این مقاله با هدف مقایسه هزینه دو شیوهء تامین برق و الكتريك از طریق مولدهای مستقل با موتور گازسوز ویا خرید برق و الكتريك از شبکه سراسری تهیه شده است.بدین منظور متوسط نرخ خرید برق و الكتريك از شبکه سراسری با متوسط هزینه تولید برق و الكتريك توسط مولدهای موتور گازسوز در سطوح مختلف ضریب بار مقایسه قرار گرفته است.

این مقاله با هدف مقایسه هزینه دو شیوهء تامین برق و الکتریک و الكتريك از طریق مولدهای مستقل با موتور گازسوز ویا خرید برق و الکتریک و الكتريك  از شبکه سراسری تهیه شده است.بدین منظور متوسط نرخ خرید برق و الکتریک و الكتريك از شبکه سراسری با متوسط هزینه تولید برق و الکتریک و الكتريك توسط مولدهای موتور گازسوز در سطوح مختلف ضریب بار مقایسه قرار گرفته است. 
در شبکه های بهم پیوسته برق و الکتریک باتوجه به صرفه جویی های مقیاس تولید انرژی الکتریکی به صورت مرکزی و توسط نیروگاهای بزرگ صورت می‌گیرد. در سالهای اولیه پیدایش سیستمهای پیوسته معمولآ سیستم با رشد سالانه۶ الی ۷ در صدی در مصرف انرژی الکتریکی مواجه بود.در دهه ۱۹۷۰ مباحثی از قبیل بحران نفتی و مسائل زیست محیطی مشکلات جدی را برای صنعت برق و الکتریک مطرح کردند. به گونه‌ای که در دهه ۱۹۸۰ این فاکتورها و تغییرات اقتصادی به کاهش رشد بار به حدود ۶/۱ الی ۳در صد در سال منجر شدند. در همین زمان هزینه انتقال وتوزیع انرژی الکتریکی نیز به میزان قابل توجهی افزایش یافت. لذا تولید مرکزی توسط نیروگاه‌های بزرگ اغلب بدلیل کاهش رشد بار افزایش هزینه انتقال توزیع حاد شدن مسایل زیست محیطی و تغییرات تکنولوژیکی در جهت کاهش هزینه های سرمایه گذاری در مولدهای مستقل با مقیاس کوچک افزایش راندمان حرارتی این مولدها غیر عملی شد.
در دهه های اخیر تجدید ساختار صنعت برق و الکتریک و همچنین خصوصی سازی این صنعت مطرح و در برخی کشورها اعمال گشته است .در محیط تجدید ساختار یافته صنعت برق و الکتریک متقاعد کردن بازیگران بازار به سرمایه گذاری در پروژه های چند میلیارد دلاری تولید و انتقال توان آسان نیست .این مسائل و مباحث باعث شد تا تولید پراکنده به عنوان یک انتخاب مناسب جهت تولید و پاسخگویی به افزایش تقاضای مصرف مطرح شود.تولیدات پراکنده بصورت محلی مورد استفاده قرار می گیرند یعنی این تولیدات نزدیک مصرف بوده و نیازی به انتقال انرژی الکتریکی خروجی آنها در مسافت های طولانی ندارد .هرچه مصرف کننده نزدیک تر باشد.هزینه تامین انرژی الکتریکی نیز کاهش خواهد یافت. از سوی دیگر در کشورهای در حال توسعه و یا روستاها ،با توجه به پراکندگی بار ،هزینه های توسعه خطوط انتقال و توزیع بسیار زیاد است .لذا در این موارد استفاده از تولیدات پراکنده به منظور تامین برق و الکتریک مورد نیاز این گونه مشترکین از صرفه‌های اقتصادی بالایی برخورداراست. در این مقاله دو شیوه تامین برق و الکتریک از طریق مولدهای مستقل با مقیاس کوچک و یا خرید برق و الکتریک از شبکه‌های سراسری مورد مقایسه قرار می گیرد .
● مقایسه تامین برق و الکتریک از طریق مولد موتور گاز سوز با خرید از شبکه سراسری
برای صنایع نیازمند قدرت بالا،ا مکان تامین برق و الکتریک از طریق احداث مولدهای موتور گازسوز وجود دارد. در این بررسی و برای فراهم شدن امکان مقایسه صنعتی در نظر می گیریم که دارای دیماند در خواستی معادل ۳مگاوات است و به منظور تامین برق و الکتریک مورد نیاز خود دو گزینه احداث مولد موتور گازسوز و خرید برق و الکتریک از شبکه سراسری را مورد بررسی قرار می‌دهد. این بررسی نشان می دهد که در چه سطحی از ضریب بار مصرفی، احداث مولد موتور گازسوز اقتصادی خواهد بود و در چه سطحی از ضریب بار،به صرفه است که صنعت مورد بررسی برق و الکتریک مورد نیاز خود را از شبکه سراسری خریداری کند.بدین منظور و برای بررسی توجیه اقتصادی تاسیس مولد موتور گازسوز در صنعت مزبور،هزینه تمام شده هر کیلووات ساعت برق و الکتریک تولیدی توسط مولد موتور گازسوز با هزینه تمام شدة هرکیلووات ساعت برق و الکتریک از شبکه سراسری مقایسه می شود.
از آنجا که مولد موتور گازسوز در مواقعی از سال به علت انجام تغییرات دوره ای (خروج برنامه ریزی شده) و یا به دلیل بروز اشکالات یپیش بینی نشده (خروج اضطراری) از مدار تولید خارج شده و قادر به تولید برق و الکتریک نخواهد بود، برای تاًمین مطمئن ۳مگاوات برق و الکتریک مورد نیاز صنعت مزبور، پنج مولد ۸۰۰ کیلو واتی به صورت موازی کوپله می شوند تا در صورت خروج یکی از آنها ،چهار مولد باقیمانده بتوانند قدرت مورد نیاز صنعت را تامین کنند.
همچنین از آنجا که صنعت مزبور می‌تواند دارای ضریب بارهای مختلف باشد، لذا ضریب بار این صنعت را در محدوده ۳۰ تا ۱۰۰در صدی متغیر در نظر می گیریم.با فرض این که صنعت یاد شده متناسب با انرژی مصرفی خود از مولدها استفاده می‌کند، در این صورت میزان انرژی تولیدی مولدهای موتور گازسوز به صورت زیر محاسبه می‌شود: 
که در آن :
▪ E میزان انرژی تولیدی مولدها است که با میزان مصرفی صنعت برابر است 
▪ PAقدرت مورد نیاز صنعت است که در اینجا معادل ۳ مگاوات در نظر گرفته شده است .
▪ Y ضریب بار مصرفی صنعت در طول سال است. 
هزینه تجهیزات و احداث هر واحد ۸۰۰ کیلو واتی موتور گازسوز به ازای هر کیلو وات معادل ۳۰۹ دلار است لذا با در نظر گرفتن نرخ دلار معادل ۹۳۵۸ ریال در سال ۱۳۸۶ هزینه تجهیزات و احداث پنج موتور گازسوز به صورت زیر محاسبه می شود:
هزینه ثابت تجهیزات و احداث مولد‌ها مربوط به کل دوره عمر مفید مولدها است که برای محاسبه سهم هر سال از هزینه مزبور از روش استهلاک یکنواخت سالواره به روش زیر‌‌ استفاده می شود:
▪ در اینجا AFCهزینه استهلاک یکنواخت سالواره 
▪ iنرخ بهره ارزی که معادل ۱۰ در صد در نظر گرفته می شود 
▪ n عمر مفید مولد است که معادل ۱۵ سال در نظر گرفته شده است و FC نیز هزینه کل ثابت است.
هزینه جاری تولید انرژی مولد گازسوز شامل هزینه تعمیرات و نگهداری و هزینه سوخت است هزینة تعمیرات ونگهداری مولد شامل هزینه مواد مصرفی مولد و هزینه تعمیرات دوره ای و تعمیرات اساسی مولد است که بر اساس اطلاعات دریافتی از منبع معادل ۰۰۹/۰ دلار بر کیلووات ساعت است.
هزینه سوخت به ازای هر کیلو وات ساعت انرژی الکتریکی تولیدی نیز براساس رابطهء زیر محاسبه می شود:
در اینجا CF هزینه سوخت هر کیلو وات ساعت انرژی تولیدی مولد موتور گاز سوز، B ضریب تبدیل کیلو کالری به کیلووات ساعت است که معادل ۸۶۰ است
PG قیمت گاز طبیعی مصرفی نیروگاههای کشور که در سال ۱۳۸۶ معادل ۲۹/۴۹ ریال بر متر مکعب است. لازم به ذکر است که قیمت گاز طبیعی تحویلی به مولدهای موتور گازسوز بر اساس آئین نامه اجرایی تضمین خرید برق و الکتریک موضوع ماده ۲۵ قانون برنامه چهارم توسعه معادل قیمت گازطبیعی تحویلی به نیروگاه های دولتی برای تولید برق و الکتریک مصارف داخلی در نظر گرفته شده است.
R راندمان الکتریکی مولد موتور گازسوز معادل ۳/۳۳در صد و HV ارزش حرارتی گاز طبیعی است که به طور متوسط در خطوط لوله سراسری کشور معادل ۸۶۰۰ کیلو کالری بر متر مکعب در نظر گرفته می شود.
بدین ترتیب هزینه تولید برق و الکتریک مورد نیاز صنعت مزبور در ضریب بارهای مختلف با استفاده از پنج مولد موتور گازسوز ، براساس محاسبات انجام گرفته به صورت جدول برق و الکتریک شماره ۱ بدست می‌آید .
همانگونه که ملاحظه می شود هزینه تولید برق و الکتریک توسط مولدهای موتورگازسوز با افزایش ضریب بار صنعت و یا به عبارت دیگر با افزایش انرژی تولیدی مولدها، کاهش می‌یابد که این امر ناشی از سرشکن شدن هزینه احداث مولدها بر میزان انرژی تولید شده بیشتر است.
حال فرض می کنیم که صنعت مزبور قصد دارد ۳ مگاوات توان مورد نیاز خود را از شبکه سراسری خریداری کند. در این حالت می‌بایست هزینه انشعاب برق و الکتریک را پرداخت کند. لذا سهم هزینه انشعاب نیز بر هزینه خرید برق و الکتریک از شبکه سراسری اضافه می‌شود. از آنجا که صنعت مورد بررسی در دو حالت، چه برق و الکتریک مورد نیاز خود را با احداث مولدهای موتور گازسوز تأمین کند و چه آن را به صورت کلی از شبکه سراسری خریداری کند، نیاز به احداث تجهیزات پست و خطوط نیرورسانی خواهد داشت، لذا از اقلام مربوط به محاسبة هزینه انشعاب که شامل هزینه‌های عمومی برق و الکتریکراری انشعاب برق و الکتریک ،هزینة نیرو رسانی و سهم تجهیزات پست است ، دو قلم هزینة نیرورسانی و سهم تجهیزات پست که در دو حالت تأمین برق و الکتریک برای صنعت وجود دارند ،حذف شده و تنها هزینه عمومی برق و الکتریکراری انشعاب به عنوان عامل ایجادکننده اختلاف در هزینه های تأمین برق و الکتریک مد نظر قرار می گیرد.
در سال ۱۳۸۶هزینة عمومی برق و الکتریکراری انشعاب بر اساس الحاقیه شماره ۴ آیین‌نامه تکمیلی تعرفه های برق و الکتریک ،با فرمول ۴۳۹۲۳۰ + D*۴/۳۴ محاسبه می شود که در آنD قدرت قرار دادی مشترک است.
لذا برای یک صنعت با قدرت قرار دادی ۳ مگاوات ،هزینه های عمومی برق و الکتریکراری انشعاب به ازای هر کیلو وات معادل ۵۴۲۴۳۰ ریال خواهد بود با:
از آنجا که هزینه انشعاب در واقع برای کل دوره استفاده از انشعاب برق و الکتریک است. به منظور محاسبه سهم هر سال از هزینه انشعاب از روش استهلاک سالواره استفاده می‌شود. به منظور سرشکن کردن هزینه انشعاب بر اساس روش به کار گرفته شده در محاسبه تعرفه‌های آزاد، دوره سرشکن کردن هزینه انشعاب معادل ۳۰ سال در نظر گرفته می‌شود بدین ترتیب هزینه انشعاب سالواره صنعت مزبور برابر خواهد بود با:
از آنجا که هزینه انشعاب در واقع برای کل دوره استفاده از انشعاب برق و الکتریک و الكتريك است. به منظور محاسبه سهم هر سال از هزینه انشعاب از روش استهلاک سالواره استفاده می‌شود. به منظور سرشکن کردن هزینه انشعاب بر اساس روش به کار گرفته شده در محاسبه تعرفه‌های آزاد، دوره سرشکن کردن هزینه انشعاب معادل ۳۰ سال در نظر گرفته می شود بدین ترتیب هزینه انشعاب سالواره صنعت مزبور برابر خواهد بود با:
که در آن :
▪ ACC کل هزینه انشعاب سالواره،CC کل هزینه انشعاب ،r نرخ تعدیل ریالی معادل ۱۲ درصد
▪ m تعداد سالهای عمر متعارف انشعاب که معادل ۳۰ سال است .
هزینه خرید برق و الکتریک از شبکه سراسری علاوه بر هزینه انشعاب ،برای مشترکین با قدرت بیش از ۳۰ کیلو وات مشتمل بر بهای دیماند و بهای انرژی در ساعات مختلف است.با توجه به این که صنعت مورد نظر دارای قدرت در خواستی معادل ۳ مگاوات است.لذا مطابق با کتابچه تعرفه های برق و الکتریک و شرایط عمومی آنها در سال ۱۳۸۶، مشمول تعرفه صنعتی کد(۳-۴) می‌شود بهای دیماند و انرژی مصارف صنعتی در سال۱۳۸۶ برای یک صنعت با قدرت قراردادی ۳ مگاوات ،مطابق با جدول شماره ۲ است.
بهای دیماند بر اساس قدرت مصرفی مشترک از وی اخذ می شود و حداقل قدرت مصرفی مشترک که ملاک محاسبه بهای دیماند قرار می گیرد ۹۰ در صد قدرت قرار دادی مشترک است. بدین ترتیب چنانچه قدرت مصرفی مشترک کمتر از ۹۰ در صد قدرت قراردادی باشد، ۹۰ درصد قدرت قراردادی مبنای محاسبه بهای دیماند قرار می‌گیرد و در غیر این صورت قدرت مصرفی وی جهت محاسبه بهای دیماند استفاده می شود .بدین ترتیب بهای دیماند سالیانه صنعت مزبور در سال ۱۳۸۶ برابر خواهد بود با:
که در آن:
▪ CD هزینه دیماند سالیانه صنعت،
▪ PA قدرت قرار دادی صنعت،
▪ PC قدرت مصرفی صنعت 
▪ Dبهای دیماند مصرفی صنعت بر حسب ریال بر کیلو وات که در سال ۱۳۸۶ مطابق با جدول شماره ۲ است،
بهای انرژی مصرفی صنعت مزبور از شبکه سراسری نیز به صورت زیر قابل محاسبه است :
که درآن:
▪ CE هزینه سالیانه انرژی مصرفی توسط صنعت مورد بررسی 
▪ EL EP EN به ترتیب انرژی مصرفی سالیانه صنعت در ساعات میان باری،اوج بار و کم باری 
▪ PEL PEP PEN به ترتیب بهای انرژی مصرفی صنعت در ساعات میان باری،اوج بار و کم باری در سال ۱۳۸۶ وبر اساس گزینه یک و دو تعرفه های صنعتی است.
علاوه بر این مطابق با شرایط اختصاصی تعرفه های صنعتی در ماههای تیر و شهریور ۱۵ در صد و در مرداد ماه ۳۰ در صد به بهای برق و الکتریک مشترکین صنعتی افزوده می شودکه متوسط این افزایش معادل ۵ در صد رشد بهای برق و الکتریک مشترک صنعتی در سال است.
مطابق با تعرفه های برق و الکتریک و لكتريك ،طول شبانه روز به ۱۲ ساعت میان باری ،۴ساعت اوج بار و۸ ساعت کم باری تقسیم شده است.این مشترک صنعتی به صورت طبیعی ابتدا در ساعات میان باری، سپس در ساعات اوج و نهایتاًدر ساعات کم باری به تولید محصول می پردازد لذا با در نظر گرفتن ضریب بار صنعت میزان انرژی مصرفی آن در ساعات مختلف شبانه روز بدست می آید .بدین ترتیب با مشخص بودن میزان انرژی مصرفی صنعت ،و با در نظر گرفتن بهای دیماند ،بهای انرژی و هزینه انشعاب سالواره ،متوسط نرخ خرید برق و الکتریک از شبکه سراسری بر مبنای گزینه ۱ و یا ۲ تعرفه های صنعتی در سال ۱۳۸۶ به صورت زیر بدست می آید:
که در آن :
▪ AP متوسط نرخ خرید برق و الکتریک از شبکه سراسری و E انرژی مصرفی صنعت است.
میزان انرژی مصرفی صنعت در ساعات مختلف میان باری ،اوج بار و کم باری و متوسط نرخ خرسد برق و الکتریک توسط صنعت مورد بررسی ،بر اساس گزینه های ۱ و ۲ تعرفه صنعتی در جدول شماره ۳ آورده شده است.
همانگونه که در نمودار شماره ۱ ملاحظه می شود با افزایش ضریب بار صنعت ،متوسط نرخ خرید برق و الکتریک از شبکه سراسری بر مبنای هر دو گزینه یک و دو تعرفه‌های صنعتی کاهش می یابد به نحوی که در ضریب بار ۱۰۰ در صد، متوسط نرخ خرید برق و الکتریک از شبکه سراسری در گزینه یک معادل ۳/۱۹۴ ریال بر کیلووات ساعت و در گزینه دو معادل ۲/۲۰۹ ریال بر کیلو وات ساعت می شود نکته دیگر آن که تنها در ضریب بار ۳۰ در صد است که متوسط نرخ خرید برق و الکتریک و لكتريك بر مبنای گزینه دو کمتر از یک است و در ضرایب بار بالاتر از ۳۰ درصد، متوسط نرخ گزینه یک تعرفه‌های صنعتی از گزینه دو کمتر است .به عبارت دیگر چنان چه صنعت دارای ضریب بار ۳۰ درصد و پائین‌تر باشد . 
بهتر است از گزینه دو تعرفه های صنعتی استفاده کند و در صورتی که دارای ضریب بار بالا تر از۳۰ درصد باشد بهتر است که گزینه یک تعرفه‌های صنعتی را انتخاب کند.
● نتیجه گیری
مقایسه متوسط نرخ خرید برق و الکتریک از شبکه سراسری(جدول شماره۳) با متوسط هزینهء تولید برق و الکتریک و الكتريك  توسط مولدهای موتور گازسوز (جدول شماره ۱) نشان می دهد که تا سطح ضریب بار ۵۰درصد ،همواره متوسط نرخ خرید برق و الکتریک از شبکه سراسری از متوسط هزینهء تولید برق و الکتریک کمتر است بنابراین چنانچه صنعت مورد بررسی دارای ضریب بار ۵۰درصد و پائین تر است بهتر است برق و الکتریک و لكتريك مورد نیاز خود را از شبکه سراسری خریداری کند لیکن از ضریب بار ۶۰ درصد به بالا ،همواره هزینه تولید برق و الکتریک مولدهای موتور گازسوز از هزینه خرید برق و الکتریک از شبکه سراسری کمتر است.
و از این ضریب بار به بالا برای صنعت مورد بررسی ، احداث ۵ واحد موتور گازسوز ۸۰۰ کیلو واتی برای تامین قدرت مورد نیاز خود به میزان ۳ مگاوات دارای صرفه اقتصادی است.

اين متن به سفارش وبسايت پارسيان الكتريك لاله زار بخش مقالات برق و الکتریک و الكتريك گردآوري شده است.شمارگان 244

گردآوري و تدوين:فاطمه فروغي