صرفه‌جويي آب در سيستم‌هاي توليد برق: پتانسيل و هزينه

Water Saving in Electricity Generation System: Potential and Cost

نيروگاه­ها سهم عمده­اي از مصرف آب­هاي زيرزميني را به خود اختصاص مي­دهند. به ­منظور كاهش آب مصرفي در نيروگاه­ها، فعاليت­هاي مختلفي نظير تبديل برج­هاي تقطير مرطوب نيروگاه­هاي حرارتي به برج­هاي تقطير خشك و سرمايه­ گذاري بر روي منابع انرژي تجديدپذير در صنعت برق كشور موردتوجه واقع شده است. ليكن، راه­كارهاي مذكور به ­عنوان راه­كار ميان­مدت و بلندمدت با چالش­هايي نظير هزينه سرمايه­گذاري بالا و افت بازده نيروگاه­هاي هدف همراه است. در اين مقاله، كمينه ­سازي آب مصرفي مجموعه نيروگاه ­ها در شرايط بهره ­برداري به­ عنوان راه­كار كوتاه ­مدت موردتوجه واقع شده است. بديهي است كه اين راه­كار پتانسيل محدودي در صرفه ­جويي آب داشته، لحاظ هدف مذكور افزايش هزينه توليد برق را در پي خواهد داشت. لذا، هدف اين مقاله ارزيابي پتانسيل مذكور در صرفه­جويي و تخمين هزينه­ هاي مربوطه است. به­ منظور اجتناب از افزايش چشم­گير هزينه ­ها، مسئله توزيع اقتصادي توان به ­صورت يك مدل چند تابع هدفه با هدف كاهش هزينه و آب مصرفي ارائه شده است. به اين منظور، ابتدا مسئله توزيع اقتصادي توان با لحاظ آب مصرفي نيروگاه ­ها مدل­سازي مي­شود. سپس، روش حل مدل پيشنهادي تشريح مي­گردد. در ادامه، روند استخراج تابع هزينه صرفه­جويي آب مصرفي سيستم­هاي توليد انرژي الكتريكي ارائه مي­گردد. در انتها، مدل و روش ارائه ­شده بر روي يك سيستم توليد نمونه پياده­سازي شده و نتايج حاصله ارائه و مورد بحث واقع مي­شود.

Power plants have noticeable share from underground water consumption. In order to make some water savings, different approaches such as replacing wet cooling towers and installing renewable energy sources have been proposed. These medium and long term approaches however need huge investments and may degrade performance of the system. This paper discusses generation system water consumption minimization as a short term solution. To do so, conventional economic dispatch problem is extended to a multi-objective problem where a linear combination of electricity generation cost and water consumption is minimized. The paper presents estimation procedure of water saving cost function in a generation system. Then, a test system is applied to determine potentials and costs of saving water in a generation system. Different studies are conducted and the results are presented. Finally, water saving cost function is estimated for the generation system. According to the results, some relevant conclusions are drawn.