مدیریت کیفیت هوای نیروگاه‌ها با مدل‌سازی پخش آنلاین آلودگی هوا

به گزارش برق نیوز، از آنجایی‌که هوا نقش بسیار مهمی را در محیط‌زیست و چرخه حیاتی انسان ایفا می‌کند، آلودگی آن توجه بسیاری از دانشمندان و مسئولان مرتبط با محیط‌زیست و سلامت انسان را به خود معطوف ساخته است؛ بنابراین لازم است با بررسی و شناسایی منابع تولید آلاینده‌ها و پایش آن‌ها، راهکار‌های کاهش انتشار آلودگی هوا برای تأمین رفاه و سلامت انسان فراهم شود. مدل‌سازی آلودگی هوا در یک سیستم مدیریت کیفیت هوا نقش کلیدی دارد و ملزومات اجرای آن وجود داده‌های مربوط به میزان انتشار آلاینده‌های هوا، داده‌های هواشناسی و توپوگرافی منطقه به همراه وجود داده‌های پایش شده محیطی برای صحه‌گذاری آن است. همچنین مدل‌سازی آلودگی هوا نقش اساسی در تدوین استراتژی‌های کنترل آلودگی هوا دارد به‌طوری‌که با استفاده از مدل‌سازی آلودگی هوا می‌توان نقاط بحرانی را تعیین کرد و در تدوین استراتژی‌ها و برنامه‌ریزی‌های شهری و صنعتی به این نقاط توجه ویژه‌ای کرد.

از طرف دیگر می‌توان برخی از استراتژی‌ها را قبل از اجرای هزینه‌بر آن‌ها با مدل‌سازی آزمایش کرد. به‌عنوان‌مثال در سیستم مدیریتی که هدف آن بهبود کیفیت هوای محیط‌های باز است که در مدل‌سازی می‌بایست این امر مدنظر قرار گیرد و مدل موردنظر قابلیت‌ها و توانایی‌های لازم را برای این منظور داشته باشد؛ بنابراین در انتخاب و کاربست مدل‌های موجود یا تدوین و توسعه مدل‌های جدید می‌بایست جزئیات بسیاری را موردتوجه قرار داد. در این بین مدل‌سازی آنلاین از اهمیت زیادی برخوردار است و برخی از دانشگاه‌های مطرح دنیا نظیر دانشگاه.Georgia Tech در خصوص مدل سازی پخش و پراکنش آنلاین آلودگی هوای نیروگاه‌ها از سال ۲۰۱۶ با هدف کاهش هزینه‌های خارجی تولید برق ناشی از انتشار آلاینده‌های هوا مشتمل بر NOx، CO و SO۲ بر سلامت انسان پیشگام بوده‌اند. این نوع مدل‌سازی دارای تفاوت‌های عمده‌ای با مدل سازی آفلاین است از جمله:

استفاده از داده‌های هواشناسی آنلاین از وب سایت‌های معتبر جهانی (فایل‌های Global Forecast System)

استفاده از داده‌های آنلاین انتشار سیستم‌های پایش مداوم دود (Continuous Emission Monitoring System)

نوشتن اسکریپت‌های لازم جهت اجرای خودکار برنامه و همبسته‌سازی مدل هواشناسی و مدل انتشار

ارائه خروجی گرافیگی آنلاین بصورت کانتور‌های رنگی لحظه‌ای و برخط در تمام طول سال

میانگین گیری از داده‌های مدل سازی آنلاین و مقایسه با استاندارد‌های هوای پاک

با توجه به موارد فوق الذکر برای اولین بار در کشور پروژه " طراحی، پیاده‌سازی و استقرار سامانه مدل‌سازی On-line پراکنش آلاینده‌های گازی و ذرات معلق در یک نیروگاه منتخب" در فاصله سال‌های ۱۳۹۸ تا ۱۴۰۰ از محل اعتبارات بند "و" تبصر ۹ بودجه کشور شرکت مادر تخصصی تولید برق حرارتی به کارفرمایی و نظارت پژوهشگاه نیرو و هدایت و راهبری دفتر فناوری و بومی سازی نیروگاه‌ها و دفتر HSE شرکت تولید برق حرارتی توسط محققین پژوهشکده سوخت، خودرو و محیط زیست دانشگاه تهران در نیروگاه بخار شهید رجایی پیاده‌سازی و اجرا شد.

در این پروژه از با استفاده از مدل هواشناسی (Weather Research and Forecasting Model) WRF و مدل پخش و پراکنش آلاینده‌های هوا CALPUFF و ارائه مدل همبسته آنها، پخش و پراکنش آلاینده‌های خروجی دودکش واحد‌های بخاری نیروگاه شهید رجایی بصورت برخط تا شعاع ۲۰۰ کیلومتر به صورت کانتور‌های رنگی قابل رویت در سامانه نرم افزاری تدوین شده در پروژه است.

از این سامانه نرم افزاری به منظور اندازه‌گیری کیفیت هوا در تمامی زمان‌ها و همه نقاط اطراف نیروگاه شهید رجایی بصورت برخط استفاده می‌شود. همچنین از داده‌های این سامانه جهت دفاع از حقوق نیروگاه‌ها در مراجع قضایی و جلوگیری از شکایات بی مورد مناطق اطراف استفاده خواهد شد.

علاوه بر این خلا داده‌های های سیستم‌های گران قیمت پایش محیطی آلاینده‌ها را در مناطق اطرف نیروگاه از بین رفته و سهم نیروگاه در غلظت آلاینده‌های هوا در محیط اطرف نیروگاه تعیین می‌شود. این موضوع موجب تعیین استراتژی‌های موثر برای کاهش هزینه‌های خارجی تولید برق از نیروگاه‌ها خواهد شد.

سعید نظری کودهی، عضو هیئت علمی پژوهشگاه نیرو و مدیر طرح توسعه فناوری و مدیریت آلاینده‌ها در صنعت برق