Тепловая мини электростанция

Принцип работы тепловой электростанции на дровах плюсы и минусы

Современная электростанция на дровах является очень эффективным и при этом относительно недорогим оборудованием, основным топливом в которой являются дрова. Сейчас это оборудование достаточно широко используется в частном жилом секторе, а также на небольших производственных площадях и в походных условиях.

Принцип классической схемы

Само понятие «на дровах» по которому работает тепловая электростанция на дровах нужно понимать, что в качестве топлива, имеется возможность использовать разнообразные материалы способные гореть. При этом, самым распространенным и часто используемым ресурсом являются именно дрова. Вы можете электростанции на дровах купить из большого представленного на рынке ассортимента по относительно невысокой стоимости. Основное устройство этих видов электростанций такое:

При помощи печи происходит нагревание котла в котором находится вода или же может находиться специальный для этого газ. Затем вода направляется по трубопроводу к турбине. Она вращается и при помощи этого в специально смонтированном генераторе преобразуется электричество. Электростанции на дровах своими руками сделать достаточно просто и это не займет очень много времени и значительных финансовых вложений.

Основные особенности работы

При работе электростанции, вода не будет сразу испаряться, а постоянно будет ходить по контуру. Отработавший пар охлаждается и затем опять становится водой и так по кругу. Некоторым недостатком подобной схемы работы мини электростанции на твердом топливе является достаточно высокая взрывоопасность. Если вдруг вода, которая находится в контуре сильно перегреется, тогда котел может не выдержать и его разорвет давлением. Для предотвращения этого, используются современные системы и автоматические клапаны. Вы всегда можете купить походную электростанцию на дровах, которая имеет высокие показатели эффективности и безопасности совсем недорого по стоимости.

Такой налет, имеет пониженную теплопроводность, что негативно скажется на работе твердотопливной электростанции купить, которую вы можете с любыми необходимыми рабочими параметрами по самой приемлемой стоимости. Но, сейчас, проблемы и сложности с образованием налета, могут достаточно быстро и легко решаться, при помощи использования специализированных средств, которые разработаны для борьбы с появлением налета. Они дают прекрасную возможность, очень быстро и эффективно справится с образованием налета в подобном оборудовании, что в значительной степени упрощает процесс эксплуатации электростанций, которые в качестве топлива используют дрова.

Различные варианты электростанций на дровах

Сейчас очень популярной и недорогой является твердотопливная туристическая мини электростанция, которую можно приобрести из большого представленного ассортимента. Такие электростанции пользуются высокой популярностью и востребованностью у большого числа туристов и путешественников. В этом оборудовании используется специальное твердое топливо, которое обеспечивает высокие показатели эффективности, надежности, а также безопасности в эксплуатации.

Миниэлектростанция использующая в виде топлива дрова, является достаточно успешным и уже давно применяемым оборудованием, которое может быть использовано в различных сферах деятельности человека. Очень популярны, такие виды электростанций у дачников, где могут быть частые проблемы с отключением электричества, а также в труднодоступных регионах где отсутствуют линии электропередач. Помимо этого, все большую популярность сейчас приобретают походные варианты электростанций, которые используют дрова или любые другие твердотопливные элементы.

Источник: http://madenergy.ru/stati/teplovaya-mini-ehlektrostanciya-na-drovah-svoimi-rukami.html

Мини ТЭЦ, ТЭС, теплогенератор, тепловые электростанции

Мини ТЭЦ , ТЭС — когенерационная установка произведённая на базе дизельного, газового генератора способная генерировать тепло и электрический ток одновременно.

Принцип работы системы утилизации тепла таков: работающая электростанция, помимо электроэнергии, выделяет большое количество тепла, именно это тепло снимается посредством теплообменников.

Систему утилизации тепла можно разделить на две составляющие:

1. Система утилизации тепла выхлопных газов;

2. Система утилизации тепла греющихся поверхностей работающей электростанции.

Утилизация тепла выхлопных газов подразумевает под собой установку теплообменников на газовыхлоп, при помощи которых происходит нагрев воды, находящейся в системе утилизации тепла.

Процесс работы теплогенератора обусловлен нагревом двигателя, именно здесь устанавливается система утилизации тепла греющихся поверхностей теплоэлектростанции. Вода циркулирующая в теплообменнике забирает тепло выделяемое двигателем теплогенератора.

Данную воду можно использовать для системы отопления помещений (техническая вода). По желанию заказчика может быть установлена система водоподготовки, необходимая для получения бытовой горячей воды.

Количество получаемой тепловой энергии прямопропорционально электрической нагрузке на теплоэлектростанцию, т.е. чем больше электроэнергии производит теплогенератор, тем больше он отдаёт тепловой энергии.

Наша компания предлагает Мини ТЭЦ , тепловые электростанции, теплогенераторы, когенерационные установки на базе отечественных двигателей ЯМЗ, ММЗ и генераторов Leroy Sommer электрической и тепловой мощностью от 30 до 315 кВт. Варианты исполнения оборудования и конфигурация производятся по техническому заданию заказчика.

Оптимальным решением по размещению Мини ТЭЦ , тепловые электростанции, является модульное здание, которое позваляет снизить до минимума потери при съёме тепла, а так же включает в себя оборудование, необходимое для его съёма.

На всё оборудование предоставляется гарантия завода изготовителя. Предлагаемые Мини ТЭЦ , теплогенераторы, тепловые электростанции прошли сертификацию и успешно используются в нескольких регионах РФ. В частности в Оренбургской, Курской, Тюменской области, на Земле Франца Иосифа и т.д.

Источник: http://energorezerv.biz/catalogue?cat_id=47

Малая тепловая электростанция — это реально!

В.А. Жигалов, зам. главного механика
ОАО «Бийского котельного завода», Алтайский край

Какие же источники электроэнергии мощностью до 4 МВт имеются на нашем, да и на мировом рынках?

В качестве таких источников предлагаются электростанции с двигателями внутреннего сгорания (ДВС), работающими на жидком или газообразном топливе и электростанции с газовыми или паровыми турбинами. Ветряные электростанции рассматриваться не будут, поскольку они не могут применяться в континентальных районах, где средняя скорость ветра невысока.

Наибольшее распространение имеют электростанции с ДВС, работающими на жидком топливе. Имея большие затраты на топливо, они производят самую дорогую электроэнергию. Кроме того, имеющимися средствами удается использовать лишь небольшую часть сбрасываемого такими двигателями тепла. Решающим аргументом за их применение являются невысокие требования к обслуживающему персоналу и небольшие затраты на приобретение и запуск таких станций.

Электростанции с ДВС, которые работают на магистральном или попутном газе, имеют приемлемую стоимость электроэнергии, однако ограничен регион их применения только газифицированными районами. То же относится и к электростанциям с газовыми турбинами.

Электростанции с паровыми турбинами, работающие на местных видах топлива, сами имеют высокую стоимость и большие эксплуатационные расходы. И так же, как газотурбинные электростанции, требуют обслуживания специалистами высокой квалификации.

Указанных недостатков лишены малые тепловые электростанции (МТЭС), в которых для привода генератора используются поршневые паровые машины.

Для стационарных паровых машин достигнутый еще 60 лет назад уровень КПД составлял 22%.

Следует напомнить, что термический КПД всех типов паровых машин (поршневых, винтовых турбин) вычисляется по одной формуле. При одинаковых исходных и конечных параметрах пара все эти машины будут иметь одинаковый термический КПД. Мощные турбины имеют высокий КПД только за счет высоких параметров пара. А для работы на паре с давлением до 4 МПа можно применять машину наиболее простой конструкции — поршневую паровую машину.

Для повышения общего КПД установки должна использоваться энергия, оставшаяся в паре после его срабатывания в машине. Мятый пар направляется на технологические нужды или для теплоснабжения. В этом случае КПД МТЭС может достигать 70%.

В 2003-2004 гг. автор изготовил и испытал два силовых модуля МТЭС с 6-цилиндровыми поршневыми паровыми машинами, первая из которых имеет клапанное парораспределение, а вторая — золотниковое.

МТЭС договоримся считать станцию (см. рисунок), паросиловая установка которой позволяет получить от нее электрическую мощность до 4000 кВт, что соответствует использованию котлов производительностью до 25 т пара в час.

Условно МТЭС можно разделить на два относительно независимых модуля — энергетический и силовой.

Энергетический модуль состоит из паровых котлов и котельно-вспомогательного оборудования.

Наличие пароперегревателя является желательным условием, т.к. использование влажного насыщенного пара не позволит получить достаточно дешевой электроэнергии, но отнюдь не обязательно. В качестве энергетического модуля может использоваться любая действующая котельная. Если установленные в ней котлы не имеют пароперегревателей, таковые могут быть встроены в эти котлы. Возможна установка пароперегревателей с собственными топками.

Силовой модуль состоит из поршневой паровой машины и соединенного с ней электрогенератора. Используются обычные генераторы,

однако они, как правило, присоединяются к машине не напрямую, а через повышающий редуктор, т.к. использование пара с давлением до 2 МПа не позволяет достигнуть частоты вращения вала машины выше 750 об./мин.

Следует отметить, что при необходимости изменения соотношения получаемых от паровой машины тепловой и электрической энергий эта машина должна быть многоцилиндровой. Возможны три варианта работы такой машины.

При работе в режиме однократного расширения во все цилиндры подается пар из подводящей магистрали, после расширения в цилиндрах он отводится для дальнейшего использования.

В режиме двойного расширения пар из подводящей магистрали подается в треть цилиндров, и из них расширившийся пар вытесняется в ресивер. В остальные две трети цилиндров пар подается из этого ресивера и срабатывается до атмосферного давления.

В режиме с промежуточным отбором пара в часть цилиндров, например, в половину, подается пар из подводящей магистрали, из них расширившийся пар вытесняется в ресивер. Часть пара из ресивера идет на технологические нужды, а остальной подается в цилиндры второй ступени.

Изменение режима работы машины не требует никаких ее регулировок, необходимы просто манипуляции вентилями, подключающие цилиндры к различным магистралям.

Рассмотрим табл. 1, показывающую удельный расход пара (количество килограммов пара, необходимое для производства одного кВт.ч электроэнергии — прим. авт.) поршневой паровой машиной двойного расширения. Предполагается, что пар различных начальных параметров расширяется в цилиндрах машины до атмосферного давления 0,1 МПа.

В табл. 1 значения удельной энтальпии h взяты из hS-диаграммы параметров пара, удельный расход пара вычислен по формуле d=3600/(h₁-h₂). Значение h₃=335 кДж/кг -удельная энтальпия конденсата при температуре 80 ОС.

Пример использования табл. 1. При работе котла ДЕ-2,5 на давлении 1,2 МПа без перегрева пара и КПД силового модуля 0,9 может быть получена мощность N₁=V-Ti_M/d=2500-0,9/8,7=259 (кВт). Кроме того, в теплообменнике может быть получена тепловая энергия (ТЭ) в количестве: Q₁=V.(h₂-h₃)=2500.2035=5087,5 (МДж)=1,2 (Гкал).

При работе котла ДСЕ-2,5 на давлении 1,2 МПа с пароперегревателем на 280 ОС и КПД силового модуля 0,9 может быть получена мощность N₂=2500.0,9/7,5=300 (кВт). Количество ТЭ: Q₂=2500.2185=5462,5 (МДж)=1,3 (Гкал).

Рассмотрим случай, когда пар после срабатывания в машине (мятый пар) будет использоваться на технологические нужды. Обычно требуется температура пара выше 130 ОС, значит давление пара после машины должно быть не ниже 0,3 МПа. В табл. 2 даны значения параметров пара после машины при начальном давлении пара 1,2 МПа и различных величинах перегрева при расширении до давления 0,3, 0,4 и 0,6 МПа. Пар таких параметров может быть получен от котлов типа ДЕ, КЕ или ДКВР. Конечное давление 0,3-0,6 МПа можно получить при работе машины в режиме однократного расширения и подаче пара в цилиндры в течение 0,25-0,5 хода поршня от ВМТ.

При использовании тех же котлов, что и в предыдущем примере, но расширении пара в машине до давления 0,4 МПа, будем иметь следующий результат:

Для котла ДЕ-2,5 N₃=2500.0,9/19,1=118 (кВт); Q₃=2500.2255=5637,5 (МДж)=1,35 (Гкал).

Для котла ДСЕ-2,5 N₄=2500.0,9/15,0=150 (кВт); Q₄=2500.2840=7100 (МДж)=1,7 (Гкал).

Данные по ДВС, необходимые для изготовления поршневой паровой машины

Для изготовления поршневой паровой машины проще всего модернизировать ДВС. Промышленность России выпускает разнообразные двигатели, среди которых можно подобрать подходящий для модернизации в машину заданной мощности.

В табл. 3 приведены данные выпускающихся в России ДВС и мощности паровых машин однократного расширения, которые могут быть изготовлены на базе 6-цилиндровых модификаций этих двигателей.

Конструкция паровых машин

Теперь о существующих паровых машинах. Обе они были изготовлены путем модернизации шестицилиндровых дизельных двигателей Д6, имеющих диаметр цилиндров 150 мм и ход поршней 180 мм. Приведем описание первой машины.

Оси цилиндров расположены горизонтально таким образом, что выпускные клапаны расположены снизу, что не позволяет скапливаться в цилиндрах конденсату. Цилиндры находятся справа от коленчатого вала, поэтому для обеспечения смазки гильз принято левое направление вращения машины.

Картер с опорами коленчатого вала используется от исходного двигателя. Блок цилиндров оригинальной конструкции, т.к. необходимо

осуществлять теплоизоляцию гильз, а не их охлаждение. Между блоком и картером имеется воздушный зазор, что препятствует перегреву картера. Картер, блок и головка соединены шпильками в одну жесткую систему.

Алюминиевая головка блока с установленными в ней двумя впускными и двумя выпускными клапанами на каждый цилиндр также используется от исходного двигателя, однако и в конструкцию клапанов, и в конструкцию их привода внесены изменения. Впускные клапаны сделаны двухседельными для того, чтобы давление пара не открывало эти клапаны. Перемещаются клапаны кулачками двух распределительных валов — отдельных на привод впускных и выпускных клапанов. Оба эти вала вращаются с той же частотой, что и коленчатый вал, т.к. паровая машина является двухтактной.

Сами распределительные валы изменены таким образом, что обеспечивают рабочие циклы одновременно в двух цилиндрах. Порядок работы цилиндров 1,6-3,4-2,5.

Профиль кулачков распределительного вала выпускных клапанов и зазор между ним и клапанами обеспечивает открытое состояние клапанов при повороте коленчатого вала на 170О. Клапаны открываются в НМТ, закрываются эти клапаны за 10О до ВМТ, чем обеспечивается равенство давлений в подводящей магистрали и цилиндрах в момент начала открывания впускных клапанов.

Изменением профиля кулачков и увеличением зазора между распределительным валом впускных клапанов и самими клапанами обеспечено открытое состояние клапанов от ВМТ до 90О после ВМТ. Частота вращения машины регулируется изменением сечения пароподводящей магистрали с помощью задвижки с электромеханическим приводом, управляемой электронным блоком.

Паровая машина имеет раздельные системы смазки коленчатого вала и головки блока, имеющие свои насосы. Привод насосов — от шестерни, установленной на переднем конце коленчатого вала.

Предусмотрена возможность ручной прокачки масла в смазочных системах перед запуском машины.

К картеру крепится одноступенчатый повышающий редуктор, соединенный муфтами с коленчатым валом машины и генератором. Этим обеспечивается правое направление вращения генератора с частотой 1500 об./мин. при частоте вращения машины 500 об./мин.

Паровая машина, редуктор и генератор

смонтированы на общей раме и являются единым модулем.

Основные сложности были при размещении в штатной головке двухседельных клапанов и их регулировке в условиях меняющегося давления в пароподводящей магистрали. Не удалось реализовать и наиболее экономичный способ регулирования частоты вращения — изменением величины отсечки подачи пара.

Во второй машине все цилиндры имеют отдельные головки, на каждой из которых находятся впускной и выпускной золотники с гидравлическим приводом их перемещения.

Эта конструкция оказалась удачнее первой и при испытаниях практические данные расхода пара полностью соответствовали теоретическим. Потому такая схема была взята за основу при проектировании семейства поршневых паровых машин различных мощностей.

1. На основании законов термодинамики при одинаковых параметрах рабочего тела машины любой конструкции, преобразующие тепловую энергию в механическую, будут иметь одинаковый КПД.

2. Конструкции поршневых двигателей внутреннего сгорания отработаны настолько, что

механические потери в них не превышают 5%. Такие же малые потери будут иметь поршневые паровые машины.

3. Простота конструкции поршневой паровой машины, созданной на основе современного ДВС, позволяет с уверенностью прогнозировать их широкое использование для преобразования с помощью парового котла химической энергии топлива в работу.

Изготовление силовых модулей МТЭС по силам большинству предприятий средней технологической оснащенности. И если такие модули будут Вами изготовлены, расходы на электрическую и ТЭ будут значительно уменьшены, особенно если Ваше предприятие расходует пар на технологические нужды.

Автор готов оказать помощь в изготовлении или организации производства МТЭС (тел. автора можно взять в редакции «НТ» — прим. ред.).

Источник: http://www.combienergy.ru/stat/1074-Malaya-teplovaya-elektrostanciya—eto-realno

Строительство тепловой электростанций малой мощности на биотопливе

Предлагается комплексное решение проблем электро- и теплоснабжения предприятия с использованием высокоэффективных, энергосберегающих технологий.

Согласно исходным данным Заказчика для обеспечения электроснабжения требуется до 0,3 МВт электрической энергии и до 1 Гкал/ч теплоты на нужды отопления.

Топливо котельной – опилки древесные, щепа древесная

Обеспечить Ваши потребности в электроэнергии предлагается следующим способом.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ОБОРУДОВАНИЯ

Автоматический котел SLATINA S 2500 U EKO

На мини-ТЭЦ предусмотрена установка 2-х паровых котлов. Котел S 2500 U EKO предназначен для центрального отопления и производства пара в промышленных целях.

Котел состоит из корпуса, пароперегревателя, экономайзера, топки с подвижной решеткой.

Решетка котла ленточная, состоит из жаропрочных чугунных колосников. Биотопливо подается на решетку из бункера подачи биотоплива.

Корпус котла облицован минеральной изоляцией толщиной 100 мм и покрыт металлическим кожухом. Кожух котла окрашен экологически безвредной высокотемпературостойкой краской.

В поставку комплекта оборудования входят: дымосос, питательные насосы, дымовая труба высотой 20 м. (высота уточняется на последующих стадиях проектирования на основе экологического расчета)

Используемые материалы и современная конструкция гарантируют срок службы котла более чем 20 лет.

Котлы изготавливаются под контролем Машиностроительного испытательного института в г. Брно (Чехия).

Рис.1 Габаритный чертеж парового котла S 2500 U EKO

Таблица 1. Технические характеристики котла S 2500 U EKO

Параметр

Размерность

Величина

Номинальная тепловая мощность

Номинальное давление (избыточное)

Слабо перегретый пар

Температура рабочей среды

Масса котла без воды

Размер котла — длина

Подача биотоплива в питательный бункер осуществляется стандартным оборудованием, а именно скребковым или ленточным конвейером Российского производства. Способ подачи топлива будет уточнен на последующих стадиях проектирования, топливоподача не включена в объем поставки по данному предложению.

На мини-ТЭЦ предполагается размещение двух паровых турбин противодавления мощностью 250 кВт и 100 кВт (Чехия). Установленная электрическая мощность электростанции 350 кВт.

В зависимости от графика электрической нагрузки в работе находятся либо одна турбина 250 кВт (зима и лето, будни), либо другая турбина 100 кВт (зима и лето, выходные). При необходимости отпуска от мини-ТЭЦ до 300 кВт электрической энергии в работу вводятся сразу 2 турбины. Электрическая мощность до 50 кВт расходуется на собственные нужды мини-ТЭЦ (топливоподача, насосы, воздуходувы, дымососы, ВПУ и т.д.)

Возможна поставка ВПУ блочного исполнения, без точного анализа воды невозможно определить объем оборудования ВПУ. В зависимости от состава воды, цена оборудования будет варьироваться от 40 до 80 тыс. $ США (если комплектовать только импортным оборудование). При частичном применении Российского оборудования – водоподготовка будет стоить порядка от 25 до 70 тыс. $ США. Стоимость водоподготовки в цене данного предложения не учтена.

Удаление дымовых газов и золы (золоуловитель)

Предлагается полностью автоматизированная система очистки дымовых газов и удаление золы.

Золоуловитель монтируется вне помещения котельного отделения и представляет собой комплект устройств золоулавливания, включая бункер сбора и выгрузки золы.

Рис. 2 Габаритный чертеж золоуловителя

ОПИСАНИЕ ТЕПЛОВОЙ СХЕМЫ мини-ТЭЦ

На мини-ТЭЦ предусмотрено размещение следующего оборудования:

— мощностью 250 кВт (0,4 кВ) – 1 шт.

— мощностью 100 кВт (0,4 кВ) – 1 шт.

3. Золоуловитель – 2 комплекта.

4. Система топливоподачи – 2 комплекта.

5. Блочная ВПУ – 1 шт.

6. Пароводяные бойлера подогрева сетевой воды (1-осн, 1-резерв.) – 2 шт.

7. Электротехническое оборудование, КИП и А, автоматизированная система управления – 1 комплект.

8. Насосы и другое вспомогательное оборудование – 1 комплект.

9. Емкость жидкого топлива и система розжига котлов – 1 комплект.

Ввиду того, что на мини-ТЭЦ устанавливаются паровые турбины противодавления, электрическая мощность электростанции в указанной выше комплектации зависит от величины тепловой нагрузки и составляет:

-при максимальной тепловой мощности Q_т=4,5МВт (3,9 Гкал/час) и N_эл=350кВт;

-при минимальной тепловой мощности Q_т=1МВт (0,86 Гкал/час) и N_эл=100кВт.

Согласно данных «Опросного листа», тепловая нагрузка потребителя — отопительная и ее максимальная величина (зимний максимум) составляет не более 1 Гкал/ч.

Для круглогодичного обеспечения требуемой электрической мощности (до 300 кВт) на мини-ТЭЦ предполагается установить дополнительный пароводяной бойлер. В этом теплообменнике будет осуществляться конденсация излишков пара противодавления (в зимний период) и конденсация всего пара (в летний период). Охлаждение этого бойлера-конденсатора предусмотрено оборотной системой водоснабжения с вентиляторной градирней (сухого или капельного типа).

СТОИМОСТЬ СТРОИТЕЛЬСТВА

Стоимость строительства мини-ТЭЦ существенно зависит от предполагаемого места расположения мини-ТЭЦ (существующее или новое здание) схемы водоснабжения, протяженности сетей (тепловые и электрические), а также ряда других объективных условий и факторов. Ввиду отсутствия всех необходимых данных, в настоящей работе приведена только стоимость основного комплекта оборудования см. ниже таблица 2.

Таблица 2. Стоимость поставки основного оборудования мини-ТЭЦ составляет:

Источник: http://www.combienergy.ru/primer/1-Stroitelstvo-teplovoy-elektrostanciy-maloy-moshchnosti

Принцип работы и устройство солнечных мини электростанций

Современный человек уже не может представить свою жизнь без различной бытовой техники и электронных устройств. А все эти приборы функционируют от электрических сетей. При этом все мы любим отдыхать в своих загородных домах подальше от городской суеты. И часто бывает так, что наша загородная резиденция не подключена к электросетям. Никто ведь не захочет отдыхать, как в каменном веке? Можно купить дизельный генератор, но тогда нужно будет постоянно заправлять его топливом. К тому же, запасы углеводородных энергоносителей постепенно исчерпываются, что заставляет людей заниматься разработкой альтернативных источников энергии (в основном электрической и тепловой). Одним из результатов таких исследований стало создание мини солнечных электростанций, которые могут быть очень полезны в частных домах и на дачных участках.

Солнечное излучение – неисчерпаемый источник энергии

Научные исследования постепенно продвигаются в использовании альтернативной энергетики. За последнее время было найдено немало способов получения электрической и тепловой энергии из солнечного, света, ветра, приливов и отливов. Наиболее перспективным для получения электричества считается солнечное излучение. Лучи от солнца преобразуют в электрический ток посредством специальных панелей, состоящих из фотоэлектрических элементов. Фотоны света попадают на кремниевый полупроводник и, благодаря его свойствам, инициируют упорядоченное движение электронов, которые и представляют собой электрический ток. Далее эта электрическая энергия, как правило, накапливается в аккумуляторах. А от них через инвертор питание подаётся на бытовую технику и осветительные приборы. Подобные солнечные электростанции могут быть промышленными, для частного дома и переносные. Нас будут интересовать мини солнечные электростанции.

Мини солнечные электростанции

Согласно легенде, электричество открыл ещё философ Фалес в Древней Греции. У него это получилось в результате трения янтаря о шерсть. Однако тогда дальше этого не пошло. Прошло ещё много времени с тех пор, когда учёный Лодыгин изобрёл лампу накаливания, и электричество стало широко применяться в народном хозяйстве. Что касается централизованных энергетических сетей, то не всегда возможно протянуть их во все уголки нашей страны. В каких-то случаях это экономически невыгодно, а где-то связано с техническими сложностями.

Сейчас нагрузка на электросети постоянно растёт и нередко случаются сбои в подаче электроэнергии. Амортизация многих подстанций достигает критического уровня. Кроме того, стоимость киловатта растёт «как на дрожжах». Поэтому всё большую популярность обретают мини солнечные электростанции. Такие портативные солнечные электростанции отлично подходят в качестве автономного источника электричества. Давайте, вкратце рассмотрим, как работает такая электростанция.

Советуем дополнительно прочитать статью про солнечные батареи для дачи.

Принцип работы солнечной мини электростанции

В составе любой гелио электростанции, в том числе и портативной, есть одни и те же компоненты. Они представлены ниже:

• Солнечные батареи. Они требуются для преобразования солнечной энергии в электрический ток. Солнечные батареи состоят из фотоэлектрических элементов. Изменяя число фотоэлементов, можно менять мощность и напряжение батареи. Солнечные батареи для мобильной электростанции можно купить в готовом виде, а можно сделать самостоятельно. Для этого потребуется купить фотоэлементы и соединить их последовательно;
• Аккумулятор. Один или несколько аккумуляторов необходимы для накопления электрической энергии, поскольку выработка ток у солнечных батарей непостоянна во времени. Аккумуляторы будут отдавать накопленную энергию ночью и в облачную погоду. То есть, когда мобильная солнечная электростанция работает не на полную мощность или простаивает. Ёмкость аккумуляторов определяет время работы бытовых приборов и освещения при простое солнечных батарей;
• Инвертор. Это устройство преобразует постоянный ток от фотоэлементов в переменный, который потребляют бытовые приборы;
• Различные соединения, провода, крепёж.

Портативные электростанции очень полезны в дороге и на природе

Вообще, стандартные гелиостанции и солнечные мини электростанции практически идентичны по составляющим компонентам и принципу работы. Разница лишь в вырабатываемой мощности. Преимущество мини электростанций в том, что их можно возить с собой и разворачивать там, где это необходимо. Они имеют мини солнечные панели, которые можно использовать для подзарядки устройств с низким потреблением тока. Это может быть ноутбук, мобильный телефон, планшет и т. п.

Источник: http://akbinfo.ru/alternativa/mini-solnechnaja-jelektrostancija.html

Мини-ТЭС – выгодный подход к построению современных систем электро- и теплоснабжения зданий и сооружений

Мини-ТЭС – удобное современное решение вопроса снабжения объекта теплом (холодом) и электроэнергией. Использование мини-ТЭС обеспечивает независимость потребителя от централизованных систем электроснабжения и решает задачи нехватки или перебоев электроэнергии. Установка такой компактной и экономичной электростанции возможна на как строящихся, так и уже находящихся в эксплуатации объектах.

Главным преимуществом мини-ТЭС является территориальная близость к потребителю тепловой энергии, что дает возможность отказаться от использования ненадежных теплосетей.

Устройство автономных энергоцентров

Работа мини-ТЭС основана на технологии когенерации или тригенерации. Когенерация – это получение электричества и тепла, а тригенерация – получение электричества, тепла и холода. Тригенерационные мини-ТЭС в России в настоящее время практически не используются, поэтому далее будет идти речь только о получении электричества и тепла.

В состав мини-ТЭС входят следующие узлы:

• двигатель;
• электрогенератор;
• теплообменники;
• система принудительного охлаждения (радиатор);
• система отвода газов;
• распределительный щит;
• система автоматики и контроля.

Двигатель задает вращение вала электрогенератора, осуществляющего преобразование кинетической энергии в электрическую. При работе двигателя выделяется тепло, которое при помощи системы теплообменников отводится в систему отопления или горячего водоснабжения. Излишки тепла утилизируются при помощи системы принудительного охлаждения. Газ, образующийся от сжигания топлива, выводит система отвода газов. Управление мини-ТЭС осуществляется с помощью распределительного щита и системы автоматики и контроля. Их располагают в специальных помещениях (диспетчерских). Возможно осуществление мониторинга за работой мини-ТЭС удаленно, через Интернет.

Виды энергоустановок

Паровые турбины для мини-ТЭС бывают конденсационными и противодавленческими. Конденсационные паровые турбины используются в случаях, когда основной целью является выработка электричества. Для того чтобы обеспечить еще и выработку тепла, в конденсационных паровых турбинах закладывают функцию отбора пара. Отработавший пар частично выпускается в конденсатор, а частично идет на отопление. Недостатком конденсационных паровых турбин является их инерционность. Противодавленческие паровые турбины направляют отработанный пар на отопительные нужды, таким образом предоставляя возможность одновременного получения электрической и тепловой энергии. Использование паровой турбины позволяет получить общий КПД для мини-ТЭС до 80%. Технологически данное решение наиболее сложное и дорогое.

Газотурбинные установки с водяной или паровой утилизацией тепловой энергии. Тепло, выделяющееся во время работы этих турбин, отводится к потребителю с водой или паром. Максимальная эффективность оборудования достигается на мощностях от 5 МВт и выше (до 300 МВт), некоторые производители выпускают модели в диапазоне 1-5 МВт. Общий КПД для мини-ТЭС на газовой турбине – 65-87%.

Газопоршневые, газодизельные и дизельные генераторы с утилизацией тепловой энергии. Наиболее распространенные и экономически выгодные газопоршневые когенераторные установки, которые позволяют получить общий КПД для мини-ТЭС 70-92%. Единичная мощность поршневых агрегатов составляет от 1 до 9 МВт. Часто в состав единого комплекса включают несколько агрегатов параллельно. Удельные затраты на строительство и эксплуатацию таких ТЭС самые низкие, но общая мощность энергоцентра ограничена 50-80 МВт и агрегаты требуют остановки на сервис каждые 1000-2000 моточасов.

Топливо для мини-ТЭС

Газовое топливо доступно и экологично, стоит недорого. Природный газ наиболее часто используется в качестве топлива для ТЭС. Возможно так же применение следующих видов газа: сжатый, попутный нефтяной, биогаз, получаемый на очистных сооружениях, свалках, химических и других предприятиях.

Дизельное топливо дорогое и неэкологичное. Применяется в качестве резервного или когда невозможно использовать газовое.

Твердые виды топлива (древесина, уголь, пилеты и др.) используются для ТЭС в случае отсутствия альтернативных видов топлива.

Особенности и типы размещения автономных систем электро- и теплоснабжения

Строительство мини-ТЭС оправдано в случаях, когда:

• невозможно или слишком дорого подключиться к электрическим сетям;
• существует постоянная потребность в тепле и электроэнергии;
• требуется высокая надежность систем электроснабжения;
• ведется энергоемкое производство.

Размещение мини-ТЭС может осуществляться по двум схемам:

• Открытый тип размещения применяется при необходимости запуска энергокомплекса в сжатые сроки. Оборудование помещается в блок-модули (контейнеры) и размещается на открытых площадках. Такие мини-ТЭС более мобильны.
• Закрытый тип размещения может быть выбран при наличии свободного помещения либо возможности строительства специального помещения под энергетический комплекс.

Неоспоримые преимущества подхода

Об актуальности для России малой энергетики говорит тот факт, что за последние 20 лет в стране появилось около 1000 мини-ТЭС, которые обеспечивают потребителю следующие преимущества:

Качество и стабильность энергоснабжения. Мини-ТЭС обеспечивает бесперебойное электроснабжение с постоянным уровнем напряжения и теплоснабжение с заданными параметрами.

Совместное производство электро- и теплоэнергии. Решение сразу двух важнейших проблем эксплуатации объекта – пример современного подхода к бизнесу.

Низкая стоимость вырабатываемой энергии. При среднем потреблении в час 0,3 куб. м газа потребитель может получить 1 кВт электроэнергии и около 2 кВт тепла в час, при этом экономится значительная сумма на подключении к традиционной электросети.

Экологичность. Производство энергии сразу двух видов на мини-ТЭС позволяет снизить воздействие на окружающую среду в сравнении с раздельной выработкой электроэнергии и тепловой энергии на котельных установках. При необходимости из тепла можно получать холод для систем централизованной вентиляции и кондиционирования помещений, например, в летний период. Использование газового топлива дополнительно повышает экологичность.

Быстрая окупаемость и высокий энергоресурс. Строительство мини-ТЭС окупается за 2-3 года. В составе мини-ТЭС может работать до двенадцати электроагрегатов, каждый мощностью 1000-9000 кВт.

Экономия на коммуникациях (за счет близости к объекту энергоснабжения). Вопросы обслуживания и ремонта теплосетей не касаются пользователей мини-ТЭС.

Компактность. Небольшие габариты позволяют удобно размещать мини-ТЭС внутри уже построенных зданий или рядом с ними – например, на территориях производственных, торгово-развлекательных, гостиничных комплексов.

Оперативность ввода в эксплуатацию. Сроки строительства мини-ТЭС составляют от трех месяцев до года и зависят от выбора топлива, мощности силовых агрегатов и конечной комплектации станции. Жизненный цикл оборудования достигает 20-25 лет.

Значительная экономия. Снижается финансовая зависимость потребителя от роста тарифов на электроэнергию и тепло. Экономия на плате за электроэнергию достигает двух и более раз.

Простота и удобство эксплуатации. Управление работой мини-ТЭС полностью автоматизировано.

Надежность. Энергосбытовые компании не всегда могут гарантировать надежность энергоснабжения, в то время как собственную мини-ТЭС вы полностью контролируете.

Этапы строительства мини-ТЭС

Создание и организация мини-ТЭС проходит несколько стадий:

• предпроектная проработка и заключение договоров;
• проектирование;
• заказ и производство оборудования;
• транспортировка оборудования;
• строительство площадки и сетей;
• монтаж оборудования;
• пусконаладочные работы;
• ввод в эксплуатацию, обучение персонала;
• сервисное обслуживание.

Для сокращения объема документации, финансовых затрат и сроков реализации проекта удобнее всего заказывать строительство мини-ТЭС «под ключ», объединив все этапы в одном договоре с одним подрядчиком.

Инвестиции

Что дают инвестиции в строительство собственной мини-ТЭС? Давайте посмотрим. В среднем стоимость автономного энергоцентра мощностью 1-30 МВт «под ключ» будет составлять 1000 евро/1кВт×ч. Это не дороже, чем вариант подключения к внешним сетям, а порой и существенно дешевле. Себестоимость электроэнергии, производимой мини-ТЭС, составляет 1,80 руб./кВт×ч против 3-5 руб/кВт×ч у внешних энергоснабжающих организаций. Дополнительно мы получаем такое же количество тепла, каждая Гкал которого стоит не менее 800 руб. Практика показывает, что инвестиции в собственную мини-ТЭС, даже с учетом необходимой реконструкции инженерной инфраструктуры, окупаются за 2-3 года.

Ми­ни-ТЭС за­час­тую поль­зу­ют­ся пре­иму­щест­ва­ми пе­ред цент­раль­ным энер­го- и теп­ло­с­наб­же­ни­ем, предо­став­ляя ор­га­ни­за­ци­ям опре­де­лен­ную ав­то­ном­ность и не­за­ви­си­мость, до­пол­ни­тель­ную на­деж­ность и уве­рен­ность в бес­пе­ре­бой­нос­ти по­став­ки элек­тро­э­нер­гии. Од­на­ко важ­но, что­бы услу­ги ор­га­ни­за­ции ми­ни­э­лек­трос­тан­ции обес­пе­чи­ва­лись спе­ци­а­ли­зи­ро­ван­ны­ми ком­па­ни­я­ми, име­ю­щи­ми бо­га­тый опыт ре­а­ли­за­ции ком­плек­с­но­го под­хо­да к про­ек­ти­ро­ва­нию и мон­та­жу лю­бых ин­же­нер­но-тех­ни­чес­ких сис­тем.

Источник: http://www.kp.ru/guide/mini-ties.html

Мини-электростанция

Владельцы патента RU 2439364:

Федеральное государственное образовательное учреждение Высшего профессионального образования КАБАРДИНО-БАЛКАРСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ имени В.М. КОКОВА (RU)

Изобретение относится к электрификации сельского хозяйства и быта сельского населения, находящихся у берегов горных рек. Мини-электростанция содержит водоподводящий канал и генератор. Электрическую энергию получают путем создания искусственного водоворота в цистерне, внутри которой размещен вертикальный вал, со ступенчато установленными на нем дисками с лопастями. Внутренняя полость цистерны выполнена в виде усеченного конуса, на дне которого установлено с возможностью вращения колесо, представляющее собой корпус с отводящими трубами. Корпус колеса соединен с валом. В колесе предпочтительно установлен регулятор расхода воды с возможностью изменения диаметра выходного отверстия. Отводящие трубы расположены по касательной к корпусу в виде свастики. На конце вала установлен сверху генератор, а снизу смонтировано колесо. Достигается упрощение конструкции и повышение эффективности мини-электростанции. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к машиностроению, в части массовой электрификации сельского хозяйства и быта сельского населения, находящихся у берегов горных рек.

Известны три типа электростанции: тепловые, гидравлические и атомные. На тепловых электростанциях электроэнергия получается за счет сжигания топлива — твердого, жидкого и газообразного. На тепловых станциях энергия пара вращает ротор турбины, а вместе с ним и ротор электрического генератора, установленный с ним на одном валу. Таким образом, механическая энергия турбины превращается в электрическую энергию в генераторе. На гидравлических станциях энергия потока воды вращает ротор гидротурбины и вместе с ним ротор генератора. На атомных электростанциях используется цепная реакция распада атомного горючего, например урана. При этом выделяющееся тепло нагревает воду первого контура до 270°С при давлении 100 атм. Тепло от первого контура через теплообменник используется во втором контуре для получения пара при давлении 12,5 атм. Этот пар подается на ротор турбины, от которого, как и на тепловой станции, приводится во вращение ротор генератора [1]. Данные устройства имеют сложную конструкцию и не представляют экономически возможным построить их для электрификации сельского хозяйства и быта сельского населения. Наиболее близким по технической сущности заявленному объекту является мини-гидроэлектростанция, содержащая водоподводящий канал, спиральную камеру турбины и турбину генератора [2]. Однако известное устройство имеет один серьезный недостаток, который заключается в сложности конструкции и дороговизне его изготовления. Данный недостаток существенно снижает эффективность мини-гидроэлектростанции.

Целью изобретения является упрощение конструкции и повышение эффективности мини-электростанции.

Поставленная цель достигается тем, что электрическую энергию получают путем создания искусственного водоворота в цистерне, внутри которой размещен вертикальный вал, со ступенчато установленными на нем дисками с лопастями, внутренняя полость цистерны выполнена в виде усеченного конуса, на дне которого установлено с возможностью вращения колесо, представляющее собой корпус с отводящими трубами, причем корпус колеса соединен с валом. В колесе установлен регулятор расхода воды с возможностью изменения диаметра выходного отверстия.

На фиг.1 изображена конструктивная часть мини-электростанции; на фиг.2 представлен вид В подвода воды к цистерне; на фиг.3 — вид А, схема колеса.

Мини-электростанция содержит цистерну 1, внутренняя полость которой выполнена в виде усеченного конуса 2, внутри цистерны расположен вал 3, со ступенчато установленными дисками 4 с лопастями 5. На конце вала 3 установлен сверху генератор 6, а снизу смонтировано колесо 7. Сбоку цистерны установлен водоподводящий трубопровод 8. Цистерна устанавливается на подставках 9. Колесо (фиг.3) выполнено в виде корпуса 10, отводящих труб 11 и регулятора расхода воды 12. Отводящие трубы 11 с регулятором расхода воды 12 расположены по касательной к корпусу 10 в виде свастики. Корпус колеса соединен муфтой 14 через вал 13 с валом 3 привода генератора 6. Между внутренней полостью цистерны 1 и перегородкой 15 имеется зазор.

Мини-электростанция работает следующим образом.

Цистерну 1 монтируют на берегу горных рек. Вода из рек подается в водоподводящий трубопровод 8, по касательной к поверхности внутренней полости цистерны 1. Первоначально вода в цистерне заполняется и закручивается. При выходе воды из цистерны через выходной канал образуется водоворот. За счет сил водоворота и тяги воды, образуемых в цистерне, вал 3 с лопастями 5 вращается и приводит в движение вал генератора 6. Вода из цистерны 1 при выходе через зазор между внутренней полостью и перегородкой 15 попадает в корпус колеса 10 и через отводящие трубы 11, выполненные в виде свастики, выходит через регулятор расхода воды 12 с силой F, образуя при этом реактивную силу F₁, приводя во вращение корпус колеса в противоположную сторону выхода потока воды. Крутящий момент колеса может быть использован как дополнительный источник энергии для вращения вала генератора. Для этой цели корпус колеса 10 через вал 13 с муфтой 14 соединен с валом 3 синхронно.

Таким образом, предложенное техническое решение позволяет за счет использования энергии водоворота получить дешевую электрическую энергию для массовой электрификации сельского хозяйства и быта сельского населения, находящихся у берегов горных рек. Кроме того, в предлагаемой конструкции мини-электростанции упрощаются технология изготовления и монтажа. Создан макет мини-электростанции и испытан в лабораторных условиях, который показал эффективность данного технического решения и его работоспособность.

1. Листов П.П. Электростанция сельского хозяйства. — М.: Колос, 1964, с.20-21.

2. Михайлов Л.П. Малая гидроэнергетика. — М.: Энергоатомиздат, 1989, 355 с.

1. Мини-электростанция, содержащая водоподводящий канал и генератор, отличающаяся тем, что электрическую энергию получают путем создания искусственного водоворота в цистерне, внутри которой размещен вертикальный вал, со ступенчато установленными на нем дисками с лопастями, внутренняя полость цистерны выполнена в виде усеченного конуса, на дне которого установлено с возможностью вращения колесо, представляющее собой корпус с отводящими трубами, причем корпус колеса соединен с валом.

2. Мини-электростанция по п.1, отличающаяся тем, что в колесе установлен регулятор расхода воды с возможностью изменения диаметра выходного отверстия.

Источник: http://www.findpatent.ru/patent/243/2439364.html

Домашняя ТЭЦ на микротурбине

Возможно ли дома иметь собственную надежную, компактную систему генерации тепла и электричества? Компания MTT Micro Turbine Technology BV (Нидерланды) на этот вопрос ответила утвердительно, создав установку EnerTwin на основе микротурбины, одновременно генерирующей 3 кВт электричества и 15 кВт тепла. Микро-ТЭЦ EnerTwin разработана для замены отопительных котлов для малого бизнеса и домашних хозяйств. Основное внимание уделяется низкой себестоимости, надежности, снижению уровня шума и низким эксплуатационным расходам.

Выглядит МикроТЭЦ как обычный бытовой прибор

Микро-ТЭЦ одновременно генерирует (когенерирует) тепловую и электрическую энергию в местах, где они обе востребованы. Как правило, основным потребителем энергии микро-ТЭЦ является система отопления. Электричество, в этом случае, становится побочным продуктом, производимым по очень низкой себестоимости. Основное преимущество микро-ТЭЦ в том, что энергия топлива используется практически полностью. В этом состоит основное отличие от обычных электростанций, где значительное количество тепла теряется в атмосферу. Кроме того, микро-ТЭЦ экономит на передаче электроэнергии от электростанций до конечных пользователей, за счет уменьшения потерь. Любое превышение выработки электроэнергии от микро-ТЭЦ можно экспортировать в электрическую сеть (в Европе, США и др.). Существуют специальные программы стимулирования для поставщиков электроэнергии. Например в Германии, для тех кто поставляет излишки генерируемой электроэнергии в сеть, дополнительно предоставляются льготы. Это делает преимущества когенерации еще большими.

Распределенная система генерации энергии на базе микро-ТЭЦ EnerTwin

Технология

EnerTwin система микро-ТЭЦ построена на основе микротурбины. Принцип работы заключается в следующем:

Основная схема рабочих узлов микро-ТЭЦ

1. Окружающий воздух поступает и сжимается в компрессоре.
2. Сжатый воздух предварительно нагревают в рекуператоре.
3. В камере сгорания, добавляется тепло при сгорании топлива.
4. Горячий сжатый газ расширяется в турбине, что обеспечивает механическую энергию для компрессора и генератора. «Инвертер» преобразует энергию, подаваемую генератором в напряжение и частоту электросети ( 230 ⁄₅₀ Гц).
5. Расширенный газ после турбины нагревает воздух, сжатый компрессором в рекуператоре (см.2).
6. Остаточное тепло, оставшееся в выходном газе после рекуператора, поглощается в теплообменнике с водой.
7. Горячая вода используется для центрального отопления и /или горячего водоснабжения.

Внутреннее устройство EnerTwin

Турбина

Газовые турбины известны своей высокой мощностью, низким весом и эксплуатационными расходами. Использование технологии турбонаддува, разработка которой финансировалась государством, приводит к низкой себестоимости производства. Газотурбинные компоненты оптимизировались для применения в турбогенераторе. Высокоскоростной турбогенератор при частоте вращения 240 тысяч оборотов в минуту имеет чистый электрический к.п.д. 15% (19% эффективность мощности на валу). Вместе с низкими затратами, это обеспечивает большой потенциал для экономически эффективных микро-ТЭЦ систем.

Новая концепция

При создании EverTwin компания применила нетрадиционный подход для разработки эффективного, очень малого газотурбинного двигателя. Этот проект основан на вращающейся камере сгорания в сочетании с эффективным компрессором.

Эффективность газовой турбины в значительной степени зависит от потерь из-за утечек потока, тепловых потерь и трения. Эти потери становятся еще существенней при попытках создать турбины микро-мощности, масштабируя обычные газовые турбины. При уменьшении турбины соотношение зазоров и размеров лопастей турбины уменьшается. Кроме того, при уменьшении размера (снижается число Рейнольдса) вязкие потери на трение становятся больше, чем в обычных турбогенераторах. В результате , существует фундаментальное ограничение на эффективность микротурбин с обычной конфигурацией.

В концепции вращающейся камеры сгорания вышеуказанные масштабные эффекты не так заметны. Ключевой особенностью является монолитный ротор.

Монолитный ротор микротурбины

Монолитный ротор в разрезе

В основном , турбина состоит из одного ротора, в котором расположены центробежный компрессор, вращающаяся камера сгорания и реакционная турбина. У вращающейся камеры сгорания, компрессор не имеет диффузора и турбина не имеет лопаток.

Электрогенератор

Эффективный высокочастотный генератор на постоянных магнитах преобразует механическую энергию микротурбины в электроэнергию.
Генератор полностью интегрирован в ротор турбины, избегая затрат и потерь от дополнительных подшипников и муфт.

Уровень шума

Микротурбины излучают только высокочастотный шум, который может быть эффективно заглушен. По сравнению с обычными генераторами и турбинами, EnerTwin имеет очень низкий уровень шума.

Спецификация EnerTwin

• Электрическая мощность (макс/мин) — 3,0 /1,0 кВт
• Тепловая мощность (макс/мин) — 14,4 /5,0 кВт
• Электрический КПД (макс/мин) — 15 /10 %
• Максимальный суммарный КПД — 87% (зависит от параметров системы отопления, например температуры обратного трубопровода)
• Скорость вращения ротора (макс/ мин) — 240 / 180 тысяч об/мин
• Потребление газа (38.5 MJ/nm3, макс/мин) — 1,87 /0,84 nm3/h
• Топливо — природный газ
• Параметры системы отопления (подающая/обратная труба) — 80 ⁄₆₀ °С
• Шум — 55 dB(A) 1m
• Размеры — 970 x 610 x 1120мм
• Вес — 225 кг
• Диаметр дымохода — 100мм
• Электросеть — 230 В/50 Гц

Основное применение

По мнению разработчика основное применение микро-ТЭЦ:

• Малые и средние предприятия;
• Отрасли с относительно небольшим устойчивым требования тепла;
• Конференц-залы;
• Большие жилые дома;
• Дома с бассейном и /или сауной;
• Коттеджи;
• Школы, спортивные школы, спортивные залы, студии и кружки;
• Коммунальные здания;
• Автозаправочные станции;
• Гостиницы и рестораны;
• Магазины;
• Оздоровительные центры;
• Дома престарелых;
• Правительственные здания, такие как залы, полицейские станции, библиотеки.

Сертификация

В феврале 2013 года EnerTwin получили сертификат CE для полевых испытаний. Получение этого сертификата представляет собой важную веху в развитии EnerTwin. Сертификат был выдан по KIWA после всесторонних испытаний работы турбин на газообразном топливе и вопросам безопасности труда. Свидетельство KIWA действительно для всех стран Европейского Союза, а также в Норвегии, Хорватии, Турции и Швейцарии.

Европейский сертификат безопасности KIWA

Где посмотреть?

МТТ скоро будет участвовать на выставках:

• Hannover Messe в Германии с 7 по 11 апреля 2014 года, павильон Holland Energy House, холл 27 G24
• MCE в Милане с 18 по 21 марта 2014 г. в павильоне 5, стенд №. E02 10.

Источник: http://www.joule-watt.com/convertacia-energii/domashnyaya-tets-na-mikroturbine/

Выбираем мини электростанции для дома и дачи

Мини электростанции открывают перед пользователем широкие возможности. Оборудование этого рода позволяет организовать энергоснабжение даже в местности, где отсутствуют централизованные электросети. И в результате, если правильно подобрать агрегат, можно получить на выходе напряжение высокого качества.

Область применения

Главная задача, которую вполне успешно решают мини электростанции, заключается в автономном питании потребителей разной мощности. При этом важно, чтобы электрические параметры подключаемой техники соответствовали параметрам самого источника электроэнергии.

Мини генераторы могут служить для следующих целей:

• Организация резервного питания объекта или оборудования;
• Энергоснабжение на постоянной основе всегда с собой

На даче, на отдыхе за городом, в гараже, частном доме, на объектах разного целевого назначения (гражданских, промышленных, сельскохозяйственных, строительных и прочих) – везде мини агрегаты довольно востребованы. Их использование не только обеспечивает электричеством объект, но и позволяет подавать на вход потребителя напряжение более высокого качества. Особенно важны мини электростанции для высокочувствительной техники, как, например, газовый котел отопления или медицинское оборудование.

Виды и особенности конструкции

В зависимости от мощности и уровня производительности, а также от длительности работы устройства без отключений различают бытовые, профессиональные и промышленные. Само понятие мини электростанции подразумевает более сложную конструкцию, маломощная техника с одним двигателем и альтернатором называется электрогенератором.

Смотрим видео, виды и их особенности, критерии выбора:

К маломощным устройствам принято относить модели, значение мощности которых не превышает 10 кВт. Промышленное оборудование обычно выдерживает нагрузку от нескольких десятков до тысяч киловатт.

По типу используемого топлива различают:

1. Бензиновые мини вариант электростанции. Принимая во внимание дорогостоящее обслуживание и довольно высокую стоимость топлива, использовать такое оборудование предпочтительней в условиях, когда стоит задача по организации резервного источника энергоснабжения. Одно из преимуществ заключается в том, что мини вариант электростанции, работающая на бензиновом топливе, стоит дешевле аналогов. Но если этот агрегат эксплуатировать на постоянной основе, то выгода от покупки несколько поблекнет на фоне дорогостоящего обслуживания.
2. Дизельные мини версии электростанции. Имеют достаточно большой моторесурс, что позволяет работать такому оборудованию значительно дольше при больших нагрузках. Начальная стоимость агрегатов этого вида на порядок выше, чем у аналогов, но зато в дальнейшем по мере эксплуатации пользователь сможет оценить преимущества: доступное топливо, простое обслуживание.
3. Газовые мини версии электростанции. По степени надежности и эффективности не уступают прочим вариантам. Главное их преимущество – отсутствие вредных выхлопов, доступная цена.

Принцип функционирования мини версии электростанции заключается в преобразовании энергий. Сначала происходит сгорание топлива, которое сопровождается выделением тепла. Далее тепловая энергия переходит в механическую составляющую по мере вращения двигателя. И уже на последнем этапе происходит преобразование механической энергии в электрический эквивалент.

Основными узлами, которые заложены в конструкцию таких устройств, как мини версия электростанции или попросту электрогенератор, являются двигатель и альтернатор (генератор). Дополнительно для полноценной работы включены следующие элементы: замок зажигания и стартер, розетки для питания потребителей, прерыватель цепи, вольтметр, клеммы заземления, аккумулятор, топливный бак и воздушный фильтр.

Преимущества и недостатки

Безусловно, мини версия электростанции имеет немало достоинств, которые упрощают работу оборудования любого объекта. Но помимо возможности организовать питание отдельных устройств вполне реально эксплуатировать мини версию электростанции в качестве автономного источника энергоснабжения для обеспечения электричеством целого объекта. Не нужно забывать также и о том, что за городом не везде имеется централизованная электросеть, что вынуждает приобретать мини электростанции для дачи, так как иного способа питания бытовой техники за городской чертой просто нет.

К преимуществам стоит отнести еще и доступную стоимость, если, конечно, речь идет о малогабаритном, легковесном и не слишком производительном аппарате. Данный вариант можно приобрести в пределах 6 000 руб.

С другой стороны стоимость мощной техники, рассчитанной на длительный период работы без отключений, будет довольно большой, что уже переходит в разряд недостатков. Основной минус многих моделей – уровень шума и цена топлива.

Обзор популярных исполнений

Мини электростанции автономные для дачи не обязательно должны иметь большую мощность, особенно, если стоит задача подключать маломощные потребители. Тогда вполне достаточно устройства модели HUTER HT950А мощность 0,7 кВт.

Данное исполнение работает на бензине, оснащено ручным стартером и топливным баком вместительностью 4,2 л, что позволяет ему функционировать на протяжении 6 часов кряду. Подобные мини исполнения электростанции подходят для дома, цена данной модели составляет всего 6 500 руб.

Устройство отечественного производства SKAT УГБ-4000 мощностью 4 кВт обойдется примерно в 33 000 руб. Это бензогенератор с ручным приводом, способный работать на протяжении 12 часов, чему способствует вместительность топливного бака – 25 л. Альтернативный и менее мощный вариант – однофазный генератор модели ERGOMAX ER3400, работающий на бензине. При емкости бака 20 л это исполнение сможет функционировать подряд все 18 часов.

Смотрим видео о модели ERGOMAX ER4000:

Купить данную мини электростанцию можно за 19 000 руб. Более известные марки оборудования обойдутся чуть ли не в два раза дороже при почти равной степени производительности. Расход топлива и уровень шума у дорогих и более доступных аналогов часто одинаковый. Например, мини электростанции honda мощностью 2,8 кВт обойдется в 130 000 руб, что значительно дороже многих отечественных аппаратов.

Уход и эксплуатация

Для многих вариантов подобной техники требования к использованию и рекомендации по уходу сходны. Перед началом установки следует подготовить ровную поверхность, где будет располагаться агрегат, заземлить конструкцию, а также залить топливо и масло.

До того, как подключать к генератору потребители, следует проверить работоспособность устройства, а вместе с тем проконтролировать его на наличие протечек. Это следует делать перед каждым следующим запуском оборудования. Если выбран бензиновый или дизельный аппарат, организуется эффективный отвод выхлопа из помещения.

Практически все малогабаритные и легковесные мини исполнения электростанции марки Honda и остальных аналогов изготовлены в открытом исполнении, что позволяет эксплуатировать их в помещении. Рамная конструкция подразумевает воздушное охлаждение, а подобные системы не справляются с длительной нагрузкой, что приводит к нагреву механизма. Поэтому следует контролировать степень нагрева аппарата и по мере необходимости отключать его на некоторое время для полного остывания.

Таким образом, при правильном уходе за подобной техникой и корректном применении не возникнет сложностей с ее работоспособностью. Длительность функционирования электрогенераторов напрямую зависит также и от того, соответствует ли подаваемая нагрузка техническим характеристикам самого устройства. Перегрузка еще не пошла на пользу ни одному агрегату, о чем следует помнить при выборе. А решение вопроса, приобрести ли отечественный или заграничный вариант подобной техники, не должно стоять на первом месте, так как в обеих категориях имеются достойные представители.

Источник: http://generatorvolt.ru/benzinovyjj/vybiraem-mini-ehlektrostancii-dlya-doma-i-dachi.html

Как сделать электростанцию на дровах своими руками

Электростанция на дровах – один из альтернативных способов запитать электроэнергией потребители.

Такое устройство способно при минимальных затратах на энергоресурсы получить электричество, причем даже в тех местах, где вообще отсутствует подвод энергосетей.

Электростанция, используемая дрова может стать отличным вариантом для владельцев дачных участков и загородных домов.

Также существуют миниатюрные версии, которые подойдут для любителей длительных походов и времяпрепровождений на природе. Но обо всем по порядку.

СОДЕРЖАНИЕ (нажмите на кнопку справа):

Особенности

Электростанция на дровах – изобретение далеко не новое, но современные технологии позволили несколько улучшить разработанные раньше устройства. Причем для получения электроэнергии используется несколько разных технологий.

К тому же, понятие «на дровах» несколько не точное, поскольку для функционирования такой станции подойдет любое твердое топливо (дрова, щепа, паллеты, уголь, кокс), в общем все, что может гореть.

Сразу отметим, что дрова, а точнее процесс их сгорания, выступает только в качестве источника энергии, обеспечивающего функционирование устройства, в котором происходит генерация электричества.

Основными достоинствами таких электростанций является:

• Возможность использовать самое разное твердое топливо и его доступность;
• Получение электроэнергии в любом месте;
• Использование разных технологий позволяет получать электроэнергию с самыми разными параметрами (достаточной только для обычной подзарядки телефона и до запитки промышленного оборудования);
• Может выступать и в качестве альтернативы, если перебои подачи электроэнергии – обычное дело, а также основным источником электричества.

Классический вариант

Как уже отмечено, в электростанции на дровах используется несколько технологий для получения электричества. Классической среди них является энергия пара, или попросту паровой двигатель.

Здесь все просто – дрова или любое другое топливо сгорая, разогревает воду, в результате чего она переходит в газообразное состояние – пар.

Полученный пар подается на турбину генераторной установки, и за счет вращения генератор вырабатывает электроэнергию.

Поскольку паровой двигатель и генераторная установка соединены в единый закрытый контур, то после прохождения турбины пар охлаждается, снова подается в котел, и весь процесс повторяется.

Такая схема электростанции – одна из самых простых, но у нее имеется ряд существенных недостатков, одним из которых является взрывоопасность.

После перехода воды в газообразное состояние давление в контуре значительно повышается, и если его не регулировать, то высока вероятность порыва трубопроводов.

И хоть в современных системах применяются целый набор клапанов, регулирующих давление, но все же работа парового двигателя требуется постоянного контроля.

К тому же обычная вода, используемая в этом двигателе, может стать причиной образования накипи на стенках труб, из-за чего понижается КПД станции (накипь ухудшает теплообмен и снижает пропускную способность труб).

Но сейчас эта проблема решается использованием дистиллированной воды, жидкостей, очищенных примесей, выпадающих в осадок, или же специальных газов.

Но с другой стороны эта электростанция может выполнять еще одну функцию – обогревать помещение.

Здесь все просто – после выполнения своей функции (вращения турбины) пар необходимо охладить, чтобы он снова перешел в жидкое состояние, для чего нужна система охлаждения или попросту – радиатора.

И если разместить этот радиатор в помещении, то в итоге от такой станции получим не только электроэнергию, но еще и тепло.

Другие варианты

Но паровой двигатель – это только одна из технологий, которая используется в электростанциях, работающих на твердом топливе, причем не самая подходящая для использования в бытовых условиях.

Также для получения электроэнергии сейчас используются:

• Термоэлектрогенераторы (использующие принцип Пельтье);
• Газогенераторы.

Термоэлектрогенераторы

Электростанции с генераторами, построенными по принципу Пельтье – достаточно интересный вариант.

Физик Пельтье обнаружил эффект, который сводится к тому, что при пропускании электроэнергии через проводники, состоящие из двух разнородных материалов, на одном из контактов происходит поглощение тепла, а на втором – выделение.

Причем эффект этот обратный – если с одной стороны проводник разогревать, а со второй – охлаждать, то в нем будет образовываться электроэнергия.

Именно обратный эффект используется в электростанциях на дровах. При сгорании они разогревают одну половину пластины (она и является термоэлектрогенератором), состоящую их кубиков, сделанных из разных металлов, а вторая же ее часть – охлаждается (для чего используются теплообменники), в результате чего на выводах пластины появляется электроэнергия.

Но есть у такого генератора несколько нюансов. Один из них – параметры выделяемой энергии напрямую зависят от разницы температуры на концах пластины, поэтому для их выравнивания и стабилизации необходимо использование регулятора напряжения.

Второй нюанс заключается в том, что выделяемая энергия – лишь побочный эффект, большая часть энергии при сгорании дров просто преобразуется в тепло. Из-за этого КПД такого типа станции не очень высокая.

К достоинствам электростанций с термоэлектрогенераторами относятся:

• Длительный срок службы (нет подвижных частей);
• Одновременно вырабатывается не только энергия, но и тепло, которое можно использоваться для обогрева или приготовления пищи;
• Бесшумность работы.

Электростанции на дровах, использующие принцип Пельтье, — достаточно распространенный вариант, и выпускаются как портативные устройства, которые способны лишь выделить электроэнергии для зарядки маломощных потребителей (телефона, фонаря), так и промышленные, способные запитать мощные агрегаты.

Газогенераторы

Второй тип – это газогенераторы. Такое устройство можно использовать в нескольких направлениях, в том числе и получение электроэнергии.

Здесь стоит отметить, что сам по себе такой генератор не имеет никакого отношения к электричеству, поскольку его основная задача – выработать горючий газ.

Суть работы такого устройства сводится к тому, что в процессе окисления твердого топлива (его горения), выделяются газы, в том числе и горючие – водород, метан, СО, которые могут использоваться в самых разных целях.

К примеру, такие генераторы раньше применялись на авто, где обычные двигатели внутреннего сгорания отлично работали на выделяемом газе.

По причине постоянного дрожания топлива данные устройства некоторые автомобилисты и мотоциклисты уже в наше время начали устанавливать на свои машины.

То есть, чтобы получить электростанцию, достаточно иметь газогенератор, двигатель внутреннего сгорания и обычный генератор.

В первом элементе будет выделяться газ, который станет топливом для двигателя, а тот в свою очередь будет вращать ротор генератора, чтобы получить на выходе электроэнергию.

К достоинствам электростанций на газогенераторах относится:

• Надежность конструкции самого газогенератора;
• Получаемый газ можно использоваться для работы двигателя внутреннего сгорания (который станет приводом для электрогенератора), газового котла, печи;
• В зависимости от задействованного ДВС и электрогенератора можно получить электроэнергию даже для промышленных целей.

Основным недостатком газогенератора является громоздкость конструкции, поскольку она должна включать в себя котел, где происходят все процессы для получения газа, систему его охлаждения и очистки.

И если это устройство будет использоваться для получения электроэнергии, то дополнительно в состав станции должны также входить ДВС и электрогенератор.

Представители электростанций заводского изготовления

Отметим, что указанные варианты – термоэлектрогенератор и газогенератор сейчас являются приоритетными, поэтому выпускаются уже готовые станции для использования, как бытовые, так и промышленные.

Ниже приведено несколько из них:

• Печь «Индигирка»;
• Печь туристическая «BioLite CampStove»;
• Электростанция «BioKIBOR»;
• Электростанция «Эко» с газогенератором «Куб».

Обычная бытовая твердотопливная печь (сделанная по типу печи «Буржайка»), оснащенная термоэлектрогенератором Пельтье.

Отлично подойдет для дачных участков и небольших домов, поскольку достаточно компактна и ее можно перевозить в авто.

Основная энергия при сгорании дров идет на обогрев, но при этом имеющийся генератор позволяет получить также электроэнергию напряжением 12 В и мощностью 60 Вт.

Печь «BioLite CampStove».

Тоже использует принцип Пельтье, но она еще более компакта (вес всего 1 кг), что позволяет брать ее в туристические походы, но и количество энергии, вырабатываемой генератором – еще меньше, но ее будет достаточно зарядить фонарь или телефон.

Тоже используется термоэлектрогенератор, но это уже – промышленный вариант.

Производитель по заказу может изготовить устройство, обеспечивающие на выходе электроэнергию мощностью от 5 кВт до 1 МВт. Но это влияет на размеры станции, а также потребляемое количество топлива.

К примеру, установка, выдающая 100 кВт, расходует 200 кг дров в час.

А вот электростанция «Эко» — газогенераторная. В ее конструкции используется газогенератор «Куб», бензиновый двигатель внутреннего сгорания и электрогенератор мощностью 15 кВт.

Помимо промышленных уже готовых решений, можно отдельно купить те же термоэлектрогенераторы Пельтье, но без печки и использовать его с любым источником тепла.

Самодельные станции

Также многие умельцы создают самодельные станции (обычно на основе газогенератора), которые после продают.

Все это указывает на то, что можно и самостоятельно изготовить электростанцию из подручных средств и использовать ее для своих целей.

Далее рассмотрим, как можно сделать устройство самостоятельно.

На основе термоэлектрогенератора.

Первый вариант – электростанция на основе пластины Пельтье. Сразу отметим, что изготовленное в домашних условиях устройство подойдет разве что для зарядки телефона, фонаря или для освещения с использованием светодиодных ламп.

Для изготовления потребуется:

• Металлический корпус, который будет играть роль печи;
• Пластина Пельтье (отдельно приобретается);
• Регулятор напряжения с установленным USB-выходом;
• Теплообменник или просто вентилятор для обеспечения охлаждения (можно взять компьютерный кулер).

Изготовление электростанции — очень простое:

1. Изготавливаем печь. Берем металлический короб (к примеру, корпус от компьютера), разворачиваем так, чтобы печь не имела дна. В стенках внизу проделываем отверстия для подачи воздуха. Вверху можно установить решетку, на которую можно установить чайник и т. д.
2. На заднюю стенку монтируем пластину;
3. Сверху на пластину монтируем кулер;
4. К выводам от пластины подключаем регулятор напряжения, от которого и запитываем кулер, а также делаем выводы для подключения потребителей.

Работает все просто: разжигаем дрова, по мере нагрева пластины на ее выводах начнется генерация электроэнергии, которая будет подаваться на регулятор напряжения. От него же начнет и работать кулер, обеспечивая охлаждение пластины.

Остается только подключить потребители и следить за процессом горения в печке (подкидывать своевременно дрова).

На основе газогенератора.

Второй способ сделать электростанцию – это изготовить газогенератор. Такое устройство значительно сложнее в изготовлении, но и выход электроэнергии – значительно больше.

Для его изготовления потребуется:

• Цилиндрическая емкость (к примеру, разобранный газовый баллон). Она будет играть роль печки, поэтому следует предусмотреть люки для загрузки топлива и очистки твердых продуктов горения, а также подвод воздуха (потребуется вентилятор для принудительной подачи, чтобы обеспечить более лучший процесс горения) и вывод для газа;
• Радиатор охлаждения (может быть изготовлен в виде змеевика), в котором газ будет охлаждаться;
• Емкость для создания фильтра типа «Циклон»;
• Емкость для создания фильтра тонкой очистки газа;
• Бензиновая генераторная установка (но можно просто взять любой бензиновый мотор, а также обычный асинхронный электродвигатель 220 В).

После этого все необходимо соединить в единую конструкцию. От котла газ должен поступать на радиатор охлаждения, а после на «Циклон» и фильтр тонкой очистки. И только после этого полученный газ подается на двигатель.

Это указана принципиальная схема изготовления газогенератора. Исполнение же может быть самым разным.

К примеру, возможна установка механизма принудительной подачи твердого топлива из бункера, который, кстати, тоже будет запитываться от генератора, а также всевозможных контролирующих устройств.

Создавая электростанцию на основе эффекта Пельтье, особых проблем не возникнет, поскольку схема простая. Единственное, следует принимать некоторые меры безопасности, поскольку огонь в такой печке практически открытый.

А вот создавая газогенератор, следует учитывать множество нюансов, среди них — обеспечение герметичности на всех соединениях системы, по которой проходит газ.

Чтобы двигатель внутреннего сгорания нормально работал, следует побеспокоиться о качественной очистке газа (наличие примесей в нем недопустимо).

Газогенератор – конструкция громоздкая, поэтому для него необходимо правильно подобрать место, а также обеспечить нормальную вентиляцию, если он будет установлен в помещении.

Поскольку такие электростанции не новь, и любителями они изготавливаются уже сравнительно давно, то и отзывов о них накопилось немало.

В основном, все они положительные. Даже у самодельной печи с элементом Пельтье отмечается, что она полностью справляется с поставленной задачей. А что касается газогенераторов, то здесь наглядным примером может выступить установка таких устройств даже на современных авто, что говорит об их эффективности.

Плюсы и минусы электростанции на дровах

Электростанция на дровах – это:

• Доступность топлива;
• Возможность получить электроэнергию в любом месте;
• Параметры получаемой электроэнергии – самые разные;
• Можно сделать устройство и самому.
• Среди недостатков же отмечается:
• Не всегда высокое КПД;
• Громоздкость конструкции;
• В некоторых случаях получение электроэнергии – лишь побочный эффект;
• Для получения электроэнергии для промышленного использования нужно сжечь большое количество топлива.

В целом, изготовление и использование электростанций, работающих на твердом топливе – вариант, заслуживающий внимания, и он может стать не только альтернативой электросетям, но еще и помочь в местах, удаленных от цивилизации.

Источник: http://elektrikexpert.ru/kak-sdelat-elektrostanciyu-na-drovax-svoimi-rukami.html