концепция тех. решений энергоснабжения станицы

Часть_3 - Автономное энергоснабжениеКонцепции технических решений автономного энергоснабжения объекта«Казачья станица»

2

Автономное энергоснабжение объектаБазовым элементом автономной энергосистемы является генератор электрического тока, на базе двигателя внутреннего сгорания (ДВС) или дизельной мини-турбинной установки (ДТУ). В целях решения вопросов более эффективного использования энергии, проектом может быть реализована разработка гибридных энергосберегающих систем, в том числе с использованием возобновляемых источников энергии.Функционирование энергоцентра, предусматривает работу энергосистемы объекта, как в параллели с сетью РАО ЕЭС России, так и в полностью автономном режиме.

3

Генератор электрического тока

Какой генератор выбрать: дизельный генератор или бензогенератор?

Для ответа на этот вопрос необходимо понять, с какой целью приобретается генератор. Если генератор необходим как аварийный источник на небольшие промежутки времени в период отключения постоянной подачи электроэнергии, то более целесообразным было бы обратить внимание на бензогенератор. Если же потребитель преследует цель использовать генератор в качестве постоянного бесперебойного источника электроэнергии в течение длительного времени - есть смысл обратить внимание на дизельные генераторы, невзирая на их, более высокую первоначальную стоимость. Генератор, работающий на бензиновом топливе, существенно дешевле дизельной модификации. Однако, затраты на топливо и техническое обслуживание генератора, функционирующего на бензине, на порядок выше, чем у дизельного генератора.

4

Топливо. Хранение топлива.

Бензиновый двигатель способен преобразовать всего 20-30% энергии топлива в полезную работу. Дизель же может реализовать до 30-40% энергии.

Хранение топлива. Длительное хранение бензина сказывается на его качестве, естественно отрицательно. В процессе длительного хранения образуется большое количество смол из-за окисления углеводородов. В результате на пару единиц снижается октановое число. Образовавшиеся смолы создают в бензине вязкие коричневые вещества, которые попадая на детали или предметы, откладываются на них. Это отрицательно влияет на работу двигателя.

Дизельное топливо бывает летнее и зимнее. Хранению поддаются оба вида. Гарантийный срок хранения дизельного топлива - 5 лет со дня изготовления. ГОСТ 305-82 (Топливо дизельное.)

Гарантийный срок хранения автомобильного бензина всех марок - 1 год со дня изготовления бензина. ГОСТ Р 51105-97 (Топливо для ДВС. Неэтилированный бензин)

Для справки: Автомобильные бензины, предназначенные для длительного хранения(5 лет) в Госрезерве и Министерстве обороны, должны иметь индукционный период не менее 1200 мин. ГОСТ Р 51105-97.

Химическую стабильность товарных бензинов и их компонентов оценивают стандартными методами путем ускоренного окисления при температуре 100°С и давлении кислорода по ГОСТ 4039-88. Этим методом определяют индукционный период, т.е. время от начала испытания до начала процесса окисления бензина. Чем выше индукционный период, тем выше стойкость бензина к окислению при длительном хранении.

Индукционный период обычного товарного бензина (А-80 – А-98) – от 360 до 600 мин.

5

Когенерационные установки на базе ДВС и ДТУ Назначение: единовременная выработка электроэнергии и теплаИсточники питания: Дизтопливо / Природный газ / Биогаз

ДТУ – Дизельная турбинная установка

ДВС – Двигатель внутреннего сгорания

6

Блок-схема системы когенерации

7

Блок-схема системы тригенерации Существует два основных способа интеграции когенерационной системы с охладителем (тригенерация) — компрессия или абсорбция. Простейшим решением проблемы роста нагрузки на электрическую сеть, обусловленного работой холодильного оборудования, становится применение аппаратуры работающей на газе, дизельном топливе и т.д.. В нашем случае, центральное кондиционирование (охлаждение) осуществляется на базе абсорбционных холодильных машин - АБХМ.

Назначение: единовременная выработка электроэнергии, тепла, холода и ГВСИсточники питания ДВС и ДТУ : Дизтопливо/ Природный газ / Биогаз.Питанием АБХМ может послужить: Дизтопливо / Природный газ / Биогаз / Выхлопные газы турбин / Горячая вода / Пар / Солнечная энергия

Дизтопливо

Поршневой двигатель Электрогенератор

Когенератор

Выхлопная система

Абсорбционная холодильная машина

8

Система Тригенерации Комплексная интеграция когенерационной системы с охладителемАвтономная система энергоснабжения объекта (см. рис.) использует принцип тригенерации. В теплое время года тепло, производимое когенераторной установкой может быть утилизовано абсорбционной холодильной машиной (АБХМ) для охлаждения воздуха в помещениях. Таким образом, тригенерационная установка производит, в зависимости от времени года, тепло или холод, поддерживая температуру в помещениях постоянной.

ии

АБХМД Т УТеплоутилизатор

КГУ-Когенерационная установка

ГРЩГлавный распределительный щит

АБХМ –Абсорбционная холодильная машина

ЦТП-Центральный тепловой пункт

ХП-Холодильный пункт

9

Абсорбционная (агрегатированная) холодильная машина (АБХМ)АБХМ применяться как автономно, так и в системах Тригенерации на базах ДВС и ДТУНазначение: Отопление + ГВС или Охлаждение +ГВС (два режима работы)Источники питания: Дизтопливо / Природный газ / Биогаз / Выхлопные газы турбин / Горячая вода / Пар / Солнечная энергия

16, 23, 70, 115, 233, 582, 1750, 11630

Тепло/холодопроизводительность, кВт.

10

Ветрогенераторные установки

11

Солнечные электростанции (гелиомодули)Для того, чтобы преобразовать солнечный свет в электроэнергию, используются так называемые гелиомодули (фотоэлектрические модули).Они производятся на основе кремния или других полупроводников, которые при попадании света накапливают электрическое напряжение.Для оптимального использования солнечного света модули должны устанавливаться на южной стороне под углом 30˚. Чем больше отклонение, тем меньше объем получаемой энергии. При использовании солнечной энергии для отопления используется либо дополнительный (буферный) накопитель или комбинированный накопитель со встроенным водонагревателем.

Схема преобразования солнечной энергии в тепловую.

12

Разработчики постоянно совершенствуют конструкции и методы преобразования солнечной энергии в электрическую / тепловую.

Солнечная электростанция c поворотным фотоэлектрическим модулем.

13

Геотермальная система отопления (тепловой насос)Принцип действия теплового насоса прост, и аналогичен принципу работы холодильных машин. Теплоноситель (обычно не замерзающая жидкость) течет по коллектору (внешнему контуру) — трубе уложенной в грунт на глубине несколько метров. Теплоноситель нагревается от грунта на несколько градусов.Далее он течет в теплообменник, в котором происходит передача тепловой энергии от теплоносителя к специальной жидкости — хладагенту. Хладагент это жидкость, которая превращается в газообразное состояние (пар) при невысокой температуре (фреон). Слегка нагревшись от теплоносителя в теплообменнике, хладагент превращается в газ, «испаряется» и поступает в компрессор насоса. Компрессор сжимает хладагент, увеличивая его давление, за счет этого происходит сильное увеличение температуры. После этого горячий хладагент поступает в другой теплообменник, где происходит передача тепловой энергии от хладагента к другому теплоносителю, протекающему в отопительных радиаторах.

14

Гидроэнергетика (Мини-ГЭС)

Мини-гидротурбинаМини-ГЭС

Использование энергии небольших водотоков с помощью малых гидроэлектростанций (мини-ГЭС) – одно из наиболее эффективных направлений развития альтернативной энергетики. Основные преимущества микро- и мини-ГЭС: * практически отсутствует зависимость от погодных условий;* обеспечивается подача потребителю дешевой электроэнергии в любое время года;* отсутствуют проблемы, характерные крупной гидроэнергетике (строительство сложных и дорогостоящих гидросооружений, затопление местности и т.п.).

15

Биоэнергетика (биогазовая установка)

16

Гибридная система автономного энергоснабженияВетросолнечная электростанция без подключения к внешней эл. сетиВ большинстве районов приход солнечной радиации и наличия ветра находится в противофазе (т.е. когда светит яркое солнце, обычно нет ветра, а если дует ветер, то нет солнца). Поэтому для обеспечения бесперебойного электроснабжения автономного объекта, уменьшения необходимой мощности ветротурбины, солнечной батареи и емкости аккумуляторных батарей, во многих случаях целесообразно использование гибридной ветросолнечной электростанции.

17

Гибридная система автономного энергоснабженияСолнечная электростанция в параллели с ДВС и с эл. сетью

Вход – 220 v

18

Гибридная система автономного энергоснабжения(Солнце + Ветер + ДВС + эл. сеть)

Вход – 220 v

19

Городская сеть

Ветроэнергетика

Мини-ТЭЦ на базе ДВС или ДТУ

Геотермия

Биоэнергетика

Гидроэнергетика

Микроклимат на базе АБХМ

Солнечная энергия

20

г. Лебедянь, Липецкая область www.cossacks-lb.ru gip@cossacks-lb.ru