Теплоенергетичні установки середнього класу (до 1 мВт)

• Промислові, міські і комунальні об'єкти
• підприємства
• холодильні склади
• офіси
• Телекомунікаційні центри
• Супермаркети і торгові мережі
• Спортивні споруди
• Об'єкти в екологічно чистих районах
• Об`єкти, віддалені від інфраструктури газових і електричних мереж
• Об'єкти, які не можуть отримати енергоресурсу в зв'язку з обмеженням умов і лімітів на обсяги газу і енергії в даних місцях
• Об'єкти прихованого базування
• Автономних об'єкти, будівлі і споруди з великим і нерівномірним автономним енергоспоживанням

Установки на базі паливних елементів (паливних осередків) на технології розплаву карбонату (РКТЯ).

До теперішнього часу установки на базі (РКТЯ) були встановлені і продемонстрували надійну функціональність і експлуатаційні переваги високо інтегрованої системи стаціонарного застосування в діапазоні до 350 кВт електричної потужності

Це інноваційна енергозберігаюча установка для застосування в області децентралізованих стаціонарних установок. Вона адаптована для спільного виробництва тепла та електричної енергії, а в поєднанні з адаптованими охолоджуючими пристроями абсорбційного типу - для комбінованого виробництва або тригенерації електричної енергії, тепла і холоду.

До складу установки входять наступні вузли:

1. Вузол підготовки зворотного потоку газу: тут готується газ для паливних комірок. Він Десульфуруючі, нагрівається і зволожується
2. Основний модуль паливних елементів: включає в себе батарею паливних елементів, змішувальну камеру для свіжого повітря, анодного газу і катодного повітря, відвідної камін для катодних вихлопів, два рециркуляційних вентилятора, і радіатор, який доводить систему до робочої температури
3. Модуль контролю і інвертера: тут розташовуються функції управління системою, і постійний струм з паливних елементів перетворюється на змінний струм

Теплова енергія. виробляється установкою, поставляється у формі гарячого збідненого повітря з температурою від 400 до 450 ° С.

Теплопродуктивність знаходиться в діапазоні від 180 до 200 кВт, з огляду на охолодження збідненого повітря до 80 ° С.

Це дає можливість широко впроваджувати установки в області теплоенергетики, зокрема в сфері виробництва технологічного пари, технологічного тепла для виробничих потреб.

Найкращою областю застосування установки на базі паливних елементів (РКТЯ) - є комбіноване виробництво електроенергії і тепла або тригенерація (електроенергія, тепло, холод).

Установка може експлуатуватися з використанням значної кількості різних газоподібних або газифікованих видів палива, які характеризуються низькими викидами забруднюючих речовин, а також високим електричним і тепловим ККД. Коефіцієнт енергія / тепло може регулюватися в широкому діапазоні.

Багато установки такого типу, які базуються на подачі природного газу, були змонтовані в різних частинах світу і до сих пір успішно експлуатуються. Всі ці установки реалізовані як ТЕС, чотири з них як ТЕЦ з виробничим і опалювальним відпусткою теплоти.

В силу електрохімічного принципу роботи і карбонатного паливного елемента, установка може працювати на наступних видах палива:

• Всіх вуглеводневих газів
• Газів одержуваних в результаті процесів анаеробної ферментації всіх типів (сільськогосподарські і промислові біогази, газ стічних вод, біогаз полігонів ТПВ)
• Газів містять метан і / або етан, які утворюються в результаті значної кількості виробничих процесів, як "скидні" гази
• Інші види газів, які зазвичай "розбавлені" великою кількістю інертних газів, такі як: гази, що утворюються при виробництві сталі, на НПЗ і шахтні гази. Навіть "розбавлені" гази будуть перетворені в електричну енергію з високим значенням ККД в межах 45-50% (грунтуючись на нижчої теплотворної здатності - НТС), так як не потрібно ніякого окремого процесу ріформной конверсії газу завдяки тому, що такий процес протікає всередині самого паливного елемента
• Синтез-гази, які характеризуються як суміш моноксиду вуглецю і водню, вони теж будуть перетворені в електричну енергію зі звичайним ККД 40-42% (НТС)

Подібно до використання вуглеводневих газів, присутність інертних часток не робить впливу на електричний ККД. Інертні компоненти в кількості приблизно 30% від обсягу використовуються для охолодження паливного елемента, тим самим знижуючи потребу в паразитного енергії і збільшуючи загальний енергетичний ККД установки. Ці особливості дають позитивну рекомендацію установки для використання вторинного палива, що є паливом з децентралізованих і відновлюють джерел, зокрема з біомаси та відходів, наприклад, гази як результат анаеробної ферментації і газовані речовини з деревини, паперу, відходів і т.д. Це зберігає значну кількість первинних енергоносіїв, забезпечуючи високий рівень енергозбереження, і переробляє парникові гази.

Високоексергівное тепло з температурою 400-450 ° С дає можливість застосування в значному кількості теплоенергетичних установок. Вироблення технологічної пари, технологічного тепла для виробничих потреб, рециркуляція насичення - ось області застосування в теперішній час.

Найбільш цікавим застосуванням установки є комбінація з високотемпературним абсорбційним охолоджувачем або з охолоджувачем з інжекцією пари. Процес застосування високої температури забезпечить збільшення потужності в порівнянні з існуючими в даний час термальними охолоджувачами.

Прибутковість від холодопродуктивності значно вище, ніж від подачі тепла, і перекриття попитів на тепло і холод в плині року гарантують тривалу річну експлуатацію при повному навантаженні, що знижує термін окупності.

Комбінація систем газифікації біомас або відходів з установкою, а також з адаптованими абсорбційними охолоджувачами формують базовий будівельний блок для інтегрованою енергозберігаючої системи енергозабезпечення, котра відповідає вимогам різних галузей промисловості і торгівлі, муніципального використання, комунальних служб і, можливо, приватного сектора.

Типові об'єкти оптимального застосування установки:

• виробничі підприємства
• холодильні склади
• офісні будівлі
• комп'ютерні та телекомунікаційні центри
• супермаркети
• спортивні споруди
• житлові приміщення і ін.

Інноваційна ідея децентралізованого використання розосереджених джерел доступної енергії для виробництва різних форм споживаної енергії може надати різнобічну позитивний вплив на економічну і екологічну ситуацію за рахунок:

• зниження втрат на передачу енергії
• підвищуючи рівень енергозбереження
• зниження вимог до інфраструктури
• зниження викидів парникових газів та забруднюючих речовин
• зниження залежність від імпорту первинних джерел енергії
• позитивно впливає на торговий баланс
• збільшуючи зайнятість населення в економіці і областях сільського господарства, а також надає можливості підприємствам малого і середнього бізнесу

Всі реалізовані європейські проекти є теплоенергетичними станціями, деякі включають в себе виробництво насиченої пари. Чотири і станції оснащені абсорбуючі охлаждающими пристроями обслуговування систем кондиціонування ( "тригенерація"). Ці установки показують чудовий загальний ККД для електрики, теплоенергії та холоду в діапазоні від 70% до 90% в залежності від типу установки, що говорить про високий досягнутому рівні енергозбереження.

Отримувані енергоресурси на виході з установки:

• Постійний струм для сфери телекомунікації та інформаційних технологій
• Змінний струм для електромереж або незалежних мереж
• Застосування в якості джерела безперебійного електроживлення
• високоякісна енергія

• Тепло в результаті роботи установки поставляється в формі збідненого повітря з температурою приблизно 400 ° С. Це високоексергівное тепло має цінність для технологічних процесів промислового виробництва, а також для процесів стерилізації в лікувальних установах, харчової промисловості, сільськогосподарському виробництві в теплицях і оранжереях. Воно також може використовуватися в каскадних установках виробництва пара при виробленні електроенергії паровими турбінами, в процесах із застосуванням середніх температур, а також в секціях низькотемпературного нагріву приміщень і води
• Іншим важливим прикладом використання тепла є генерація холоду для систем кондиціонування та складів-холодильників за допомогою охолоджуючих систем абсорбційного типу, холодильників абсорбції або охолоджувальних установок з інжекцією пари. В результаті застосування установки можна досягти двох необхідних температурних рівнів, 2-4 ° С для холодної води систем кондиціонування повітря, або -20 ° С і нижче для зберігання в умовах глибокої заморозки
• Значним плюсом використання тепла для виробництва холоду ( "тригенерація") є перекриття кількості необхідної енергії протягом року: в літній час потрібно більше охолоджуючої енергії, в зимовий - більше теплової. Це веде до експлуатації установки з повною тепловою потужністю протягом усього року, і при цьому не відбувається марною генерації енергії. Це зменшує термін окупності такого обладнання і забезпечує високий рівень енергозбереження

1. Потужність після перетворювача при 400 В і 50 Гц. Резервна потужність залежить від області застосування.
2. Досягається теплотворність за умови, що теплообмінник використовується для створення гарячої води з кінцевою температурою 90 ° С і температурою зворотної води 70 ° С
3. Досягається теплотворність залежить від складу біогазу або біологічного газу. Допуск: 60% метану, 40% діоксиду вуглецю.
4. Температура відпрацьованого повітря залежить від складу палива і робочих параметрів
5. Розміри дійсні для двох пов'язаних компонентів подача палива + установка
6. Розміри дійсні для трьох пов'язаних компонентів подача палива + установка + фільтр гарячого газу (потрібен для застосування біогазу та біологічного газу)

Установки на твердооксидних паливних елементах (паливних комірках) (ТОТЯ).

Протягом декількох десятиліть експерти були згодні, що твердооксидні паливні елементи мають найбільший потенціал серед будь-яких технологій паливних елементів. Відрізняючись недорогими керамічними матеріалами і надзвичайно високим електричним ККД. інноваційні твердооксидні паливні елементи можуть гарантувати хороші економічні показники без залежності від комбінованого виробництва електроенергії і тепла. Але до сих пір існували значні технічні складності, що перешкоджають комерціалізації даної багатообіцяючою нової технології. Твердооксидні паливні елементи працюють при надзвичайно високій температурі (зазвичай понад 800 ° С). Завдяки чому вони мають надзвичайно високим електричним ККД і гнучкістю щодо палива, що сприяє отриманню кращих економічних характеристик.

Завдяки досягненням в галузі матеріалознавства та інноваційного виконання. технологія твердооксидних паливних елементів в даний час є рентабельним рішенням для отримання електроенергії.

Кожен паливний елемент здатний виробляти близько 25 Вт, чого достатньо для живлення світловий лампочки. Для більшої потужності елементи укладаються один на одного разом з металевими сполучними пластинами, утворюючи збірку з паливних елементів. Кожен елемент представляє собою плоский твердий керамічний квадрат, що складається зі звичайного схожого на пісок "порошку". Кількох збірок, розмір яких разом узятих приблизно дорівнює буханці хліба, досить для постачання енергією середнього будинку. Складання стикуються в 25-кіловатні модулі, а ті, в свою чергу, вже в 100-кіловатні модулі, з яких може збиратися установка різної потужності.

Такий модуль здатний забезпечити середнє енергоспоживання для 100 середніх приватних будинків або одне невелике офісна будівля площею 3 тис. Кв.м.

У разі необхідності модулі можуть бути об'єднані в блоки і давати вихідну потужність з установки 1 МВт і більше.

Крім високих технічних характеристик дана модульна конструкція забезпечує:

• легке і швидке розміщення
• внутрішній резерв для збереження працездатності при відмові окремих елементів
• високу відмовостійкість (один енергетичний модуль можна обслуговувати, в той час як всі інші продовжують експлуатуватися)
• мобільність

Паливом для теплоенергетичних установок на базі паливних елементів (ТОТЯ) служить природний газ.

У порівнянні з існуючими типовими тепловими і вугільними електростанціями теплоенергетична установка на базі паливних елементів (ТОТЯ) володіє на наступний набір ключових переваг:

• Вона викидає в атмосферу на 35-40% менше вуглекислого газу, ніж звичайна теплова електростанція на газі (в розрахунку на кожну кіловат-годину виробленої енергії), або на 67% менше, ніж вугільна станція.
• Вони розраховані на безперервну роботу протягом декількох років.
• Вихлоп токсичних сполук (монооксид вуглецю, оксиди азоту і так далі) в новій установці дуже малий. Плюс - відсутність втрат на перекидання енергії по промислових мереж, що забезпечує високий рівень енергозбереження.
• Установка працює в паралельному режимі з зовнішньої електромережею, так що не вимагає від споживача вибору між одним і іншим джерелом, добавка від "особистої" станції йде автоматично. Монтаж установки займає кілька годин.
• Установка забезпечує високий електричний коефіцієнт корисної дії. Це означає, що вона споживає менше палива і виробляє менше CO2 в порівнянні з конкуруючими технологіями. У міру того, як зношується з часом інфраструктура мережі і збільшуються вартість палива викликають стрімке підвищення цін на енергоносії, економічні вигоди від використання установки продовжать збільшуватися.
  
• Установка була спроектована відповідно до вимог стандартів лабораторій по техніці безпеки і підкріплена вичерпної гарантією.
• Установка має активний зв'язок з мережею пунктів управління з можливістю віддаленого, через Інтернет, стеження за станом установки і внесення коректив в її роботу. Для самого споживача передбачений закритий сайт, на якому він може бачити всі поточні параметри і статистику роботи установки. Якщо система потребуватиме у позаплановому технічному обслуговуванні, то рішення буде надано перш, ніж споживач дізнається про проблему.