ساخت و راه‌اندازی اولین سيستم توليد همزمان برق و حرارت با پايه پيل‌سوختي در کشور

صفحه اصلی

معرفی کمیته

شناخت پیل سوختی

ورود به ناحیه کاربری

نام کاربری :

رمز عبور :

مرابه خاطر بسپار

ثبت نام

رمز عبور را فراموش کرده ام

دوشنبه 1 شهریور 1389

گروه خبری: ایران

نمایش: 892

ساخت و راه‌اندازی اولین سيستم توليد همزمان برق و حرارت با پايه پيل‌سوختي در کشوراولين سيستم توليد همزمان برق و حرارت با پاية پيل‌سوختي 5 كيلووات پس از سه سال تلاش به دست محققان مرکز تحقیقات مهندسی اصفهان ساخته شد. اين سامانه که ساخت آن در پايان سال 1388 به اتمام رسيده بود، پس از سه ماه تست پی‌درپی دوام و پايداري و بهينه‌سازي سامانه، زیر نظر کارشناسان سازمان انرژي‌هاي نو ايران در سايت طالقان نصب گرديداين سيستم قادر است ضمن توليد 5 كيلووات برق متناوب AC، برق 48 ولت و 24 ولت DC مورد نياز تجهيزات جانبي خود را نيز تأمین نمايد. لذا می‌تواند به عنوان يك سيستم پشتيباني مستقل از شبكه برق سراسري مورد استفاده قرار گیرد. هم‌چنين به طور همزمان توسط اين سيستم 7 كيلووات حرارت توليد مي‌گردد که با نصب این واحد در سایت طالقان يك تصوير نمايشگاهي و قابل استفاده براي دانشجويان و محققين آشنا به سامانه پيل‌سوختي ارائه می‌گردد. مشخصات فني این سامانه در جدولی ارائه شده است.
پروژه کاربرد سامانه ساخته شده به عنوان مولد هم‌زمان برق و حرارت پیل‌سوختی (CHP) بر اساس اضافه شدن الحاقيه‌اي به قــرارداد طــراحي و ساخت پيل‌سوختي 5 كيلووات با هدف تدوين دانش فني بين سازمان انرژي‌هاي نو ايران (سانا) و مركز تحقيقات مهندسي اصفهان در سال 1388 می‌باشد.
مهندس رحیم‌زاده رییس دفتر هیدروژن و پیل‌سوختی با اظهار خرسندی از نصب این واحد گفت: «این اولین واحد CHP پیل‌سوختی است که در ایران نصب و راه‌اندازی شده و به لحاظ اندازه و استانداردها مطابق با قرارداد می‌باشد. نصب این واحد گام بزرگی در راستای اهداف سند ملی توسعه پیل‌سوختی محسوب می‌گردد.»
استك‌هاي ساخته شده و مورد استفاده در اين سيستم، نسبت به استك‌هاي قبلي كه در مركز ساخته شده بود به لحاظ حجم و وزن كاهش زيادي پيدا كرده و در آن طراحي نوين جهت سامانه آب‌بندي سوخت، هوا و سيال خنک‌كننده ارائه شده است. اين طرح منحصر به فرد بوده و كارايي سامانه را به ميزان قابل‌توجهي بهبود بخشيده است. هم‌چنين طرح‌هايي ابتكاري جهت كوپل سامانه‌هاي جانبي مديريت حرارت، مديريت سوخت و مديريت اكسيدان به كار گرفته شده است. استفاده از اين طرح‌ها موجب افزايش بازدهي سامانه و كاهش هزينه‌هاي آن شده است.

از گام‌هاي بسيار اساسي كه در خلال ساخت و آماده‌سازي سامانه برداشته شد، تهيه و تدوين نرم‌افزار تست پيل‌سوختي است. آماده‌سازي اين نرم‌افزار در تست و كنترل دقيق کل سامانه پیل‌سوختی و اجزا و بررسی عملكرد آن تأثير مهمي داشته و از مزاياي مهم آن امكان هرگونه تغيير و بهينه سازي متناسب با نيازهاي تعريف شده مي‌باشد. عدم استفاده از نرم‌افزارهاي آماده و بومي‌سازي اين دانش یکی دیگر از مزاياي اساسي اين سامانه است. نرم‌افزار تدوين شده امکان كنترل و دسترسي همراه با تغيير در كليه پارامترهاي قابل دسترسي در اجزاي پيل‌سوختي در طول تست را امكان‌پذير مي‌نمايد. همچنين ثبت جزئي‌ترين داده‌ها در خلال تست جهت استفاده در تست‌هاي بعدي و ترسيم نمودارهاي مورد نياز از دستاوردهاي اين نرم‌افزار است.
با آغاز سال 1389، تست‌هاي دوام و طولاني مدت پيل‌سوختي آغاز گرديد و عيوب جزيي با تلاش محققين مركز برطرف گرديد. پس از سه ماه تست مداوم و لحاظ كردن نظر ناظرين محترم سازمان انرژي‌هاي نو ايران در بازديدهای مكرر از پروژة در حال كار، سامانه جهت نصب در سايت كارفرما آماده گرديد. در نيمه دوم تيرماه سامانه به سايت كارفرما در طالقان منتقل شده و نصب گرديد.
انجام تست‌هاي موفقيت‌آميز در سايت كارفرما، نمايانگر طراحي صحيح و ساخت عالي سامانه است. سامانه ساخته شده داراي خروجي‌هاي DC و AC مي‌باشد كه از هر دو مي‌توان استفاده كرد. ساخت سامانه مبدل الکتریکی پيل‌سوختي نيز در ايران و به دست جهادگران پرتلاش جهاد دانشگاهي دانشگاه علم و صنعت انجام گرديد و علي‌رغم ساخت اين دستگاه براي اولين بار در كشور، نتايج به دست آمده بسيار خوب و قابل قبول است.
مهندس رحیم‌زاده اشاره داشت که گام دوم توسعه یعنی ساخت CHP 10 کیلووات را نیز با مرکز تحقیقات مهندسی اصفهان ادامه خواهند داد. وی تأکید نمود: «این مرکز از پتانسیل نیروی انسانی، سخت‌افزاری و نرم‌افزاری خوبی برخوردار شده است و قطعاً گام دوم را با کیفیت بهتری خواهد پیمود. قرارداد دوم با وجود توان دو برابر با همان قیمت قبلی و حتی تا حدی کمتر بسته شده است که نمایانگر رشد و شناخت این فناوری در کشور و تا حدودی بومی‌ شدن آن است.»
وی در مورد اهداف آتی کمیته اظهار داشت: «در سال جاری با افزایش بودجه گام‌های سریع‌تری برداشته خواهد شد. مطابق اهداف سند و برنامه عملیاتی همه اجزای پیل‌سوختی بومی‌سازی خواهد شد و بدین منظور قراردادهایی با چندین مرکز آموزشی و پژوهشی منعقد شده است.
هم‌چنین مجوز ساخت و توزیع 20 واحد پیل‌سوختی از کمیته راهبری اخذ شده و در حال برنامه‌ریزی دقیق جهت اجرا هستیم. البته توزیع این واحدها در راستای توسعه و شناخت فناوری است نه توسعه بازار و تنها یک بازار ویژه دولتی ایجاد می‌شود.»
آقای مهندس کوشا معاون پژوهشی مركز تحقيقات مهندسي اصفهان در مورد روند توسعه سامانه پیل‌سوختی 5 کیلووات در مرکز اظهار داشت: «مرکز با تکيه بر تجربيات به‌دست آمده از فعاليت‌های انجام شده در زمينه پيل‌هاي سوختي پليمري و تجربه ساخت استك‌ها و سيستم‌هاي پيل‌سوختي در ابعاد و توان‌هاي مختلف، تمامی نيروها و امكانــات خود را در كسب دانش فني و به كار بــردن آن در طـــراحي و ساخت سيستم 5 كيلووات (توان کل 7 کيلووات) به‌کار گرفت. اين فعاليت‌ها با فراز و نشيب‌هايي همراه بود. با حركت در چارچوب برنامة تعيين شده، گام‌هاي محكمي در تدوين دانش فني برداشته شد و اجزاي پيل‌سوختي مورد شناسايي قرار گرفته و متناسب با تجهيزات و امکانات موجود و قابل دسترس، طراحي پيل‌سوختي صورت گرفت.»
در اين زمينه مدل‌سازي‌هاي کامپیوتری گوناگونی انجام گرفته و نتايج حاصل در بهينه‌سازي پيل‌سوختي استفاده گرديده است.
همزمان با طراحي اجزا و شروع ساخت آن‌ها، طراحي و مونتاژ كل سامانه و برنامه‌اي در نحوة انجام آزمايشات لازمه به منظور بررسي عملكرد سامانه مورد بررسي قرار گرفت. با توجه به عدم وجود دستگاه تست پيل‌سوختي براي تست پيل‌هاي با توان بالا در كشور (دستگاه‌های تست محدود موجود در کشور، تنها برای تست تک سل‌ها مناسب هستند)، ساخت دستگاه تست، در كنار ساخت پيل‌سوختي مد نظر قرار گرفته و در اين زمينه نيز برنامه‌ريزي‌هاي لازمه انجام گرفت و نهايتاً متخصصين اقدام به طراحي اجزای سامانه تست پيل‌سوختي كردند.
در طي مدت 30 ماه، طراحی و ساخت اجزاي پيل، تست‌هاي مرحله‌اي آن، ساخت دستگاه تست، تهيه اجزا و تجهيزات جنبي پيل‌سوختي نظير كمپرسور، پمپ هيدروژن و رگلاتور و... پيگيري گرديد. پس از انجام تست‌هاي مقدماتي بر روي تك پيل و يك توده 5 تايي، اولين مجموعة 5/3 كيلوواتي در اواسط سال 1387 ساخته و مورد آزمايش قرار گرفته و با بهينه‌سازي و افزايش كارايي اجزاء در اوايل سال 1388 مجموعة 5 كيلوواتي آ‌ماده مونتاژ و تست گرديد. در سال 1388 با اضافه شدن الحاقيه‌اي به قرارداد قبلي، استفاده همزمان از گرما و الكتريسيته (CHP) در پيل ساخته شده در نظر گرفته شد. در طي سال 1388 با انجام تست‌هاي مختلف، سامانه 7 كيلووات با توجه به استفاده از گرمای تولیدی آن مورد بررسي و بهينه‌سازي قرار گرفت و در پايان سال 1388 سامانه به طور موفقيت‌آميز مونتاژ گرديد.»
مهندس فقيه ايمانی مدير گروه پيل‌سوختي مركز تحقيقات مهندسي اصفهان گفت: «با اتمام این پروژه، مهم‌تــرين موضوع در اهداف كوتــاه‌ مدت سند راهبرد ملی یعنی طــراحي و ساخت يك سامانه پيــل‌سوختي پليمري 5 كيلووات و بومي كردن دانش آن محقق گشت.
به نظر می‌رسد با تداوم برنامه‌ريزی اعضای کميته راهبری برای ساخت نمونه‌های بعدی از اين سامانه، بتوان با بهينه‌سازی سيستم، وزن و حجم و قيمت را به مقدار قابل‌توجهی کاهش داد.»

او ادامه داد: «در نمونه ده کيلوواتی بعدی که طراحی آن شروع شده، صفحات دو قطبی به طور کامل در مرکز ساخته شده و تلاش بر آن خواهد بود که اجزای ديگری از پيل نيز از داخل کشور تهيه شده و گامی اساسی در جهت کاهش وابستگی در ساخت پيل‌سوختی در کشور برداشته شود. هر چند که در پروژه‌های قبلی نيز قسمت اعظم تجهيزات جانبي نصب شده، از بازار داخل تهيه شده است.»
اعضای تيم پروژه:
مدیر گروه: مهندس باقر فقیه ایمانی
مدير پروژه: مهندس محمد رضا اشرف خراسانی
دکتر سعيد اصغری مسئول بخش مکانيک گروه و همکارانشان مهندس علی مکملی، مهندس هومن اخگر، مهندس اميد صبوری، احمد علی عسگريان، مهدی اميری، ناصر مسائلی و مرحوم مهندس محمد حسين شاهسمندی
مهندس مهدی زمانی مسئول بخش کنترل گروه و همکارانشان مهندس ابراهيم نصر، مهندس امير امينی، مهندس هادی گورابی، مهندس امير حکمت پناه و دکتر غلامی
مهندس حامد شکرچی‌زاده و همکارانشان مهندس محمد نصر و مهندس ايثار دشتی
و حسين پورداوود

مشخصات فني اولين سامانه توليد همزمان برق و حرارت بر پايه پيل‌سوختي پليمري 5 كيلووات در كشور

منبع:

نشزیه هیدروژن و پیل سوختی

پایان مطلب

صفحه اصلی اخبار

بازگشت به صفحه اصلی

دسترسی ها