تبدیل پمپ سانتریفوژ به مولد برق با رویکرد پدافند غیر عامل

مخترع جوان بسیجی در خصوص طرح خود گفت: همواره دسترسی به  برق و بهره وری از آن یکی از مهم ترین پدیده ها و دغدغه های پدافند غیر عامل می­باشد که معمولاً به واسطه انتقال سخت به نواحی صعب العبور سبب بررسی و پژوهش بیشتر در این موضوع شده است و به مطالعه آزمایشگاهی ساخت مولد برق از یک عدد پمپ سانتریفوژ در توان پایین جهت استفاده در پدافند غیر عامل شده است.

نیروگاه های برق آبی یکی از روش های تولید برق می باشد که این روش به عنوان منابع پاک و تجدیدپذیر انرژی، پتانسیل قابل توجهی در دنیا دارند و امروزه با روند افزایشی مصرف انرژی، بهره برداری از آن ها ضروری می­باشد. یکی از مشکلات راه اندازی این نیروگاه ها زمان لازم و هزینه بالای تاسیسات لازم نسبت به توان تولیدی آن ها است. علاوه بر این با توجه به قابلیت کم ذخیره برق و بالا بودن انعطاف تولید برق در نیروگاه های برق آبی و با توجه به تقاضای برق که دارای مقادیر مختلف و متنوع می باشد بنابراین انتظار می رود که توربین تمایل به تولید برق در بازه های گسترده ای داشته باشد.پمپ­ها به‌عنوان یکی از اجزاء اصلی فرایندهای صنعتی و تولیدی در ابعاد و با ویژگی‌های مختلف در صنایع گوناگون نظیر نفت، گاز، پتروشیمی، تولید برق، فرآوری مواد غذایی و بسیاری از صنایع دیگر کاربرد دارند .پمپ سانتریفوژ یکی از دستگاه های رایج بازار ایران است که خوشبختانه در کشور در تمام ابعاد به تولید می رسد و کامل در دسترس تمام مردم می باشد. ازپروانه پمپ سانتریفوژ به عنوان عامل مکانیکی که سبب چرخش شافت پمپ می شود و از یک عدد موتورالکتریکی DC یا ACجهت تبدیل این حرکت مکانیکی شافت به برق استفاده می شود. ژنراتور الکتریکی دستگاهی است برای تبدیل انرژی مکانیکی به انرژی الکتریکی به کار می روند.

در دهه­ های اخیر، در بازار رقابت بین الملل، توسعه تکامل فنی به سمت تولید طرح های فشرده تر با مصرف انرژی کمتر همراه با نوسانات و لرزش کمتر ساخت با ابزارهای دقیق و سریعتر از گذشته در پیش است.

همچنین نیروگاه های برق آبی یکی از روش های تولید برق می باشد که این روش به عنوان منابع پاک و تجدیدپذیر انرژی، پتانسیل قابل توجهی در دنیا دارند و امروزه با روند افزایشی مصرف انرژی، بهره برداری از آن ها ضروری می­باشد.یکی از مشکلات راه اندازی این نیروگاه ها هزینه بالای تاسیسات لازم نسبت به توان تولیدی آن ها است. همچنین بسیاری از این نیروگاه ها دارای ارتفاع ریزش خیلی کم می باشند و توربین های رایج برای کار در این نقاط مناسب نیستند علاوه بر این با توجه به قابلیت کم ذخیره برق و بالا بودن انعطاف تولید برق در نیروگاه های برق آبی و با توجه به تقاضای برق که دارای مقادیر مختلف و متنوع می باشد بنابراین انتظار می رود که توربین تمایل به تولید برق در بازه های گسترده ای داشته باشد. به طور خاص توربین مجبور می­شود با توجه به تقاضا در شرایط عملیاتی مختلف مانند بار جزئی، بار بهینه و بار کامل کار کند که این بار های عملیاتی سبب ایجاد بی ثباتی های هیدرودینامیکی در قالب یک جریان خود را نشان می­دهد.

بنابراین لازم است پمپ های مختلف در کارکرد توربینی را مورد مطالعه قرار داد و از نظر مکانیکی و هیدرولیکی، رفتار آن ها را شناخت. بررسی ها نشان می دهد حداکثر بازده توربینی پمپ در حدود همان بازده ماکزیمم پمپ می باشد. از آنجایی که بازده یک پمپ معمولاً کمتر از بازده توربین است، کاربرد پمپ به جای توربین با یک محدودیت مهم روبرو می شود.

استفاده از مولدهاي الكتريكي جهت تأمين انرژي همگاني زماني ممكن شد كه با رشد علم و تكنولوژي،امكان تغيير ولتاژ الكتريكي متناوب و در نتيجه افزايش آن در طول خطوط انتقال انرژي و كاهش آن در انتهاي خطوط به وسيله ترانسفورماتورها فراهم شد.از سال 1880 تاكنون و براي بيش از 130 سال انرژي الكتريكي به منظور رفع نياز مصرف كننده هايي كه روز به روز همزمان با توسعه تكنولوژي رو به افزايش است، از منابع مختلف تامين مي شود. منابعي كه به هر حال لايزال نبوده و پاياني براي آنها وجود دارد. گرچه اولين مولدهاي الكتريكي با انرژي ذغال سنگ كار مي كردند، اما نياز بشر به تأمين انرژي و كشف همزمان منابع ديگر، باعث شده تا امروزه بخش عظيمي از انرژي الكتريكي مورد نياز علاوه برذغال سنگ، از انرژي هست هاي،گاز طبيعي،انرژي آب و نفت توليد شود. با توجه به محدوديتهاي جديد زيست محيطي و افزايش توليد كاهش گازهاي گلخانهاي، تلاش براي جايگزيني منابع سوخت فسيلي با منابع تجديدپذير مانند انرژي خورشيدي،انرژي جزر و مدي درياها و اقيانوسها،انرژي بادي،انرژي زمين گرمايي و غيره در حال انجام است. گرچه مشكلاتي نظير مسائل اقتصادي بر سر راه توسعه اين نوع مولدهاي انرژي وجود دارد.

كشور عزيزمان ايران نيز سهم عمده انرژي خود را از نفت و گاز طبيعي در مقايسه با انرژي هستهاي و آبي تامين مي كند كه نشان دهنده لزوم توسعه نيروگاههاي آبي و هسته اي در آينده مي باشد.

از طرفی نیروگاههای آبی بزرگترین تولید کنندگان برق در ایالات متحده هستند. این نیروگاهها 10 درصد از کل برق مصرفی این کشور را تأمین می کنند. ساخت نیروگاههای از این نوع در ایالتهای که دارای کوهستانهای مرتفع و رودخانه های زیادی هستند ، می تواند منجر به افزایش تولید برق شود.

از بعد ديگر بعلت مشكلات و مسائل زيست محيطي و ارزش مواد سوختي، امروزه در كليه كشورهاي جهان سعي ميشود از انرژي آب جهت توليد برق استفاده گردد. اغلب كشورهاي توسعه يافته عملاً از كليه پتانسيلهاي آبي موجود خود جهت توليد برق استفاده نمودهاند. ساير كشورها نيز به همين نحو سعي دارند كه از اين انرژي طبيعي و رايگان استفاده نمايند. تنها اشكال نيروگاههاي آبي در مقايسه با نيروگاههاي بخار و گازي، بالا بودن سرمايه اوليه و مدت زمان زياد اجراي پروژه ميباشد. اما در عوض عمر اين نيروگاهها طولاني مقايسه رشد نيروگاههاي مختلف طي سالهاي اخير در- و نگهداري آنها نيز كم هزينه ميباشد.

در بعضي كشورها نظير ايران، نيروگاههاي آبي ريز، خيلي كوچك و كوچك را تحت عنوان نيروگاههاي آبي كوچك مينامند. ساخت و بهره برداري در نيروگاههاي آبي كوچك در بسياري از كشورها توسعه زيادي پيدا كرده است. با اين حال قيمت هر كيلو وات نصب شده اين نوع نيروگاهها نسبت به نيروگاههاي بزرگ بيشتر است.

حال لازم است بدانیم  موارد کاربرد پمپ به جای توربین آبی چیست؟

• در کارخانه و کارگاه های کوچک صنعتی در جایی که نیاز به انرژی الکتریسته مصرفی می­باشد. در برخی موارد در پارکها و اماکن عمومی خصوصی، مزارع خصوصی ومنازل،
• در روستاها و مناطق دور دست از شبکه سراسری به طور عمده برای تولید انرژی الکتریسته به منظور روشنایی خانه و یا در بسیاری از کشور های در حال پیشرفت در مواردی که در بالاترین مقدار بار مصرفی شبکه، برق شبکه قطع می گردد. در مناطقی که بنا به دلیلی نظیر صعب العبور بودن، امکان انتقال برق شبکه و سوخت جهت نیروگاه های فسیلی نمی باشد، مورد استفاده قرار می گیرند. از انرژی الکتریسیته خروجی پمپ معکوس به صورت الکتریکی و مکانیکی می توان استفاده نمود.

مزایای پمپ نسبت به توربین

پمپ ها به علت تولید انبوه و در نتیجه قابل دسترس بودن مزایای زیادی نسبت به توربینها دارند که عبارتنداز : تولید انبوه و در دسترس بودن و در نتیجه قسمت ارزان، در حالیکه توربین به صورت سفارشی خرید می گردد و به آسانی قابل دسترس نیست. پمپ برای دامنه مختلف ارتفاع و دبی آب موجود مورد استفاده قرار می گیرد. در اندازه های استاندارد و مختلف و متنوع موجود می باشد. قطعات یدکی پمپ مانند بلبیرینگ، واشر، آب بند، ... به وفور و با قیمت ارزان در بازار موجود می باشد. نصب سریع، با استفاده از اتصالات استاندارد موجود فراوان در بازار. راه اندازی و بهره برداری سریعتر، همچنین تعمیرات و نگهداری آسانتر به دلیل نبودن حساسیت در تامین پره پمپ که این نگرانی در مورد توربین به علت سفارشی بودنوجود دارد که در کل هزینه های تعمیر و نگهداری پمپ خیلی پایین تر می باشد.

مدار طراحی شده با رعایت تمامی ملزومات سیستم انتقال آب، پایپینگ می باشد و همه شیر ها و ابزار های اندازه گیری با رعایت عدم تاثیر گذاشتن بر روی جریان و سیال عبوری در فاصله معین نصب شده است. پمپ سانتریفوژ که نقش اصلی را در مولد برق به عهده دارد که در این دستگاه با جا به جایی مکش و دهش می توان به هدف مربوطه رسید.