Utoaji wa Nishati wa Pamoja | Nishati ya Joto na Umeme

Uchumi wa nishati pia inatafsiriwa kama nishati ya joto na nguvu au nishati ya joto na nguvu zaidi. Kama anavyoonesha jina lake, uchumi wa nishati unafanya kazi kwa kutumia chanzo moja cha mkaa kutokufanya nishati tofauti mbili. Katika hizi nishati tofauti, moja lazima kuwa joto au nishati ya joto na nyingine ni nishati ya umeme au nguvu ya mifano.

Uchumi wa nishati ni njia bora zaidi, inayoweza kusikilizwa, safi na inayofaa kutumia mkaa. Mkaa unatumika unaweza kuwa gasi za asili, mafuta, diesel, propane, mti, bassage, mkoa na kadhalika. Inafanya kazi kwa msingi rahisi, ambayo ni mkaa unatumika kutengeneza umeme na umeme huo unafanya joto na joto hilo hutumika kukunywa maji kupata maji moto, kwa maeneo ya kupaka joto na hata katika uchafuzi wa nyumba.

Katika viwanja vya umeme vya kawaida, mkaa unakulwa katika boiler, ambayo kwa muhula huunda maji moto wenye shindi. Maji moto haya yenye shindi yanatumika kudorisha tribune, ambayo kwa muhula yanaelekezwa kwenye alternator na kwa hivyo kudorisha alternator kutengeneza nishati ya umeme.

Maji moto yanayotoka kutoka kwenye turbine yanapewa kwenye condenser, ambako yanapungua joto na kuathiri kuwa maji na kwa hivyo kurudi kwenye boiler kwa kutengeneza nishati ya umeme zaidi. Ufanisi wa viwanja vya umeme vya kawaida ni tu 35%. Katika viwanja vya uchumi wa nishati maji moto wenye shindi madogo yanayotoka kutoka kwenye turbine hayaposimamiwa kuwa maji, ila yanatumika kwa kupaka joto au kupunguza joto katika nyumba na vitengo, kama maji moto haya wenye shindi madogo yanayotoka kutoka kwenye turbine yana nishati ya joto ya juu.

Viwanja vya uchumi wa nishati yana ufanisi wa juu wa karibu 80 - 90%. India, uwezo wa kutengeneza nishati kutoka viwanja vya uchumi wa nishati ni zaidi ya 20,000 MW. Viwanja vya uchumi wa nishati vya kibaisi vilivyotengenezwa na Thomas Edison vilijengwa New York mwaka 1882.

Kama inavyoonyeshwa kwenye diagramu hapo juu, katika viwanja vya umeme vya kawaida, tukipatia mkaa kama input tunapata nishati ya umeme na hasara kama output lakini kwa hali ya uchumi wa nishati tukipatia mkaa kama input, output ni nishati ya umeme, joto au nishati ya joto na hasara.

Katika viwanja vya umeme vya kawaida, na 100% ya nishati ya input, tu 45% ya nishati inatumika na bakari 55% inaharibiwa lakini na uchumi wa nishati, nishati nzima inatumika ni 80% na nishati inayoharibiwa ni tu 20%. Hii inamaanisha kwamba na uchumi wa nishati, matumizi ya mkaa ni zaidi ya faida na imara na kwa hivyo zaidi ya kiuchumi.

Haja ya Uchumi wa Nishati

• Uchumi wa nishati unasaidia kuboresha ufanisi wa viwanja.

• Uchumi wa nishati unaongeza utambuzi wa hewa wa particulate matter, nitrous oxides, sulphur dioxide, mercury na carbon dioxide ambayo ingeweza kusababisha athari ya chombo la joto.

• Unaongeza gharama za uzalishaji na kuboresha ukubwa wa uzalishaji.

• Mfumo wa uchumi wa nishati unasaidia kupunguza matumizi ya maji na gharama za maji.

• Mfumo wa uchumi wa nishati unazidi kuwa kiuchumi kuliko viwanja vya umeme vya kawaida.

Aina za Viwanja vya Uchumi wa Nishati

Katika mfumo wa viwanja vya nishati na joto, kuna turbine ya maji au gasi ambayo hutumia maji moto na hudorisha alternator. Pia kuna heat exchanger wa wastani unayoitwa katika viwanja vya uchumi wa nishati, ambayo hutuma upinde wa joto au gasi kutoka kwenye generator wa umeme kutengeneza maji moto au maji moto.
Kuna aina mbili za viwanja vya uchumi wa nishati, kama vile-

• Viwanja vya topping cycle power plant

• Viwanja vya bottoming cycle power plant

Topping Cycle Power Plant

Katika aina hii ya viwanja vya Combine Heat and Power, umeme hutengenezwa kwanza na baadaye maji moto au exhaust yanatumika kwa kupaka maji au nyumba. Kuna aina nne za topping cycles.

1. Combined-cycle topping CHP plant- Katika aina hii ya viwanja, mkaa unakulwa kwanza katika boiler ya maji moto. Maji moto yanayopatikana katika boiler yanatumika kudorisha turbine na kwa hivyo generator wa synchronous ambao kwa muhula hutengeneza nishati ya umeme. Exhaust kutoka kwenye turbine hii inaweza kutumika kutoa joto lenye faida, au kunapeleka kwenye mfumo wa kupata upinde wa joto kutengeneza maji moto, ambayo inaweza kutumika kudorisha turbine ya maji moto ya pili.

2. Steam-turbine topping CHP Plant- Hapa mkaa unakulwa kutengeneza maji moto, ambayo hutengeneza nguvu. Maji moto yanayopanda yanatumika kama maji moto wenye shindi madogo kwa kupaka maji kwa ajili ya malengo mengi.

3. Water turbine topping CHP Plant- Katika aina hii ya viwanja vya CHP, jacket ya maji ya kupunguza joto inatumika kwenye mfumo wa kupata upinde wa joto kutengeneza maji moto au maji moto kwa ajili ya kupaka joto.

4. Gas turbine topping CHP plant- Katika viwanja hivi ya topping, turbine iliyotumia mkaa wa asili inatumika kudorisha generator wa synchronous kutengeneza umeme. Exhaust gas inapeleka kwenye boiler ya kupata upinde wa joto ambapo inatumika kutengeneza maji moto, au kutengeneza joto lenye faida kwa ajili ya kupaka joto.

Bottoming Cycle Power Plant

Kama jinasi lake linainisha, bottoming cycle ni vipengele vyenye vipengele vya topping cycle. Katika aina hii ya viwanja vya CHP, upinde wa joto wa juu kutoka kwenye mifano ya usimamizi unatumika kutengeneza maji moto, na maji moto haya yanatumika kutengeneza nishati ya umeme. Katika aina hii ya cycle, hakuna mkaa zaidi unazotumika kutengeneza umeme, kama mkaa tayari amekulwa katika mifano ya usimamizi.

Misemo ya Viwanja vya Uchumi wa Nishati

• Viwanja vya Combine heat power ambavyo hutumia upinde wa joto katika flue gas yanayotoka kutoka kwenye turbines za gasi.

• Viwanja vya steam turbine Combine heat power ambavyo hutumia mfumo wa kupaka joto kama jet steam condenser kwa turbine ya maji moto.

• Fuel cells za molten-carbonate zina exhaust moto, inayofaa sana kwa kupaka joto.

• Viwanja vya combined cycle power ambavyo vinapatikana kwa Combine Heat and Power.

Taarifa: Respect the original, good articles worth sharing, if there is infringement please contact delete.