ممیزی انرژی ساختمان

مميزی انرژی در ساختمان، شامل يك معاينه‌ دقيق به منظور تعيين چگونگی مصرف انرژی، برآورد ميزان هزينه‌های اوليه، شناسایی فرصت‌های صرفه‌جویی و در نهايت ارائه يك برنامه پيشنهادی و نقشه راه جهت كاهش مصرف انرژی می‌باشد. به‌طور کلی، ممیزی انرژی ساختمان با هدف مدیریت انرژی و استفاده از اقتصادی‌ترین و به‌روزترین راهکارها جهت بهینه‌سازی مصرف حامل‌های انرژی در آن‌ انجام می‌گیرد.
مقايسه مصرف انرژی بين ساختمان‌های كشور با مقدار متناظر آن در كشورهای توسعه‌يافته، گوياي فاصله زياد اين دو مقدار است که تجديد نظر اصولی در سياست‌های مصرف انرژی در بخش ساختمان را ضروری میسازد. بررسیهاي صورت گرفته بيانگر اين واقعيت است که بخش خانگی و ساختمان با مصرف بیش از 40% از کل انرژی مصرفی کشور، بالاترین سهم را در میان سایر بخش‌های اقتصادی شامل صنعت، کشاورزی و حمل و نقل به خود اختصاص داده‌اند. گذشته از فواید بهینه‌سازی مصرف انرژی از دیدگاه حفظ سرمایه‌های ملی، با حذف تدریجی یارانه پرداختی دولت در بخش انرژی و سوخت، به راحتی می‌توان دريافت كه این امر از نظر اقتصادی نیز در آینده‌ی کوتاه‌مدت، فواید چشمگیری به همراه خواهد داشت. راهکارهای مختلفی برای کاهش مصرف انرژی در بخش ساختمان وجود دارد. انتخاب راهکار مناسب برای بهینه‌سازی مصرف انرژی در یک ساختمان، بایستی بر اساس تجزیه و تحلیل مصرف انرژی ساختمان و امکان‌سنجی اقتصادی آن صورت گیرد که این مطالعات و بررسی‌ها در ممیزی انرژی ساختمان انجام می‌شود. در بعضی موارد حتی یک ممیزی، فقط با آگاه‌سازی مردم از چگونگی مصرف انرژی می‌تواند منجر به صرفه‌جویی آنی انرژی شود.  

بازیافت حرارت خروجی از پیش‌گرمکن و خنک‌کن (WHR) در خطوط تولید سیمان

صنعت سیمان یکی از صنایع بزرگ انرژی‌بر محسوب می‌شود که بخش نسبتاً بزرگی از انرژی مصرفی در آن، در طی فرآیند پخت کلینکر به مخلوط سیمان داده و پس از خروج مخلوط از کوره در گریت‌کولرها، بدون استفاده مستقیماً وارد محیط می‌گردد. گازهای داغ خروجی گریت کولرها با دمایی بین ۲۵۰ تا۳۴۰ درجه سانتیگراد و گازهای خروجی پیش‌گرمکن‌ها با دمایی ۳۰۰ تا ۴۰۰ درجه سانتیگراد به محیط تخلیه می‌شود. این درحالیست که با استفاده از بازیافت حرارت خروجی از پیش گرمکن و گریت‌کولرها می‌توان مقادیر قابل توجهی انرژی الکتریکی تولید نمود و اثرات ناشی از مصرف بالای سوخت در این صنایع را نیز کاهش داد.
یک سیستم بازیافت حرارت، شامل بویلرهای بازیاب حرارت HRSG (Heat Recovery Steam Generator) ، توربین بخار، ژنراتور و کندانسور نوع آبی یا هوا خنک می‌باشد. استراتژی بازیافت حرارت، به عوامل متعددی از جمله طراحی بخش‌های مختلف فرآیند تولید سیمان، نوع و مشخصات موادی که برای تولید سیمان به‌کارگرفته می‌شوند، درجه حرارت گازهای گرم خروجی و مسائل اقتصادی آن وابسته است. اما به‌طور متوسط با این روش ۳۰ درصد از انرژی الکتریکی مورد نیاز و حدوداً % ۱۰ از کل انرژی اولیه مورد نیاز کارخانه‌های سیمان قابل تولید است. بازدهی این سیستم حدود ۴۵ تا ۵۰ kwh/ton می‌باشد.
فناوری استفاده از حرارت گازهای خروجی کارخانجات سیمان برای تولید برق، اولین بار توسط شرکت‌های ژاپنی ابداع و به کارگرفته‌شد. در سال ۱۹۸۸، این فناوری برای اولین بار وارد کشور چین شد و حال حاضر شرکت‌های چینی، بزرگترین سهم از بازار این فناوری را در دنیا دارند. بر اساس گزارش IFC(International Financial C orporation ) در سال ۲۰۱۴، نصب ۷۳۹ واحد بازیافت حرارت در کارخانه‌های سیمان این کشور انجام‌شده‌است. از سال ۲۰۱۱، احداث کارخانه جدید سیمان در چین بئون واحد بازیافت حرارت، ممنوع شده‌است. کشورهای هند و ژاپن نیز به ترتیب با ۲۴ و ۲۶ واحد WHR نصب شده، پس از چین، بیشترین استفاده از این فناوری را داشته‌اند.
با توجه به مصوبه سال ۹۴ وزارت نیرو در خصوص خرید تضمینی برق از نیروگاه‌های تجدیدپذیر و پاک و تعرفه ۳۰۵۰ ریال به ازای هر کیلووات ساعت برق تولیدی از بازیافت تلفات در فرآیندهای صنعتی، تولید و فروش این انرژی، توجیه‌پذیر می‌نماید. علاوه بر فروش انرژی، از دیگر عواملی که استفاده از سیستم‌های بازیافت حرارت را توجیه‌پذیر نمودهاست، کاهش آلایندگی زیست محیطی با کاهش چشمگیر میزان انتشار گازهای گلخانه‌ای مانند CO2 و امکان استفاده از مزایای درنظرگرفته‌شده در پیمان بین‌المللی کاهش صدور گازهای گلخانه‌ای (کیوتو) است.
با توجه به مطالب فوق، اخیراً برخی از کارخانه‌های سیمان کشور نیز علاقه‌مند به مطالعه، بررسی فنی و اقتصادی و حتی سرمایه‌گذاری در این خصوص شده‌اند. شکی نیست که پیش از اجرای چنین طرحه‌ایی با حجم سرمایه‌گذاری بالا و مسائل مختلف تأثیرگذار فنی و اقتصادی، به جهت مطالعه همه‌جانبه کلیه پارامترهای مؤثر و ارزیابی پتانسیل موفقیت پروژه، نیاز به انجام مطالعات امکان‌سنجی کاملی است. این مطالعات معمولاً توسط شخص ثالثی خارج از مجموعه سرمایه‌گذاران و شرکای پروژه صورت می‌گیرد و این امکان را فراهم می‌آورد که تمام جوانب مثبت و منفی پروژه یا موقعیت سرمایه‌گذاری سنجیده شود. به‌طور خلاصه می‌توان مهمترین مزایای حاصل از اجرای طرح حاضر را به شرح زیر عنوان نمود:
۱- ایجاد یک فرآیند کنترل‌شده برای ورود به سرمایه‌گذاری (گام نخست در فرآیند تصمیم‌گیری سرمایه گذاران و مدیران)
۲- تجزیه و تحلیل علمی و دقیق طرح از نظر فنی و اقتصادی و مشخص نمودن هم‌زمان مشکلات و مزایا
۳- کاهش ریسک سرمایه‌گذاری و حصول اطمینان از توجیه‌پذیری اقتصادی طرح
۴- شناسایی هزینه‌ها، درآمدها و سود ناشی از اجرای طرح و تحلیل هزینه فایده
۵- بهبود مدیریت و برنامه‌ریزی اجرا (تدوین نقشه راه و برنامه عملیاتی اجرایی طرح)
۶- کمک به بازنگری استراتژی بخش مدیریت انرژی در راستای افزایش کارآیی انرژی، بهره‌وری و سودآوری

استفاده از درایو سرعت متغیر در الکتروموتور فن‌ها

موتورهای الكتريكی براساس امكان توليد گشتاور خروجی مورد نياز تجهيز دواری كه آن را به حركت در می‌آورند (مانند پمپ، فن، كمپرسور و ..) و پس از محاسبه دبی و هد مورد نياز سيستم، انتخاب می‌شوند. اما، از آنجا كه معمولاً محاسبات برای امكان پاسخگويی در سخت‌ترين شرايط انجام و موتور بر اين مبنا انتخاب می‌شود، در بخش بزرگی از عمر موتور، امكان هماهنگی دور موتور با نياز سيستم وجود ندارد و موتور در حالت غير بهينه از لحاظ مصرف انرژی، كار می‌كند. در حالي كه، در اين زمان‌ها موتور می‌تواند با مصرف توان كمتری پاسخگوی نياز سيستم باشد.
درایوهای سرعت متغیر (VFD) تجهیزات کنترلی برای تغییر سرعت چرخش موتورهای AC با تغییر فرکانس تغذیه اعمال شده به موتور هستند.درايوها می‌توانند عملكرد موتورها را با شرايط فرآيندی به‌گونه‌ای هماهنگ سازند كه موتور با توجه به ميزان بار سيستم، توان محرك توليد كرده و در نتيجه از اتلاف انرژی جلوگيری شود. مطالعات نشان می‌دهد، در كاربردهايی نظير پمپ و فن، استفاده از درايوها می‌تواند تا ۵۰ درصد در كاهش مصرف انرژی مؤثر باشد.
به طور خلاصه، مهمترين مزايای حاصل از اجرای طرح عبارتند از:
۱- كاهش مصارف و اتلافات داخلی انرژی، هزينه‌های توليد و قيمت تمام‌شده محصول
۲- افزايش كارآيی انرژی، كاهش شدت انرژی
۳- افزايش بهره‌وری و سودآوری
۴- كاهش جريان راه‌اندازی و افزايش طول عمر موتور
۵- راه اندازی نرم موتور بدون هيچ‌گونه ضربه به قسمت‌های مكانيكی مثل كوپلينگ‌ها، گير بكس، تسمه‌ها، زنجيرها و ... و در نتيجه افزايش طول عمر مفيد موتور و ساير قسمت‌های مكانيكی
۶- امكان كنترل از راه دور و روشن و خاموش نمودن موتور بدون نياز به قطع و وصل برق اصلی
۷- حفاظت موتور در برابر اضافه بار
۸- كاركرد مطمئن موتور در شرايط نوسان ولتاژ تغذيه
۹- امكان تغيير سرعت موتور (از ۲۰ تا ۱۲۰ درصد سرعت نامی موتور) و تعويض جهت چرخش موتور

بهینه‌سازی مصرف انرژی واحدهای بخار

سیستم‌های تولید و توزیع بخار، سهم بزرگی از مصرف انرژی داخلی صنایع مختلفی را به خود اختصاص می‌دهند و در نتیجه، کارکرد غیربهینه آن‌ها، منجر به اتلاف انرژی چشم‌گیری خواهد شد. برای مثال، نشتی حاصل از یک سوراخ ۰.۸ میلی‌متری در خطی با فشار بخار ۷ بار، معادل با اتلاف حدود ۱۵۰۰ لیتر سوخت مایع در سال است و یا در واحدهای بخاری که بیش از ۵ سال به درستی نگهداری نشده‌اند، معمولاً حدود ۱۵ تا ۳۰ درصد از تله‌های بخار معیوب هستند.
بنابراین، پتانسیل صرفه‌جویی انرژی در این بخش بسیار زیاد و بر مبنای مطالعات انجام‌شده، در حدود ۱۵ تا ۲۰ درصد است. به عنوان نمونه، می‌توان تنها با عایق‌کاری خطوط بخار، تا ۹۰ درصد اتلاف حرارت تشعشعی و با اجرای سیستم بازگشت آب کندانس به بویلر، ۱۵ تا ۱۸ درصد، هزینه‌ی سوخت مصرفی و عملیات شیمیایی جهت تهیه آب تغذیه‌ را کاهش داد.
به طور خلاصه، مهمترين مزايای حاصل از اجرای طرح عبارتند از:
۱- کاهش مصارف و اتلافات داخلی انرژی، هزینه‌های تولید و قیمت تمام‌شده‌ محصول
۲- افزايش کارآیی انرژی، کاهش شدت انرژی
۳- کاهش مصرف آب
۴- کاهش احجام و هزینه‌های مصرفی سایر سیستم‌های مرتبط با بخار (مانند سیستم تولید آب دمین، تصفیه کندانس، جمع‌آوری پساب، آب‌های سطحی و ...)
۵- افزایش بهره‌وری و سودآوری
۶- افزايش طول عمرمفید تجهيزات واحد بخار
۷- كاهش هزينه‌های بهره‌برداری، سرويس و نگهداری
۸- کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای و آلایندگی زیست محیطی

سلول‌های فوتوولتائیک

یششص