امروزه همه ما با قطعی برق مواجه شده‌ایم! اما آیا تا به حال به این فکر کرده‌اید که چرا گاهی برق در زمان‌هایی خاص قطع می‌شود یا نوساناتی در ولتاژ برق رخ می‌دهد؟ یکی از پاسخ‌های کلیدی، ناترازی انرژی در شبکه برق است. ناترازی زمانی رخ می‌دهد که میزان برق تولیدی با تقاضای لحظه‌ای هماهنگ نباشد. در بسیاری از کشورها، خصوصاً در ایام گرم سال که کولرها و وسایل سرمایشی با شدت کار می‌کنند، مصرف برق از توان تولید فراتر می‌رود. این عدم توازن شبکه برق را دچار اختلال کرده، به تجهیزات آسیب می‌زند و حتی منجر به خاموشی‌های گسترده می‌شود. مدیریت ناترازی، یکی از مهم‌ترین چالش‌های صنعت برق در دوران گذار به انرژی‌های تجدیدپذیر است. زیرا منابعی مانند خورشید و باد پایدار نبوده و همواره در دسترس نیستند. پس ما نیاز به راهکارهایی حساب شده و علمی برای مقابله با این عدم تعادل داریم.

چرا استفاده از فناوری‌های جدید در مدیریت ناترازی مهم است؟

با پیشرفت فناوری، راهکارهای جدیدی برای جبران ناترازی شبکه‌های برق معرفی شده‌اند. از جمله این فناوری‌ها می‌توان به ذخیره‌سازهای باتری، هوش مصنوعی در پیش‌بینی تقاضا و مهم‌تر از همه استفاده از منابع حرارتی پنهان مانند گرمای پسماند اشاره کرد. در این میان، فناوری ORC یا همان چرخه رانکین آلی به عنوان یک راه‌حل خلاقانه و کاربردی مطرح شده است. ORC با استفاده از گرمایی که در فرایندهای صنعتی به‌صورت اتلاف بیرون می‌رفت، انرژی الکتریکی تولید می‌کند. این انرژی تولیدی در زمان‌هایی که شبکه دچار کمبود عرضه است، به مدار بازمی‌گردد و به تعادل سیستم کمک می‌کند.

چرخه رانکین آلی (ORC) چیست و چگونه کار می‌کند؟

چرخه رانکین آلی (ORC) مشابه چرخه رانکین سنتی مورد استفاده در نیروگاه‌های بخار است، اما با یک تفاوت مهم: در ORC از سیالات آلی با نقطه جوش پایین‌تر به‌جای آب استفاده می‌شود. این ویژگی به ORC اجازه می‌دهد که از منابع حرارتی با دمای پایین‌تر، مانند گرمای پسماند کارخانه‌ها یا انرژی‌های تجدیدپذیر کم‌دما (مانند زمین‌گرمایی کم‌عمق)، برق تولید کند. فرایند کار به این صورت است که سیال آلی در مبدل حرارتی گرم می‌شود، به بخار تبدیل شده، توربین را به حرکت درمی‌آورد و سپس دوباره متراکم شده و چرخه تکرار می‌شود. این فناوری برای صنایعی که به‌طور مداوم گرمای اتلافی تولید می‌کنند، بسیار مفید است. از آنجا که ORC به‌سرعت وارد مدار می‌شود، برای تأمین برق اضطراری و جبران ناترازی در لحظه نیز مناسب است.

نقش ORC در جبران ناترازی انرژی در ساعات اوج مصرف

ساعات اوج مصرف خصوصاً در تابستان، کابوسی برای شبکه‌های برق به‌شمار می‌روند. تقاضای برق به شدت افزایش می‌یابد و نیروگاه‌ها با تمام توان کار می‌کنند. اما همیشه کافی نیستند. اینجاست که ORC مانند یک ناجی وارد عمل می‌شود. با اتصال ORC به منابع حرارتی ثانویه مانند گرمای پسماند صنایع یا انرژی خورشیدی ذخیره‌شده، می‌توان در ساعات اوج مصرف نیز برق تولید کرد.

برتری ORC در این است که برخلاف نیروگاه‌های فسیلی، زمان راه‌اندازی بسیار کمی دارد و با چابکی وارد شبکه می‌شود. همچنین، این فناوری با کاهش فشار بر واحدهای تولیدی اصلی، عمر تجهیزات را افزایش داده و هزینه‌های نگهداری را کاهش می‌دهد. به این ترتیب، ORC نقشی مهمی در کنترل ناترازی و تثبیت عملکرد شبکه برق ایفا می‌کند.

ORC چگونه در نبود منابع متناوب مثل باد یا خورشید کار می‌کند؟

یکی از چالش‌های اصلی منابع تجدیدپذیر مانند انرژی خورشیدی و بادی، عدم پیوستگی در تولید برق است. خورشید همیشه نمی‌تابد و باد هم همیشه نمی‌وزد. در چنین شرایطی، استفاده از ORC به‌عنوان یک فناوری مکمل اهمیت زیادی پیدا می‌کند. به‌عنوان مثال، در روزهای ابری یا شب هنگام که تولید برق خورشیدی به صفر می‌رسد، ORC با استفاده از حرارت ذخیره‌شده در سیستم‌های حرارتی، وارد مدار می‌شود. همچنین در مزارع بادی که دچار افت تولید می‌شوند، گرمای پسماند صنعتی برای تغذیه ORC به کار می‌رود و بخشی از بار شبکه را تأمین می‌کند. این ویژگی باعث می‌شود ORC در تعادل عرضه و تقاضا در سیستم‌های ترکیبی انرژی‌های نو نقش مهمی ایفا کند.

مزایای کوتاه‌مدت و بلندمدت ORC در کاهش ناترازی انرژی

در کوتاه‌مدت، استفاده از ORC به کاهش پیک‌های مصرفی، افزایش تاب‌آوری شبکه و کاهش وابستگی به سوخت‌های فسیلی کمک می‌کند. در شرایط اضطراری نیز، ORC به‌سرعت وارد مدار می‌شود و به نیاز شبکه پاسخ می‌دهد. این فناوری در مواقع بحران یا قطعی‌های احتمالی، پایداری بیشتری برای مصرف‌کنندگان به همراه می‌آورد.

در بلندمدت اما مزایای آن چشمگیرتر است. توسعه ORC در صنایع مختلف، باعث بازیابی انرژی‌های هدررفته، کاهش گازهای گلخانه‌ای، صرفه‌جویی در هزینه‌های تولید انرژی و توسعه پایدار می‌شود. همچنین با استفاده از ORC، می‌توان زیرساختی ایجاد کرد که توان هماهنگی بهتری با منابع تجدیدپذیر داشته باشد. به بیان ساده‌تر، ORC پاسخی برای امروز است و سرمایه‌گذاری عالی برای آینده انرژی کشور محسوب می‌شود.

کدام صنایع بیشترین سود را از ORC در مقابله با ناترازی می‌برند؟

ORC در صنایعی که به‌صورت مداوم گرمای زائد تولید می‌کنند کاربرد فراوان دارد. صنایعی مانند فولاد، سیمان، پتروشیمی، کاغذسازی و پالایشگاه‌ها از جمله مصرف‌کنندگان بزرگ انرژی‌اند که همزمان با مصرف بالا، حجم بالایی از گرمای پسماند نیز دارند. این گرما، که تاکنون عمدتاً بدون استفاده به محیط باز می‌رفت، منبعی برای تولید برق به کمک ORC است.

از سوی دیگر، بیمارستان‌ها، مراکز داده و حتی برخی مناطق شهری که گرمای مرکزی دارند، نیز قابلیت بهره‌گیری از ORC را دارند. همچنین، نیروگاه‌های حرارتی کوچک و متوسط که با راندمان پایین کار می‌کنند با افزودن ORC می‌توانند بهره‌وری خود را افزایش داده و به تعادل‌بخشی شبکه کمک کنند. بنابراین دامنه کاربرد ORC در مقابله با ناترازی گسترده و متنوع است.

چرا آینده مدیریت ناترازی به ORC وابسته است؟

با رشد مصرف انرژی و گذار به سمت انرژی‌های تجدیدپذیر، ناترازی انرژی به چالشی بزرگ تبدیل شده است. در این میان، فناوری‌هایی که توان استفاده از منابع حرارتی غیرفعال و در دسترس را دارند، می‌توانند کلید حل این بحران باشند. ORC از جمله فناوری‌هایی است که هم از نظر اقتصادی مقرون‌به‌صرفه و هم از نظر زیست‌محیطی قابل اتکا است. از آنجا که توسعه زیرساختی ORC نیاز به سرمایه‌گذاری‌های عظیم ندارد و در کنار سیستم‌های موجود نصب می‌شود، می‌تواند به‌سرعت فراگیر شود. کشورهایی که در مدیریت ناترازی پیشرو هستند، همگی استفاده از ORC را در برنامه‌های خود گنجانده‌اند. ایران نیز، با توجه به حجم بالای گرمای اتلافی در صنایع، می‌تواند از ORC به عنوان یکی از ارکان پایداری شبکه برق در آینده بهره بگیرد.

شرکت انرژی پاک آرویج؛ پیشرو در پروژه‌های ORC در ایران

در میان شرکت‌های فعال در زمینه انرژی‌های نو در ایران، شرکت انرژی پاک آرویج با تجربه‌ای گسترده در طراحی و اجرای پروژه‌های ORC شناخته می‌شود. این شرکت با تکیه بر دانش فنی، مهندسی دقیق و همکاری با برندهای معتبر جهانی، توانسته پروژه‌های موفقی را در صنایع مختلف اجرا کند. همه مراحل از طراحی سفارشی سیستم ORC متناسب با شرایط حرارتی تا نصب، راه‌اندازی و خدمات پس از فروش، توسط آرویج انجام می‌شود. علاوه‌براین، این شرکت آماده ارائه مشاوره تخصصی به صنایع مختلف برای بهره‌برداری از گرمای پسماند و تبدیل آن به برق است. حضور کارشناسان مجرب، استفاده از تجهیزات به‌روز و تعهد به توسعه پایدار، از جمله ویژگی‌هایی است که آرویج را به گزینه‌ای مطمئن برای صنایع انرژی‌بر تبدیل کرده است.

برای تعادل انرژی، همین حالا اقدام کنید!

اگر شما هم در صنعتی فعالیت می‌کنید که با گرمای زائد روبه‌روست یا در مدیریت هزینه‌های انرژی دچار مشکل هستید، همین حالا وقت آن است که فناوری ORC را در دستور کار خود قرار دهید. شرکت انرژی پاک آرویج آماده است تا با ارائه مشاوره تخصصی رایگان، راهکارهای مناسب و اجرای پروژه‌های بهینه، در کنار شما باشد. با یک تماس ساده، می‌توانید مسیر صرفه‌جویی در انرژی، کاهش ناترازی و حرکت به‌سوی آینده‌ای پایدار را آغاز کنید. امروز تصمیم بگیرید، تا فردایی روشن‌تر برای صنعت و محیط‌زیست بسازید.