پایان نامه ارشد مهندسی نساجی: بررسی امکان استخراج الیاف بلند طبیعی سلولزی از برگ گیاه Typha australis
جمعه 99/10/26
:
انسان از زمانهای بسیار دور، علاوه براینكه با شكار حیوانات میتوانست مواد غذایی خود را تأمین كند، از پوست آنها نیز به عنوان وسیله مناسبی برای گرم نگه داشتن بدن خود استفاده میكرد. در یك مقطع زمانی از تاریخ، انسان دریافت كه رویش مویین پوست حیوانات و رشتههای نازك و بلند برخی از گیاهان آمادگی دارند كه به وسیله تابیده شدن به دور خود، رشته های بلندتری را تشكیل دهند كه موسوم به نخ است. بدین ترتیب بود كه الیاف طبیعی نظیر پنبه، پشم، ابریشم و دیگر الیاف هر یك بنحوی شناخته شدند[1].
1-1- الیاف ماده اولیه نساجی
الیاف ماده اولیه صنعت نساجی است. خصوصیات اصلی یك لیف عبارت است از نسبت فوق العاده زیاد طول به قطر آن، استحكام، لطافت، الاستیسیته، جذب رنگ و قابلیت ریسندگی؛ كه باعث سهولت تاب دادن الیاف و در نتیجه باعث افزایش قدرت نخ می شود.[1] از مشخصههای مهم یك لیف؛ طول (متوسط طول، توزیع طولی) ، سطح مقطع (مساحت كل، یكنواختی و شكل) ، تجعد (تعداد و دامنه تجعد) ، فنریت و مشخصات سطحی میباشد. همچنین یك لیف باید دارای خصوصیات فیزیكی، شیمیایی و مكانیكی مطلوبی باشد. از خواص فیزیكی می توان به رنگ، جلا، وزن مخصوص، حرارت ویژه، هدایت الكتریكی وگرمایی، نقطه نرم شدن، دمای شیشهای و از خواص مكانیكی به استحكام، ازدیاد طول، مدول، الاستیسیته و بازگشت پذیری اشاره كرد. همچنین خواصی از قبیل رطوبت بازیافتی، تورم، عكسالعمل در برابر حلالها، تغییر شیمیایی در اثر حرارت، مقاومت در برابر عوامل جوی(اكسیژن، نور، حرارت، میكروارگانیزمها)، مقاومت شیمیایی به اسید، قلیا، عوامل اكسیدكننده و رنگ پذیری نیز دارای اهمیت میباشد[2].
با توجه به کاربرد متنوع کالاهای نساجی، از پوشاك تا مصارف صنعتی، لزوم استفاده از الیاف با خصوصیات مختلف و روشهای متفاوت وجود دارد. روشهای مختلفی برای طبقهبندی ویژگیهای مرتبط با خصوصیات الیاف، روشهای تولید و استفاده نهایی از آنها وجود دارد. هر چند که، طول و ظرافت دو پارامتر مهم از خصوصیات الیاف می باشند که پتانسیل کاربردی و فرآیندپذیری الیاف را تعیین میکنند.
براساس طول الیاف و فرآیندپذیری در سیستم ریسندگی، الیاف به دو دسته الیاف استیپل کوتاه[1] و الیاف استیپل بلند[2] طبقهبندی
میشوند. معمولاً، در حدود 58% از الیاف تولیدی در جهان در سیستم الیاف استیپل كوتاه و در حدود 7% در سیستم استیپل بلند ریسندگی میشوند. فرآیندپذیری الیاف در هر کدام از سیستمهای استیپل کوتاه و بلند، کاربرد ویژهای را تعیین میکنند. در حالت کلی، الیاف ظریف و کوتاه، برای کاربرد در پارچه بیشتر ترجیح داده میشوند، در حالیکه الیاف با طول بلندتر، معمولاً برای قالی، طناب و ریسمان استفاده میشوند. طول الیاف سلولزی طبیعی، اصولاً براساس طول سلول واحد آنها و طول لیفی كه سلولهای واحد آن توسط مواد صمغی مانند لیگنین به همدیگر متصل شدهاند، تعیین میگردد[3] .
اصولاً طبقه بندی الیاف در برگیرنده كلیه الیاف طبیعی[3] و مصنوعی[4] ،كار بسیار مشكل و شاید هم غیرعملی است. برای طبقهبندی الیاف بر حسب منشأ تولید، خانواده، ساختمان شیمیایی، خواص ومصرف آنها توسط متخصصین مختلف، پیشنهادات گوناگونی شده است. الیاف نساجی به دو طبقه اصلی الیاف طبیعی و الیاف مصنوعی تقسیم میشوند، كه هر یك از این دو طبقه، خود شامل گروههای فرعی دیگری میباشند. الیاف طبیعی مانند پشم و پنبه، الیافی هستند كه به طور طبیعی تولید میشوند. الیاف مصنوعی، به الیافی اطلاق میشود كه به خودی خود وجود ندارند و با استفاده از مواد خام اولیه و یا سایر مواد شیمیایی و با به كاربردن روشهای صنعتی تهیه میگردند[1]. منشأ الیاف سلولزی، گیاهان موجود درطبیعت هستند كه منابعی بی پایان بوده كه تنها بخش كوچكی از این منابع قابلیت استخراج الیاف با خصوصیات مناسب صنعت نساجی را دارند[2].
بر اساس منشأ، الیاف طبیعی به سه گروه فرعی تقسیم میشوند: الیاف معدنی، الیاف گیاهی و الیاف حیوانی.
الیاف معدنی: مصرف این نوع الیاف در صنعت نساجی محدود است و آسبست كه در اصطلاح عامیانه، پنبه كوهی[5] یا پنبه نسوز نامیده میشود، نمونهای از این الیاف میباشد.
الیاف گیاهی : الیاف گیاهی از چوب و برخی مواد كشاورزی، كه موادی قابل تجدید حیات هستند تولید میشوند و دارای پتانسیل ایجاد محصولات جدید و جایگزینی مواد سوختنی هیدروكربنی مضر برای محیط زیست میباشند[4]. الیاف گیاهی شامل مهمترین الیاف نساجی ، یعنی پنبه و سایر الیاف مانند كتان، شاهدانه و جوت است . این الیاف از طریق كشت تهیه میشوند و پایه سلولزی (ماده سازنده گیاهان) دارند[1]. الیاف گیاهی به گروههای فرعی زیر تقسیم میشوند:
1) الیاف دانهای، مانند پنبه
2)الیاف ساقهای، مانند كتان، جوت، شاهدانه
3)الیاف برگی، مانند سیسال، مانیلا
4)الیاف میوهای، مانند نارگیل
الیاف حیوانی : الیاف حیوانی مانند ابریشم،كه توسط كرم ابریشم تولید میشود، همچنین پشم و سایر الیاف شبیه مو، مانند كشمیر، آلپاكا و غیره را نیز در بر میگیرد. این الیاف، پایه پروتئینی دارند كه تركیب پیچیدهای است و قسمت عمده ساختمان بدن جانداران را تشكیل میدهد. این الیاف به گروههای فرعی زیر تقسیم میشوند[1] .
1) پشم
2) ابریشم
3) مو، مانند موی بز، خرگوش، شتر، اسب
الیاف سلولزی طبیعی تک سلولزی، پنبه و کاپوک، نسبتاً دارای طولهای کوتاه و در فرآیند سیستم استیپل کوتاه عمل شده، در حالیکه الیاف چند سلولی مانند کتان و چتایی، طولی بیش از 20 سانتیمتر دارند و مناسب فرآیندهای سیستم استیپل بلند میباشند. هر چند که کتان و دیگر الیاف بلند، از نظر صنعتی برای سیستم استیپل، طول بلندتری دارند، اما تلاشهای موفقیت آمیزی برای بدست آوردن الیاف کتان با طول کوتاه، مناسب مخلوط کردن با الیاف پنبه و پروسههای سیستم الیاف استیپل کوتاه، صورت گرفته است. از طرفی برگهای نارگیل و ذرت، چند سلولی بوده و در نساجی مناسب پروسههای الیاف طبیعی بلند میباشند.[3] الیاف مصنوعی میتوانند بر حسب ماده تشكیل دهنده الیاف، به دو گروه فرعی متمایز از یكدیگر یعنی، الیاف بازیافته[6] و الیاف سنتتیك[7] تقسیم شوند:
الیاف بازیافته الیافی هستند كه ماده تشكیل دهنده آنها، قبلاً در طبیعت موجود بوده است و الیاف سنتتیك از مواد شیمیایی تهیه میشوند كه دارای ساختمان لیفی نیستند و از طریق سنتز مواد اولیه و یا اجرای پروسسهای شیمیایی لازم، ساختمان لیفی به آنها داده میشود و طبیعت درساختن آنها و یا در قسمتی از فرآیند تهیه آنها، نقشی ندارد و كلاً سنتتیك هستند. گروههای فرعی الیاف سنتتیك را به صورت زیر میتوان بیان كرد.[1]
– پلیآمید، نظیر نایلون
– پلیاسترها، نظیر تریلین، داكرون
– مشتقات پلیوینیل، نظیر پلیوینیل الكل، كلراید
– پلیاولفین ها، مانند پلیپروپیلن، پلیاتیلن
– پلیاورتانها
الیاف طبیعی نسبت به مواد سنتتیك، دارای مزیتهایی از قبیل معایب محیط زیستی و سمی كردن محیط زیست كمتر و قابلیت تجزیه شدن بیولوژیكی میباشند. اما مشكل اساسی الیاف گیاهی نسبت به الیاف سنتتیك، فقدان یكنواختی مواد است. الیاف سنتتیك میتوانند در یك روش خاص تولید شوند و الیاف تولیدی، دارای كیفیت یكنواخت و ثابت میباشد، در حالیكه الیاف گیاهی، زمانیكه تولید میشوند، شرایط رشد، تأثیر به سزایی بر نتایج و خصوصیات آنها دارد. تفاوتهای ایجاد شده به دلیل متفاوت بودن مناطق كشت، نوع خاك، آب و هوا و كشاورز میباشد. عملیات رتینگ[8](جداسازی الیاف از قسمتهای چوبی ساقه و صمغهای گیاهی)، بر رنگ لیف، جداسازی دسته الیاف، مواد متشكله و استحكام لیف اثر میگذارد. كیفیت لیف به شرایط زراعی، رشد و مكان لیف در گیاه نیز بستگی دارد[4] . جدول 1 ، درصد تغییرات کمیتهای مختلف در نمونه الیاف به طول 1 سانتیمتر را نشان میدهد که توسط آقای مردیت[9] آزمایش شده است. همانگونه که مشاهده میشود الیاف طبیعی گیاهی درصد تغییرات بالایی را نشان میدهند. [5]
لیگنوسلولزها[1] به تمام گیاهانی اطلاق می شود كه امروزه بعنوان یكی از بزرگترین منابع طبیعی فراهم کننده مواد غذایی و انرژی مطرح هستند. 60 الی 80 درصد لیگنوسلولزها از پلیساكاریدها، كه پلیمر طبیعی قندها میباشند، تشكیل شده است. علاوه بر این، طیف وسیعی از مواد قابل مصرف موجود در لیگنوسلولزها، تجدید پذیری آنها و همچنین سازگاریشان با محیط زیست، هرگونه مطالعه و امكان سرمایهگذاری در مورد لیگنوسلولزها را بعنوان یكی از چشماندازهای آینده بشری توجیهپذیر میسازد.[5] بیشترین ماده تولیدی طبیعی در كره زمین، گیاهان میباشند، كه میزان تولید آنها در حدود 1011 تن در سال برآورد شده است. گیاهان، شامل انواع درختان، گیاهان بوتهای، محصولات و ضایعات كشاورزی و … میباشند، كه قسمت عمده آنها پس از تولید بی هیچ استفادهای به روشهای مختلف، وارد چرخه بازگشتپذیر طبیعت میگردند. وجه مشخص همه گیاهان، ساختار فیبریلی آنها است كه در این ساختار، میكروفیبریلهای سلولز در شبكهای از همیسلولز[2] و لیگنین[3] احاطه شده و سایر مواد آلی و معدنی، این ساختمان را تكمیل كردهاند. به خاطر همین ساختار، به این مواد، لیگنوسلولز گفته میشود [6].
ساختمان لیگنوسلولزها از سه بخش اصلی پلی ساكاریدها، لیگنین و مواد خارجی[4] تشكیل شده است. پلیساكاریدها به كربوهیدراتهای سنگینی گفته میشوند كه شامل سلولز و همیسلولز باشند و در مجموع 80-60 درصد كل ساختمان گیاه را تشكیل دهند[7] .
[1] Lignocelluloses
[2] Hemicelluloses
[3] Lignin
[4] Extraneous Material
[1] Short Staple Fiber
[2] Long Staple Fiber
[3] Natural Fibers
[4] Man-Made Fibers
[5] Asbestos
[6] Regenerated Fibers
[7] Synthetic Fibers
[8] Retting
[9] Meredith
پایان نامه ارشد رشته نساجی: تهیه و بررسی خواص نانوکامپوزیت پلیاتیلن کلرینه شده و پلی استر عمل شده با پلاسما و نانوکلی جاذب صوت
جمعه 99/10/26
صدا وسیله ارتباط است، ارتباط انسانها با یکدیگر، ارتباط با طبیعت و حتی ارتباط با اشیاء ساخته شده توسط خود انسان. صدا اولین وسیله ارتباطی است، علم تولید، انتشار و دریافت صدا آکوستیک[1] نام دارد. امروزه همراه با رشد شهرنشینی، به علت توسعه بیشمار در صنایع و همچنین افزایش استفاده از ماشینآلات جدید، عظیم و نیرومند در تمامی زمینهها صداهای ناخواستهای به وجود میآیند و آلودگی صوتی یکی از اجزای غیرقابل اجتناب زندگی ماشینی بشرگشته است. طبق آمار سازمان جهانی بهداشت تعداد افرادی كه در سراسر دنیا دچار كاهش شنوایی میباشند از 120 میلیون نفر در سال 1995 به 250 میلیون نفر در سال 2004 افزایش یافته است. چنانكه در منابع علمی مختلف و تحقیقات بسیاری كه در خصوص بررسی و ارزیابی اثرات سوء صدا و ارزیابی علائم وعوارض آن بر شاغلین صنایع پر صدا به عمل آمده، حاكی از آن است عوارض بسیاری از قبیل تغییرات موقت و دائم آستانه شنوایی، ایجاد كم شنوایی حسی عصبی، مشكلات روحی و روانی، افزایش فشار خون، ایجاد معلولیت شنوایی، تأثیر منفی بر پارامترهای فیزیو لوژیك از قبیل درجه حرارت بدن، سردرد، اثرات منفی و بازدارنده بر كارایی و عملكرد كاركنان، افزایش ضربان قلب، اثر برسیستم گوارشی و دستگاه گردش خون، ایجاد استرس، ایجاد اختلال در زندگی روزمره و حالت اذیت و احساس ناراحتی، افزایش ترشح غدد درون ریز(غده فوق كلیوی و تیروئید)، اختلال در ایجاد یادگیری، تأثیر بر كیفیت خواب و بسیاری از عوارض دیگر را میتوان ناشی از تماس طولانی مدت با عامل زیان آور صدا نام برد. كلیه موارد یاد شده از عوارض مشترك صداهای با فركانسهای بالا، میانی و پا یین می باشند، بعضی از اثرات خاص مواجهه با صداهای فركانس پا یین است. برای غلبه بر این مشکل انواع مختلف مواد برای کاهش صدا توسعه یافته است اما تعداد محدودی از آنها توانستهاند تا حدی برای جامعه پرسرو صدا امروزی مفید واقع شوند [1،2].
به این منظور تولید پنلهای سوراخ شده، فلزات متخلخل و الیاف فلزی تاحد زیادی در سالهای اخیر بهبود یافتهاند که جذب صوت عالی در
یک محدوده فرکانسی گسترده را فراهم میکند با این حال، خواص مکانیکی آنها با توجه به ضخامت و فاکتورهای میکرو متخلخل آنها کم گزارش شده است. اگرچه فلزات متخلخل یک سری ویژگیهای خوب مانند استحکام مخصوص بالا، هدایت حرارتی، جذب انرژی مؤثر دارند اما دارای معایبی هم هستند. آنها اغلب جاذب صداهای ضعیف حتی در محدوده فرکانسهای پایین میباشند، هزینه تولید بالا و مشکل درکنترل فرایند تولید دارند. تحقیقات اخیر روی توسعه کامپوزیتهای سبک وزن چند منظوره که دارای جذب خوب، نفوذ پذیری هوا و ویژگی مکانیکی خوب میباشند متمرکز شده است [4،3].
2-1- اصول و مبانی صوت
1-2-1- ماهیت صوت
فیزیک و ماهیت صدا، شاخهای از علم فیزیک است که با انعکاس و کیفیت صدا رسانی سر و کار دارد. یک جسم در حال ارتعاش، حالت ناپایدار موجی شکلی در محیط پیرامون خود که فراگیره نامیده میشود پدید میآورد. این امواج هرچه از منبع ارتعاش دورتر میگردند، انرژی آنها توسط فراگیره جذب و به تدریج از بین میروند. بنابراین پدیدهای احساسی که توسط ارتعاش، گوش انسان را تحریک می نماید، صدا یا صوت نامیده شده و فضایی که در آن این پدیده رخ میدهد، میدان آکوستیکی نامیده میشود. فشار در همه جای یک محیط همگن(فراگیره) که در حالت تعادل است یکسان میباشد. اگر در یکی از نقاط فراگیره فشار تغییر کند، حالت نامتعادل بهوجود میآید که این عدم تعادل به تمام نقاط محیط متعادل منتقل میگردد. در این حالت اگر ذرهای از حالت تعادل خارج شده و شروع به ارتعاش نماید، با توجه به ساختمان مولکولی جسم فراگیره، ذرهی مرتعش شده فشاری را در مولکول بعدی در پیرامون خود پدید میآورد که میتوان گفت نقطهی مفروض با افزایش فشار مواجه شده و به عکس در ذرهی متقارن آن کاهش فشار بهوجود میآید. از انتشار فشار ذرات به یکدیگر موج پدید میآید. اگر این جابجاییها بیش از 16 بار در ثانیه باشد، صدا ایجاد میشود و اگر همین افزایش و کاهش فشار در یک مسافت خاص به تصویر کشیده شود، آنچه به دست میآید امواج صوتی خواهد بود. هنگامی این امواج به وجود میآیند که محیط متعادل دارای خاصیت الاستیسیته باشد و این قابلیت را داشته باشد که نیروی وارده را به ذرات مجاور انتقال دهد [6،5].
2-2-1- کمیت های صوتی
دامنه[1] : عبارت است از فاصلهی بین دو نقطه بیشینه و کمینهی فشار در امواج صوتی. در بسیاری از منابع آکوستیکی، از صفر تا نقطه بیشینه مقدار مثبت و از صفر تا نقطهی کمینه مقدار منفی خوانده میشود.
فرکانس[2] (بسامد): عبارت است از تعداد نوسانات کامل امواج در یک ثانیه که از یک نقطهی معینی عبور کنند. واحد تعداد نوسانات در ثانیه، هرتز(Hz) نامیده میشود.
سرعت صوت[3] : عبارت است از مقدار مسافت طی شده توسط امواج در مدت یک ثانیه. این مسئله بستگی به جنس و دمای محیطی دارد که امواج صوتی در آن حرکت میکنند. همچنین سرعت صدا با رطوبت نیز رابطه مستقیم دارد. هرقدر رطوبت هوا بیشتر باشد سرعت صدا نیز بیشتر است. جدول (1-1) سرعت حرکت امواج صوتی را در مواد مختلف نشان میدهد [8،7].
طول موج[1] : عبارت است از فاصله بین دو نقطه متوالی و همانند، مانند فاصله بین دو بیشینه و کمینه. طول موج به سرعت و نیز فرکانس صدا بستگی دارد.
توان[2] : عبارت است از مقدار انرژی خروجی از یک منبع در واحد زمان که با واحد وات (w) اندازهگیری میشود.
فشار[3] : عبارت است از میزان تغییر فشار اتمسفریک ایجاد شده توسط صدا در محیط فراگیره. فشار هوا مقداری بینهایت کوچک است که با واحد پاسکال(Pa) سنجیده میشود.
شدت[4] : عبارت است از میزان انرژی صوتی که در واحد زمان بر واحد سطح عمود بر جهت انتشار موج میرسد و با واحد ( ) اندازهگیری میشود.
امواج ساکن[5] : در تداخل امواج چنانچه دو موج با فرکانسهای یکسان مثلاً امواج منتشر شده و بازتاب با یکدیگر ترکیب شوند، ممکن است به علت اختلاف فاز یک صد و هشتاد درجه در بعضی نقاط یکدیگر را تضعیف کرده و نیز تساوی فازها یکدیگر را تقویت کنند. محل این نقاط ثابت است و الگوی به وجود آمده به امواج ساکن معروف است [9-7].
1 Wavelength
2 Power
3 Pressure
4 Intensity
5 Standing Wave
1 Amplitude
2 Frequency
3 Velocity
1 Acoustic
پایان نامه ارشد رشته نساجی: مقایسه خواص فشارپذیری و ظاهری فرش بافته شده از نخهای خاب پلی استر فیلامنتی با سطح مقطع دایره و مثلث
جمعه 99/10/26
بی شك یكی از اصلی ترین الیاف مورد مصرف نساجی پلی استر می باشد. گواه این موضوع، میزان تولید و مصرف بالای سالیانه این لیف در جهان می باشد. ازطرفی، بیشترین حجم نخ خاب مورد مصرف فرش ماشینی در ایران، از الیاف اكریلیك تهیه می شود که لیفی نسبتا گران ودارای مشکلات زیست محیطی زیادی می باشد. در این تحقیق تلاش می شود تا خصوصیات نخ پلی استر فیلامنتی را با تغییردر شكل سطح مقطع ونیز تغییر نمره الیاف(dpf)[1] اصلاح نمود. نتیجه این تحقیق می تواند به جایگزین شدن الیاف پلی استر بجای اکریلیک در صنعت فرش ماشینی ایران کمک کند. از آنجا كه منسوجات فرش از طرف پای انسان(راه رفتن)، پایه صندلی و مبل و… همواره تحت بارگذاری دینامیكی واستاتیكی قرار دارد، در نتیجه فشارپذیری یکی از مهمترین خواص فیزیكی- مكانیكی آنها محسوب می شود. بنابراین یک فرش علاوه بر داشتن كاركرد و دوام فنی بالا، باید به عنوان یك كالای تزئینی و لوكس نیز دارای ظاهری زیبا باشد. از جمله عوامل مهم در این زیبایی نظم وترتیب نخ های خاب، درخشندگی و… می باشد. بنابراین دراین تحقیق ابتدا نمونه های تولید شده نخ های پلی استر فیلامنتی شاهد(نخ پلی استر متداول مصرفی صنعت) و اصلاحی در فرش ماشینی خاب بریده بافته شده و سپس نمونه های فرش از لحاظ آزمون های
فشار پذیری (استاتیکی، دینامیکی) و بصری بایکدیگرمقایسه می شوند.
2-1- لیف پلی استر
1-2-1- تاریخچه
تا قبل از 1945دانشمندان مختلفی پلی استرهای لیفی زیادی را تهیه نموند ولی تقریبا تمامی آنها از واكنش گرمای آلیفاتیك تهیه میشدند و دارای نقطه ذوب پایینی برای مصارف نساجی بودند، بعلاوه آنكه در حلالهای خشك شویی به آسانی حل میشدند.
دراولین روزهای جنگ جهانی دوم، و ینفیلد و دیكسون (Whinfild & Dickson) توانستند با مطالعه مطالب كارتروز پلی اتیلتن ترفتالات با وزن مولكولی بالا را از واكنش اسیدترفتالیك و استر دی متیل خالص آن با اتیلن گلایكول تهیه نمایند، پلیمر جدید از طریق ذوب ریسی به الیاف تبدیل میشد و دارای خواص نساجی مطلوبی بود. ولی بدلیل جنگ جهانی انتظار جهت تولید تا سال 1945 بطول انجامید. در جولای 1945 شركت (ICI) طبق توافقنامه بلند مدت میان آنها و شركت دوپونت ،حق امتیاز تولید این لیف را به 5 كشور اعطا نمود. تولید پلی استر در دهه 60 و70 بطور گسترده ای افزایش یافت و در سال 1972 پلی استر از نایلون پیشی گرفت و عنوان مهمترین لیف مصنوعی را به خود اختصاص داد[3] .
2-2-1- ساختمان شیمیایی
پلی استر به پلیمرهایی اتلاق میگردد كه دارای گروه استر (–co-o–) در زنجیره اصلی خود باشند. این گروه استری، حاصل واكنش بین الكلهای دو ظرفیتی و كربوكیسلیك اسیدهای دو ظرفیتی میباشد[1].
در این تحقیق منظوراز لیف پلی استر، بیشتر پلی اتیلن ترفلات [1](PET) است که درواقع یکی از مهمترین الیاف مصنوعی در صنعت نساجی میباشد.
فرمول شیمیایی این لیف در شکل (1-1)آمده است.
از جمله نامهای تجاری كه امروزه درسطح جهان برای الیاف پلی استر بكار می برند میتوان به ترویرا (Trevira) ، تولیدی شركت هوفست آلمان، ترگال (Tergal) شركت رود یاستا فرانسه، تریتا ل ((Trital شركت رود یانس ایتالیا، تترون (tetron) ژاپن و ویكلرون (Viklerun) شركت ببیانت میلزآمریكا اشاره كرد. [2]
3-2-1- مصارف وكاربردهای الیاف پلی استر
پلی استر به مقدار زیاد با پنبه، ویسكوز، پشم و سایر الیاف طبیعی مخلوط میشود و به این ترتیب كمبودهای الیاف طبیعی تا حدودی مرتفع میگردد. پلی استر را می توان از لحاظ كاربرد در 4 گروه الیاف كوتاه، الیاف بلند، نخهای یكسره و بی بافت هاتقسیم بندی نمود. نمره الیاف پلی استر كه در ریسندگی الیاف كوتاه تولید میشود، در حدود 3-7/1 دسی تكس میباشد. طول این الیاف 38 تا 76 میلیمتر و فرو موج آن 4 تا 6 در سانتیمتر است. كاربرد الیاف كوتاه پلی استر بسیار گسترده است. در صنایع بافندگی تاری پودی انواع مختلف پارچههای پیراهنی، روپوشی، شلواری، رو مبلی، پرده ای، ملافه ای، مقدمات بافندگی و. .. ازاین لیف تهیه میشود.
پلی استر به منظور مخلوط شدن با پشم دارای نمره 3 تا 6 دسی تكس میباشد و طول برش آن 75 تا100 میلی متر میباشد. الیاف بلند پلی استر دارای طیف گسترده ای از كاربردها میباشد از جمله در صنایع بافندگی فاستونی، نیمه فاستونی و پشمی به صورت عموماً كت و شلوار مردانه، منسوجات فنی، پتو، ملافه ، نخ فرش ماشینی و. .. اشاره نمود.
نخ فیلامنتی پلی استر معمولی به صورت تك رشته ای وچند رشته ای مستقیماً در تریكو بافی، بافندگی و تكسچرایزینگ استفاده میشود، نخ فیلامنتی پلی استر با استحكام بالا به مصارف صنعتی مثل نخ تایر خودرو، كمر بند ایمنی، تسمه، نخ خیاطی، طناب،تورماهیگیری ،شیلنگ های صنعتی،چادر مسافرتی،بادبان كشتی و… مورد استفاده قرار میگیرد. بعلاوه در بافندگی حلقوی این لیف درقالب انواع زیر پوش، تی شرت، لباس ورزشی، جوراب و. .. به بازار عرضه میشود.
همانطور كه اشاره شد بخش قابل ملاحظه ای از مصرف پلی استر به صورت الیاف ریسیده میباشد كه در شاخههای مختلف نساجی كاربرد دارد.اما در سالهای اخیر پیشرفت قابل ملاحظه در منسوجات بی بافت صورت
گرفته است و موارد كاربرد زیادی را دارا می باشد از جمله منسوجات فنی،كشاورزی،ژئوتكستایلها،منسوجات محافظ،منسوجات بهداشتی و… .
به علت خواص ویژه پلی استر نظیر براقیّت و نرمی آن به صورت 100% نیز درمواردی چون روسری، شال زنانه استفاده میگردد در صنایع كفپوش و نخ خاب وچلّه فرش ماشینی نیز كاربرد گسترده ای دارد[1].
4-2-1- خواص فیزیكی، مکانیکی وشیمیایی الیاف پلی استر (PET)
1-4-2-1- مقاومت در مقابل کشش اولیه
مقاومت در مقابل كشش اولیه در این گونه الیاف فوق العاده زیاد بوده و از خصوصیات خوب این الیاف است و نشان دهندة این است كه در مقابل فشار كم عملیات نخ پیچی، كششی به این الیاف داده نمی شود.آزمایشات نشان داده كه وزنه 9/0 گرم بر دنیر فقط یك درصد می تواند فیلامنت داكرون را كشش دهد، و وزنه 75/1 گرم بر دنیر باعث 2 درصد كشش در داكرون می شود. تریلین نیز مشابه داكرون می باشد و مقاومت در مقابل كشش اولیه خوبی دارد بنابراین نیروی كه در هنگام پوشیدن لباس وارد می شود ، تغییر شكل اساسی را در لباس بوجود نمی آورد[4] .
2-4-2-1- جذب رطوبت
در شرایط معمولی جذب رطوبت الیاف داكرون و تریلین 4/0 درصد است .در نتیجه استحكام كششی و ازدیاد طول تا حد پارگی در حالت خیس و خشك یكسان است .کفپوش پلی استر در حین مصرف ایجاد بار الكتریكی می كنند و در نتیجه خاك و آلودگیهای هوا را به سهولت جذب می كنند[4] .
- Polyethylene Terephthalate
- Denier per Filament
پایان نامه ارشد مهندسی برق: مکان یابی بهینه واحدهای تولید پراکنده در میکروگرید با در نظر گرفتن توان اکتیو و راکتیو
جمعه 99/10/26
با افزایش روز افزون جمعیت جهان و محدود بودن منابع انرژی، کلیه کشورها با مشکل انرژی روبرو هستند. انرژی برای همه مردم مسألهای اساسی است. انرژی در تمام شئون جامعه انسانی رسوخ کرده و جنبههای مختلف آن از زندگی روزانه خانوادگی گرفته؛ تاسیسات جهانی و بینالمللی و طرحهای توسعه ملی را تحت تأثیر قرار داده است. نگاهی گذرا به آمارهای تولید و مصرف انرژی الکتریکی در ایران بیانگر نیازمندی به افزایش سالانه ظرفیت 5000 مگاوات در بخش تولید جهت تأمین تقاضای بار میباشد. بر اساس برنامهریزیهای انجام شده انتظار میرود ظرفیت نصب شده نیروگاههای کشور تا پایان سال 1392 به رقمی معادل 72550 مگاوات بالغ گردد. از سوی دیگر محدود بودن منابع فسیلی تأمین انرژی، و تأثیرات نامطلوب زیست محیطی ناشی ازسوختهای فسیلی، بخش قابل توجهی از تحقیقات و فعالیتهای پژوهشی در حوزه ی انرژی را به موضوع انرژی های نو و تجدید پذیر معطوف نموده است (Phillipson and Willis 1999, 123-156; Griffin et al 2000, 9; Zareipour, Bhattacharya and Canizares 2000, 9-10; Barker and De Mello 2000, 1645-1656 ). یکی از راهکارهای اساسی به منظور حل مشکلات مطرح شده استفاده از میکروگریدها است. میکروگرید شبکه ای با مقیاس کوچک درسطح ولتاژ توزیع است که از پیوستن تولیدات کوچک، مدولار و ذخیره انرژی در سیستمهای ولتاژپایین یا متوسط شکل میگیرد در واقع یک شبکهی میکروگرید با ترکیبی از انرژیهای تجدیدپذیر همراه با سوختهای فسیلی به تولید توان در سطح ولتاژ توزیع میپردازد، که ازطریق یک نقطهی کوپلنگ مشترک به شبکه توزیع متصل میشود (Hatziargyriou et al 2004, 12; Lasseter 2010, 225-234). منابع تولید پراکنده مورد استفاده در میکروگریدها بر خلاف نیروگاههای مرسوم در شبکه قدرت از نوع منابع [1]DER می باشند که به کمک ادوات الکترونیک قدرت انعطاف لازم را به منظور تنظیم ولتاژ، فرکانس و توان در هنگام اتصال به شبکه داشته باشند.
تفاوت بین منابع مورد استفاده در میکروگریدها و نیروگاه های مرسوم در صنعت برق شامل موارد زیر میباشد:
1- منابع مورد استفاده در میکروگریدها دارای ظرفیت کمتری نسبت ژنراتورهای مرسوم در نیروگاههای بزرگ برق میباشند.
2- تولید انرژی الکتریکی در منابع میکروگرید بر خلاف ژنراتورهای مرسوم در شبکه ی برق، در سطح ولتاژ توزیع اتفاق میافتد.
3- منابع مورد استفاده در میکروگرید بر خلاف نیروگاههای بزرگ در نزدیکی مصرف کنندهها نصب می شوند تا بارها را با فرکانس و ولتاژ مناسب تامین نموده و باعث کاهش تلفات در خطوط انتقال شوند (Katiraei and Iravani 2006, 167).
از طرفی دیگر، ایران از لحاظ وضعیت جغرافیایی در شمار کشورهایی است که بهرهبرداری از منابع انرژیهای نو در آن ممکن میباشد. یکی از
اهداف بلند مدت صنعت برق کشور بکارگیری بیش از پیش انرژیهای نو و منابع تجدیدپذیر انرژی برای کاهش انتشار آلایندههای زیست محیطی و کاهش مصرف سوختهای فسیلی میباشد. در طول یک دهه گذشته توسعه منابع تولید پراکنده به طور وسیعی رشد یافته است. در طی این فرایند شبکه توزیع به یک نگرانی بزرگ برای افراد تبدیل شده است. دلیل اصلی آن این است که این منابع تولید پراکنده در سطح ولتاژهای متوسط و بالا به شبکه توزیع متصل میشوند، و طوری طراحی شدهاند که بارها به صورت غیرفعال هستند و شارش توان فقط از پستها به سمت بار میباشد و نه برعکس. به همین دلیل مطالعات بسیاری برای اتصال میکرو گریدها به شبکه توزیع انجام شده است، از بحث های کنترلی گرفته تا حفاظت، پایداری ولتاژ، کیفیت توان و خیلی موارد دیگر. واحدهای تولید توان کوچک، که معمولاً در نزدیک بار قرار دارند، به عنوان یک گزینه برای تامین نیاز افزایشی به انرژی الکتریکی مشترکان، با تاکید بر قابلیت اطمینان و کیفیت توان و سایر ملاحظات مربوط به مسائل اقتصادی، زیستمحیطی ومزایای فنی، در نظر گرفته خواهند شد (Piagi and Lasseter 2006, 8).
با این حال، با توجه به نفوذ بیش از پیش منابع تولید پراکنده، شبکه توزیع فشار ضعیف را دیگر نمیتوان به عنوان یک عنصر غیرفعال متصل به شبکه انتقال در نظر گرفت که تنها شارش توان یکطرفه به سمت آنها برقرار باشد. همچنین تاثیر منابع تولید کوچک در شبکه فشار ضعیف بر روی تعادل توان و کنترل فرکانس بسیار مهمتر خواهد شد.
در پروژههای تحقیقاتی که تاکنون انجام شده است، میکروگرید این چنین تعریف میشود: تجمیع منابع تولید توان کوچک در شبکه فشار ضعیف در سطح وسیع.
یک تعریف کامل از میکروگرید به شکل زیر ارائه شده است:
میکروگرید شامل سیستم توزیع فشار ضعیف با منابع تولید پراکنده (میکروتوربین، سلول سوختی، فتوولتائیک و. . . ) به همراه ادوات ذخیرهساز (فلایویل، خازنهای انرژی و باتریها) است. چنین سیستمی میتواند به طور غیر مستقل زمانی که به شبکه متصل است و به طور مستقل زمانی که از شبکه جدا شده است، عمل کند. بهرهبرداری از منابع کوچک توان در شبکه در صورتی که به طور مناسب مدیریت و هماهنگی شود، میتواند مزایای زیادی را برای کل سیستم داشته باشد، 3 نکته مهم در این تعریف وجود دارد:
1- میکروگرید جایگاهی برای تجمیع منابع سمت تغذیه (منابع تولید کوچک) و منابع سمت مصرف (ذخیره کنندهها و بارهای کنترلپذیر) میباشد که در یک شبکه توزیع محلی قرار گرفته است.
2- یک میکروگرید باید قادر باشد که هم در شرایط عادی (متصل به شبکه) و هم حالت اضطراری (جدا از شبکه) به کار خود ادامه دهد.
3- تفاوت بین یک میکروگرید و یک شبکه غیرفعال که در آن ریزمنابع وجود دارند، به طور عمده در شیوه مدیریت و هماهنگی منابع موجود تولید توان میباشد.
یک میکروگرید میتواند در اندازههای متفاوتی باشد. مثالی از یک میکروگرید به عنوان یک شبکه فشار ضعیف، در شکل 1-1 نشان داده شده است. هرچقدر که سایز میکروگرید بیشتر باشد باید با خازنهای متعادلکننده و تجهیزات تولیدی بیشتر از توقف در سمت تولید و سمت مصرف جلوگیری شود، اما در حالت کلی، ماکزیمم ظرفیت میکروگرید (در حالت پیک بار مورد تقاضا) به چند MW محدود میشود. بیشتر از این مقدار ظرفیت به عنوان مفهوم میکروگرید چندگانه[2] تلقی میشود که با جدا کردن منابع به عنوان میکروگریدهای جدا از هم، بررسی میشود (Katiraei et al 2008, 54-65; Lasseter 2002, 305-308 ).
از لحاظ فنی میکروگرید از اتصال منابع تولید کوچک به شبکه فشار ضعیف به وجود میآید. که معمولاً به وسیله ادوات کنترلی مدرن و خصوصا واحدهای الکترونیک قدرت این منابع به شبکه توزیع متصل میشوند. بنابراین یک گروه کنترل شده از منابع انرژی متصل به شبکه فشار ضعیف، اما در عین حال قابل کار کردن به صورت مستقل از شبکه (جزیرهای) میتواند به عنوان یک تعریف از میکروگرید باشد.
بهره برداری هماهنگ و کنترل ریزمنابع با یکدیگر و با منابع ذخیرهساز مانند فلایویل، خازنهای انرژی، باتریها و بارهای کنترلپذیر مانند آب گرمکن و تهویه هوا، در قلب مفهوم میکروگرید جای دارد. از نقطه نظر شبکه یک میکروگرید میتواند به عنوان یک نهاد کنترل شده درون سیستم قدرت در نظر گرفته شود، که میتواند به عنوان یک بار تجمیع شده مستقل عمل کند.
2-1- اهمیت بحث بر روی میکروگریدها و ضرورت تحقیق
در بیش از نیم قرن گذشته توسعه سیستم قدرت بر اساس متمرکز سازی واحد های نیروگاهی با ظرفیت بالا در مکانهای محدودی استوار بوده است؛ که در این صورت، سطح ولتاژ برای انتقال به مکانهای دوردست از طریق خطوط انتقال بهHV ، EHV و UHV افزایش مییابد. سپس این سطح ولتاژ هنگام عبور از سیستم انتقال ولتاژ بالا[1] به سیستم توزیع ولتاژ متوسط[2] و سیستم توزیع ولتاژ پایین[3] کاهش مییابد تا اینکه توان الکتریکی به مصرف کنندهها برسد. در طول سالها، بروز مشکلاتی باعث گرایش روزافزون به استفاده از ژنراتورهایی با اندازه کوچک شده که به شبکه توزیع محلی متصل بوده و به آن ها منابع تولید پراکنده اطلاق میشود. از مزایای استفاده از منابع تولید پراکنده میتوان به سازگاری با محیط زیست، رفع محدودیت ساخت و ساز خطوط انتقال جدید، افزایش قابلیت اطمینان شبکه توزیع، کاهش استفاده از منابع سوختهای فسیلی و کمک به خصوصیسازی شبکه برق اشاره نمود. واحدهای تولید پراکنده را می توان با استفاده از منابع انرژی تجدیدپذیر یا تجدیدناپذیر و با استفاده از تکنولوژی مدرن و یا متداول ساخت.
یک میکروگرید قسمتی از شبکه توزیع است که در برگیرنده منابع تولید پراکنده، ادوات ذخیره کننده انرژی و انواع بارهاست. از آنجا که در هر میکروگرید از چندین منبع تولید پراکنده استفاده میشود، ایجاد هماهنگی بین این منابع و مشخص کردن میزان تولید هر یک از آنها بسیار حائز اهمیت است. با رشد روزافزون تقاضای انرژی و پیشرفتهایی که در زمینه تولیدات پراکنده صورت گرفته است، استفاده از منابع تولید پراکنده که قسمت عمده میکروگرید ها را تشکیل میدهند در حال افزایش میباشد. میکروگریدها شبکههای فشار متوسط یا فشارضعیف توزیعی هستند که از دید شبکه فوق توزیع بصورت یک بار قابل کنترل، و از دید مصرف کنندههای محلی مانند منابع تولید نسبتا ارزان قیمت و پاک انرژی میباشند. استفاده از منابع تولید پراکنده در قالب میکروگریدها باعث کاهش توان عبوری از خطوط انتقال، به تاخیر افتادن توسعه بخشهای تولید و انتقال، کاهش مصرف سوختهای فسیلی و افزایش راندمان سیستم قدرت میگردد. در کنار فواید گفته شده، میکروگریدها باعث ایجاد مشکلاتی نیز میشوند. از آنجا که هر میکروگرید شامل انواع مختلفی از منابع تولید پراکنده میباشد، هماهنگی عملکرد این منابع و ایجاد یک روش مناسب جهت تولید بهینه میکروگرید الزامی است. در یک تقسیم بندی کلی میکروگریدها در دو حالت بهرهبرداری مورد استفاده قرار میگیرند. حالت متصل به شبکه که در این مود عملکردی میکروگرید توسط یک ترانس کاهنده به شبکه بالادست متصل بوده و با در نظر گرفتن مقدار تقاضای بار از سوی مصرف کنندهها و همچنین قیمت برق تولیدی منابع تولید پراکنده و قیمت بازار برق، انرژی به شبکه تحویل داده یا از شبکه میگیرد. در این حالت فرکانس مرجع همان فرکانس شبکه اصلی میباشد. دیگر مود عملکردی را حالت جزیرهای مینامند. در این حالت میکروگرید به صورت عمدی، جهت سرویس یا به دلیل بروز خطا از شبکه اصلی جدا میشود. با توجه به در دسترس نبودن شبکه جهت تامین بارها، منابع تولید پراکنده موجود در میکروگرید مسئول تامین بار و حفظ فرکانس میباشند. پایداری فرکانس معمولا توسط ذخیره چرخان و ابر خازنها صورت می پذیرد. پس از قطع میکروگرید از شبکه اصلی به دلیل به هم خوردن توازن تولید و بار و همچنین عدم وجود یک فرکانس مرجع، تغییراتی در فرکانس میکروگرید ایجاد میشود. میزان تغییرات ایجاد شده در میکروگرید پس از جدا شدن از شبکه اصلی را میتوان با درنظر گرفتن شرایط کنترلی ویژه تا حد مطلوبی کاهش داد (Lasseter 2002, 305-308).
[1] – HV
[2] – MV
[3] – LV
[4] – DG
[1]- Distributed Energy Resources
[2] – Multi microgrid
پایان نامه ارشد مهندسی برق قدرت: استراتژی بهینه قیمت دهی در بازار عمده فروشی برق با استفاده از الگوریتم دینامیکی pso مبتنی بر gso
جمعه 99/10/26
با توسعه سیستمهای قدرت، ملاحظات زیست محیطی و اقتصادی از یک طرف و مساله امنیت و تداوم کار مطمئن سیستم از سویی دیگر چالشهایی را پیشروی برنامهریزان، طراحان و بهرهبرداران سیستم قرار داده است. این مسائل باعث شده تا در دهههای اخیر محققان به تحقیق راجع به حل این چالشها در صنعت برق بپردازند.
در گذشته سیستمهای قدرت دارای ساختار عمودی[1] بودند، به این معنی که تولید انرژی الکتریکی، انتقال و توزیع آن در یک منطقه، توسط یک واحد کنترل انجام میشد. مصرفکنندگان کوچک و بزرگ انرژی مورد نیازشان را از دولت خریداری میکردند و سیستم بازار برق، تک قطبی[2] (انحصاری) بود. در واقع دولتها با احداث نیروگاههای کوچک و بزرگ در نقاط مختلف کشور یا منطقه و انتقال آن به محلهای مصرف و توزیع، بازار برق را اداره میکردند و بر کل سیستم توسط مرکزی واحد نظارت داشتند. با گسترش روز افزون سیستمهای انرژی الکتریکی و استفاده بهینه از منابع و رقابتهای اقتصادی و محدودیتهای زیست محیطی، گرایش به بازار چند قطبی(رقابتی) توسعه یافت و نیاز به آن باعث شد تا دولتها به تشویق شرکتها و بنگاههای اقتصادی جهت سرمایهگذاری و مشارکت در صنعت برق روی
آورند. این تغییر قوانین و اعمال تشویقهای اقتصادی دولتها جهت کنترل رشد فزاینده صنعت برق، تحت عنوان مقرراتزدایی[3] مطرح شد.
این امر که خصوصیسازی صنعت برق را در بخشهای تولید و فروش در پی دارد، در سال 1982 میلادی در شیلی، 1992 در آرژانتین و سپس در کشورهای بولیوی، پرو، گواتمالا، کلمبیا، السالوادور، پاناما، برزیل، مکزیک، اسکاتلند، ایرلند شمالی، نروژ، انگلستان، اسپانیا، هلند و بخشهایی از ایالات متحده آمریکا به شیوههای مختلفی اجرا شده است[1].
در سیستم بازار برق چند قطبی، خریداران میتوانند عرضهکننده انرژی را انتخاب کنند. با تامین سرویس بهتر و انرژی ارزانتر، خریداران بیشتری جذب میشوند که این کار سود بیشتری عاید عرضهکننده مینماید و از طرفی خریداران نیز منافع بیشتری میبرند. عرضهکنندگان یا تامینکنندگان انرژی کارگزارانی[4] هستند که انرژی را به مشتری میفروشند. هرچند که ممکن است آنها تولیدکننده نباشند، اما میتوانند سهم تولید نیروگاهها را بخرند. این ساختار جدید سیستم قدرت، مفاهیم گذشته را به چالش میکشد. در گذشته تمرکز تحقیقات روی فرمولسازی برخی محدودیتهای عملی از قبیل دامنه ولتاژ شینها، محدودیتهای تولید، ظرفیت خطوط انتقال، محدودیتهای احتمالی، ملاحظات محیطی و مسائلی از این قبیل بود.
جهت تضمین دسترسی آزاد[5] عرضهکنندگان و خریداران به سیستم انتقال، بهرهبرداری از سیستم انتقال مستلزم مستقل بودن از سهام[6] بازار است. بهرهبرداران مستقل سیستم[7] نقش هماهنگساز مرکزی را ایفا میکنند، و با فراهم کردن امنیت و قابلیت اطمینان سیستم مسئولیت مهم خود را به انجام میرسانند. همچنین ISO درجه کیفیت و امنیت سیستم را تضمین مینماید.
محیطهای انتقال و توزیع در سیستمهای رقابتی با دسترسی باز بوده و مسائل مرتبط با آنها، اهمیت انکارناپذیری دارد. در ساختارهای مدیریتی شبکه، خواه به صورت ترکیب بهرهبردار سیستم[8] و بهرهبردار بازار[9] و خواه به صورت بهرهبردار مستقل سیستم، سیستمهای انتقال به عنوان بزرگراههای انتقال انرژی نقش ویژهای را به خود اختصاص دادهاند. در سیستم SO+MO اداره بازار رقابتی و تمام موارد مرتبط با قراردادهای خرید و فروش، از بهرهبردار شبکه جداست، اما در ساختار ISO هر دو مورد مذکور توسط بهرهبردار مستقل شبکه انجام میشود. ساختارهای مدیریتی شبکه در شکل (1-1) نشان داده شده است[8].
2-1- ساختار سنتی صنعت برق
تقریبا در تمام کشورها و در صد ساله اخیر، صنعت برق به صورت انحصاری بوده و تحت نظارت دولت قرار داشته است. این صنعت به صورت یک انحصار یکپارچه و با ساختار عمودی فعالیت میکرده و مالکیت کلیه تاسیسات تولید، انتقال و توزیع در اختیار شرکت برق ملی یا محلی قرار داشته است و فقط این شرکت مجاز به تولید، انتقال، توزیع و فروش برق در قلمرو خدماتی خود و همچنین موظف به تامین نیاز تمام مصرفکنندگان نه الزاما آنهایی که سود آورند، بوده است. شیوههای عملیاتی و کسب و کار این شرکتها میبایست مطابق با رهنمودها و قواعدی بود که توسط ناظرین دولتی تامین میگردید و نرخهای شرکت برق نیز مطابق با مقررات تنظیمی دولت بود. همچنین دولت تضمین میکرد که این نرخهای تنظیمی یک حاشیه سود عادلانه و منطقی بالاتر از هزینهها را برای شرکت برق به همراه داشته باشد[2].
3-1- تجدید ساختار در صنعت برق
سرآغاز تجدیدساختار در صنعت برق را میتوان از سال 1970 میلادی دانست که در طی آن ابتدا فعالیت در بخش تولید برق، برای تولیدکنندگان کوچک و تازه وارد مجازشمرده شد. در سال 1978 دولت ایالات متحده آمریکا قوانینی تصویب نمود که بر طبق آن شرکتهای برق مجبور به خرید برق از اینگونه تولیدکنندگان بودند. در سال 1982 در شیلی قانونی به تصویب رسید که بر اساس آن به مصرفکنندگان بزرگ حق انتخاب خرید از شرکتهای مختلف را میداد. بازار برق انگلستان و ولز در سال 1990 شکل گرفت که مکانیزم بهرهبرداری از آن بهترین مکانیزم بهرهبرداری از بازار برق در دنیا بود. به دنبال آن نروژ در سال 1991 یک بازار به صورت رقابتی طراحی کرد که در سال 1996 با وارد شدن سوئد به این بازار توسعه یافت، که اکنون به نام NORD POOL شناخته میشود.
1-3-1- انگیزه های تجدید ساختار صنعت برق
از سال های 1970 میلادی، صنعت برق در حال تغییر و تحول و حرکت به سمتی است که با دادن اجازه رقابت بین تولیدکنندهها و ایجاد شرایط بازار رقابتی سعی در کاهش هزینه های تولید و توزیع برق، حذف ناکارآمدیها، جداشدن وظایف و افزایش حق انتخاب مشتری داشته است. این تحول به سوی بازار رقابتی معمولا مقرراتزدایی یا تجدیدساختار[1] نامیده میشود و از جمله مزایای آن میتوان به موارد زیر اشاره کرد[2].
1- فراهم آوردن حق انتخاب برای مصرف کنندگان
2- فراهم آوردن بستری مناسب در جهت ارائه خدمات بهتر
3- رقابتی نمودن عرضه کالای برق در سطوح مختلف و به تبع آن تعیین قیمت مناسب برای مصرف کننده.
4- جذب سرمایه های موجود در بخشهای خصوصی و هدایت آن در جهت انتفاع جمعی و عدم نیاز به سرمایه گذاری کلان دولتی.
5- افزایش کیفیت کالای ارائه شده با توجه به رقابت موجود.
[1] Restructuring
[1] Vertically Integrated Monopoly(VIM)
[2] Monopoly
[3] Deregulation
[4] Agent
[5] Open Access
[6] Portfolio
[7] Independent System Operator(ISO)
[8] System Operator(SO)
[9] Market Operator(MO)