توليد الطاقة الحرارية والكهربائية المدمجة الصغيرة

📅 آخر تحديث: ٢٥ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٢٥ يوليو ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 1 صور
الموسوعة الحرة

يُعدّ نظام التوليد المشترك للحرارة والطاقة على نطاق صغير ( micro-CHP أو μCHP أو mCHP) امتدادًا لفكرة التوليد المشترك للطاقة والحرارة ، ليشمل المنازل العائلية المفردة أو متعددة العائلات أو المباني المكتبية الصغيرة بقدرة تصل إلى 50 كيلوواط . [ 1 ] ومن التقنيات الشائعة لإنتاج الحرارة والطاقة في عملية واحدة مشتركة: محركات الاحتراق الداخلي ، والتوربينات الغازية الصغيرة ، ومحركات ستيرلينغ ، وخلايا الوقود .

تتمتع أنظمة التوليد المحلية بإمكانية تحقيق كفاءة أعلى من أنظمة التوليد التقليدية المتصلة بالشبكة، وذلك لعدم وجود فاقد في الطاقة يتراوح بين 8 و10% نتيجة نقل الكهرباء لمسافات طويلة. كما أنها لا تعاني من فاقد في الطاقة يتراوح بين 10 و15% نتيجة نقل الحرارة في شبكات التدفئة، وذلك بسبب اختلاف درجة حرارة الماء الساخن عن درجة حرارة البيئة الخارجية الباردة.

تستخدم الأنظمة الأكثر شيوعًا الغاز الطبيعي كمصدر رئيسي للطاقة وتنبعث منها ثاني أكسيد الكربون ؛ ومع ذلك فإن الكفاءة الفعالة لإنتاج الحرارة في أنظمة التوليد المشترك للحرارة والطاقة أعلى بكثير من كفاءة الغلاية المكثفة، وبالتالي تقليل الانبعاثات وتكاليف الوقود.

ملخص

يحتوي نظام التوليد المشترك للطاقة والحرارة المصغر عادةً على محرك حراري صغير كمحرك رئيسي يُستخدم لتدوير مولد كهربائي، والذي بدوره يُوفر الطاقة الكهربائية ، مع الاستفادة في الوقت نفسه من الحرارة المهدرة من المحرك الرئيسي لتدفئة المبنى وتوفير الماء الساخن للاستخدام المنزلي . [ 2 ] أما في حالة خلايا الوقود، فلا توجد آلات دوارة، ولكن مكدس خلايا الوقود، وعند الاقتضاء، جهاز الإصلاح، يُوفران حرارة مفيدة. يُولد المكدس طاقة تيار مستمر يتم تحويلها بواسطة محول تيار مستمر/متردد إلى جهد الشبكة الكهربائية. يُعرّف الاتحاد الأوروبي نظام التوليد المشترك للطاقة والحرارة المصغر بأنه نظام  ذو قدرة كهربائية أقل من 50 كيلوواط، [ 1 ] ومع ذلك، توجد تعريفات أخرى أكثر تقييدًا، تصل إلى أقل من 5 كيلوواط. [ 3 ]

قد يلبي مولد الطاقة الحرارية والكهربائية المصغر الطلب على التدفئة بشكل أساسي، مُنتجًا الكهرباء كمنتج ثانوي، أو قد يلبي الطلب على الكهرباء لتوليدها ، مع إنتاج الحرارة كمنتج ثانوي. عند استخدامه بشكل أساسي للتدفئة، قد تُنتج أنظمة الطاقة الحرارية والكهربائية المصغرة كمية من الكهرباء تفوق الطلب الفوري؛ ثم يُغذى الفائض إلى الشبكة.

يهدف التوليد المشترك للطاقة والحرارة إلى الاستفادة القصوى من الطاقة الكيميائية الموجودة في الوقود. ويعود سبب استخدام أنظمة التوليد المشترك للطاقة والحرارة إلى أن محطات الطاقة الحرارية الكبيرة ، التي تولد الكهرباء عن طريق حرق الوقود، تنتج ما بين 40% و60% من الحرارة المهدرة منخفضة الحرارة ، وذلك وفقًا لنظرية كارنو . [ 4 ] تسمح درجة الحرارة الناتجة عن هذه الحرارة المهدرة (حوالي 80-150  درجة  مئوية) باستخدامها لأغراض التدفئة، ولذلك تم تركيب شبكات التدفئة المركزية في بعض المناطق الحضرية. إلا أن شبكات التدفئة محدودة النطاق، إذ لا يُعد نقل الحرارة لمسافات طويلة مجديًا اقتصاديًا بسبب فقدان الحرارة من الأنابيب، كما أنها لن تصل إلى المناطق ذات الكثافة السكانية المنخفضة، وإلا سينخفض ​​العائد لكل وحدة من النفقات الرأسمالية . وفي حال تعذر تركيب التدفئة المركزية لانخفاض كثافة الطلب على التدفئة أو لعدم استثمار شركة الكهرباء المحلية في شبكات التدفئة المكلفة، تُهدر هذه الطاقة الحرارية عادةً عبر أبراج التبريد أو تُصرف في الأنهار أو البحيرات أو البحر.

تتيح أنظمة التوليد المشترك للطاقة والحرارة الصغيرة (μCHP) توليدًا مشتركًا عالي الكفاءة للطاقة مع الاستفادة من الحرارة المهدرة حتى في حال انخفاض الحمل الحراري المُستهلك. وهذا يسمح باستخدام التوليد المشترك خارج المراكز السكانية، أو حتى في حال عدم وجود شبكة تدفئة مركزية. ومن الفعال توليد الكهرباء بالقرب من المكان الذي يمكن فيه استخدام الحرارة. تقع محطات الطاقة الصغيرة (μCHP) في المباني الفردية، حيث يمكن استخدام الحرارة لدعم نظام التدفئة وإعادة شحن خزان المياه الساخنة المنزلية، مما يوفر زيت التدفئة أو غاز التدفئة. وتستطيع أنظمة التوليد المشترك للطاقة والحرارة زيادة إجمالي استخدام الطاقة من مصادر الطاقة الأولية. ولذلك، اكتسبت هذه الأنظمة شعبية متزايدة في جميع قطاعات اقتصاد الطاقة، نظرًا لارتفاع تكاليف الكهرباء والوقود، وخاصة الوقود الأحفوري، وللمخاوف البيئية، ولا سيما تغير المناخ . [ 5 ]

في محطات توليد الطاقة التقليدية التي تُزوّد ​​المستهلكين بالكهرباء، تصل حوالي 34.4% من الطاقة الأولية للوقود المُدخل، مثل الفحم أو الغاز الطبيعي أو اليورانيوم أو البترول أو الطاقة الشمسية الحرارية أو الكتلة الحيوية ، إلى المستهلك عبر الكهرباء، [ 6 ] مع العلم أن كفاءة هذه العملية قد تصل إلى 20% في المحطات القديمة جدًا و45% في محطات الغاز الحديثة. في المقابل، يُحوّل نظام التوليد المشترك للحرارة والطاقة ما بين 15% و42% من الحرارة الأولية إلى كهرباء، ويُستغلّ معظم الحرارة المتبقية لتسخين المياه أو تدفئة المساحات . إجمالًا، يُمكن استخدام أكثر من 90% من الحرارة المُستمدة من مصدر الطاقة الأولي (بناءً على القيمة الحرارية الصافية) عندما لا يتجاوز إنتاج الحرارة الطلب الحراري. [ 7 ] [ 8 ] [ 9 ] [ 10 ] [ 11 ]

منذ عام 2000، أصبحت أنظمة التوليد المشترك للطاقة والحرارة الصغيرة (micro-CHP) فعّالة من حيث التكلفة في العديد من الأسواق حول العالم، وذلك بسبب ارتفاع تكاليف الطاقة. وقد ساهم التطور التكنولوجي الحديث لمحركات الاحتراق الصغيرة في تطوير هذه الأنظمة، بما في ذلك تحسين أداء وكفاءة تكلفة خلايا الوقود ، ومحركات ستيرلينغ ، والمحركات البخارية ، والتوربينات الغازية ، ومحركات الديزل ، ومحركات أوتو .

تُستخدم أنظمة التوليد المشترك للحرارة والطاقة (CHP) للمنازل أو المباني التجارية الصغيرة عادةً الغاز الطبيعي لإنتاج الكهرباء والحرارة. [ 12 ] في حال عدم توفر شبكة الغاز الطبيعي، وهو الخيار الأرخص عمومًا، يُمكن استخدام غاز البترول المسال (LPG ) أو الغاز الطبيعي المسال (LNG ) أو وقود التدفئة (الديزل). تعمل خلية وقود PEMFC mCHP في درجات حرارة منخفضة (من 50 إلى 100  درجة مئوية) وتتطلب هيدروجينًا عالي النقاء. وهي عرضة للتلوث؛ لذا تُجرى تعديلات عليها للعمل في درجات حرارة أعلى، بالإضافة إلى تحسينات على مُصلِح الوقود. أما خلية وقود SOFC mCHP فتعمل في درجات حرارة عالية (من 500 إلى 1000  درجة مئوية) وتستطيع التعامل مع مصادر وقود مختلفة بكفاءة، إلا أن درجة الحرارة العالية تتطلب مواد باهظة الثمن؛ لذا تُجرى تعديلات عليها للعمل في درجات حرارة أقل. وبسبب ارتفاع درجة الحرارة، تستغرق خلية SOFC وقتًا أطول لبدء التشغيل، وتحتاج إلى إنتاج حرارة مستمر حتى في أوقات انعدام الطلب الحراري.

يمكن لأنظمة التوليد المشترك للحرارة والطاقة المرتبطة بمبردات الامتصاص استخدام الحرارة المهدرة للتبريد . [ 13 ]

ذكر تقرير بريطاني صدر عام 2013 عن شركة إيكويتي كونسلتينغ أن نظام التوليد المشترك للحرارة والطاقة (MCHP) هو الطريقة الأكثر فعالية من حيث التكلفة لاستخدام الغاز لتوليد الطاقة على المستوى المنزلي. [ 14 ] [ 15 ]

ذكر استعراض صناعة خلايا الوقود في عام 2013 أن أنظمة توليد الطاقة والحرارة المدمجة الصغيرة التي تعمل بخلايا الوقود قد تجاوزت أنظمة توليد الطاقة والحرارة المدمجة الصغيرة التقليدية القائمة على المحركات في المبيعات في عام 2012 بنسبة 64٪ من المبيعات العالمية. [ 16 ]

التقنيات

تعتمد أنظمة محركات التوليد المشترك للطاقة والحرارة الصغيرة حاليًا على العديد من التقنيات المختلفة: [ 17 ]

الوقود

تتعدد أنواع الوقود ومصادر الحرارة التي يمكن استخدامها في أنظمة التوليد المشترك للطاقة والحرارة الصغيرة. وتختلف خصائص هذه المصادر من حيث تكلفة النظام، وتكلفة الحرارة، والآثار البيئية، وسهولة الاستخدام، وسهولة النقل والتخزين، وصيانة النظام، وعمره الافتراضي. ومن بين مصادر الحرارة والوقود التي يجري النظر في استخدامها مع أنظمة التوليد المشترك للطاقة والحرارة الصغيرة: الغاز الطبيعي ، وغاز البترول المسال ، والكتلة الحيوية ، والزيوت النباتية (مثل زيت بذور اللفت )، وغاز الخشب ، والطاقة الشمسية الحرارية ، ومؤخرًا الهيدروجين ، بالإضافة إلى أنظمة الوقود المتعدد. وتشمل مصادر الطاقة الأقل انبعاثًا للجسيمات وثاني أكسيد الكربون: الطاقة الشمسية، والهيدروجين، والكتلة الحيوية (مع عملية تغويز ثنائية المراحل لإنتاج الغاز الحيوي )، والغاز الطبيعي. ونظرًا للكفاءة العالية لعملية التوليد المشترك للطاقة والحرارة، فإن انبعاثات الكربون الناتجة عن هذه العملية لا تزال أقل مقارنةً بتحويل الطاقة في الغلايات التي تعمل بالوقود الأحفوري أو محطات الطاقة الحرارية. [ 19 ] [ 20 ]

تستخدم غالبية أنظمة التوليد المشترك الغاز الطبيعي كوقود، لأن الغاز الطبيعي يحترق بسهولة ونظافة، ويمكن أن يكون غير مكلف، ومتوفر في معظم المناطق، ويسهل نقله عبر خطوط الأنابيب الموجودة بالفعل لأكثر من 60 مليون منزل. [ 21 ]

أنواع المحركات

تُعدّ محركات الاحتراق الداخلي الترددية أكثر أنواع المحركات شيوعًا في أنظمة التوليد المشترك للطاقة والحرارة الصغيرة. [ 12 ] يمكن تصميم الأنظمة القائمة على محركات الاحتراق الداخلي الترددية بحيث يعمل المحرك بسرعة ثابتة واحدة، مما ينتج عنه عادةً كفاءة كهربائية أو إجمالية أعلى. مع ذلك، ونظرًا لقدرة محركات الاحتراق الداخلي الترددية على تعديل ناتج الطاقة عن طريق تغيير سرعة التشغيل وكمية الوقود المُدخلة، يمكن لأنظمة التوليد المشترك للطاقة والحرارة الصغيرة القائمة على هذه المحركات أن تتميز بنواتج كهربائية وحرارية متغيرة مصممة لتلبية الطلب المتغير. [ 22 ]

يُعدّ الغاز الطبيعي مناسبًا لمحركات الاحتراق الداخلي ، مثل محرك أوتو وأنظمة التوربينات الغازية . تُستخدم التوربينات الغازية في العديد من الأنظمة الصغيرة نظرًا لكفاءتها العالية، وصغر حجمها، واحتراقها النظيف، ومتانتها، وانخفاض متطلبات صيانتها. تعمل التوربينات الغازية المصممة بمحامل رقائقية وتبريد هوائي دون الحاجة إلى زيت تشحيم أو سائل تبريد. تتركز الحرارة المهدرة في التوربينات الغازية في الغالب في العادم، بينما تتوزع الحرارة المهدرة في محركات الاحتراق الداخلي الترددية بين العادم ونظام التبريد.

يمكن لمحركات الاحتراق الخارجي أن تعمل بأي مصدر حرارة عالي. تشمل هذه المحركات محرك ستيرلينغ ، وشاحن التوربيني الذي يعمل بالغاز الساخن، والمحرك البخاري . تتراوح كفاءة كليهما بين 10% و20%، واعتبارًا من عام 2014، يجري إنتاج كميات صغيرة منها لتصنيع منتجات التوليد المشترك للطاقة والحرارة الصغيرة.

تشمل الاحتمالات الأخرى دورة رانكين العضوية ، التي تعمل عند درجات حرارة وضغوط منخفضة باستخدام مصادر حرارة منخفضة الجودة. وتتمثل الميزة الأساسية لهذه الدورة في أن الجهاز عبارة عن وحدة تكييف أو تبريد تعمل كمحرك، مما يغني عن تصميم الأنابيب والمكونات الأخرى لتحمل درجات حرارة وضغوط قصوى، وبالتالي تقليل التكلفة والتعقيد. صحيح أن كفاءة الطاقة الكهربائية تتأثر سلبًا، ولكن يُفترض أن هذا النظام سيستفيد من الحرارة المهدرة أو من مصدر حرارة موجود أصلًا لأغراض التدفئة، مثل موقد الحطب أو غلاية الغاز.

سيظل مستقبل أنظمة التوليد المشترك للحرارة والطاقة، وخاصةً للمنازل والشركات الصغيرة، متأثرًا بأسعار الوقود، بما في ذلك الغاز الطبيعي. ومع استمرار ارتفاع أسعار الوقود، سيصبح من المجدي اقتصاديًا تطبيق تدابير ترشيد استهلاك الطاقة، واستخدامها بكفاءة أكبر ، بما في ذلك أنظمة التوليد المشترك للحرارة والطاقة وأنظمة التوليد المشترك الصغيرة.

خلايا الوقود

تُنتج خلايا الوقود الكهرباء والحرارة كمنتج ثانوي. وتتمثل مزايا استخدام خلايا الوقود الثابتة مقارنةً بأنظمة التوليد المشترك للحرارة والطاقة التي تعمل بالوقود الأحفوري في عدم وجود أجزاء متحركة، وقلة الصيانة، وانخفاض مستوى الضوضاء أثناء التشغيل. ويمكن إعادة فائض الكهرباء إلى الشبكة الكهربائية. [ 23 ]

تستخدم خلايا وقود PEMFC التي تعمل بالغاز الطبيعي أو البروبان مُصلِحًا بخاريًا لتحويل الميثان الموجود في الغاز المُزوَّد إلى ثاني أكسيد الكربون والهيدروجين؛ ثم يتفاعل الهيدروجين مع الأكسجين في خلية الوقود لإنتاج الكهرباء. [ 24 ] تتميز وحدة التوليد المشترك للطاقة والحرارة الصغيرة (micro-CHP) القائمة على خلية وقود PEMFC بكفاءة كهربائية تبلغ 37% من القيمة الحرارية الدنيا (LHV) و33% من القيمة الحرارية العليا (HHV) ، وكفاءة استعادة حرارة تبلغ 52% من القيمة الحرارية الدنيا و47% من القيمة الحرارية العليا، مع عمر تشغيلي يصل إلى 40,000 ساعة أو 4000 دورة تشغيل/إيقاف، أي ما يعادل 10 سنوات من الاستخدام. وبحلول نهاية عام 2014، تم تركيب ما يُقدَّر بنحو 138,000 نظام CHP يعمل بخلايا الوقود بقدرة أقل من 1 كيلوواط في اليابان. [ 17 ] معظم هذه الأنظمة تعتمد على خلايا وقود PEMFC (85%)، أما النسبة المتبقية فهي أنظمة خلايا وقود أكسيد صلب (SOFC). 

في عام 2013، بلغ العمر الافتراضي حوالي 60,000 ساعة. بالنسبة لوحدات خلايا الوقود PEM، التي تتوقف عن العمل ليلاً، فإن هذا يعادل عمرًا افتراضيًا يتراوح بين عشرة وخمسة عشر عامًا. [ 25 ]

الأهداف الفنية لوزارة الطاقة الأمريكية  : خلايا وقود مشتركة للتدفئة والطاقة بقدرة 1-10 كيلوواط تعمل بالغاز الطبيعي . [ 26 ]

تطوير خلايا الوقود
يكتب2008201220152020
الكفاءة الكهربائية عند القدرة المقدرة 234%40%42.5%45%
كفاءة الطاقة في نظام التوليد المشترك للحرارة والطاقة 380%85%87.5%90%
تكلفة المصنع 4750 دولارًا/كيلوواط650 دولارًا/كيلوواط550 دولارًا/كيلوواط450 دولارًا/كيلوواط
الاستجابة العابرة (10%–90% من القدرة المقدرة)5 دقائق4 دقائق3 دقائقدقيقتان
وقت بدء التشغيل من  درجة حرارة محيطة تبلغ 20 درجة مئوية60 دقيقة45 دقيقة30 دقيقة20 دقيقة
التدهور مع دورات الشحن والتفريغ 5أقل من 2%/1000 ساعة0.7%/1000 ساعة0.5%/1000 ساعة0.3%/1000 ساعة
عمر التشغيل 66000 ساعة30000 ساعة40,000 ساعة60,000 ساعة
توافر النظام97%97.5%98%99%

1. الغاز الطبيعي القياسي المُوَصَّل بضغوط خطوط التوزيع السكنية المعتادة. 2. القيمة الحرارية الصافية/القيمة الحرارية الصغرى للوقود المُعَدَّلة لتيار التكييف. 3.  تُحتسب كفاءة الطاقة لأنظمة التوليد المشترك للحرارة والطاقة فقط عند درجة حرارة 80 درجة مئوية أو أعلى . 4. تشمل التكلفة تكاليف المواد والعمالة اللازمة لإنتاج المدخنة، بالإضافة إلى أي مكونات أخرى ضرورية لتشغيلها. تُحدد التكلفة عند إنتاج 50,000 وحدة/سنة (250 ميغاواط في  وحدات 5 كيلوواط). 5. بناءً على دورة التشغيل المقرر إصدارها في عام 2010. 6. الوقت اللازم لانخفاض صافي الطاقة بنسبة تزيد عن 20%.

المواد الكهروحرارية

تُبشّر المولدات الكهروحرارية التي تعمل بتأثير سيبك بمستقبل واعد نظرًا لعدم احتوائها على أجزاء متحركة. إلا أن الكفاءة تُشكّل التحدي الأكبر، إذ تفشل معظم الأجهزة الكهروحرارية في تحقيق كفاءة لا تتجاوز 5% حتى مع وجود فروق كبيرة في درجات الحرارة.

نظام الطاقة الشمسية المصغر لتوليد الطاقة والحرارة

CPVT

يمكن تحقيق ذلك باستخدام مُجمِّع شمسي هجين كهروضوئي حراري ، وخيار آخر هو نظام الخلايا الكهروضوئية الحرارية المركزة ( CPVT )، والذي يُسمى أحيانًا نظام الطاقة الشمسية المُدمجة للحرارة والطاقة ( CHAPS )، وهو تقنية توليد مشترك للطاقة تُستخدم في الخلايا الكهروضوئية المركزة، حيث تُنتج الكهرباء والحرارة في نفس الوحدة. ويمكن استخدام الحرارة في التدفئة المركزية ، وتسخين المياه، وتكييف الهواء ، وتحلية المياه ، أو كحرارة صناعية .

تُنتج أنظمة CPVT حاليًا في أوروبا، [ 27 ] حيث تقوم شركة Zenith Solar بتطوير أنظمة CPVT بكفاءة مزعومة تبلغ 72%. [ 28 ]

تنتج شركة سوبوجي نظام طاقة شمسية مركزة صغيرة (microCSP) يعتمد على حوض مكافئ يمكن تركيبه فوق المباني أو المنازل، ويمكن استخدام الحرارة لتسخين المياه أو تكييف الهواء بالطاقة الشمسية ، كما يمكن تركيب توربين بخاري لإنتاج الكهرباء.

نظام التوليد المشترك للحرارة والطاقة الشمسية

أتاح التطور الحديث لأنظمة التوليد المشترك للحرارة والطاقة صغيرة الحجم فرصةً لتوفير طاقة احتياطية داخلية لمصفوفات الخلايا الكهروضوئية السكنية. [ 29 ] تُظهر نتائج دراسة حديثة أن النظام الهجين للخلايا الكهروضوئية والتوليد المشترك للحرارة والطاقة لا يقتصر دوره على الحدّ بشكل جذري من هدر الطاقة في أنظمة الكهرباء والتدفئة الحالية، بل يُتيح أيضًا زيادة حصة الطاقة الشمسية الكهروضوئية بنحو خمسة أضعاف. [ 29 ] في بعض المناطق، وللحدّ من هدر الحرارة الزائدة، اقتُرح استخدام مُبرّد امتصاصي للاستفادة من الطاقة الحرارية المُنتجة من نظام التوليد المشترك للحرارة والطاقة لتبريد نظام الخلايا الكهروضوئية والتوليد المشترك للحرارة والطاقة. [ 30 ] تتمتع هذه الأنظمة الثلاثية (التوليد الثلاثي + الخلايا الكهروضوئية) بإمكانية توفير المزيد من الطاقة.

القياس الصافي

حتى الآن، تحقق أنظمة التوليد المشترك للطاقة والحرارة الصغيرة (micro-CHP) معظم وفوراتها، وبالتالي جاذبيتها للمستهلكين، من خلال قيمة الطاقة الكهربائية التي يتم استبدالها بالكهرباء المنتجة ذاتيًا. يدعم هذا نموذج "التوليد وإعادة البيع" أو القياس الصافي ، حيث يتم بيع الطاقة المنزلية المولدة التي تتجاوز الاحتياجات الفورية إلى شركة الكهرباء. يتميز هذا النظام بالكفاءة لأن الطاقة المستخدمة تُوزع وتُستهلك فورًا عبر شبكة الكهرباء . تكمن الخسائر الرئيسية في نقل الطاقة من المصدر إلى المستهلك، والتي عادةً ما تكون أقل من الخسائر الناتجة عن تخزين الطاقة محليًا أو توليدها بكفاءة أقل من ذروة كفاءة نظام التوليد المشترك للطاقة والحرارة الصغيرة. لذا، من الناحية التقنية البحتة، تُعد إدارة الطلب الديناميكي والقياس الصافي فعالين للغاية.

من مزايا نظام القياس الصافي سهولة إعداده. إذ يُمكن لعداد الكهرباء الخاص بالمستخدم تسجيل الطاقة الكهربائية الداخلة والخارجة من المنزل أو المنشأة التجارية بسهولة. وفي الشبكات التي تضم عددًا قليلًا نسبيًا من مستخدمي أنظمة التوليد المشترك للطاقة والحرارة الصغيرة، لا حاجة لإجراء أي تعديلات على تصميم الشبكة الكهربائية. إضافةً إلى ذلك، في الولايات المتحدة، تلزم اللوائح الفيدرالية، والعديد من لوائح الولايات حاليًا، شركات تشغيل المرافق بتعويض أي شخص يُضيف طاقة إلى الشبكة. ومن وجهة نظر مُشغل الشبكة، تُشكل هذه النقاط أعباءً تشغيلية وفنية وإدارية. ونتيجةً لذلك، يُعوّض معظم مُشغلي الشبكات مُساهمي الطاقة من غير شركات المرافق بمعدل أقل من أو يساوي المعدل الذي يفرضونه على عملائهم. ورغم أن نظام التعويض هذا قد يبدو عادلًا للوهلة الأولى، إلا أنه لا يُمثل سوى وفورات المستهلك من عدم شراء طاقة المرافق، مُقارنةً بالتكلفة الحقيقية للتوليد والتشغيل بالنسبة لمُشغل نظام التوليد المشترك للطاقة والحرارة الصغيرة. لذا، من وجهة نظر مُشغلي أنظمة التوليد المشترك للطاقة والحرارة الصغيرة، لا يُعد نظام القياس الصافي مثاليًا.

على الرغم من أن نظام القياس الصافي يُعد آلية فعّالة للغاية لاستخدام الطاقة الفائضة المُولّدة من نظام التوليد المشترك للطاقة والحرارة المصغر، إلا أنه لا يخلو من العيوب: فبينما يُعدّ المولد التجاري الكبير المصدر الرئيسي لتوليد الطاقة في الشبكة الكهربائية، فإن مولدات القياس الصافي تُسرّب الطاقة إلى الشبكة الذكية بطريقة عشوائية وغير متوقعة. مع ذلك، يكون هذا التأثير ضئيلاً إذا كانت نسبة المستهلكين الذين يُولّدون الكهرباء قليلة، وكان كل منهم يُولّد كمية صغيرة نسبيًا. فعند تشغيل فرن أو مدفأة كهربائية، تُسحب من الشبكة كمية من الكهرباء تُعادل تقريبًا ما يُنتجه مولد منزلي. أما إذا زادت نسبة المنازل التي تمتلك أنظمة توليد، فقد يصبح التأثير على الشبكة كبيرًا. وقد يكون التنسيق بين أنظمة التوليد في المنازل وبقية الشبكة ضروريًا لضمان التشغيل الموثوق ومنع حدوث أي ضرر للشبكة.

الوضع السوقي

اليابان

شهدت اليابان أكبر انتشار لأنظمة التوليد المشترك للطاقة والحرارة الصغيرة في عام 2009، حيث تم تركيب أكثر من 90,000 وحدة، [ 17 ] وكانت الغالبية العظمى منها من نوع "ECO-WILL" من إنتاج شركة هوندا . [ 31 ] [ 32 ] أطلقت ست شركات طاقة يابانية منتج ENE FARM بقدرة 300  واط - 1  كيلو واط ، والذي يعمل بخلايا الوقود الغشائية البروتونية (PEMFC) وخلايا الوقود الصلبة المؤكسدة (SOFC) . [ 33 ] [ 34 ] في عام 2009، حيث تم تركيب 3,000 وحدة في عام 2008، مع هدف إنتاجي يبلغ 150,000 وحدة للفترة 2009-2010، وهدف آخر يبلغ 2,500,000 وحدة في عام 2030. [ 35 ] بيع 20,000 وحدة في عام 2012 ضمن مشروع Ene Farm، ليصل إجمالي عدد وحدات PEMFC المركبة إلى 50,000 وحدة، وما يصل إلى 5,000 وحدة SOFC. [ 36 ] في عام 2013، تم تخصيص دعم حكومي لـ 50,000 وحدة. [ 25 ] سيشمل مشروع ENE FARM تركيب 100,000 نظام في عام 2014، حيث تم تركيب 34,213 خلية وقود غشائية بوليمرية (PEMFC) و2,224 خلية وقود أكسيد صلب (SOFC) خلال الفترة 2012-2014، منها 30,000 وحدة تعمل بالغاز الطبيعي المسال و6,000 وحدة تعمل بغاز البترول المسال . [ 37 ]

إيكوويل

تُباع هذه السخانات من قِبل شركات غاز مختلفة، وبحلول عام 2013، تم تركيبها في 131,000 منزل. تُصنّعها شركة هوندا باستخدام محركها أحادي الأسطوانة EXlink القادر على حرق الغاز الطبيعي أو البروبان. تُنتج كل وحدة 1  كيلوواط من الكهرباء و2.8  كيلوواط من الماء الساخن. [ 38 ]

خلية وقود غشائية بوليمرية

  • في ديسمبر 2012، باعت باناسونيك وشركة طوكيو للغاز المحدودة حوالي 21000 وحدة من وحدات PEM Ene-Farm في اليابان بسعر 22600 دولار أمريكي قبل التركيب. [ 39 ] [ 40 ]
  • قامت شركة توشيبا وشركة أوساكا للغاز المحدودة / نيتشيغاس [ 41 ] بتركيب 6500 وحدة من وحدات PEM ENE FARM (المصنعة من قبل شركة CHOFU SEISAKUSHO المحدودة [ 42 ] ) بحلول نوفمبر 2011. [ 43 ]

خلية أكسيد الحديد

كوريا الجنوبية

في كوريا الجنوبية ، ستبدأ الإعانات بنسبة 80% من تكلفة خلية الوقود المحلية. [ 49 ] يمتد برنامج معيار محفظة الطاقة المتجددة، الذي يتضمن شهادات الطاقة المتجددة، من عام 2012 إلى عام 2022. [ 50 ] تُفضل أنظمة الحصص شركات التوليد الكبيرة والمتكاملة رأسيًا وشركات الكهرباء متعددة الجنسيات، وذلك لأن قيمة الشهادات تُقاس عادةً بوحدات ميغاواط ساعة واحدة. كما أنها أكثر صعوبة في التصميم والتنفيذ من تعريفة التغذية . [ 51 ] تم تركيب حوالي 350 وحدة سكنية من وحدات التوليد المشترك للطاقة والحرارة الصغيرة (mCHP) في عام 2012. [ 52 ]

أوروبا

يهدف مشروع ene.field، وهو مشروع مشترك بين القطاعين العام والخاص في مجال خلايا الوقود والهيدروجين ضمن البرنامج الإطاري السابع الأوروبي، إلى نشر ما يصل إلى 1000 وحدة من وحدات توليد الطاقة والحرارة المشتركة (micro-CHP) لخلايا الوقود السكنية بحلول عام 2017 [ 59 ] في 12 دولة عضو في الاتحاد الأوروبي.

  • يجمع البرنامج تسعة مصنّعين أوروبيين ذوي خبرة في مجال أنظمة التوليد المشترك للطاقة والحرارة المصغرة التي تعمل بخلايا الوقود، ضمن إطار تحليلي مشترك لإجراء تجارب على جميع تقنيات التوليد المشترك للطاقة والحرارة المتاحة التي تعمل بخلايا الوقود. سيتم تركيب أنظمة التوليد المشترك للطاقة والحرارة المصغرة التي تعمل بخلايا الوقود ومراقبتها بشكل فعّال في مساكن ضمن مختلف أسواق التدفئة المنزلية الأوروبية، وأنواع المساكن، والمناطق المناخية ، مما سيؤدي إلى توفير قاعدة بيانات قيّمة حول استهلاك الطاقة المنزلية ومدى ملاءمة أنظمة التوليد المشترك للطاقة والحرارة المصغرة في جميع أنحاء أوروبا.
  • يجمع مشروع ene.field أيضاً أكثر من 30 جهة من جهات المرافق العامة، ومقدمي خدمات الإسكان، والبلديات، بهدف طرح المنتجات في السوق واستكشاف نماذج أعمال مختلفة لنشر أنظمة التوليد المشترك للطاقة والحرارة الصغيرة. [ 60 ] [ 61 ] [ 62 ]

السويد

شركة باورسيل السويدية هي شركة متخصصة في خلايا الوقود تقوم بتطوير مولدات كهربائية صديقة للبيئة باستخدام تقنية خلايا الوقود والمصلح الفريدة التي تناسب كلاً من أنواع الوقود الحالية والمستقبلية.

ألمانيا

 في ألمانيا، تم تركيب ما يقارب 50 ميغاواط من وحدات التوليد المشترك للطاقة والحرارة الصغيرة (mCHP) بقدرة تصل إلى 50 كيلوواط في عام 2015. [ 63 ] وتقدم الحكومة الألمانية حوافز كبيرة لمشاريع التوليد المشترك للطاقة والحرارة، بما في ذلك علاوة سعرية على الكهرباء المولدة من هذه الوحدات، ومكافأة استثمارية لوحدات التوليد المشترك الصغيرة. ويضم مشروع كالكس الألماني التجريبي 500 وحدة توليد مشترك للطاقة والحرارة الصغيرة حتى نوفمبر 2014. [ 37 ] وأطلقت ولاية شمال الراين وستفاليا برنامج دعم بقيمة 250 مليون يورو لوحدات بقدرة تصل إلى 50  كيلوواط، ويستمر حتى عام 2017. [ 64 ]

خلية وقود غشائية بوليمرية

خلية أكسيد الحديد

المملكة المتحدة

تشير التقديرات إلى أن حوالي 1000 نظام توليد مشترك للطاقة والحرارة صغير الحجم كانت قيد التشغيل في المملكة المتحدة حتى عام 2002. وتعتمد هذه الأنظمة بشكل أساسي على محركات ستيرلينغ من شركة ويسبرجن ، ومحركات سينرتك داش الترددية من شركة سينيرتك . وتدعم الحكومة هذا السوق من خلال العمل التنظيمي، وبعض التمويل الحكومي المخصص للأبحاث عبر صندوق توفير الطاقة وصندوق الكربون ، وهما هيئتان حكوميتان تدعمان كفاءة الطاقة في المملكة المتحدة. [ 77 ] اعتبارًا من 7 أبريل 2005، خفضت حكومة المملكة المتحدة ضريبة القيمة المضافة على أنظمة التوليد المشترك للطاقة والحرارة صغيرة الحجم من 17.5% إلى 5%، وذلك لدعم الطلب على هذه التقنية الناشئة على حساب التقنيات الحالية الأقل ملاءمة للبيئة. ومن بين 24 مليون أسرة في المملكة المتحدة، يُعتقد أن ما بين 14 و18 مليون أسرة مناسبة لوحدات التوليد المشترك للطاقة والحرارة صغيرة الحجم. [ 78 ]

خلية وقود غشائية بوليمرية

خلية أكسيد الحديد

الدنمارك

يقع مشروع التوليد المشترك للطاقة والحرارة المصغر الدنماركي (mCHP) الذي استمر من عام 2007 إلى عام 2014، والذي يضم 30 وحدة، في جزيرة لولاند ومدينة فارد غرب البلاد . [ 82 ] وتُعد الدنمارك حاليًا جزءًا من مشروع Ene.field.

هولندا

تم إنهاء دعم أنظمة التوليد المشترك للطاقة والحرارة الصغيرة في عام 2012. [ 80 ] ولاختبار تأثيرات هذه الأنظمة على الشبكة الذكية ، سيتم وضع 45 وحدة من خلايا الوقود الصلبة المؤكسدة التي تعمل بالغاز الطبيعي (سعة كل منها 1.5 كيلوواط ساعة) من شركة ريبابليك باور ( خلايا الوقود الخزفية ) في أملاند في عام 2013 لتعمل كمحطة طاقة افتراضية . [ 83 ]

الولايات المتحدة

تقدم الحكومة الفيدرالية إعفاءً ضريبياً بنسبة 10% للتطبيقات التجارية الصغيرة لأنظمة التوليد المشترك للحرارة والطاقة (CHP) وأنظمة التوليد المشترك للحرارة والطاقة المصغرة (micro-CHP).

في عام 2007، قدمت شركة "Climate Energy" الأمريكية في ماساتشوستس نظام "Freewatt"، [ 84 ] وهو نظام صغير لتوليد الطاقة والحرارة يعتمد على محرك Honda MCHP مدمج مع فرن غاز (لأنظمة الهواء الدافئ) أو غلاية (لأنظمة التدفئة المائية أو أنظمة التدفئة بالماء الساخن القسري).

لم يعد جهاز فري وات متوفرًا تجاريًا (منذ عام 2014 على الأقل). وقد أظهرت الاختبارات أنه يعمل بكفاءة 23.4% في توليد الكهرباء و51% في استعادة الحرارة المهدرة. [ 85 ] [ 86 ]

تُنتج شركة "ماراثون إنجن سيستمز" (Marathon Engine Systems)، ومقرها ولاية ويسكونسن، نظامًا صغيرًا لتوليد الطاقة والحرارة (micro-CHP) يُسمى "إيكوباور" (ecoppower)، يتميز بقدرة كهربائية متغيرة تتراوح بين 2.2 و4.7 كيلوواط كهربائي. وقد أظهرت القياسات المستقلة أن كفاءة "إيكوباور" تعمل بنسبة 24.4% في توليد الطاقة الكهربائية و70.1% في استعادة الحرارة المهدرة. [ 85 ] [ 87 ]

كندا

من خلال برنامج تجريبي من المقرر أن يبدأ في منتصف عام 2009 في مقاطعة أونتاريو الكندية، يتم تقديم نظام Freewatt من قبل شركة بناء المنازل Eden Oak [ 89 ] بدعم من ECR International، [ 90 ] و Enbridge Gas Distribution و National Grid . [ 91 ]

بحث

تجري حاليًا اختبارات ميدانية في أملاند بهولندا لمدة ثلاث سنوات حتى عام 2010 لتقنية HCNG ، حيث يُضاف 20% من الهيدروجين إلى شبكة توزيع الغاز الطبيعي المضغوط المحلية . وتشمل الأجهزة المستخدمة مواقد المطابخ ، والغلايات المكثفة ، وغلايات التوليد المشترك للطاقة والحرارة الصغيرة. [ 92 ] [ 93 ]

أجرت دراسة ميدانية بعنوان "مسرّع التوليد المشترك للطاقة والحرارة المصغر" (Micro-CHP Accelerator) بين عامي 2005 و2008، بحثت أداء 87 جهازًا من محركات ستيرلينغ ومحركات الاحتراق الداخلي في منازل سكنية في المملكة المتحدة. وخلصت الدراسة إلى أن هذه الأجهزة حققت وفورات في انبعاثات الكربون بنسبة 9% في المتوسط ​​للمنازل التي يزيد استهلاكها للتدفئة عن 54 جيجا جول/سنة. [ 94 ]

تصف ورقة بحثية صادرة عن الجمعية الأمريكية للمهندسين الميكانيكيين (ASME) بشكل كامل أداء وتجربة تشغيل وحدتين من وحدات التدفئة والطاقة المدمجة ذات الحجم السكني والتي كانت قيد التشغيل من عام 1979 حتى عام 1995. [ 95 ]

أجرت جامعة ولاية أوريغون، بتمويل من وكالة مشاريع الأبحاث المتقدمة للطاقة التابعة لوزارة الطاقة الأمريكية (ARPA-e)، اختبارات على أحدث أنظمة التوليد المشترك للطاقة والحرارة الصغيرة (micro-CHP) في الولايات المتحدة. وأظهرت النتائج أن نظام التوليد المشترك للطاقة والحرارة الصغير المتطور، بقدرة اسمية 1 كيلوواط، يعمل بكفاءة كهربائية وكفاءة إجمالية (بناءً على القيمة الحرارية الصافية) تبلغ 23.4% و74.4% على التوالي. [ 86 ] بينما يعمل النظام المتطور، بقدرة اسمية 5 كيلوواط، بكفاءة كهربائية وكفاءة إجمالية (بناءً على القيمة الحرارية الصافية) تبلغ 24.4% و94.5% على التوالي. [ 87 ] أما مولد الطاقة الاحتياطي المنزلي الأكثر شيوعًا، بقدرة 7 كيلوواط (وليس نظام توليد مشترك للطاقة والحرارة)، فيعمل بكفاءة كهربائية (بناءً على القيمة الحرارية الصافية) تبلغ 21.5%. وكان سعر مولد الطاقة الاحتياطي للطوارئ أقل بعشرة أضعاف من سعر مولد 5 كيلوواط، إلا أن العمر الافتراضي المتوقع للنظام كان أقل بأكثر من مئتي ضعف. تُظهر هذه النتائج المفاضلة بين الكفاءة والتكلفة والمتانة. [ 85 ]

خصصت وكالة مشاريع الأبحاث المتقدمة للطاقة التابعة لوزارة الطاقة الأمريكية (ARPA-e) مبلغ 25 مليون دولار لأبحاث أنظمة التوليد المشترك للطاقة والحرارة الصغيرة (mCHP) ضمن برنامج مولدات الأنظمة الكهربائية والحرارية الصغيرة (GENSETS). [ 96 ] [ 97 ] وقد تم اختيار 12 فريقًا بحثيًا لتطوير تقنية mCHP بقدرة 1 كيلوواط كهربائي، تتميز بكفاءة كهربائية تصل إلى 40%، وعمر افتراضي للنظام يبلغ 10 سنوات، وتكلفة لا تتجاوز 3000 دولار.

انظر أيضاً

مراجع

  1. 1 2 "التوجيه 2012/27/EU بشأن كفاءة الطاقة، المادة 2(39)" . eur-lex.europa.eu . 2012-10-25 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 2017-08-11 .
  2. ↑ التوليد المشترك المصغر - نحو أنظمة طاقة لا مركزية | مارتن بينت | سبرينغر . سبرينغر. 2006. doi : 10.1007/3-540-30821-0 . ISBN 9783540255826.
  3. ↑ دي بايب، ميشيل؛ ديهيردت، بيتر؛ ميرتنز، ديفيد (1 نوفمبر 2006). "أنظمة التوليد المشترك للطاقة والحرارة الصغيرة للتطبيقات السكنية". تحويل الطاقة وإدارتها . 47 (18): 3435-3446 . Bibcode : 2006ECM....47.3435D . doi : 10.1016/j.enconman.2005.12.024 .
  4. ↑ تشينجل، يونس أ.؛ بولز، مايكل أ. (2014-01-07). الديناميكا الحرارية: مدخل هندسي ( الطبعة الثامنة). نيويورك: ماكجرو هيل للتعليم. ISBN  978-0073398174. OCLC 869741544 . 
  5. ↑ نوتر، دومينيك أ.؛ كورافيلو، كاترينا؛ كاراتشاليوس، ثيودوروس؛ داليتو، ماريا ك.؛ هابرلاند، نارا توديلا (2015). "تقييم دورة حياة تطبيقات خلايا الوقود ذات غشاء تبادل البروتونات: التنقل الكهربائي وأنظمة التوليد المشترك للطاقة والحرارة الصغيرة". مجلة علوم الطاقة والبيئة ، 8 (7): 1969-1985 . Bibcode : 2015EnEnS...8.1969N . doi : 10.1039/C5EE01082A .
  6. ↑ "ملفات تعريف الكهرباء الحكومية - إدارة معلومات الطاقة" . www.eia.gov . تم الاطلاع عليه بتاريخ 11 أغسطس 2017 .
  7. ↑ روزاتو، أ.؛ سيبيليو، س. (2012-12-01). "معايرة نموذج لمحاكاة الأداء الحراري والكهربائي لجهاز توليد الطاقة المشترك الصغير القائم على محرك احتراق داخلي والتحقق من صحته". الهندسة الحرارية التطبيقية . 45 : 79-98 . Bibcode : 2012AppTE..45...79R . doi : 10.1016/j.applthermaleng.2012.04.020 .
  8. ↑ دراسة تجريبية لأجهزة التوليد المشترك للطاقة في المباني السكنية ومعايرة نماذج الملحق 42 : تقرير المهمة الفرعية ب من مشروع FC+COGEN-SIM، محاكاة أنظمة خلايا الوقود المدمجة في المباني وغيرها من أنظمة التوليد المشترك للطاقة، الملحق 42 من برنامج ترشيد الطاقة في المباني وأنظمة المجتمعات التابع للوكالة الدولية للطاقة . بوسوليل-موريسون، إيان، أرندت، أولي، كندا. الموارد الطبيعية الكندية، برنامج ترشيد الطاقة في المباني وأنظمة المجتمعات التابع للوكالة الدولية للطاقة. الملحق 42 - محاكاة أنظمة خلايا الوقود المدمجة في المباني وغيرها من أنظمة التوليد المشترك للطاقة. [أوتاوا]: [الموارد الطبيعية الكندية]. 2007. ISBN  9780662475231. OCLC 226302449 . {{cite book}}صيانة CS1: أخرى ( رابط )
  9. ↑ دي سانتولي، ليفيو؛ باسو، جيانلويجي لو؛ ألبو، أنجيلو؛ بروشي، دانييلي؛ ناستاسي، بينيديتو (1 ديسمبر 2015). "محرك احتراق داخلي أحادي الأسطوانة يعمل بوقود الهيدروجين والغاز الطبيعي كوحدة توليد طاقة حرارية وكهربائية صغيرة للاستخدام السكني: تحليل تجريبي أولي لأداء الطاقة ومحاكاة عددية لتقييم تكلفة الطاقة المستوية" (ملف PDF) . وقائع الطاقة . المؤتمر التاسع والستون للجمعية الإيطالية للهندسة الحرارية، ATI 2014. 81 : 1077-1089 . doi : 10.1016/j.egypro.2015.12.130 .
  10. ↑ روسيلي، كارلو؛ ساسو، ماوريتسيو؛ سيبيليو، سيرجيو؛ تشتشويتشلر، بيتر (2011-04-01). "تحليل تجريبي للمولدات الصغيرة المشتركة القائمة على محركات أولية مختلفة". الطاقة والمباني . 43 (4): 796-804 . Bibcode : 2011EneBu..43..796R . doi : 10.1016/j.enbuild.2010.11.021 .
  11. ↑ توماس، بيرند (مارس 2008). "الاختبار المعياري لوحدات التوليد المشترك للحرارة والطاقة الصغيرة". الهندسة الحرارية التطبيقية . 28 (16): 2049-2054 . Bibcode : 2008AppTE..28.2049T . doi : 10.1016/j.applthermaleng.2008.03.010 .
  12. 1 2 أنغريساني، ج.؛ روسيلي، س.؛ ساسو، م. (2012-08-01). "أنظمة التوليد الثلاثي المصغر الموزعة". التقدم في علوم الطاقة والاحتراق . 38 (4): 502-521 . Bibcode : 2012PECS...38..502A . doi : 10.1016/j.pecs.2012.02.001 .
  13. ↑ قصة نجاح الأجيال الثلاثة، مؤرشفة في 4 مارس 2016، على موقع Wayback Machine
  14. ↑ دور أنظمة التوليد المشترك للطاقة والحرارة الصغيرة في عالم الطاقة الذكية. مؤرشف في 4 مارس 2016 على موقع Wayback Machine.
  15. ↑ تقرير عن أنظمة التوليد المشترك للطاقة والحرارة الصغيرة يُثير نقاشًا حادًا حول مستقبل الطاقة في المملكة المتحدة. مؤرشف في 20 مارس 2016 على موقع Wayback Machine.
  16. ↑ مراجعة صناعة خلايا الوقود 2013، مؤرشفة في 14 أبريل 2016، على موقع Wayback Machine
  17. 1 2 3 إيلاملا، إتش آر؛ ستافيل، آي؛ بوجلو، بي؛ بوليت، بي جي؛ باسوباثي، إس (28 مايو 2015). "الوضع الحالي لأنظمة توليد الطاقة والحرارة المدمجة القائمة على خلايا الوقود للقطاع السكني". مجلة مصادر الطاقة . 293 (ج): 312-328 . Bibcode : 2015JPS...293..312E . doi : 10.1016/j.jpowsour.2015.05.050 . hdl : 10566/6642 .
  18. ↑ دو، ر.؛ روبرتسون، ب. (2017). "محول تيار موصول بالشبكة فعال من حيث التكلفة لنظام توليد مشترك صغير للحرارة والطاقة" (ملف PDF) . معاملات IEEE في الإلكترونيات الصناعية . 64 (7): 5360-5367 . doi : 10.1109/TIE.2017.2677340 . ISSN 0278-0046 . S2CID 1042325 .  
  19. ↑ دورر، فيكتور؛ ويبر، أندرياس (1 مارس 2009). "بصمة الطاقة وانبعاثات الكربون لأنظمة التوليد المشترك للطاقة والحرارة الصغيرة في المباني السكنية ذات مستويات الطلب المختلفة على الطاقة". مجلة محاكاة أداء المباني . 2 (1): 31-46 . doi : 10.1080/19401490802596435 . ISSN 1940-1493 . S2CID 109576810 .  
  20. ↑ دورر، فيكتور؛ ويبر، أندرياس (1 مارس 2009). "تقييم أداء الطاقة وانبعاثات ثاني أكسيد الكربون لأنظمة التوليد المشترك المصغرة السكنية باستخدام برامج محاكاة ديناميكية للمبنى بأكمله". تحويل الطاقة وإدارتها . 50 (3): 648-657 . doi : 10.1016/j.enconman.2008.10.012 .
  21. ↑ "عدد مستهلكي الغاز الطبيعي في الولايات المتحدة" . www.eia.gov . تم الاطلاع عليه بتاريخ 11 أغسطس 2017 .
  22. ↑ "نظام توليد الطاقة المشترك ecopower® من شركة Marathon Engine Systems" . www.marathonengine.com . تاريخ الاسترجاع: 11 أغسطس 2017 .
  23. ↑ دمج أنظمة التوليد المشترك للحرارة والطاقة الصغيرة التي تعمل بخلايا الوقود على شبكة الجهد المنخفض: دراسة حالة دنماركية. مؤرشفة في 4 مارس 2016 على موقع Wayback Machine.
  24. ↑ "نظام معالجة الوقود لشركة أوساكا غاز لـ ENE・FARM | نظام توليد مشترك للطاقة باستخدام خلايا وقود البوليمر الإلكتروليتي (PEFC) للمنازل | أوساكا غاز" . مؤرشف من الأصل بتاريخ 16 يناير 2016. تم الاطلاع عليه بتاريخ 14 أغسطس 2015 .
  25. ١ ٢ آخر التطورات في مشروع إيني-فارم. مؤرشف بتاريخ ١٤ أبريل ٢٠١٦ في أرشيف الإنترنت (Wayback Machine).
  26. ↑ أنظمة خلايا الوقود الموزعة/الثابتة التابعة لوزارة الطاقة الأمريكية. مؤرشفة في 6 نوفمبر 2014 على موقع Wayback Machine.
  27. ↑ عالم الطاقة المتجددة - باحثون يستكشفون نظامًا هجينًا للطاقة الشمسية المركزة. مؤرشف في 20 ديسمبر 2014 على موقع Wayback Machine.
  28. ↑ "مشاريع زينيث للطاقة الشمسية - يافني" . zenithsolar.com . 2011. مؤرشف من الأصل في 15 أبريل 2011. تم الاطلاع عليه في 14 مايو 2011 .
  29. 1 2 ج. م. بيرس (2009). "توسيع نطاق استخدام الطاقة الكهروضوئية من خلال توليد الطاقة الموزعة في المنازل باستخدام أنظمة الطاقة الشمسية الكهروضوئية الهجينة + أنظمة الطاقة الحرارية والكهربائية المدمجة". الطاقة . 34 ( 11): 1947-1954 . Bibcode : 2009Ene....34.1947P . CiteSeerX 10.1.1.593.8182 . doi : 10.1016/j.energy.2009.08.012 . hdl : 1974/5307 . S2CID 109780285 .  أيقونة الوصول المفتوح
  30. ↑ أ. نصرت؛ ج. م. بيرس (2011). "استراتيجية ونموذج إرسال الطاقة لأنظمة الطاقة الشمسية الكهروضوئية الهجينة وأنظمة التدفئة والتبريد والطاقة المدمجة". الطاقة التطبيقية . 88 (9): 3270-3276 . CiteSeerX 10.1.1.593.5625 . doi : 10.1016/j.apenergy.2011.02.044 . hdl : 1974/6439 . S2CID 110724813 .  أيقونة الوصول المفتوح
  31. ↑ "هوندا العالمية | 17 يوليو 2007 "وحدة التوليد المشترك المنزلية المدمجة من هوندا تحقق مبيعات تراكمية بلغت 50000 وحدة في اليابان"" . World.honda.com. مؤرشف من الأصل في 15 يونيو 2012. تم الاسترجاع في 12-06-2012 .
  32. ↑ وحدات التوليد المشترك للطاقة والحرارة الصغيرة في اليابان
  33. ↑ (باللغة الإنجليزية) اليابان 2005-2008 mchp
  34. ↑ FCgen-1030V3 مؤرشف في 7 يوليو 2011، في أرشيف الإنترنت
  35. ↑ إطلاق خلايا الوقود السكنية ENE FARM ( مؤرشف بتاريخ 16 يونيو 2012 في أرشيف الإنترنت)
  36. ↑ أرشيف التعاون بين IEA CHP وDHC ، بتاريخ 3 مارس 2016، على موقع Wayback Machine
  37. 1 2 Enfarm enefield eneware مؤرشف في 15 فبراير 2016، في Wayback Machine
  38. ↑ "هوندا العالمية | شركة هوندا موتور المحدودة" . مؤرشف من الأصل بتاريخ 21-11-2016 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 29-03-2015 .
  39. ↑ إطلاق منتج جديد لخلايا الوقود المنزلية "Ene-Farm" بأسعار معقولة أكثر وسهولة في التركيب. مؤرشف في 10 يوليو 2014 على موقع Wayback Machine.
  40. ↑ مميزات خلية الوقود المنزلية من باناسونيك ( مؤرشفة في 29 مارس 2016، على موقع Wayback Machine)
  41. ↑ مزرعة نيتشيغاس إيني، مؤرشفة بتاريخ 9 نوفمبر 2013، في أرشيف الإنترنت (Wayback Machine).
  42. ↑ توشيبا تُجدد خلية الوقود السكنية "إيني فارم" (مؤرشفة في 3 مارس 2016، على موقع Wayback Machine)
  43. ↑ توشيبا تُجدد خلية الوقود السكنية "إيني فارم" (مؤرشفة في 3 مارس 2016، على موقع Wayback Machine)
  44. ↑ آخر الأخبار رقم 196، 2012 FCDIC
  45. ↑ ENE-FARM Type S مؤرشف في 17 مارس 2016، على موقع Wayback Machine
  46. ↑ تطوير خلايا الوقود الصلبة للاستخدام السكني
  47. ↑ ميورا، مؤرشف في 4 مايو 2016، في أرشيف الإنترنت
  48. ↑ شركة توتو المحدودة
  49. ↑ كوريا الجنوبية تكشف عن دعم بنسبة 80% لخلايا الوقود المحلية. مؤرشف بتاريخ 17 مارس 2010 في أرشيف الإنترنت (Wayback Machine).
  50. ↑ حالة البحث والتطوير وآفاق خلايا الوقود في كوريا. مؤرشف في 5 ديسمبر 2013 على موقع Wayback Machine.
  51. ↑ آليات سياسة الطاقة المتجددة بقلم بول جيب، مؤرشف في 10 مايو 2012 على موقع Wayback Machine (1.3 ميجابايت). لاوبر، ف. (2004). "REFIT وRPS: خيارات لإطار عمل مجتمعي متناسق"، سياسة الطاقة، المجلد 32، العدد 12، الصفحات 1405-1414.لاوبر، ف. (2008). "تداول الشهادات - جزء من الحل أم جزء من المشكلة؟" مؤتمر ليوبليانا حول مستقبل تداول انبعاثات غازات الاحتباس الحراري في الاتحاد الأوروبي، مارس 2008. سالزبورغ، النمسا: جامعة سالزبورغ. تم الاسترجاع في 16 مارس 2009 من: www.uni-salzburg.at/politikwissenschaft/lauber
  52. ↑ مراجعة صناعة خلايا الوقود 2012، مؤرشفة في 1 يوليو 2016، على موقع Wayback Machine
  53. ↑ شركة جي إس فيولسيل المحدودة، مؤرشفة في 3 مارس 2016، على موقع Wayback Machine
  54. ↑ طاقة خلايا الوقود، مؤرشفة في 7 يوليو 2014، على موقع Wayback Machine
  55. ↑ هيونداي هيسكو، مؤرشفة في 31 يناير 2015، على موقع Wayback Machine
  56. ↑ نظام هيوسونغ لخلايا الوقود الغشائية البروتونية منخفضة الحرارة بقدرة 1 كيلوواط، مؤرشف في 4 مارس 2016، على موقع Wayback Machine
  57. ↑ كيبيري، مؤرشف في 9 يوليو 2015، في أرشيف الإنترنت
  58. ↑ 2009 - المرحلة الأولية لتسويق خلايا الوقود المنزلية في كوريا. مؤرشف في 4 مارس 2016 على موقع Wayback Machine.
  59. ↑ الجمعية العامة الخامسة لأصحاب المصلحة في اتحاد أصحاب المصلحة في الاتحاد (FCH JU) مؤرشفة في 10 نوفمبر 2013 على موقع Wayback Machine
  60. ↑ ene.field مؤرشف في 2 أكتوبر 2016، في أرشيف الإنترنت
  61. ↑ تجارب ميدانية على مستوى أوروبا لأنظمة التوليد المشترك للطاقة والحرارة الصغيرة التي تعمل بخلايا الوقود في المنازل. مؤرشفة في 9 نوفمبر 2016 على موقع Wayback Machine.
  62. ↑ ene.field رقم المنحة 303462، مؤرشفة في 10 نوفمبر 2013، في أرشيف الإنترنت (Wayback Machine).
  63. ↑ هيئة إدارة الأصول الفيدرالية البريطانية: إحصاءات رسمية حول وحدات التوليد المشترك للطاقة والحرارة التي تم تشغيلها سنوياً، تم تحميلها بتاريخ 12 مارس 2016
  64. ↑ حكومة شمال الراين وستفاليا تطلق دعمًا رأسماليًا لمشاريع التوليد المشترك للطاقة والحرارة الصغيرة. مؤرشف بتاريخ 9 نوفمبر 2013 في أرشيف الإنترنت (Wayback Machine) .
  65. ↑ رقم 211-2013 مؤسسة تأمين الودائع الفيدرالية - فيسمان-باناسونيك
  66. ↑ إلكور – إلكوماكس
  67. ↑ معالجة تكلفة خلايا الوقود المنزلية (مؤرشف في 6 أبريل 2016، في أرشيف الإنترنت)
  68. ↑ استوائي، مؤرشف في 4 أبريل 2016، في أرشيف الإنترنت
  69. ↑ داخلي
  70. ↑ ZBT مؤرشف في 27 مارس 2016، على موقع Wayback Machine
  71. ↑ تجارب ميدانية لأنظمة التوليد المشترك للطاقة والحرارة المصغرة باستخدام خلايا وقود أكسيد صلب. مؤرشفة بتاريخ 6 أكتوبر 2014 في أرشيف الإنترنت (Wayback Machine).
  72. ↑ خلايا الوقود الخزفية. مؤرشفة في 29 يونيو 2016 على موقع Wayback Machine.
  73. ↑ تم أرشفة Sunfire في 28 نوفمبر 2016، على موقع Wayback Machine
  74. ↑ يوفر مركز الطاقة Buderus Logapower FC10 كلاً من الحرارة والكهرباء. مؤرشف بتاريخ 9 فبراير 2015 في Wayback Machine
  75. ↑ تمت أرشفة Hexis في 20 مايو 2016 على Wayback Machine
  76. أعلنت شركة فيسمان عن صفقتين منفصلتين مع شركة هيكسيس. ( مؤرشف بتاريخ 18 مارس 2016 في أرشيف الإنترنت) .
  77. ↑ أنظمة التوليد المشترك للحرارة والطاقة - طفرة التوليد المصغر؟ مؤرشف في 6 يناير 2009، على موقع Wayback Machine
  78. ↑ دور أنظمة التوليد المشترك للطاقة والحرارة الصغيرة في عالم الطاقة الذكية = مارس 2013، مؤرشف في 4 مارس 2016 على موقع Wayback Machine
  79. ↑ BAXI-Innotech مؤرشفة في 5 فبراير 2015، على موقع Wayback Machine
  80. ١ ٢ أنظمة التوليد المشترك للطاقة والحرارة الصغيرة: اليابان تواصل ريادتها مع ظهور وحدات خلايا الوقود. مؤرشف بتاريخ ١١ يناير ٢٠١٦ في أرشيف الإنترنت.
  81. ↑ . شركة سيريس باور توقع اتفاقية تجميع أنظمة توليد الطاقة والحرارة المشتركة بخلايا الوقود مع شركة دالدروب. مؤرشف بتاريخ 20 مارس 2016 في أرشيف الإنترنت .
  82. ↑ عرض توضيحي لنظام توليد مشترك للطاقة والحرارة صغير الحجم يعتمد على خلايا وقود دنماركية. مؤرشف بتاريخ 6 نوفمبر 2014 في أرشيف الإنترنت (Wayback Machine).
  83. ^ “Methaanbrandstoffen op Ameland” (PDF) (باللغة الهولندية). مؤرشفة من الأصلي (PDF) بتاريخ 2013-11-01.
  84. ↑ تحليل البيانات التي جُمعت لنظام Freewatt microCHP في سيراكيوز، نيويورك. مؤرشف في 2 أبريل 2015 على موقع Wayback Machine.
  85. 1 2 3 تاي، ز.، هاجن، س. (2016). التقرير العلمي/التقني النهائي لبرنامج ARPA-e - برنامج قياس أداء مولدات الطاقة المنزلية. جامعة ولاية أوريغون. بيند، أوريغون.
  86. تاي، زاكاري؛ ويست، برايان؛ شيبست، جيمس؛ إدواردز، دين؛ توماس، جون؛ هاف، شين؛ فيشواناثان، جوكول؛ هاجن، كريستوفر (15 يونيو 2018). "دراسة ديناميكية حرارية مفصلة لمولد طاقة حرارية وكهربائية صغير بقدرة 1 كيلوواط يعمل بالغاز الطبيعي ومحرك احتراق داخلي" . تحويل الطاقة وإدارتها . 166 : 663-673 . Bibcode : 2018ECM ...166..663T . doi : 10.1016/j.enconman.2018.04.077 . ISSN 0196-8904 . OSTI 1436052. S2CID 102973318 .   
  87. تاي ، زاكاري؛ هاجن، كريستوفر (15 يناير 2019). " تحليل تجريبي للديناميكا الحرارية الأولى والثانية لمولد طاقة حرارية وكهربائية صغير يعمل بالغاز الطبيعي، ويشغله محرك احتراق داخلي، بقدرة خرج متغيرة تتراوح بين 1 و4.5 كيلوواط كهربائي" . تحويل الطاقة وإدارتها . 180 : 292-301 . Bibcode : 2019ECM...180..292T . doi : 10.1016/j.enconman.2018.10.075 . ISSN 0196-8904 . S2CID 102511621 .  
  88. ↑ تمت أرشفة Hyteon في 3 مارس 2016، على موقع Wayback Machine
  89. ↑ "منازل جديدة ومجمعات سكنية رائعة في جنوب أونتاريو" .
  90. ↑ "ECR International | مجموعة من العلامات التجارية للتدفئة والتبريد" .
  91. ↑ "توفيرات هائلة بفضل النظام الجديد" . صحيفة تورنتو ستار . 20 سبتمبر 2008. مؤرشف من الأصل في 2 أبريل 2015. تم الاطلاع عليه في 29 مارس 2015 .
  92. ↑ نظام التوليد المشترك للطاقة والحرارة المصغر (Micro-CHP) مؤرشف بتاريخ 27 فبراير 2012 في أرشيف الإنترنت (Wayback Machine) .
  93. ↑ اختبارات ميدانية في أملاند
  94. ↑ مؤسسة كاربون ترست (2011). مسرّع أنظمة التوليد المشترك للطاقة والحرارة الصغيرة (ملف PDF) (تقرير).
  95. ↑ فريدريك ر. روس: تجربة مع أنظمة التوليد الموزع المبكرة، مؤرشف في 14 مارس 2016، في Wayback Machine ، وقائع المؤتمر الدولي المشترك للطاقة IJPC-2003 لعام 2003، ورقة IJPGC2003-40192
  96. ^ "المولدات" . وكالة ARPA الإلكترونية . تم الاسترجاع في 11 أغسطس 2017 .
  97. ↑ «وزارة الطاقة تعلن عن 18 مشروعًا جديدًا لتسريع تطوير تقنيات توليد الطاقة والحرارة بكفاءة في المنازل وتطوير محاصيل الطاقة الحيوية» . ARPA-e . تاريخ الاطلاع: 11 أغسطس 2017 .