صرفه‌جویی آب در سیستم‌های تولید برق: پتانسیل و هزینه

نیروگاه ها سهم عمده ای از مصرف آب های زیرزمینی را به خود اختصاص می دهند. به منظور کاهش آب مصرفی در نیروگاه ها، فعالیت های مختلفی نظیر تبدیل برج های تقطیر مرطوب نیروگاه های حرارتی به برج های تقطیر خشک و سرمایه گذاری بر روی منابع انرژی تجدیدپذیر در صنعت برق کشور موردتوجه واقع شده است. لیکن، راه کارهای مذکور به عنوان راه کار میان مدت و بلندمدت با چالش هایی نظیر هزینه سرمایه گذاری بالا و افت بازده نیروگاه های هدف همراه است. در این مقاله، کمینه سازی آب مصرفی مجموعه نیروگاه ها در شرایط بهره برداری به عنوان راه کار کوتاه مدت موردتوجه واقع شده است. بدیهی است که این راه کار پتانسیل محدودی در صرفه جویی آب داشته، لحاظ هدف مذکور افزایش هزینه تولید برق را در پی خواهد داشت. لذا، هدف این مقاله ارزیابی پتانسیل مذکور در صرفه جویی و تخمین هزینه های مربوطه است. به منظور اجتناب از افزایش چشم گیر هزینه ها، مسئله توزیع اقتصادی توان به صورت یک مدل چند تابع هدفه با هدف کاهش هزینه و آب مصرفی ارائه شده است. به این منظور، ابتدا مسئله توزیع اقتصادی توان با لحاظ آب مصرفی نیروگاه ها مدل سازی می شود. سپس، روش حل مدل پیشنهادی تشریح می گردد. در ادامه، روند استخراج تابع هزینه صرفه جویی آب مصرفی سیستم های تولید انرژی الکتریکی ارائه می گردد. در انتها، مدل و روش ارائه شده بر روی یک سیستم تولید نمونه پیاده سازی شده و نتایج حاصله ارائه و مورد بحث واقع می شود.

Water Saving in Electricity Generation System: Potential and Cost

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 multiobjective 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.