در این روزها تحقیقات زیادی برای افزایش بازده نیروگاه‌های گازی و کاهش آثار زیست محیطی آنها انجام شده است به همین دلیل با توجه به افزایش جمعیت و پیشرفت فناوری، مصرف انرژی الکتریکی در سراسر جهان به عنوان پاک‌ترین صورت انرژی، افزایش یافته است.
آلایندگی بالا و محدود بودن منابع سوخت‌های فسیلی انگیزه‌ای قوی برای بهبود کارایی تبدیل سوخت به انرژی الکتریکی به وجود آورده است و در همین راستا راهکارهای متفاوتی با توجه به نوع نیروگاه پیشنهاد شده‌است.
نیروگاه بخار
در نیروگاه‌های بخار انرژی لازم برای چرخاندن توربین بخار از طریق تولید بخار آب، با سوزاندن سوخت‌های فسیلی تامین می‌شود.
برای افزایش بازده و کاهش مصرف سوخت در این نیروگاه‌ها از انرژی‌های تجدیدپذیر، به کارگیری توربین گازی در چرخه ی رانکین و بازیابی حرارت هدررفته به وسیله زیرکش دیگ بخار استفاده می‌شود.
علت راندمان پایین نیروگاه بخار، نداشتن توانایی استفاده از همه انرژی بخار خروجی از توربین بخار است. متوسط راندمان این نیروگاه‌ها در کشور در سال 1395، 6/36% بوده است.
اساس کار نیروگاه های گازی
اساس کار نیروگاه‌های گازی، چرخه‌ی برایتون است. در این نیروگاه‌ها از توربین گازی برای تولید برق استفاده می‌شود.
این توربین‌ها ماشین‌هایی با دبی حجمی ثابت است و با توجه به این که هوا سیال عامل این نوع توربین‌ها است.
بیشترین راهکارهای افزایش بازده در این نیروگاه‌ها مربوط به کاهش دمای هوای ورودی به توربین گازی است تا بدین وسیله دبی جرمی هوای ورودی به آن را افزایش دهند.
در این نیروگاه‌ها بیشترین میزان اتلاف انرژی در فرایند احتراق اتفاق می‌افتد که میتوان میزان این هدررفت را با پیش گرم کردن هوای ورودی به محفظه‌ی احتراق کاهش داد.
نیروگاه سیکل ترکیبی
نیروگاه چرخه ترکیبی شامل توربین بخار و توربین گازی است. این نیروگاه‌ها با توجه به عملکرد مناسب در اوج مصرف و آلودگی کمتر، استفاده گسترده‌ای دارد. برای افزایش راندمان این نیروگاه‌ها میتوان از سامانه تزریق بخار استفاده کرد که باعث کاهش مقدار NOx تولیدی نیز می‌شود.
راهکار دیگر برای افزایش بازده، استفاده از سامانه های سردسازی هوای ورودی به توربین گازی است.
در این نیروگاه‌ها مقدار رطوبت نسبی هوای ورودی تعیین کننده‌ی نیاز به استفاده از سامانه هوای سردسازی می‌باشد و از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. همچنین می‌تواند راندمان این نوع نیروگاه را تا 60% برساند.
در ایران سهم تولید نیروگاه‌های مختلف در سال 1395 در تولید الکتریسیته به شرح زیر است:
- نیروگاه بخار 4/29%
- نیروگاه گازی 5/26%
- نیروگاه چرخه ترکیبی 9/35%
- نیروگاه آبی، اتمی و تجدیدپذیر 2/8%
در این میان، سوخت مصرفی بیش از %93 این نیروگاه‌ها، فسیلی است که با توجه به منابع محدود این نوع سوخت و آثار زیست محیطی آن، به کارگیری راه کارهای مناسب برای بهبود بازده می‌تواند عاملی موثر در کاهش مصرف سوخت و آلودگی هوای ناشی از نیروگاه‌ها باشد.
