تاريخچه صنعت برق ايران
مقدمه
در سال ۱۸۷۱ ميلادي ( ۱۲۵۰ هجري شمسي ) ماشين گرام اختراع شد . اين اختراع گامي اساسي در راه ايجاد صنعت برق تجاري بود ، زيرا پس از آن تبديل انرژي مكانيكي (و

هر نوع انرژي ديگري كه بتوان از آن كار مكانيكي به دست آورد ) به انرژي برقي ممكن گرديد
يازده سال پس ازآن، درسال ۱۸۸۲ ميلادي ( ۱۲۶۱ هجري شمسي ) توماس اديسون نخستين موسسه برق تجاري خود را براي تامين روشنايي در يكي از خيابانهاي نيويورك افتتاح كرد
بيان دو واقعه مهم بالا براي درك رابطه زماني بين تاريخ پيدايش صنعت برق در جهان و در ايران خالي از فايده نيست . چنانكه خواهد آمد ، اولين مولد برق در ايران ، سه سال بعد از موسسه برق توماس اديسون به كار افتاد
از ۱۳۰۰ تا ۱۳۱۰
از اوايل سالهاي ۱۳۰۰ به بعد ، با آگاهي و علاقه مند شدن بخش خصوصي به مزاياي برق ، رفته رفته در شهرهاي بزرگ و كوچك ايران ، تاسيساتي براي توليد و توزيع و فروش برق ايجاد شد. اين گونه فعاليتها عموما” درمقياسهاي كوچك ومحدود وبه طور كلي منفك از يكديگر انجام مي گرفت و البته نياز به هماهنگي هم در شرايط آن روزهاي نخستين احساس نمي شد درهمين دوران برخي ازكارخانه هاي صنعتي جديدالتاسيس هم داراي تجهيزات برق اختصاصي شدند كه داد و ستدهايي نيز با موسسات برق شهري داشتند
در ۱۳۱۰
براي نخستين بار ، شبانه روزي كردن برق در تهران در ميان دولتمردان آن زمان مطرح شد و اقدامات اوليه براي تحقق آن صورت گرفت
در ۱۳۱۶
پس از شش سال و با گذراندن نشيب و فراز هاي بسيار ، بلاخره در تاريخ ۲۵ /۶ / ۱۳۱۶ نيروگاه بخاري ساخت كارخانه اشكوداي چكسلواكي با قدرت ۴×۱۶۰۰= ۶۴۰۰ كيلو وات در محل كنوني شركت برق منطقه اي تهران نصب شد و به بهره برداري رسيد
با وجود آن كه در تهران به علت وسعت شهر و موقعيت سياسي و اجتماعي آن ، سرمايه گذاري دولتي در كار برق رساني پيش از همه شهرهاي ديگر آغاز شد ، بخش خصوصي هم در امور برق رساني در تهران فعاليت قابل توجهي داشت به نحوي كه در سال ۱۳۴۱ يعني سال تاسيس سازمان برق ايران تعداد شركتهاي خصوصي كه هر يك در بخشي از شهر تهران فعاليت داشتند به ۳۲ شركت رسيده بود

از ۱۳۲۷ تا ۱۳۳۴
برنامه هفت ساله اول عمراني كشور به اجرا در آمد كه در آن سهمي هم براي توسعه صنعت برق در كشور با هدف تامين مصارف خانگي شهرها و فراهم كردن رفاه اجتماعي منظور شده بود. دراين دوران،سازمان برنامه تعدادي مولدهاي ديزلي ۵۰و ۱۰۰و ۱۵۰ كيلو واتي را خريداري كرد و با بهره ۳ درصد به شهرداريها و شركتهاي برق خصوصي فروخت و چون دريافت كنندگان كمك سازمان برنامه مي بايست تواناييهاي لازم را براي تقبل ۵۰ درصد از سرمايه گذاريها داشته باشند ، طبعا” اعطاي كمكها ، به امكانات مالي شهرها و موسسه هاي وام گيرنده بستگي داشت . به هر صورت در پايان برنامه اول،جمع قدرت نامي نصب شده در كشور به ۴۰ مگاوات و ميزان انرژي توليدي سالانه به حدود ۲۰۰ ميليون كيلو وات ساعت رسيد
از ۱۳۳۴ تا ۱۳۴۱
در اين سالها برنامه هفت ساله عمراني دوم كشور اجرا شد . سهم برق در اين برنامه ، با هدف افزايش توليد برق ، كاهش هزينه هاي توليد و پايين آوردن سطح عمومي نرخها درنظر گرفته شده بود
دراين برنامه بنابر توصيه كارشناسان خارجي و داخلي، براي توسعه تاسيسات برق چهار حوزه

فعاليت به شرح زير منظور گرديد
– منطقه خوزستان
– منطقه تهران
– شهرهاي بزرگ
– شهر هاي كوچك

بدين ترتيب مي توان گفت كه انديشه فراتررفتن از محدوده هر شهر در كار توسعه صنعت برق،در برنامه دوم شكل گرفت. شروع به كاراحداث نيروگاههاي برق آبي مهم كشور شامل سد دز (با ظرفيت اوليه ۱۳۰ مگاوات ) ، سد كرج (با ظرفيت ۹۱ مگا وات) و سد سفيدرود (با ظرفيت اوليه ۳۵ مگاوات) همچنين نيروگاه حرارتي طرشت (به قدرت ۵۰ مگاوات) ازدستاوردهاي اين دوره است
در ۱۳۴۱
برنامه سوم عمراني كشورآغاز شد. با پذيرش نقش زير بنايي صنعت برق،در اين برنامه نيز اعتبارات قابل توجهي براي اين صنعت تخصيص داده شد
در اين برنامه كه ۵/۵ سال به طول انجا ميد(تا آخرسال ۱۳۴۶)،در مجموع،مبلغ ۲۱ميليارد ريال در صنعت برق هزينه گرديد كه به طوركلي سه بخش را در بر مي گرفت

تامين برق مراكز عمده مصرف شامل شهرهاي تهران، اصفهان، شيراز، مشهد، تبريز، رشت –
همدان و ساري
تامين برق ۱۷ شهر متوسط كشورشامل شهرهاي آمل، چالوس،اردبيل،مراغه، لاهيجان،اروميه، يزد –

بهشهر، بوشهر، قزوين ،كرج، بابلسر و كرمانشاه
تامين برق شهرهاي كوچك –

در همين برنامه ، تشكيل سازمان برق ايران به منظور اشراف كلي واعمال مديريت بر برنامه ريزي و اجراي طرحهاي توليد و ايجا د موسسات توليد ، انتقال و توزيع برق و هدايت

سرمايه گذاريها دربخش برق پيش بيني شده بود اين سازمان درتاريخ ۱۳دي ماه۱۳۴۱ رسما” تشكيل يافت و تا پايان سال ۱۳۴۴ كه عملا” دروزارت آب وبرق ادغام شد به انجام وظايف خود ادامه داد
در ۱۳۴۳
قانون تاسيس وزارت آب و برق در تاريخ ۱۶/۱/۱۳۴۳ به دولت ابلاغ شد در بخش برق ، وظايف زير برعهده اين وزارت خانه قرار مي گرفت
تهيه و اجراي برنامه ها و طرحهاي توليد و انتقال نيرو به منظور تاسيس مراكز توليد برق منطقه اي –
و ايجاد شبكه هاي فشار قوي سراسر كشور
اداره تاسيسات برق كه به موجب بندبالاايجاد مي شود و بهره برداري از آنها –
نظارت بر نحوه استفاده از نيروي برق –

سازمان برق ايران در سال ۱۳۴۴ به عنوان واحد برق در وزارت آب و برق ادغام شد، وسازمانهاي ديگري هم كه تاآن زمان به توسط سازمان برنامه ، سازمان برق ايران يا به نحو ديگر به وجود آمده بودند تحت پوشش نظارتي وزارت آب و برق قرار گرفتند
در آذر ماه همين سال اساسنامه شركتهاي برق منطقه اي تدوين شد و بدين ترتيب تعداد ۱۰ شركت برق منطقه اي ( علاوه برسازمان آب و برق خوزستان كه از سال ۱۳۳۹ ايجاد شده بود ) تشكيل يافت كه عبارت بودند از شركتهاي برق منطقه اي ( تهران ) ، )اصفهان ) ، ( خراسان ) ، ( آذربايجان ) ، (فارس) ، (مازندران) ، (گيلان( ،) جنوب شرقي ايران) ، (كرمانشاهان) و (همدان و كردستان(
با تشكيل شركتهاي برق منطقه اي ، صنعت برق كشور صورتي سازمان يافته و منسجم به خود گرفت. حوزه هاي زير پوشش اين شركتهادرابتدا تمامي مساحت كشوررا شامل نمي شد و نوعا” از تقسيمات كشوري نيزپيروي نمي كرد تعداد و حوزه هاي جغرافيايي شركتهاي برق منطقه اي با گذشت زمان مشمول اصلاحاتي گرديد به طوري كه درحال حاضر تعداد آنها به ۱۶ مي رسد و در مجموع تمامي كشور را پوشش مي دهند
در ۱۳۴۷
برنامه چهارم عمراني آغازشد. دراين برنامه كه تاپايان سا

ل ۱۳۵۱ ادامه داشت ، نگرش به صنعت برق به عنوان يك صنعت زيربنايي و با ديد كلان نگر صورت گرفت . احداث خطوط انتقال نيروي سراسري و تاسيس نيروگاههاي نسبتا” بزرگ آبي وحرارتي درطي اين برنامه نضج گرفت، به طوري كه درطول برنامه،جمع قدرت نامي نصب شده در كشور از ۱۵۹۹ مگاوات به ۳۳۵۴ مگاوات ( با رشد متوسط سالانه ۱۶ درصد) وتوليد انرژي برق از ۴۱۳۳ ميليون كيلووات ساعت به۹۵۵۳ ميليون كيلووات ساعت )با رشد متوسط سالانه ۲/۱۸ درصد ) بالغ گرديد و تعداد مشتركان در تعرفه هاي مختلف به ۱۶۶۹ هزار رسيد
در طي اين برنامه ، مسئوليت برق نزديك به ۱۹۰ شهر كشور ب

ر عهده وزارت آب و برق قرار گرفت . برق مورد نياز شهرهاي كوچك ، شهركها و تعدادي از روستاهاي برقدار به توسط بخش خصوصي و يازيرنظر و بامديريت شهرداريها تامين مي شد.تعداد روستاهاي برقدار كشور از ۱۴۸ روستا درآغاز برنامه ، به ۴۹۱ روستا درپايان سال ۱۳۵۱ رسيد
در ۱۳۴۸
به منظور استفاده صحيحتر از منابع و امكان برقراري دادوستد انرژي برقي بين مناطق و كارتوليدوانتقال برق به طور كلان ، شركت توليد وانتقال نيروي برق ايران (توانير) از سال ۱۳۴۸ آغاز به كار كرد. اساسنامه و شرح وظايف اين شركت ، بنا بر ضرورتهاي زمان تا كنون سه بار مورد تجديد نظر قرار گرفته است . ازسال ۱۳۷۵ تا كنون ، اين شركت با نام “سازمان مديريت توليد و انتقال نيروي برق ايران ( توانير ) ” ، فعاليتها و ماموريتهاي معاونت امور
برق وزارت نيرو را نيز برعهده دارد و هدفها وظايف زير را دنبال ميكند

تهيه و تدوين و پيشنهاد استراتژيها و سياستها و برنامه هاي برق كشور –
برنامه ريزي ، نظارت ، كنترل و هدايت برق كشور –
ايجاد هماهنگي و نظارت بر شبكه سراسري برق –
برنامه ريزي و نظارت بر مصارف مختلف برق كشور –
حفظ يكپارچگي و پايداري شبكه سراسري برق كشور –
در ۱۳۵۲
برنامه پنجم عمراني از اين سال آغاز شد و تا پايان سال ۱۳۵۶ ادامه يافت سياستهاي زير بر اجراي برنامه اي صنعت برق در اين برنامه حاكم بود
احداث واحدهاي بزرگ حرارتي در شمال و جنوب كشور به لحاظ دسترسي آسانتر به منابع –
سوخت و سواحل دريا
ايجاد سد بر روي رودخانه هاي بزرگ –
تامين برق مناطق دور افتاده كشور با استفاده از نيروگاههاي ديزلي –

درسالهاي برنامه پنجم، معادل ۱۳۳۲ مگاوات برظرفيت نيروگا ههاي گازي كشورافزوده شد كه علت اصلي آن تاخير دربهره برداري از نيروگاههاي آبي در دست احداث بود دراين برنامه، تا سيس نيروگاههاي هسته اي نيز در دستور كار قرارداشت

 

كه علي رغم هزينه ها و تبليغات فراوان ، نتيجه مشخصي عايد نساخت
به هر صو رت قدرت نصب شده در پا يا ن بر نا مه به ۷۱۰۵ مگا وات ( با ۲/۱۶ درصد رشد متوسط سالانه )،انرژي سالانه توليد شده به ۱۸۹۸۴ ميليون كيلووات ساعت ( با ۷/۱۴ درصد رشد سالانه ) رسيد و تعدادمشتركان به ۳۱۰۵ هزار بالغ گرديد . تا پايان اين برنامه تعدادي از روستاهاي كشور نيز از برق بهره مند شدند
در ۱۳۵۳

باتوجه به اينكه نهادهاو سازمانهاي مختلفي دست ا ندركار مقوله انرژي دركشور بودند و هماهنگي بين آنها ضروري مي نمود ، به موجب لايحه قانوني مصوب ۲۸ / ۱۱ / ۱۳۵۳ با محول شدن برنامه ريزي جامع فعاليتهاي مربوط به انرژي كشور، نام وزارت آب و برق به وزارت نيرو تغييركرد
در ۱۳۵۷
با پيروزي انقلاب اسلا مي ، بازنگري اساسي در خط مشي هاي صنعت برق و هماهنگ ساختن آنها با هدفهاي عالي انقلاب ضرورت يافت. عنايت به مفهوم خودكفايي، سرما يه گذاري دركارخانه هاي توليد كننده تجهيزات مورد نياز صنعت برق ، كوتاه كردن دست مشاوران و پيمانكاران خارجي و توجه به بهره گيري بهينه از تواناييهاي داخلي ، صنعت برق را در راستاي تازه اي قرارداد ، فراهم كردن امكان استفاده گسترده از انرژي برق براي توسعه اقتصادي ، اجتماعي و رفع محروميتها،افقهاي جديدي را فراروي مسئولان صنعت قرار داد
از ۱۳۵۸ تا ۱۳۶۷
در اين سالها كه هشت سال آن مقارن با جنگ تحميلي عراق عليه جمهوري اسلامي ايران بود . صنعت برق ايران خود را موظف مي ديد كه علاوه بر نگهداري و بهره برداري از تاسيسات موجود خود براي حمايت ازمردم و دفاع از پشت جبهه ، توسعه هاي لازم را نيز چه در امر توليدوانتقا ل وچه در جهت توزيع و خدمت رساني به مشتركان انجام دهد . برق ر?³اني به روستاها كه تا پايان سال ۱۳۵۷در۴۲۳۷ روستاهاي نزديك شهرها تحقق يافته بود به صورت يكي ازمحورهاي اساسي فعاليتهاي صنعت برق درآمد به طوري كه درطي دوران جنگ تحميلي ، علي رغم همه دشواريها ، سالانه به طور متوسط بيش از ۱۸۰۰ روستا برقدار گرديد و بدين ترتيب در انتهاي سال ۱۳۶۷ تعدادروستاهاي برقدار كشور از ۴۳۲۷ روستا به ۲۲۵۴۱ روستا رسيده بود درسالهاي اوليه پس ازپيروزي انقلاب اسلامي و درطي دوران جنگ تحميلي ، با وجود همه مشكلات ناشي از جنگ ، صنعت برق به رشد همه جانبه خود ادامه داد. نگاهي مقايسه اي به چند شاخص اصلي مويداين مدعااست
مقايسه ارقام مهم عملكرد صنعت برق در وزات نيرو از پايان سال ۱۳۵۷ تا پايان ۱۳۶۷
شرح ۱۳۵۷ ۱۳۶۷ رشد سالانه (%)
قدرت نصب شده (مگاوات ( ۷۰۲۴ ۱۳۶۸۱ ۶/۹
توليد انرژي سالانه(ميليون كيلووات ساعت ( ۱۷۳۶۸ ۴۳۷۷۵ ۹/۷
حداكثر بار (مگاوات( ۳۴۸۶ ۷۷۶۲ ۸/۳
تعداد مشترك (هزار( ۳۳۹۹ ۸۸۲۸ ۱۰
فروش انرژي (ميليون كيلووات ساعت( ۱۴۱۴۵ ۳۶۱۴۷ ۹/۸
روستاي برقدار ۴۳۲۷ ۲۲۵۴۱ ۱۷/۹

 

از ۱۳۶۸ تا كنون
با پايان گرفتن جنگ تحميلي ،ابتداترميم خسارتهاوخرابيهاي دوران جنگ در كانون توجه مديران و مسئولان صنعت برق قرار گرفت . به عنوان مثال ، بررسيها نشان مي داد كه از قدرت نصب شده كشور ، معادل ۲۲۱۰ مگاوات در اثر آسيبهاي جنگ از مدار خارج است . بااحتساب تاسيسات انتقال نيروو ساير تجهيزات مي توان تصور كرد ك

ه بازسازي ويرانه هاي بازمانده از جنگ چه كوشش و تلاش عظيمي را طلب مي كرده است . ترميم خسارتها كه از نيمه دوم سال ۱۳۶۷ آغاز شده بود با سه سال كار شبانه روزي به انجام رسيد و تا پايان سال ۱۳۷۰ واحد ها و تاسيسات آسيب ديده مجددا” در مدار قرارگرفتند پس از خاتمه جنگ ، فعاليتهاي صنعت برق كه تا آن زمان از دشواريهاي روز به روز جنگ تاثير منفي مي گرفت،سامانمندي بيشتري يافت وهمگا م بادوبرنامه اول ودوم توسعه اقتصادي،اجتماعي و فرهنگي جمهوري اسلامي ايران به پيش رفت
مقايسه ارقام مهم عملكرد صنعت برق در پايان سال ۱۳۷۶ كه نه سال از طول برنامه هاي اول و دوم گذشته و دو سال به پايان برنامه دوم مانده بوده است با ارقام مربوط به ابتداي برنامه ، جهش صنعت برق را آشكارمي سازد
واضح است كه ارقام بالا و مقا يسه آنها تنها گوشه هاي كوچكي از صحنه وسيع يك تلاش همه جا نبه را نشان مي دهند و تحقق اين ارقام مستلزم به ثمر رسيدن كوششها و پشتيبانيهاي فراواني بوده است كه متاسفانه اين گاه شمار مختصر، حوصله پرداختن به همه آنها را ندارد ، در اينجا تنها به بيان اين نكته اكتفا مي كنيم كه توجه به نيروي انساني به عنوان سرمايه اصلي صنعت برق ، پس از پيروزي انقلا ب اسلامي و بويژه در دوران بازسازي بعد از جنگ تحميلي از راه كارهاي اصلي صنعت بوده است
آموزش اين نيروها براي ارتقاء كيفيت و شكوفا ساختن استعداد هاي خدادادي آنها ، همچنين سازماندهي نيروها در جهتي كه هدفهاي كمي

و كيفي برنامه ها رابرآورده سازد و هيچ يك از هدفهاي صنعت برق،از تامين برق براي مصرف كنندگان گرفته تا بهبود بخشيدن به كيفيت خدمات و جلب رضايت مشتركان ، كوشش در راه رسيدن به خود كفايي و ورود در بازارهاي بين المللي و رقابت جهاني تحت الشعاع ديگري قرار نگيرد ، همواره مورد توجه برنامه ريزان و مديران صنعت بوده است
درنتيجه اين كو ششها ، صنعت برق توانسته است باهي در خور قرار گيرد . به طوري كه بر اساس آمارهاي سازمان ملل متحد ، در سال۱۹۹۵ميلادي (۱۳۷۴شمسي) ايران ازنظرابعاد صنعت برق دربين كشورهاي خاورميانه و غرب آسيادرمقام نخست قرارگرفت و درسطح جهاني نيز به مقام مقايسه بيست و يكم دست يافت
مقايسه ارقام مهم عملكرد صنعت برق در وزات نيرو از پايان سال ۱۳۶۷ تا پايان ۱۳۷۶
شرح ۱۳۵۷ ۱۳۶۷ رشد سالانه (%)
قدرت نصب شده (مگاوات ( ۱۳۶۸۱ ۲۳۲۵۸ ۶/۱
توليد انرژي سالانه(ميليون كيلووات ساعت ( ۴۳۷۷۵ ۹۲۳۱۰ ۸/۶
حداكثر بار (مگاوات( ۷۷۶۲ ۱۷۱۳۵ ۹/۲
تعداد مشترك (هزار( ۸۸۲۸ ۱۳۵۵۰ ۴/۹
فروش انرژي (ميليون كيلووات ساعت( ۳۶۱۴۷ ۷۳۸۸۰ ۸/۳
روستاي برقدار ۲۲۴۵۱ ۳۷۰۹۴ ۵/۷

نيروگاه ها Power Stations

در دنيا ۵ منبع انرژي ,كه تقريبا تمام برق دنيا را مهيا مي كنند , وجود دارد. آنها ذغال سنك, نفت خام, گاز طبيعي , نيروي آب و انرژي هسته اي هستند. تجهيزات هسته اي , ذغالي و نفتي از چرخه بخار براي برگرداندن گرما به انرژي الكتريكي : بر طبق ادامه متن : استفاده مي كنند.

نيروگاه بخاري از آب بسيار خالص در يك چرخه يا سيكل بسته استفاده مي كند. ابتدا آب در بويلرها براي توليد بخار در فشار و دماي بالا گرما داده مي شود كه عموما دماو فشارآن در يك نيروگاه مدرن به ۱۵۰ اتمسفرو۵۵۰ درجه سانتيگراد مي رسد. اين بخار تحت فشار زياد توربينها را ( كه آنها هم ژنراتورهاي الكتريكي را مي گردانند , و اين ژنراتورها با توربينها بطور مستقيم كوپل هستند ) مي گردانند يا اصطلاحا درايو مي كنند. ماكزيمم انرژي از طريق بخار به توربينها داده خواهد شد فقط اگر بعداً همان بخاراجازه يابد در يك فشار كم ( بطور ايده آل فشار خلاء) از توربينها خارج شود . اين مطلب مي تواند توسط ميعان بخار خروجي به آب بدست آيد.

سپس آب دوباره بداخل بويلرها پمپ مي شود و سيكل دوباره شروع مي گردد. در مرحله تقطير مقدرا زيادي از گرما مجبور است از سيستم استخراج شود. اين گرما در كندانسور كه يك شكل از تبادل كننده گرمايي است , برداشته مي شود. مقدار بيشتري از گرماي آب ناخالص وارد يك طرف كندانسور مي شود و آن را از طرف ديگر ترك مي كند بصورت آب گرم , داشتن گرماي به اندازه كافي استخراج شده از بخار داغ براي تقطير آن به آب. در هيچ نقطه اي نبايد دو سيستم آبي مخلوط شوند. در يك سايت ساحلي آب ناخالص داغ شده به سادگي به دريا برگشت داده مي شود در يك نقطه با فاصله كوتاه. يك نيروگاه ۲ GW به حدود ۶۰ تن آب دريا در هر ثانيه احتياج دارد. اين براي دريا مشكل نيست , اما در زمين تعداد كمي از سايتها مي توانند اينقدر آب را در يك سال ذخيره كنند. چاره ديگر بازيافت آب است. برجهاي خنك كن براي خنك كردن آب ناخالص استفاده مي شوند بطوريكه آن مي تواند به كندانسورها ب

رگردانده بشود , بنابراين همان آب بطور متناوب بچرخش در مي آيد. يك برج خنك كن از روي ساحختار سيماني اش كه مانند يك دودكش خيلي پهن است شناخته شده است و بصورت مشابه نيز عمل مي كند. حجم زيادي از هوا داخل اطراف پايه ( در پايين و داخل و مركز لوله برج ) آن كشيده مي شود و ازميانه بالايي سرباز آن خارج ميشود. آب گرم و ناخالص به داخل مركز داخلي برج از تعداي آب پاش نرم ( آب پاش با سوراخهاي ريز ) پاشيده مي شود و هنگاميكه آن فرو ميريزد با بالارفتن هوا( توسط هواي بالا رونده ) خنك مي شود. سرانجام آب پس از خنك شدن در يك حوضچه در زير برج جمع مي شود. بر

ج خنك كن وافعا يك تبدل دهنده كرمايي دوم , كه گرماي آب ناخالص را به هواي اتمسفر مي فرستد , است, اما نه مانند تبادل دهنده گرمايي اول , در اينجا دوسيال اجازه مي يابند با هم تماس داشته باشند و در نتيجه مقداري ار آب توسط تبخير كم مي شود.

برجهاي خنك كن هرگز قادر به كاهش دماي آب ناخالص تا پايينتر از دماي حدي هوا نيستند بطوريكه كارآيي كندانسور و ازآنجا كارآيي تمام نيروگاه در مقايسه با يك سايت ساحلي كاهش مي يابد. همچنين ساختمان برجهاي خنك كن قيمت كلي ساختمان و بناي نيروگاه را افزايش مي دهد.

احتياج براي خنك كردن آب يك فاكتور مهم در انتخاب سايت نيروگاهي زغالي , نفتي و هسته اي است. يك سايت كه مناسب است براي يك نيروگاه كه از يك نوع سوخت استفاده مي كند بناچار مناسب نيست براي يك نيروگاه كه ار نوع ديگري سوخت استفاده مي كند.

نيروگاه هاي ذغال- سوختي ( Coal-Fired Power Stations )

پيش از اين نيروگاه هاي سوخت ذغال سنگ نزديك باري كه آنها نامين ميكردند ساخته مي شدند. يك نيروگاه خروجي ۲ GW , درحدود ۵ ميليون تن ذغال در سال مصرف ميكند. در بريتانيا : كه بيشتر ذغال نيروگاه توسط ريل حمل ميشود : , اين نشان ميدهد , يك مقدار متوسط در حدود ۱۳ ترن در روز را كه هركدام ۱۰۰۰تن را حمل ميكنند . اين يعني اينكه نيروگاه هاي ذغال- سوختي به يك ريل متصل نياز دارند مگر اينكه نيروگاه درست در دهانه معدن ( بسيار نزديك به معدن ) ساخته شود.

 

نيروگاه هاي نفت- سوختي ( Oil-Fired Power Stations )

سوخت نفتي نيروگاه ميتواند مشتق بشود به نفت خام كه نفتي است هنگاميكه از چاه بيرون مي آيد, و نفت باقيمانده كه باقي مي ماند هنگاميكه بخشهاي قابل دسترس استخراج بشوند در تصفيه نفت. قيمت انتقال نفت توسط خطوط لوله ك

متر از انتقال ذغال سنگ با ريل است, اما حتي همان نيروگاههاي سوخت نفت خام هم اغلب در نزديكي اسكله ها و لنگرگاه هاي با آب عميق كه براي تانكرهاي اندازه متوسط (تانكرهاي حمل و نقل سوخت) مناسب است , واقع ميشوند. نفت باقيمانده نيرگاههاي سوختي احتياج دارد در نزديكي تصفيه خانه كه آنها را تامين مي كند واقه شوند. اين بدليل است كه نفت باقيمانده بسيار چسبناك است و ميتواند فقط منتقل بشود در ميان خطوط لوله بطور اقتصادي اگر آن گرم نگه داشته بشود.

نيروگاه هاي هسته اي ( Nuclear Power Stations )

در مقابله با ذغال سنگ و نفت , ارزش انتقال سوخت هسته اي ناچيزاست بدليل مقداراستعمال خيلي كم. يك نيروگاه ۱GW درحدود ۴۱/۲ تن اورانيوم در هرهفته نياز دارد. اين مقايسه ميشود بطور بسيار مطلوب با ۵۰۰۰۰نت سوخت كه در يك هفته در نيروگاه ذغال- سوختي سوزانده ميشد. نيروگاه هاي هسته اي در حال حاضر تقريبا آب خنك بيشتري درمقايسه با نيروگاه هاي ذغال- سوختي و نفت- سوختي استفاده ميكنند , بعلت كارايي و بازده پايين آنها. همه نيروگاه هاي هسته اي در بريتانيا , با يك چشم داشت, در ساحل واقع مي شوند و از آب خنك دريا استفاده ميكنند.

نيروگاه هاي برق- آبي ( Hydroelectric Power Stations )

نيروگاه هاي برق- آبي بايد جايي واقع شوند كه دهانه آب دردسترس هست , و نظربه اينكه اين اغلب در مناطق كوهستاني است , آنها ممكن است به خطوط انتقال طولاني براي حمل توان به نزديك ترين مركز يا پيوستن به شبكه نياز داشته باشند. همه طرحهاي برق- آبي به دو فاكتور اساسي وابسته هستند : يكي جريان آب و يكي اختلاف در سطح يا دهانه. نياز دهانه ممكن است فراهم بشود بين يك درياچه و يك دره باريك, يا توسط ساختن يك سد كوچك در يك رودخانه كه جريان را منحرف ميكند به سمت نيروگاه, يا توسط ساختن يك سد مرتفع در مقابل يك دره براي ساخت يك درياچه مجازي.

 

تاثير خواص توليد و انتقال در نيروگاههاي برق

چهار خاصيت منبع الكتريسيته وجود دارد كه يك تاثير عميق روي موضوعي كه منهدسي ميشود دارد. آنها بصورت زير هستند :

-۱الكتريسيته, نه مانند گاز و آب, نميتواند ذخيره بشو

د و تهيه كننده كنترل كوچكي بر بار در هر زماني دارد. مهندسان كنترل تلاش مي كنند براي نگهداري خروجي ژنراتورها متناسب با با ر متصل شده در ولتاژ و فركانس مخصوص.

-۲ يك افزايش متناوب در تقاضا براي توان وجود دارد. اگرچه در بسياري از كشورهاي صنعتي سرعت افزايش در سالهلي اخير كاهش پيدا كرده است, حتي سرعت معتدل مستلزم كتسردگيها و افزايشات عظيم در سيستم هاي موجود است.

-۳ توزيع و طبيعت سوخت دردسترس. اين جنبه هست جالبتر هنگاميكه ذغال سنگ اسخراج ميشود در مناطقي كه لروما مراكز بار اصلي نيستند : توان برق-آبي معمولا دور از مراكز بار بزرگ است. مشكل فواصل انتقال و سايت كردن(انتخاب كردن محل براي نيروگاه) نيروگاه يك تجربه مبهم و مورد بحث در اقتصاد است. استفاده عظيم انرژي هسته اي بسوي اصلاح الگوي تغذيه موجود متمايل خواهد شد.

-۴ در سالهاي اخير ملاحظات منابع طبيعي و محيطي عمده اهميت و تاثير سايتينگ, هزينه ساختاروعملكرد كارخانجات توليدي را بعهده گرفته است. همچنين طراحي تحت تاثير واقع ميشود بدليل تاخيرات در شروع پروژه ها بخاطر مراحل قانوني كه بايد طي شوند. از مهمترين خواص در زمان حاضر ضربه زيست محيطي كارخانجات هسته اي است, خصوصا راكتور افزاينده سريع پيشنهاد شده.

تبديل انرژي با بكارگيري بخار

احتراق ذغال يا نفت در بويلرها بخار را در بالاترين دما و فشار كه به توربينهاي بخاري ميرود توليد ميكند. نفت مزاياي اقتصادي دارد هنگاميكه آن ميتواند پمپ شود از تصفيه خانه به داخل خطوط لوله مستقيما بسمت بويلرهاي نيرگاه. استفاده ازنتيجه انرژي شكافت هسته اي بطور افزاينده در توليد برق دراد كسترش مي يابد: همچنين در اينجا اساس انرژي براي توليد بخار توربينها استفاده مي شود. نوع جريان- محوري توربين بطور مشترك با چندين سيلندر در يك شافت استفاده مي شود.

نيروگاه بخاري براساس سيكل رانكين عمل ميكند , كه آن(: سيكل رانكين) با سوپرهيتينگ: superheating , گرمايش تغيه آب : Feed-water heating و دوباره گرمايش بخار: steam reheating اصلاح شده است. كارايي گرمايي افزايش يافته, استفاده از بخار در بالاترين دما و فشار ممكن را نتيجه ميدهد. همچنين براي توربينها ساختار اقتصادي , اندازه بزرگ و هزينه كلي كم ميباشد. بعنوان يك نتيجه در حال حاضر توربوژنراتور۵۰۰MW و بيشتر دارد استفاده ميشود. با استفاده از توربينهاي با ظرفيت ۱۰۰MW و بيشتر

, كارآيي توسط دوباره گرمايش بخار بعدازاينكه آن اندكي توسط يك گرم كننده خارجي منبسط شود, افزايش مي يابد. سپس بخار دوباره گرم شده بداخل توربين كه در مرحله نهايي بارگذاري منبسط مي شود , برگشت داده ميشود.

 

يك دياگرام از يك نيروگاه ذغال- سوختي در شكل ۱-۲ نشان داده شده است. در شكل ۲-۲ , جريان انرژي در يك نيروگاه بخاري مدرن نشان داده شده است. باوجود مزاياي دائم در طراحي بويلرها و در توسعه مواد بهبود يافته, طبيعت چرخه بخار آنچنان است كه كارآييها نسبتا كم هستند و مقادير وسيع گرما در مرحله ميعان ( در كندانسور ) بهدر مي رود. به هرحال مزيتهاي بزرگ در طراحي و مواد در سالهاي اخير كارآيي هاي دمايي و حرارتي نيروگاههاي ذغالي را در حدود ۴۰ درصد افزايش داده است.

در نيروگاه هاي ذغال- سوختي , ذغال سنگ به يك كارخانه جداسازي ذغال از سنگ حمل ميشود وخورد مي شود به و به ظرافت ساييده ميشود. سوخت ساييده و پودر شده به داخل بويلر دميده مي شود بطوريكه با هوا براي احتراق مخلوط مي شود. خروجي از توربين فشار ضعيف سرد ميشود براي شكل گرفت عمل معيان توسط عبور از ميان ميعان كننده(كندانسور) وسط مقادير زياد آب دريا يا رودخانه, درجاييكه امكان سرد كردن توسط برجهاي خنك كن وجود ندارد.

بويلرها در بستر جرياني

براي ذغالهاي نوعي , گازهاي احتراق شامل ۲/۰ – ۳/۰ درصد اكسيدسولفور بر حجم مي باشند. اگر سرعت جريان گاز در ميان بستر دانه اي يك بويلر نوع بزرگ افزايش مي يابد كشش گرانش متعادل مي شود توسط نيرري بسمت بالاي گاز و بستر سوخت روي خاصيت يك سيال مي رود. در يك پيمايش سايش اين گرماي خروجي و دما را افزايش ميدهد. خاكستر شكل گرفته جوش مي خورد و بصورت كلوخ در مي آيد و ته نشين مي شود بداخل صافي و به داخل چاه خاكستر برده مي شود. بستر به دماي خاكستر سوزي(زينتر كردن خاكستر) در حدود ۱۰۵۰ – ۱۲۰۰ درجه سانتيگراد محدود مي شود. احتراق ثانويه در بالاي بستر جاييكه كه گازCO به گازCO2 ميسوزد و H2S به SO2 تبديل مي شود , اتفاق مي افتد. اين نوع از بويلر دستخوش بهبود وسيعي مي شود و بدليل تراز آلودگي كم و كارآيي بهتر جذاب ا

 

تبديل انرژي با استفاده از آب

شايد قديمي ترين شكل تبديل انرژي استفاده از نيروي آب است. دريك نيروگاه برق-آبي انرژي با هزينه رايگان فراهم مي شود. اين چهره جذاب همواره تاحدي توسط هزينه كلي بسيار بالاي ساختار خنثي شده است, خصوصا از منظر كارهاي مهندسي عمران. بهرحال امروزه هزينه كلي به ازاي كيلووات نيروگاههاي برق-آبي با نوع بخاري نيروگاهها در مقايسه است. متاسفانه, شرايط جغرافيايي لازم بر

اي توليد آبي بطور عادي يافت نمي شوند. در بيشتر كشورهاي توسعه يافته منابع برق-آبي در دوردست استفاده مي شوند.

يك راه حل براي استفاده مرسوم از انرژي آب , ذخيره پمپي است, كه آب را قادر مي سازد تا دروضعيتي كه متمايل به طرحهاي مرسوم نخواهد بود , استفاده بشود. بهره برداري از انرژي درجريانهاي جذرومد در كانالها مدتها موضوع بحث و تفكر بوده است. مشكلات فني و اقتصادي خيلي عظيم هستند و تعداد كمي محل وجود دارد كه طرح در آنها عملي باشد. يك تاسيسات كه از جريان جذرومد استفاده ميكند در دهانه رود لارنس در شمال فرانسه كه رنج ارتفاع جذرومد ۲/۹ متر است و جريان جذرومد ۱۸۰۰۰مترمكعب بر ثانيه تخمين زده مي شود, قرار دارد.

قبل از بحث در مورد انواع توربينها , يك توضيح خلاصه بر روشهاي كلي عملكرد نيروگاههاي برق-آبي داده خواهد شد. اختلاف عمودي بين مخزن بالايي و تراز توربينها باعنوان هد(head يا دهانه) شناخته ميشود. آب ريزان از ميان اين دهانه انرژي جنبشي كه پس از آن به تيغه هاي توربين مي رسد را ايجاد و تقويت مي كند.

در زير ۳ نوع اصلي از تاسيسات آورده شده است :

-۱ دهانه بلند يا ذخيره بلند – منطقه ذخيره سازي يا منبع بصورت نرمال در بالاي ۴۰۰ h ميريزد.

-۲ دهانه متوسط يا حوضچه اي – ذخيره در ۲۰۰-۴۰۰ h ميريزد.

-۳ حركت رودخانه اي( Run of River ) – مخزن در كمتر از ۲ h ميريزد ارتفاع دهانه آن بين ۳ تا ۱۵ متر است. يك دياگرم براي نوع سوم در شكل ۳-۲ نشان داده شده است.

در ارتباط و هماهنگي با اين ارتفاعات و دهانه مختلف كه در بالا آورده شد , توربينها از انواع خاصي از توربين هستند. آنها بصورت زير هستند:

-۱ پيلتون. اين براي دهانه هاي بين ۱۸۴۰ – ۱۸۴ متر استفاده مي شود و شامل يك سطل چرخ رتور با نازل جريان تعديل پذيراست.

-۲ فرانسيس. كه براي دهانه هاي بين ۴۹۰- ۳۷ متر استفاده مي شود و از انواع جريان مخلوط است.

-۳ كاپلن. كه براي نيروگاههاي جريان-رودخانه اي و حوضچه اي با دهانه هاي بالاي ۶۱ متر استفاده مي شود. اين نوع اين نوع يك روتور محور- جرياني با گام تيغه هاي متغير ( تيغه هاي گام – متغير ) است.

شكل۳-۲

منحني هاي بازده براي هر توربين در شكل ۴-۲ نشان داده شده است. هنگاميكه كارآيي به دهانه آب كه دائما در نوسان است بستگي دارد, اغلب آب مصرفي در مترهاي مكعب به ازاي كيلووات ساعت استفاده مي شو

د و به دهانه آب ارتباط دارد. كارخانه برق-آبي توانايي شروع سريع را دارد و در زمان تعطيلي متضرر نمي شود. بناراين آن مزيتهاي بزرگي دراد براي توليد در برخورد با پيك بارها در كمترين هزينه, در عطف با نيروگاه حرارتي يا گرمايي. با استفاده از كنترل ازراه دور جايگاههاي آبي, زمان مورد نيلز از زمان راهنمايي و هدايت براي راه اندازي تا رسيدن به يك اتصال واقعي به شبكه قدرت ميتواند تا كمتر از ۲ دقيقه كوتاه شود.

 

شكل۴-۲

توربينهاي گازي

استفاده از توربين گازي بعنوان يك محرك اصلي مزيتهاي خاصي را بر كارخانه بخار دارد , اگرچه با گردش نرمال آن از نظر اقتصادي درعملكرد كمتر اقتصادي است. مزيت اصلي در توانايي براي راه اندازي و بارگذاري سريع نهفته است. از اين رو توربين گازي براي استفاده بعنوان يك روش براي رسيدگي كردن به پيكهاي بار سيستم بكارمي آيد. يك استفاده بيشتر براي اين نوع از ماشين , استفاده بعنوان متعادل كننده يا جبران كننده سنكرونيزم براي كمك به ترازهاي ولتاژي ناخواسته و اتفاقي است. حتي در زمينه هاي اقتصادي بطور محتمل آن مفيد است در برخورد با پيك بارها توسط راه اندازي توربينهاي گازي از حالت سرد براي ۲ دقيقه نسبت به گردش كارخانه يدكي ( اضافي ) بطور پيوسته.

نيروگاه هاي توليدكننده برق

۱- نيروگاه حرارتي : از اواخر قرن نوزدهم بشر براي توليد الكتريسيته از نيروگاه هاي حرارتي استفاده مي كند. در اين نيروگاه ها ابتدا زغال سنگ مصرف مي شد و بعدها فرآورده هاي سنگين نفتي مورد استفاده قرار گرفت. اساس كار اين نيروگاه ها بر گرم كردن آب تا حالت بخار است و سپس بخارهاي توليد شده توربين هاي توليدكننده الكتريسيته را به حركت در مي آورند. عيب اين نوع نيروگاه ها توليد گاز كربنيك فراوان و اكسيدهاي ازت و گوگرد و غيره است كه در جو زمين رها شده و محيط زيست را آلوده مي كنند. دانشمندان بر اين باورند كه در اثر افزايش اين گازها در جو زمين اثر گلخانه اي به وجود آمده و دماي كره زمين در حال افزايش است. در كنفرانس هاي متعددي كه درباره همين افزايش گازها و به ويژه گرم شدن كره زمين در نقاط مختلف جهان برگزار شد (لندن، ريو دوژانيرو و همين سال گذشته در كيوتو) غالب كشورهاي جهان جز ايالات متحده آمريكا موافق با كم كردن توليد اين گازها بر روي كره زمين بودند و تاكنون تنها به علت مخالفت آمريكا موافقتي جهاني حاصل نشده است.

-۲ نيروگاه هاي آبي : در مناطقي از جهان كه رودخانه هاي پر آب دارند به كمك سد آب ها را در پس ارتفاعي محدود كرده و از ريزش آب بر ر

وي پره هاي توربين انرژي الكتريكي توليد مي كنند. كشورهاي شمال اروپا قسمت اعظم الكتريسيته خود را از آبشارها و يا سدهايي كه ايجاد كرده اند به دست مي آورند. در كشور فرانسه حدود ۳۰ تا ۴۰ درصد الكتريسيته را از همين سدهاي آبي

به دست مي آورند. متاسفانه در كشور ما چون كوه ها لخت (بدون درخت) هستند غالب سدهاي ساخته شده بر روي رودخانه ها در اثر ريزش كوه ها پر شده و بعد از مدتي غير قابل استفاده مي شوند.

-۳نيروگاه هاي اتمي: در دهه اول و دوم قرن بيستم نظريه هاي نسبيت اينشتين امكان تبديل جرم به انرژي را به بشر آموخت فرمول مشهور اينشتين ( mc2=E). متاسفانه اولين كاربرد اين نظريه منجر به توليد بمب هاي اتمي در سال ۱۹۴۵ توسط آمريكا شد كه شهرهاي هيروشيما و ناكازاكي در ژاپن را به تلي از خاك تبديل كردند و چند صد هزار نفر افراد عادي را كشتند و تا سال هاي متمادي افراد باقي مانده كه آلوده به مواد راديواكتيو شده بودند به تدريج درپي سرطان هاي مختلف با درد و رنج فراوان از دنيا رفتند. بعد از اين مرحله غير انساني از كاربرد فرمول اينشتين، دانشمندان راه مهار كردن بمب هاي اتمي را يافته و از آن پس نيروگاه هاي اتمي متكي بر پديده شكست اتم هاي اورانيم- تبديل بخشي از جرم آنها به انرژي- براي توليد الكتريسيته ساخته شد.

اتم هاي سنگين نظير ايزوتوپ اورانيم ۲۳۵ و يا ايزوتوپ پلوتونيم ۲۳۹ در اثر ورود يك نوترون شكسته مي شود و در اثر اين شكست، ۲۰۰ ميليون الكترون ولت انرژي آزاد شده و دو تكه حاصل از شكست كه اتم هاي سبك تر از اورانيم هستند توليد مي شود. اتم هاي به وجود آمده درپي اين شكست غالباً راديواكتيو بوده و با نشر پرتوهاي پر انرژي و خطرناك و با نيمه عمر نسبتاً طولاني در طي زمان تجزيه مي شوند. اين پديده را شكست اتم ها (Fision) گويند كه بر روي اتم هاي بسيار سنگين اتفاق مي افتد. در اين فرايند همراه با شكست اتم، تعدادي نوترون به وجود مي آيد كه مي تواند اتم هاي ديگر را بشكند، لذا بايد نوترون هاي اضافي را از درون راكتور خارج كرد و اين كار به كمك ميله هاي كنترل كننده در داخل راكتور انجام مي گيرد و اين عمل را مهار كردن راكتور گويند كه مانع از انفجار زنجيره اي اتم هاي اورانيم مي گردد.

از آغاز نيمه دوم قرن بيستم ساخت نيروگاه هاي اتمي يا براي توليد الكتريسيته و يا براي توليد راديو عنصر پلوتونيم كه در بمب اتم و هيدروژني كاربرد دارد، شروع شد و ساخت اين نيروگاه ها تا قبل از حوادث مهمي نظير تري ميل آيلند در آمريكا در سال

۱۹۷۹ ميلادي و چرنوبيل در اتحاد جماهير شوروي سابق در سال ۱۹۸۶ همچنان ادامه داشت وتعداد نيروگاه هاي اتمي تا سال ۱۹۹۰ ميلادي از رقم ۴۳۷ تجاوز مي كرد. بعد از اين دو حادثه مهم تا مدتي ساخت نيروگاه ها متوقف شد. در سال ۱۹۹۰ مقدار انرژي توليد شده در نيروگاه هاي صنعتي جهان از مرز ۳۰۰ هزار مگاوات تجاوز مي كرد.

ولي متاسفانه در سال هاي اخير گويا حوادث فوق فرام

وش شده و گفت وگو درباره تاسيس نيروگاه هاي اتمي جديد بين دولت ها و صنعتگران از يكسو و دانشمندان و مدافعان محيط زيست آغاز شده است. بديهي است اغلب دانشمندان و مدافعان محيط زيست مخالف با اين روش توليد انرژي هستند و محاسبات آنها نشان مي دهد كه اگر قرار باشد تمام جهانيان از نيروگاه اتمي استفاده كنند، از يكسو احتمالاً توليد پلوتونيم از كنترل آژانس جهاني كنترل انرژي هسته اي خارج خواهد شد و امكان دارد هر ديكتاتور غيرمعقول و ناآشنا با مفاهيم علمي تعادل محيط زيست، داراي اين سلاح خطرناك شود. از سوي ديگر افزايش مواد زايد اين نيروگاه ها كه غالباً راديوايزوتوپ هاي سزيم ۱۳۷ و استرانسيم ۹۰ و پلوتونيم ۲۳۹ است، سياره زمين را مبدل به جهنمي غير قابل سكونت خواهد كرد.

با وجود اين، اخيراً ايالات متحده آمريكا مسائل فوق را فراموش كرده و برنامه ساخت نيروگاه هاي اتمي را مورد مطالعه قرار داده است. در كشورهاي اروپايي نيز صنايع مربوطه و به ويژه شركت هاي توليدكننده برق دولت هاي متبوع خود را براي تاسيس نيروگاه هاي اتمي تحت فشار قرار داده اند. ولي خوشبختانه در اين كشورها با مقاومت شديد مدافعان محيط زيست روبه رو شده اند. اما در كشورهاي آسيايي، در حال حاضر ۲۲ نيروگاه اتمي در دست ساخت است (تايوان ۲- چين ۴- هندوستان-۸ كره جنوبي ۲- ژاپن ۳- كره شمالي ۱- ايران ۲) و در كشورهاي كمونيستي سابق ده نيروگاه در حال ساخت است (اوكـراين ۴- روسيه ۳- اسلواكي ۲- روماني ۱(

مواد زايد نيروگاه هاي موجود و در حال بهره برداري از ۳۰۰ هزار تن در سال تجاوز مي كند و تا سال ۲۰۲۰ كه ۳۳ نيروگاه در حال ساخت كنوني است به بهره برداري خواهند رسيد، مواد زايد راديواكتيو و خطرناك از مرز ۵۰۰ هزار تن در سال تجاوز خواهد كرد. (مجله كوريه اينترناسيونال ۱۷-۱۱ دسامبر ۲۰۰۳ صفحه ۱۲) اگر اروپايي ها و آمريكا و كانادا نيز ساخت نيروگاه هاي اتمي را شروع كنند، مواد زايد و راديواكتيو جهان از حد ميليون تن در سال تجاوز خواهد كرد. بايد توجه داشت كه براي از بين رفتن ۹۹ درصد راديو اكتيويته اين مواد بايد حداقل ۳۰۰ سال صبر كرد.

-۴ نيروگاه متكي بر پديده پيوست اتم ها: از اواسط قرن بيستم دانشمندان با جديت فراوان مشغول پژوهش و آزمايش بر روي پديده پيوست اتم هاي سبك هستند. در آغاز نيمه دوم قرن بيستم كشورهاي غربي (آمريكا، فرانسه و انگلستان و…) و اتحاد جماهير شوروي، از اين پديده براي مصارف نظامي و توليد بمب هيدروژني استفاده كرده و به علت ارزان بودن فرآورده هاي نفتي، كشورهاي پيشرفته كمك مالي چنداني به دانشمندان براي يافتن وسيله كنترل بمب هيدروژني نكردند و اكنون كه قسمت اعظم ذخاير نفت و گاز مصرف شده، به فكر ساخت نيروگاهي براساس پديده پيوست اتم ها افتاده اند كه در آغاز به آن اشاره شد و در زير اصول آن تشريح مي شود.

الف) بمب هيدروژني: بمب هيدروژني در واقع يك بمب اتمي است كه در مركز آن ايزوتوپ هاي سنگين هيدروژن (دوتريم D و تريسيم T و يا فلز بسيار سبك ليتيم Li) را قرار داده اند. بمب اتمي به عنوان چاشني شروع كننده واكنش است. با انفجار بمب اتمي دمايي معادل ده ها ميليون درجه (K10000000) در مركز توده سوخت ايجاد مي شود، همين دماي بالا سبب تحريك اتم هاي سبك شده و آنها را با هم گداخت مي دهد. در اثر گداخت

و يا در واقع پيوست اتم هاي سبك با يكديگر انرژي بسيار زيادي توليد مي شود. اين است كه در موقع انفجار بمب هيدروژني دو قارچ مشاهده مي شود، قارچ اول مربوط به شكست اتم هاي اورانيم يا پلوتونيم است و قارچ دوم مربوط به پديده پيوست اتم هاي سبك با يكد

يگر است كه به مراتب از قارچ اول بزرگ تر و مخرب تر است. واكنشي كه در خورشيد اتفاق مي افتد نتيجه پيوست اتم هاي هيدروژن با يكديگر است، دماي دروني خورشيدها ميليون درجه است. (دماي سطح خورشيد ۶۰۰۰ درجه است(.

در مركز خورشيد از پيوست اتم هاي هيدروژن معمولي ايزوتوپ هاي دوتريم و تريسيم توليد مي شود و سپس اين ايزوتوپ به هم پيوسته شده و هسته اتم هليم را به وجود مي آ و

رند. اين واكنش ها انرژي زا هستند و در اثر واكنش اخير ۶/۱۷ميليون الكترون ولت انرژي توليد مي شود. و اين واكنش ها همراه انفجار وحشتناك و مهيبي است كه همواره در درون خورشيد به طور زنجيره اي ادامه دارد و دليل اينكه خورشيد از هم متلاشي نمي شود اثر نيروي گرانشي بر روي جرم بي نهايت زياد درون خورشيد است. وقتي كه ذخيره هيدروژن خورشيد تمام شود، زمان مرگ خورشيد فرا مي رسد (البته در ۵ تا ۶ ميليارد سال ديگر.(

در مقايسه نسبي اوزان، در پديده پيوست ۴ برابر انرژي بيشتر از پديده شكست اتم هاي اورانيوم توليد مي شود.

ب (نيروگاه متكي بر پديده پيوست: در اين پديده همانطور كه گفته شد اتم هاي سبك با يكديگر پيوست حاصل كرده و اتمي سنگين تر از خود به وجود مي آورند، در واقع همان واكنشي است كه در خورشيد اتفاق مي افتد ولي بايد شرايط ايجاد آن را بدون كاربرد بمب اتمي به وجود آورد و به ويژه بايد آن را تحت كنترل درآورد. از دهه ۱۹۵۰ تاكنون دانشمندان سعي در به وجود آوردن دمايي در حدود ميليون درجه كرده تا واكنش پيوست را به نحو متوالي در اين دما نگه دارند، دستگاهي كه براي اين كار ساخته اند توكاماك Tokamak نام دارد. تاكنون در آزمايشگاه ها توانسته اند به مدت حداكثر ۴ دقيقه اين واكنش را ايجاد و كنترل كنند. در اين دستگاه كه در شكل نمايش داده شده است، ميدان مغناطيسي بسيار شديدي ايجاد كرده و شدت جريان الكتريكي در حدود ۱۵ ميليون آمپر از آن عبور مي كند (برق منزل شما ۳۰ تا حداكثر ۹۰ آمپر است). در مركز اين دستگاه اتم هاي سبك در اثر ميدان مغناطيسي و الكتريكي، حالت پلاسما را خواهند داشت. (در روي زمين ما سه حالت از ماده را مي شناسيم: جامد، مايع و بخار، ولي در داخل ستارگان يا خورشيد ماده به صورت پلاسما است، يعني در اين حالت هسته اتم ها در دريايي از الكترون ها غرق اند.) در چنين حالتي اتم هاي سبك آنقدر تحريك و نزديك به هم شده اند كه در هم نفوذ مي كنند و اتم جديدي كه هليم است به وجود مي آيد. (ستارگان بسيار حجيم تر از خورشيد دماي دروني بيش صدها ميليون و يا حتي ميليارد درجه است و در آنها اتم هاي سنگين تر نظير كربن، ازت و اكسيژن با هم پيوست مي كنند و عناصري مانند سليسيم و گوگرد و… را به وجود مي آورند .
۱-

 

ساختار نيروگاه هاي اتمي جهان
برحسب نظريه اتمي عنصر عبارت است از يك جسم خالص ساده كه با روش هاي شيميايي نمي توان آن را تفكيك كرد. از تركيب عناصر با يكديگر اجسام مركب به وجود مي آيند. تعداد عناصر شناخته شده در طبيعت حدود ۹۲ عنصر است.

 

 

هيدروژن اولين و ساده ترين عنصر و پس از آن هليم، كربن، ازت، اكسيژن و… فلزات روي، مس، آهن، نيكل و… و بالاخره آخرين عنصر طبيعي به شماره ۹۲، عنصر اورانيوم است. بشر توانسته است به طور مصنوعي و به كمك واكنش هاي هسته اي در راكتورهاي اتمي و يا به كمك شتاب دهنده هاي قوي بيش از ۲۰ عنصر ديگر بسازد كه تمام آن ها ناپايدارند و عمر كوتاه دارند و به سرعت با انتشار پرتوهايي تخريب مي شوند. اتم هاي يك عنصر از اجتماع ذرات بنيادي به نام پرتون، نوترون و الكترون تشكيل يافته اند. پروتون بار مثبت و الكترون بار منفي و نوترون فاقد بار است.

تعداد پروتون ها نام و محل قرار گرفتن عنصر را در جدول تناوبي (جدول مندليف) مشخص مي كند. اتم هيدروژن يك پروتون دارد و در خانه شماره ۱ جدول و اتم هليم در خانه شماره ۲، اتم سديم در خانه شماره ۱۱ و… و اتم اورانيوم در خانه شماره ۹۲ قرار دارد. يعني داراي ۹۲ پروتون است.

ايزوتوپ هاي اورانيوم

تعداد نوترون ها در اتم هاي مختلف يك عنصر همواره يكسان نيست كه براي مشخص كردن آنها از كلمه ايزوتوپ استفاده مي شود. بنابراين اتم هاي مختلف يك عنصر را ايزوتوپ مي گويند. مثلاً عنصر هيدروژن سه ايزوتوپ دارد: هيدروژن معمولي كه فقط يك پروتون دارد و فاقد نوترون است. هيدروژن سنگين يك پروتون و يك نوترون دارد كه به آن دوتريم گويند و نهايتاً تريتيم كه از دو نوترون و يك پروتون تشكيل شده و ناپايدار است و طي زمان تجزيه مي شود.

ايزوتوپ سنگين هيدروژن يعني دوتريم در نيروگاه هاي اتمي كاربرد دارد و از الكتروليز آب به دست مي آيد. در جنگ دوم جهاني آلماني ها براي ساختن نيروگاه اتمي و تهيه بمب اتمي در سوئد و نروژ مقادير بسيار زيادي آب سنگين تهيه كرده بودند كه انگليسي ها متوجه منظور آلماني ها شده و مخازن و دستگاه هاي الكتروليز آنها را نابود كردند.

غالب عناصر ايزوتوپ دارند از آن جمله عنصر اورانيوم، چهار ايزوتوپ دارد كه فقط دو ايزوتوپ آن به علت داشتن نيمه عمر نسبتاً بالا در طبيعت و در سنگ معدن يافت مي شوند. اين دو ايزوتوپ عبارتند از اورانيوم ۲۳۵ و اورانيوم ۲۳۸ كه در هر دو ۹۲ پروتون وجود دارد ولي اولي ۱۴۳ و دومي ۱۴۶ نوترون دارد. اختلاف اين دو فقط وجود ۳ نوترون اضافي در ايزوتوپ سنگين ست ولي از نظر خواص شيميايي اين دو ايزوتوپ كاملاً يكسان هستند و براي جداسازي آنها از يكديگر حتماً بايد از خواص فيزيكي آنها يعني اختلاف جرم ايزوتوپ ها استفاده كرد. ايزوتوپ اورانيوم ۲۳۵ شكست پذير است و در نيروگاه هاي اتمي از اين خاصيت استفاده مي شود و حرارت ايجاد شده در اثر اين شكست را تبديل به انرژي الكتريكي مي نمايند. در واقع ورود يك نوترون به درون هسته اين اتم سبب شكست آن شده و به ازاي هر اتم شكسته شده ۲۰۰ ميليون الكترون ولت انرژي و دو تكه شكست و تعدادي نوترون حاصل مي شود كه مي توانند اتم

هاي ديگر را بشكنند. بنابراين در برخي از نيروگاه ها ترجيح مي دهند تا حدي اين ايزوتوپ را در مخلوط طبيعي دو ايزوتوپ غني كنند و بدين ترتيب مسئله غني سازي اورانيوم مطرح مي شود.

ساختار نيروگاه اتمي

 

 

به طور خلاصه چگونگي كاركرد نيروگاه هاي اتمي را بيان كرده و ساختمان دروني آنها را مورد بررسي قرار مي دهيم.

طي سال هاي گذشته اغلب كشورها به استفاده از اين نوع انرژي هسته اي تمايل داشتند و حتي دولت ايران ۱۵ نيروگاه اتمي به كشورهاي آمريكا، فرانسه و آلمان سفارش داده بود. ولي خوشبختانه بعد از وقوع دو حادثه مهم تري ميل آيلند (Three Mile Island) در ۲۸ مارس ۱۹۷۹ و فاجعه چرنوبيل (Tchernobyl) در روسيه در ۲۶ آوريل ۱۹۸۶، نظر افكار عمومي نسبت به كاربرد اتم براي توليد انرژي تغيير كرد و ترس و وحشت از جنگ اتمي و به خصوص امكان تهيه بمب اتمي در جهان سوم، كشورهاي غربي را موقتاً مجبور به تجديدنظر در برنامه هاي اتمي خود كرد.

نيروگاه اتمي در واقع يك بمب اتمي است كه به كمك ميله هاي مهاركننده و خروج دماي دروني به وسيله مواد خنك كننده مثل آب و گاز، تحت كنترل درآمده است. اگر روزي اين ميله ها و يا پمپ هاي انتقال دهنده مواد خنك كننده وظيفه خود را درست انجام ندهند، سوانح متعددي به وجود مي آيد و حتي ممكن است نيروگاه نيز منفجر شود، مانند فاجعه نيروگاه چرنوبيل شوروي. يك نيروگاه اتمي متشكل از مواد مختلفي است كه همه آنها نقش اساسي و مهم در تعادل و ادامه حيات آن را دارند. اين مواد عبارت اند از:

-۱ ماده سوخت متشكل از اورانيوم طبيعي، اورانيوم غني شده، اورانيوم و پلوتونيم است.

عمل سوختن اورانيوم در داخل نيروگاه اتمي متفاوت از سوختن زغال يا هر نوع سوخت فسيلي ديگر است. در اين پديده با ورود يك نوترون كم انرژي به داخل هسته ايزوتوپ اورانيوم ۲۳۵ عمل شكست انجام مي گيرد و انرژي فراواني توليد مي كند. بعد از ورود نوترون به درون هسته اتم، ناپايداري در هسته به وجود آمده و بعد از لحظه بسيار كوتاهي هسته اتم شكسته شده و تبديل به دوتكه شكست و تعدادي نوترون مي شود. تعداد متوسط نوترون ها به ازاي هر ۱۰۰ اتم شكسته شده ۲۴۷ عدد است و اين نوترون ها اتم هاي ديگر را مي شكنند و اگر كنترلي در مهار كردن تعداد آنها نباشد واكنش شكست در داخل توده اورانيوم به صورت زنجيره اي انجام مي شود كه در زماني بسيار كوتاه منجر به انفجار شديدي خواهد شد.

در واقع ورود نوترون به درون هسته اتم اورانيوم و شكسته شدن آن توام با انتشار انرژي معادل با ۲۰۰ ميليون الكترون ولت است اين مقدار انرژي در سطح اتمي بسيار ناچيز ولي در مورد يك گرم از اورانيوم در حدود صدها هزار مگاوات است. كه اگر

به صورت زنجيره اي انجام شود، در كمتر از هزارم ثانيه مشابه بمب اتمي عمل خواهد كرد. اما اگر تعداد شكست ها را در توده اورانيوم و طي زمان محدود كرده به نحوي كه به ازاي هر شكست، اتم بعدي شكست حاصل كند شرايط يك نيروگاه اتمي به وجود مي آيد. به عنوان مثال نيروگاهي كه داراي ۱۰ تن اورانيوم طبيعي است قدرتي معادل با ۱۰۰ مگاوات خواهد داشت و به طور متوسط ۱۰۵ گرم اورانيوم ۲۳۵ در روز در اين نيروگاه شكسته مي شود و همان طور كه قبلاً گفته شد در اثر جذب نوترون به وسيله ايزوتوپ اورانيوم ۲۳۸ اورانيوم ۲۳۹ به وجود مي آمد كه بعد از دو بار انتشار پرتوهاي بتا (يا الكترون) به پلوتونيم ۲۳۹ تبديل مي

شود كه خود مانند اورانيوم ۲۳۵ شكست پذير است. در اين عمل ۷۰ گرم پلوتونيم حاصل مي شود. ولي اگر نيروگاه سورژنراتور باشد و تعداد نوترون هاي موجود در

نيروگاه زياد باشند مقدار جذب به مراتب بيشتر از اين خواهد بودو مقدار پلوتونيم هاي به وجود آمده از مقدار آنهايي كه شكسته مي شوند بيشتر خواهند بود. در چنين حالتي بعد از پياده كردن ميله هاي سوخت مي توان پلوتونيم به وجود آمده را از اورانيوم و فرآورده هاي شكست را به كمك واكنش هاي شيميايي بسيار ساده جدا و به منظور تهيه بمب اتمي ذخيره كرد.

۲ – نرم كننده ها موادي هستند كه برخورد نوترون هاي حاصل از شكست با آنها الزامي است و براي كم كردن انرژي اين نوترون ها به كار مي روند. زيرا احتمال واكنش شكست پي در پي به ازاي نوترون هاي كم انرژي بيشتر مي شود. آب سنگين (D2O) يا زغال سنگ (گرافيت) به عنوان نرم كننده نوترون به كار برده مي شوند.

۳- ميله هاي مهاركننده: اين ميله

ها از مواد جاذب نوترون درست شده اند و وجود آنها در داخل رآكتور اتمي الزامي است و مانع افزايش ناگهاني تعداد نوترون ها در قلب رآكتور مي شوند. اگر اين ميله ها كار اصلي خود را انجام ندهند، در زماني كمتر از چند هزارم ثانيه قدرت رآكتور چند برابر شده و حالت انفجاري يا ديورژانس رآكتور پيش مي آيد. اين ميله ها مي توانند از جنس عنصر كادميم و يا بور باشند.

-۴ مواد خنك كننده يا انتقال دهنده انرژي حرارتي: اين مواد انرژي حاصل از شكست اورانيوم را به خارج از رآكتور انتقال داده و توربين هاي مولد برق را به حركت در مي آورند و پس از خنك شدن مجدداً به داخل رآكتور برمي گردند. البته مواد در مدار بسته و محدودي عمل مي كنند و با خارج از محيط رآكتور تماسي ندارند. اين مواد مي توانند از CO2 ، آب، آب سنگين، هليم گازي و يا سديم مذاب باشند.

غني سازي اورانيم

سنگ معدن اورانيوم موجود در طبيعت از دو ايزوتوپ ۲۳۵ به مقدار ۷/۰ درصد و اورانيوم ۲۳۸ به مقدار ۳/۹۹ درصد تشكيل شده است. سنگ معدن را ابتدا در اسيد حل كرده و بعد از تخليص فلز، اورانيوم را به صورت تركيب با اتم فلئور (F) و به صورت مولكول اورانيوم هكزا فلورايد UF6 تبديل مي كنند كه به حالت گازي است. سرعت متوسط مولكول هاي گازي با جرم مولكولي گاز نسبت عكس دارد اين پديده را گراهان در سال ۱۸۶۴ كشف كرد. از اين پديده كه به نام ديفوزيون گازي مشهور است براي غني سازي اورانيوم استفاده مي كنند.در عمل اورانيوم هكزا فلورايد طبيعي گازي شكل را از ستون هايي كه جدار آنها از اجسام متخلخل (خلل و فرج دار) درست شده است عبور مي دهند. منافذ موجود در جسم متخلخل بايد قدري بيشتر از شعاع اتمي يعني در حدود ۵/۲ انگشترم (۰۰۰۰۰۰۰۲۵/۰ سانتيمتر) باشد. ضريب جداسازي متناسب با اختلاف جرم مولكول ها است.روش غني سازي اورانيوم تقريباً مطابق همين اصولي است كه در اينجا گفته شد. با وجود اين مي توان به خوبي حدس زد كه پرخرج ترين مرحله تهيه سوخت اتمي همين مرحله غني سازي ايزوتوپ ها است زيرا از هر هزاران كيلو سنگ معدن اورانيوم ۱۴۰ كيلوگرم اورانيوم طبيعي به دست مي آيد كه فقط يك كيلوگرم اورانيوم ۲۳۵ خالص در آن وجود دارد. براي تهيه و تغليظ اورانيوم تا حد ۵ درصد حداقل ۲۰۰۰ برج از اجسام خلل و فرج دار با ابعاد نسبتاً بزرگ و پي درپي لازم است تا نسبت ايزوتوپ ها تا از برخي به برج ديگر به مقدار ۰۱/۰ درصد تغيير پيدا كند. در نهايت موقعي كه نسبت اورانيوم ۲۳۵ به اورانيوم ۲۳۸ به ۵ درصد رسيد بايد براي تخليص كامل از سانتريفوژهاي بسيار قوي استفاده نمود. براي ساختن نيروگاه اتمي، اورانيوم طبيعي و يا اورانيوم غني شده بين ۱ تا ۵ درصد كافي است. ولي براي تهيه بمب اتمي حداقل ۵ تا ۶ كيلوگرم اورانيوم ۲۳۵ صددرصد خالص نياز است.

عملا در صنايع نظامي از اين روش استفاده نمي شود و بمب هاي اتمي را از پلوتونيوم ۲۳۹ كه سنتز و تخليص شيميايي آن بسيار ساده تر است تهيه مي كنند. عنصر اخير را در نيروگاه هاي بسيار قوي مي سازند كه تعداد نوترون هاي موجود در آنها از صدها هزار ميليارد نوترون در ثانيه در سانتيمتر مربع تجاوز مي كند. عملاً كليه بمب هاي اتمي موجود در زراد خان به صورت زير است: ايزوتوپ هاي اورانيوم ۲۳۸ شكست پذير نيستند ولي جاذب نوترون كم انرژي (نوترون حرارتي هستند. تعدادي از نوترون هاي حاصل از شكست اورانيوم ۲۳۵ را جذب مي كنند و تبديل به اورانيوم ۲۳۹ مي شوند. اين ايزوتوپ از اورانيوم بسيار ناپايدار است در كمتر از ده ساعت تمام اتم هاي به وجود آمده تخريب مي شوند. در درون هسته پايدار اورانيوم ۲۳۹ يكي از نوترون ها خودبه خود به پروتون و يك الكترون تبديل مي شود.بنابراين تعداد پروتون ها يكي اضافه شده و عنصر جديد را كه ۹۳ پروتون دارد نپتونيم مي ن

امند كه اين عنصر نيز ناپايدار است و يكي از نوترون هاي آن خود به خود به پروتون تبديل مي شود و در نتيجه به تعداد پروتون ها يكي اضافه شده و عنصر جديد كه ۹۴ پروتون دارد را پلوتونيم مي نامند. اين تجربه طي چندين روز انجام مي گيرد.

سيستمهاي توزيع

ايمني كليد فناوري كليدخانه (Switch gear) است.
كمپاني ABB اخيرا ساخت AX1 يك محصول كليدخانه ولتاژ متوسط جديد عرضه كرده است. اين فناوري خصيصه ساختماني منحصر به فردي را داشته و چندين مفهوم در طراحي آن به كار گرفته شده است.
AX1كليدخانه جديد عايقبندي در برابر هوا و ولتاژ متوسط ABB بر مبناي فلسفه ايمني ساخته شده كه بر مبناي آن فضاي كامل ولتاژ قوي براي چندين ورودي و تغذيه كننده مكعبي و يك حصار فلزي پيش بيني شده كه امكان برخورد انساني در شرايط سرويس را پيش نميآورد. در جهت ارتقاي ايمني و مقابله با خطرات رودرروي انساني و كاهش زمان برپاسازي دوباره در شرايط خرابي دستگاهي به نام ”حذفكننده آرك – Arc Eliminator “ ساخته ، امتحان و به كار برده شده است. مشخصه هاي نوآورانه ديگر نظير مشاهده گري كامل و اتصالات سيم پيچها با كنتاكت جهشي نيز ايمني AX1 را بالاتر برده است.
محصولAX1 در لودويكا ساخته شده كه بزرگترين مركز سازنده دستگاههاي فشارقوي در دنياست و آن را به مطلوبترين مكان براي توسعه بعدي AX1 بدل گردانده است. كارخانه AX1 شكل يكپارچه دارد و بخشهاي توليد و اداري در كنار هم قرار دارند. اين امر سبب مي شود مبادله اطلاعات قابل اتكاي بين بخشهاي اداري و توليدي به سرعت ميسر شود.

فضاي كوچك،ايمني بالا

 

به خاطر اندازه كوچك و ايمني بالاي اين دستگاه نصب پانلهاي AX1 براي فضاهاي كوچكي كه نيازمند ايمني بالا هستند ، بسيار مطلوب است. به دليل پويا بودن آرك حفاظتي AX1 ،افزايش خطرناك فشار هيچگاه امكان شكلگيري پيدا نميكند و اگر باز شدن دروني آرك كليدخانه رخ دهد گازهاي مضّر امكان انتشار ندارند. بنابراين به فضايي براي زدايش كمپرس گاز و آتش نياز نيست زيرا حذف كننده هاي سريع آرك (قوس) در AX1به سرعت بسيار بالايي از هر گسست احتمالي ناشي از صدمات جلوگيري مي كند. مشخصه ديگري كه فضاي موردنياز AX1 را كوچكتر مي كند درهاي كشويي آن است كه هيچ فضايي را در راهروي عملياتي اشغال نمي كند.
تگنر Tegner در شهر واستراس ـ سوئد نمونه خوبي از تعبيه AX1در ف

ضايي بسيار كوچك است. در زيرزمين يك ساختمان چندين كارخانه AX1 نصب شده است . يكي از آنها شامل يك AX1 با ۱+۶ پانل است كه در يك سوراخي به اندازه شش مترمربع جاسازي شده است. در نبود فضا ، پانل حايل روي ديوار مقابل پانلهاي AX1 تعبيه شده است. اين نمونه نشان ميدهد كه AX1در فضاهاي كوچك چه برتريهايي دارد و ساختمان جمع و جور آن و عدم نياز به فضاي مربوط به زدايش كمپرس از آن جمله است.
يك نمونه ديگر از خصوصيات منحصر به فرد AX1 در شهر مالمبرگت در شمال سوئد ديده ميشود دستگاه در جايي ۱۰۰۰ متر زير سطح محيط موردنياز براي كارگران معدن و تجهيزات مكانيكي و برقي معادن نصب شده است. در يك معدن به دستگاه حفاري پيوسته نياز وجود دارد كه سنگها را بشكافد. بزودي كابل مربوطه بسيار طولاني شده و كليدخانه بايد جابهجا شود. اين كار معمولا پر دردسر و پرهزينه است. بنابراين به راهحلي جابهجاپذير نياز وجود دارد كه بتوان آن را به سرعت، راحت و هماهنگ با فرايند معدن كاري جابهجا كرد. در اين جاست كه دستگاههاي جمع و جور خاصيت خود را نشان ميدهند. از آنجا كه در مكعبي AX1 هنگام باز شدن به طور عمودي فشار داده ميشود به فضاي اضافي در جلوي پانلها نيازي نيست و جا براي مانور موردنياز وجود دارد. يك مشخصه حياتي ديگر AX1حذف قوس ( Arc) آن اس

ت كه وجود يك سيستم رهاسازي فشار را غيرلازم ميكند و اين امري مهم در ايمني كارگراني است كه در معادن كار ميكنند.

كاربردهاي ديگر

طراحي جمع و جور AX1 آن را براي سكوهاي نفتي و گازي مطلوب ميسازد . پانلهاي AX1 از آلومينيوم ساخته شده و آن را سبك ميكند. تجهيزات مخصوص دستگاههاي دريايي با تنشهايي روبرو ميشوند كه در شرايط عادي و در روي زمين با آن مواجه نميشوند. حركت مقتدرانه امواج، ارتعاش و خوردگي به دليل فضاي آلوده به نمك از آن جمله است. براي اطمينان تأثيرپذيري AX1 در سختترين شرايط AX1به شكلي شديد براي سازگاري با نيازهاي IEC و UL مورد آزمايش قرار گرفته است.
در كاناري وارف دوكلندز لندن نيز دستگاهاي AX1 نصب شده است. در يك ساختمان بانكي براي HSBC سه كليدخانه AX1 نصب شده است . دو دستگاه در پايين ساختمان كه هر كدام ۲۱ پانل AX1 دارند. سومي با هشت پانل در طبقه هفتم تع

طراحي AX1

به دليل شكل لولهاي، ابعاد به شكلي اساسي كوچك شده است. اخيرا در مقايسه با دستگاههاي مشابه در بازار AX1 به عنوان كوچكترين آنها شناخته شده است. اين اندازه كوچك به معناي آن است كه AX1ميتواند به راحتي در يك كانتينر استاندارد ۳/۷ متر قرار گيرد. گذشته از صرفهجويي در فضا، كار نصب نيز آسانتر ميشود،زيرا اين دستگاه به طور يكپارچه و مونتاژ شده در كانتينر قرار ميگيرد و در مكان نصب، تنها كار، اتصال كابلها است. اين دستگاه با شكل خود تصمين كننده طراحي بهينه و قوي پانلهاست.
ميدانهاي همنواختي – الكتريكي دور ميله جريان وجود دارد كه آن را براي سازگارسازي و به كارگيري مرحله به مرحله كوتاه ايمن ميسازد. بين فازها همواره پتانسيل زميني وجود دارد كه ريسك گريپاژ جريان را به حداقل ميرساند. به عايقهاي سدكننده بين فازها نيازي نيست (يا بين فاز و زمين)و ميلة جريان اصولا نيازي به عايقكاري ندارد. همچنين ميله جريان به اتصالات فنري سيم پيچهاي منحصر به فرد خود، كار الحاق پانلها به يكديگر را ساده تر ميكند.
اين شكل AX1 است كه استفاده از آن را به عنوان يك تكنيك اتصال به فنرهاي Helicon بدون چفت ميسر كرده است. اتصالات فنري سيمپيچ در تمام نقاط ارتباط مدار اصلي به كار گرفته ميشود كه در سيستم ميله جريان بين پانلها قابل پيادهسازي ـ و يا در اتصالات بالاتر يا پايينتر و دستگاههاي كابلهاي ارتباطي ـ است . اين تكنيك اتصالات فنري سيمپيچ در نقاط قابل جابجايي انتقال جريان داخل دستگاههاي سوئيچ مورد استفاده قرار ميگيرد. اگرچه اين تكنيك منحصر به AX1 نيست اما صناعت و تكنيكي است كه امتياز آن را ABB دارد و براي مدارشكنهاي ف

 

شارقوي و كليدخانههاي GIS در ۲۰ سال اخير به كار گرفته شده است.
تكنيكهاي جديد اندازهگيري كه در AX1 به كار گرفته شده به مفهوم آن است كه جريان با سيمپيچ روگوسكي Rogowski اندازهگيري ميشود. اين سيمپيچ از گونهاي حلقوي است كه روي بدنهاي از مواد غيرمغناطيسي پيچيده شده است و درجه حرارتش ثابت است. اين دستگاه قادر به اندازهگيري جريان چند آمپر تا جريان مدار ـ كوتاه است و اندازهگيري دقيق اُفت فشار قوي را به عنوان وسيلهاي ساده براي وارسي پوشش كنتاكت مدارشكن نيز انجام ميدهد. هر سنسور مورد آزمايش قرار ميگيرد و خطاها به شكل فاكتور اصلاحي براي رايانه پانل تصحيح مي شود بنابراين دقت اندازهگيري آن بالاست.