تحليل الطاقة والطاقة المتاحة والاقتصاد لمحطات توليد الطاقة ذات الدورة المركبة البسيطة والمقترحة التي تعمل بتوربينات الغاز: دراسة حالة لمحطة الرويس لتوليد الطاقة

الملخص

تُمثل محطات توليد الطاقة بالتوربينات الغازية بنية تحتية حيوية للطاقة في ليبيا؛ إلا أن أداءها يتأثر بشدة بتغيرات درجة الحرارة المحيطة. تُجري هذه الدراسة بحثًا حول الأداء الطاقي والحراري والاقتصادي لمحطة الرويس لتوليد الطاقة بالغاز، الواقعة في منطقة الحواميد بالمنطقة الجبلية الغربية في ليبيا، وذلك من خلال مقارنة التكوين الحالي البسيط للتوربينات الغازية (وحدتان من طراز Siemens SGT5-2000E) مع نموذج مُقترح لمحطة توليد طاقة ذات دورة مركبة. أُجريت محاكاة ديناميكية حرارية باستخدام برنامج Aspen Plus ضمن نطاق درجة حرارة محيطة يتراوح بين 10 و50 درجة مئوية. تُحسّن محطة توليد الطاقة ذات الدورة المركبة أداء المحطة بشكل ملحوظ من خلال استعادة حرارة غازات العادم عبر مولد البخار لاستعادة الحرارة (HRSG) وتوليد طاقة إضافية باستخدام التوربين البخاري. عند درجة حرارة 10 درجات مئوية، تُحقق الدورة البسيطة كفاءة حرارية تبلغ 35.28%، بينما تصل كفاءة محطة توليد الطاقة ذات الدورة المركبة إلى 49.81%. علاوة على ذلك، يؤكد تحليل الطاقة المتاحة أن غرف الاحتراق تُهيمن على خسائر اللاعكوسية (82.7%) في دورة الغاز، بينما تُهيمن مولدات البخار لاستعادة الحرارة (51.4%) والمكثف (33.6%) على خسائر دورة البخار المتبقية. بالإضافة إلى ذلك، يؤكد التقييم الاقتصادي أن دمج الدورة المركبة يُحقق أداءً ماليًا أقوى بكثير، حيث ارتفعت القيمة الحالية الصافية من 367.41 مليون دولار إلى 871.10 مليون دولار، وانخفضت فترة الاسترداد من 9.19 إلى 6.21 سنة.