Когенерационные системы

Когенерация — процесс совместной выработки электрической и тепловой энергии. Когенерация широко используется в энергетике, например на ТЭЦ (Википедия). Тригенерация — это организация сразу трех энергий: электричества, тепла и холода. Тригенерация является более выгодной по сравнению с когенерацией, поскольку даёт возможность эффективно использовать утилизированное тепло не только зимой для отопления, но и летом для кондиционирования помещений или для технологических нужд. Это позволяет использовать генерирующую установку круглый год, тем самым не снижая высокий КПД энергетической установки в летний период, когда потребность в вырабатываемом тепле снижается. Топливом для когенерационных установок является газ, в том числе и сжиженный. Высокая эффективность когенерационных установок определяется следующим:

- Электроэнергия тепло используется непосредственно в месте получения, а это обходится гораздо дешевле, чем строительство и эксплуатация многокилометровых электрических сетей и теплотрасс;

- Электроэнергия используется большей частью в месте получения без накладных расходов поставщиков энергии, а ее стоимость для потребителя может быть в разы дешевле, чем у внешних поставщиков;

- потребитель приобретает энергетическую независимость от сбоев и аварий во внешних системах электро и теплоснабжения.

Сравнение между когенерацией и раздельным производством электричества и тепла приводится в таблице 1, основанной на типичных значениях КПД.

Таблица1

Традиционный способ, раздельного получения одного из двух видов полезной энергии - электрической или тепловой. При этом, значительная часть энергии первичного топлива не используется, потери могут составить от 30% до 45%.

( http://www.kmtg.ru/innovations/smallpower/kogeneration/?PHPSESSID=abtv9n9epjdtsu50nfsn3k9560 ). При росте цен на газ прибыльность эффективность электростанции возрастет. Подтверждение этому страны ЕС. Так в Дании, Голландии доля когенерации составляет более 40%, а к 2010 году прогнозируется увеличение до 55% от всей генерации электроэнергии. Когенерационные установки на базе газопоршневых двигателей имеют электрический КПД 40÷43%, а с учетом тепла общий КПД превышает 87%, что минимизирует наивысшую на сегодняшний день эффективность преобразования энергии топлива в электричество, - топливную составляющую в себестоимости производимой электроэнергии.

Когенерация позволяет избежать значительных потерь, сохраняя до 40% топлива и значительно увеличивая общий КПД энергосистемы до 92%. (Рис.2)

Рис. 2

Основу когенерационной системы составляют газопоршневые (ГПУ) или газотурбинные (ГТУ) установки. Силовой агрегат подает вращательный момент на генератор, который вырабатывает электрический ток. В то же время система теплообменников позволяет «снимать» из системы выхлопа выработанную тепловую энергию, подогревая котел с водой, которая затем используется для отопления помещений (Рис.4). На 100 кВт выработанной электрической мощности можно получить около 150 кВт тепловой мощности, что позволяет полностью покрыть потребность в недорогой электрической и тепловой энергии. Мощность же и тип такой установки определяется объемом потребляемой энергии. Так, при нагрузке до 5 - 10 МВт целесообразнее использовать ГПУ. Если потребная мощность больше, то эффективней использовать ГТУ. С когенерационными системами, расположенными в непосредственной близости от потребителя, исключаются потери энергии в электрических сетях, потер в которых достигают 20%. (http://www.mega-dom.ru/article-13_mid123.html) ДГ достаточно просто встраивается в существующую энергетическую ифраструктуру, не возникнет новых проблем, поскольку не понадобится прокладка новых линий электропередач, строительство новых трансформаторных подстанций, перекладка теплотрасс и т. д., что повышает надежность энергоснабжения. При традиционном энергоснабжении, как правило, возникают организационные, финансовые и технические трудностей при подключении к сетям общего пользования и росте мощностей предприятия. Когенерация позволяет исключить эти трудности и избежать неэффективных затрат на средства передачи энергии и исключить потери при транспортировке энергии, так как энергогенерирующее оборудование установлено в непосредственной близости от потребителя.

Дата добавления: 2015-10-24