Нетрадиционная энергетика: зарубежный опыт

Блочные теплоэлектроцентрали

Техника и инструменты | №6 (58) '2015

Большинство домовладельцев крайне озабочены ростом цен на электроэнергию. А вот обладатели блочных теплоэлектроцентралей, напротив, весьма довольны таким развитием событий и, если цены на электричество продолжат расти, даже окажутся в выигрыше. Рассмотрим подробнее чудо-технику, дающую подобные преференции.

  • Модель Dachs Stirling SE

  • Модель Dachs Stirling SE

  • Bosch Thermotechnik

  • Напольная микроТЭЦ Lion-Powerblock от фирмы Otag

  • МикроТЭЦ от компании Whispergen

  • МикроТЭЦ ecoPOWER производства Vaillant

  • Газовая настенная микроТЭЦ eVita (Remeha)

В настоящее время теплоэнергоблок является наиболее эффективным средством преобразования энергии первичного источника (такого, например, как природный газ) одновременно в тепло для отопления дома и подогрева воды и электроэнергию. В чем заключаются преимущества данного принципа?

При традиционной выработке электроэнергии даже на самых современных угольных или газовых электростанциях потери в виде побочного тепла по-прежнему составляют 45–60%. Так называемая блочная теплоцентраль позволяет непосредственно на месте монтажа переводить полученную энергию в тепло или электричество. Применяемое при этом топливо — в основном природный или сжиженный газ — используется дважды.

Топливо приводит в действие мотор, подключенный к генератору выработки электроэнергии (подобно автомобильному генератору). Производимое таким образом электричество можно расходовать непосредственно на собственные нужды или вбрасывать в общественную сеть. Выработанное агрегатом тепло в основном с помощью теплообменника передается в отопительную систему дома, как правило, через резервный аккумулятор в виде промежуточной станции. Поскольку процесс преобразования энергии сопровождается очень низкими потерями, общий КПД прибора достигает 90%, при этом наблюдается также резкое снижение уровня выбросов СО2.

Когенераторные установки

Блочные (или микро) ТЭЦ, к которым относится когенераторное оборудование, выпускают различной мощности: от рассчитанных на обеспечение энергией и теплом города или поселка до предназначенных для отдельных жилых домов агрегатов, габариты которых сопоставимы с холодильником или морозильником. Такие модели используют вместо отопительного котла с целью производства необходимого тепла — как для отопления помещений, так и для подогрева воды.

Для установки потребуется подключение, например, к газопроводу, а также к дымоходу для отвода отработанных газов. Особенно интересное решение для одно- и двухквартирных домов с нормальной или низкой тепловой нагрузкой представляют микроТЭЦ с электрической мощностью от 1 до 3 кВт. Теплоотдача агрегата варьируется в зависимости от модели от 2,8 до 16 кВт. На практике это означает, что прибор комбинируется с дополнительной встроенной газовой горелкой либо с отдельным котлом для покрытия пиковых нагрузок, чтобы при необходимости полностью удовлетворять потребность здания в тепле.

Блочные ТЭЦ снабжены четко отлаженной регулирующей техникой, в задачу которой входит заблаговременно заботиться о том, чтобы дополнительное отопление функционировало как можно меньше и с минимальной мощностью. Это способствует увеличению срока службы когенераторной установки.

Различаются микроТЭЦ базовыми технологиями. Их три:

• двигатель внутреннего сгорания (двигатель Отто) и внешнего сгорания (двигатель Стерлинга);
• паровой двигатель;
• топливный элемент.

Так, на рынке имеется функционирующая на газовом топливе микроТЭЦ с двигателем внутреннего сгорания, в частности, производства Whispergen и Remeha. Доступна газовая микроТЭЦ фирмы Otag, в которой применен паровой двухцилиндровый двигатель. Планируется наладить серийное производство обладающих высокой эффективностью когенераторных установок на топливных элементах, способных превращать топливо — водород, полученный из природного газа, непосредственно в электричество, так что генератор в данном случае не требуется. Следует также учесть, что разные модели отличаются по уровню эксплуатационного шума.

Тепло или электричество

Режим функционирования блочной ТЭЦ зависит от потребности в тепле и электроэнергии, а также от связанных с этим затрат. Принципиально различаются два типа микроТЭЦ: с приоритетом выработки тепла или электричества. В первом случае установка рассчитана на соответствующую тепловую нагрузку здания и приводится в действие только при фактической потребности в тепле. Получаемое при этом электричество расходуется либо в самом доме, либо направляется в общественную электросеть.

Агрегат, специализирующийся на выработке электричества, активизируется, когда в доме требуется электроэнергия, а параллельно образующееся тепло утилизируется или аккумулируется. Такой режим эксплуатации используется гораздо реже, а соответствующую когенераторную установку часто называют домашней электростанцией.

Вне зависимости от режима эксплуатации, микроТЭЦ должна быть подключена к электросети. Ведь только так можно сбрасывать излишки электроэнергии или получать недостающее электричество из сети, когда его расход на бытовые нужды больше производимого либо агрегат не работает. Важно помнить: неправильно настроенная установка работает неэффективно, что сопряжено с неоправданными расходами. Предпосылками для рентабельной эксплуатации микроТЭЦ является достаточно высокая потребность тепла в доме.

В идеале

Для обеспечения максимального количества рабочих часов с полной нагрузкой нужно, чтобы эффективная мощность была относительно низкой. Одновременно соотношение между производимым током и выработанным теплом по возможности должно быть наиболее выигрышным. Это происходит, когда на произведенный 1 кВт∙ч тепла генерируется как можно больше электричества.

Агрегат окупается тем быстрее, чем дольше он работает и производит электроэнергию. Ее можно использовать в личном хозяйстве или направлять в общественную сеть. Потребление собственного электричества намного выгоднее, чем его приобретение у поставщиков.

Дополнительное оснащение

Поскольку блочная ТЭЦ одновременно вырабатывает тепло и электричество, необходимо позаботиться об отводе тепла в летнее время. С этой целью применяют достаточно большой буферный накопитель (тепловой аккумулятор), позволяющий надолго запасти тепловую энергию. Чем больше подобный резервуар, тем проще разнести по времени расход и производство тепла. Благодаря этому увеличивается продолжительность эксплуатации модулирующего прибора, реже происходят включение и выключение, что продлевает срок службы оборудования. Вдобавок повышается уровень комфорта: например, в холодный зимний день потребуются хороший обогрев помещений и довольно много горячей воды для ванны и душа. Однако следует учесть, что при слишком большом накопителе возрастают и потери на горячий резерв, вызванные естественным охлаждением аккумулятора. Поэтому в конкретных условиях нужно выбирать оптимальный объем резервуара для соответствующих потребностей.

Если предусмотрена комбинация микроТЭЦ с тепловым насосом, солнечными коллекторами или каминной печью с водяным контуром, все оборудование должно быть очень тщательно спроектировано, чтобы гарантировать безубыточную эксплуатацию. Ведь затраты на приобретение микроТЭЦ (включая резервуар и дополнительное оснащение) составляют совсем немалые суммы. Зато вложенные средства со временем оправдают себя за счет отказа от потребления сторонней электроэнергии или благодаря доходу от сброса выработанного электричества в общественную сеть. К тому же в ряде стран (например, в США, Германии) государство обеспечивает льготное кредитование всех желающих установить у себя в жилище подобное оборудование. Хорошо бы их опыт применять и у нас в стране.

Покупка оборудования: на что обратить внимание

Предложение по установке микроТЭЦ должно содержать по крайней мере следующие пункты:
• описание проекта для индивидуального расчета параметров установки (например, предполагаемый срок ее службы, производство тепла и электроэнергии, годовой расход топлива);
• отзывы о реализованных проектах;
• характеристику агрегата: тип, название фирмы-производителя, рабочие параметры, регулирующая техника, уровень шума, специфический расход топлива и прочее;
• резервный аккумулятор (размер и вид);
• стоимость гидравлических соединений (монтаж к существующей системе отопления);
• гидравлическое выравнивание системы (на основе схемы установки);
• подачу топлива или подключение к газопроводной сети;
• периодичность технического обслуживания с указанием его ориентировочной стоимости;
• предложение договора на техническое обслуживание, обычно в сочетании с дистанционным контролем, позволяющим обеспечить быстрое реагирование на возможные нарушения;
• стоимость пусконаладки, регулировки и инструктирования пользователя (включая документацию на оборудование);
• многие производители микроТЭЦ предлагают пользователям программное обеспечение, позволяющее проводить проверку эксплуатационных параметров, — весьма полезная опция.

Поделиться:

Смотрите также

  • Что нужно знать о бензопилах Техника и инструменты | №3 (55) '2015 Что нужно знать о бензопилах

    Установить, когда появилась первая бензопила, довольно сложно. По всей видимости, в начале 1930-х годов. За этот недолгий по историческим меркам срок она стала совершенно незаменимым в хозяйстве инструментом. Все бензопилы принято делить на три типа: бытовые, полупрофессиональные и профессиональные. Основное, но отнюдь не единственное отличие — в ресурсе работы...

  • Снежные баталии Техника и инструменты | №1 (53) '2015 Снежные баталии

    Снова зима. И снова снежные заносы на подъездных путях, парковочных площадках, дорожках… Убирать снег лопатой не всегда хватает времени и сил. Поэтому рано или поздно встает вопрос, какую технику выбрать для предстоящих битв со снегом. В поисках ответа мы решили остановиться на снегоуборщиках, которые пользуются наибольшей популярностью у покупателей...

  • Электрическая рать Техника и инструменты | №3 (31) '2011 Электрическая рать

    Среди электрических инструментов, облегчающих уход за садом, можно назвать садовые ножницы (кусторезы), измельчители (чипперы), газонокосилки, аэраторы, вертикуттеры, пылесосы. Они не только помогают держать сад в опрятном виде и привлекательной форме, но и обеспечивают здоровое взаимодействие всех его частей как единого биоценоза...