسبت به توليد جداگانه برق و حرارت فراهم مي كند، اين مزايا عبارتند از :
بهبود بهره وري سوخت (هزينه هاي پايين تر براي انرژي)
بهبود كيفيت توان و قابل اعتماد بودن
امكان پيش بيني هزينه هاي انرژي
كاهش توليد گازهاي گلخانهاي
كاهش تراكم شبكه انتقال و توزيع سرمايه گذاري
كاهش آسيب پذيري سيستم در برابر خطرات امنيتي
كوتاهتر كردن مدت زمان نصب و راه اندازي در مقايسه با نيروگاههاي متمركز
كاهش تلفات در خطوط انتقال نيرو
بهينه سازي منابع كمياب گاز طبيعي براي بهبود بخشيدن به قيمت گاز و عرضه آن
پشتيباني از تكنولوژي پيشرفته
پشتيباني از رقابت در ساختار صنعت برق
تكنولوژي موجود كه در سيستم هاي توليد همزمان استفاده ميشود به شش دسته تقسيم مي شود:
موتورهاي رفت و برگشتي
توربين هاي كوچك صنعتي (1 مگاوات تا 40 مگاوات)
ميكرو توربين ها
توربين هاي بخار كوچك
پيل سوختي
موتورهاي استرلينگ
منبع:پايگاه علمي مهندسي تاسيسات ساختمان