Химия - Комбинированные микроисточники тепловой и электрической энергии

01 марта 2011


Оглавление:
1. Комбинированные микроисточники тепловой и электрической энергии
2. МикроТЭЦ
3. Технологии

МикроТЭЦ — это вариант реализации широко распространенной в настоящее время идеи когенерации энергии для одно/многосемейных домов и малых офисных зданий.

Обзор

Поскольку в большинстве случаев потребители одновременно нуждаются в двух видах энергии: тепловой и электрической, возникли комбинированные теплоэлектростанции, также называемые «когенерационными». Пользуясь тем фактом, что все системы производства электрической энергии, основанные на сжигании топлива, имеют максимальную эффективность в условиях, продиктованных законами термодинамики, ТЭЦ используют в качестве источника тепла т. н. отбросное тепло процесса производства электрической энергии. Отбросное тепло уносится газообразными продуктами сгорания, которые могут полностью обеспечить нагрев систем с низкотемпературными потребностями. Отбросное тепло может быть также использовано для производства дополнительного количества электрической энергии в комбинированном цикле, но это не всегда практично. По существу, ТЭЦ пользуются постоянно возрастающей популярностью в промышленном сообществе, поскольку способны повысить общую энергетическую эффективность использования топлива.

Например, в исключительно генерирующих системах, таких как традиционные электростанции, поставляющих потребителям электроэнергию, только приблизительно треть потенциального тепла первичного энергетического источника доставляется потребителю, несмотря на то, что эффективность может быть чуть ниже у старых станций и значительно выше у новых. Напротив, ТЭЦ обычно преобразуют по меньшей мере две трети, а часто до 90 % тепла первичного источника энергии в полезные виды энергии, такие как производство электричества, пара, горячей воды или в отопление. Пока индустрия извлекает значительную выгоду от ТЭЦ, некоторые особенности, которые делают их привлекательными для промышленности, служат барьером для индивидуального использования этой технологии.

Подавляющее большинство когенерационных систем используют в качестве топлива природный газ. Это связано с его дешевизной, чистотой сжигания, доступностью его на многих территориях и лёгкостью транспортирования по уже проложенным трубопроводам ко многим домам. В добавок природный газ может сжигаться в газовых турбинах, которые используются на большинстве крупных и малых ТЭЦ, что связано с их высокой эффективностью, малыми размерами, чистотой сжигания и минимальными эксплуатационными расходами. Кроме того, газовые турбины, сконструированные с применением фольгированных подшипников и воздушного охлаждения, работают без масляной смазки и охлаждающих агентов. Наконец, отбросное тепло продуктов сгорания газовых турбин обыкновенно в них и утилизируется, тогда как отбросное тепло главной альтернативы для малых систем — поршневых машин — распределяется между их утилизирующей и охлаждающей системами.

Влияние ТЭЦ, особенно небольших, для жилых домов и малого бизнеса, в будущем будет возрастать, если цены на природный газ будут продолжать расти. Хотя отбросное тепло электростанций, использующих в качестве источника энергии биомассу, солнечную энергию, уголь, дизельное топливо, другие тяжёлые нефтепродукты и атомную энергию, может быть использовано для когенерации, такие источники энергии менее пригодны, более трудны для транспортирования, более дороги для домашнего использования и, в случае с атомной энергией, непрактичны и небезопасны. Исключая атомную и солнечную энергию, эти виды топлива сгорают значительно менее чисто, чем природный газ, и требуют значительно более дорогого контроля над загрязнениями. Наконец, из всех перечисленных, только дизельное топливо может быть использовано в газовых турбинах и поршневых двигателях, дешевизна, небольшие размеры и эффективность которых делают выбор в их пользу для небольших когенерационных установок.

Просмотров: 4449

<<< Водородное шоссе

Производство водорода >>>