Домашние электростанции: Автономные электростанции для загородного дома

Автономные электростанции для загородного дома

Актуальность автономного снабжения дома электроэнергией с различной степенью остроты ощущается многими владельцами загородного жилья. Одних не устраивает неустойчивость работы электросетей в своем населенном пункте – перебои в снабжении или нестабильное напряжение не дают возможности с полным комфортом пользоваться современными приборами. У других и вовсе нет возможности в ближайшей перспективе подключиться к ЛЭП. Третьих настораживают постоянно растущие тарифы, и они, мысля на перспективу, хотят снизить свою зависимость от энергоснабжения, чтобы очередные удорожания не сказывались чувствительно на семейном бюджете. Наконец, ширится круг домовладельцев, которые и вовсе мечтают обрести полную независимость в вопросах энергообеспечения своих владений.

Автономные электростанции для загородного дома

Следует сразу сказать, что реализация подобных задач – дело очень даже непростое, и, на первых порах особенно – довольно затратное. Так что если кто-то собирается заниматься подобным проектом с перспективой получить материальный выигрыш, то полной окупаемости придется радоваться весьма нескоро. Тем не менее, автономные электростанции для загородного дома становятся все популярнее, и прослеживается тенденция к их все более широкому распространению. Особенно в плане использования альтернативных источников энергии. 

В настоящей публикации попробуем рассмотреть основные моменты, связанные с установкой автономных источников электроэнергии. Так проще будет ориентироваться в этом вопросе при составлении наметок собственного проекта.

Достоинства и недостатки автономных систем электроснабжения дома

Чтобы, как говорится, очертить горизонты предоставляемых возможностей, но с другой стороны – несколько «приземлить» излишне радужные, «прожектёрские» настроения, имеет смысл для начала вкратце ознакомиться с общими достоинствами и недостатками автономных систем электроснабжения дома.   

Итак, в пользу автономных домашних электростанций говорит следующее:

• При условии проведения правильных профессиональных расчетов, грамотного составления проекта и его качественной реализации, хозяевам загородного дома больше не придется сталкиваться к «капризами» местных электросетей. Имеются в виду случаи внезапного исчезновения напряжения или сильных его скачков, грозящих вывести бытовые приборы или инструменты из строя. Хорошо отлаженная система работает как часы, домашняя техника – в безопасности.

Аварии на линиях электропередач, скачки напряжения и прочие неприятности – ото всего этого владелец автономной электростанции застрахован.

• Уходят проблемы с возможными лимитами мощности подключения к сетям и объемами потребления энергии. Соответственно – и с оплатой по установленным тарифам. Владелец волен насыщать свой быть любыми приборами в рамках эксплуатационных возможностей своей энергосистемы, то есть создавать любой уровень комфорта.
• Техника, используемая для выработки электроэнергии, как правило, обладает внушительным запасом надежности, и выходит из строя довольно редко. Естественно, при ее правильной эксплуатации и регулярном обслуживании.
• Если мыслить масштабно, и учитывать опыт применения домашних электростанций в странах Западной Европы, то можно не только полностью удовлетворять собственные потребности в электроэнергии, но и реализовывать ее излишки. Для того существуют специальные программы взаимодействия с компаниями энергетического комплекса. Естественно, такой подход ускорил бы окупаемость затрат и даже вывел  собственный «энергоблок» в прибыльное начинание.

Система «зеленого тарифа», когда хозяин электростанции начинает продавать излишки выработанной энергии государству, наверняка заинтересует многих.

Правда, чтобы выйти на подобный уровень требуется не только реализация тщательно продуманного проекта с весьма значительными стартовыми затратами, но и прохождение целого ряда бюрократических процедур и технических экспертиз. Тем не менее, подобное направление в «частной электроэнергетике» наверняка имеет немалый потенциал будущего развития.

Теперь более плотно коснемся недостатков автономной системы электроснабжения.

Устал, лень, очень холодно, потом – никакие отговорки не принимаются, никто за тебя работоспособность системы не восстановит.

• Уже не раз говорилось, но – повторимся, стартовые вложения как на разработку проекта, так и на приобретение необходимого комплекта оборудования, его монтаж и отладку, могут быть очень внушительными. Да и эксплуатационные расходы могут оказаться немалыми. И ожидать быстрой окупаемости было бы неправильно.
• Все риски, в том числе материальные, берет на себя потенциальный владелец электростанции. Это лишний раз говорит о том, с какой тщательностью должен продумываться и прорабатываться проект.
• На хозяев возлагается и полная ответственность за эксплуатацию оборудования, его своевременное техническое обслуживание, соответствующий уход, соблюдение всех требований безопасности. Если система выходит из строя, и дом остается без электроэнергии – жаловаться некому и незачем. Точнее, никто не мешает обратиться за технической поддержкой к специалистам – но это уже будет исключительно за свой счет.

• Проведение регулярных профилактических мероприятий (а без этого – никак) также потребует дополнительных затрат, так как для их выполнения требуется профессиональный подход. Ситуация может усугубляться тем, что дома с автономной электростанцией довольно часто расположены на значительном удалении от крупных центров. То есть придется брать на себя и транспортные затраты для вызова специалистов.

Так что тому, кто загорелся идеей перевести свои владения исключительно на автономное электроснабжение, следует десять раз все продумать, просчитать, взвесить все «pro & contra», прежде чем начать вкладывать средства в реализацию столь масштабного проекта. И не ждать при этом сиюминутной выгоды – окупаемость может растянуться на 10 и более лет. И это при том что само оборудование тоже имеет какой-то, пусть и немалый, но все же ограниченный ресурс эксплуатации.

Помимо перечисленных, различные по принципу работы типы генерирующего оборудования имеют еще и собственные достоинства и недостатки – о них будет рассказано в соответствующих подразделах публикации.

А какие источники энергии можно использовать для автономного электроснабжения?

Здесь совершенно очевидно разделение на две группы.

• К первой можно отнести электрические генераторы, имеющие силовой привод и использующие в качестве источника сторонней энергии один из видов топлива – жидкое (бензин или солярка) или природный газ.
• Ко второй группе отнесём генераторные установки, которые приводятся в действие совершенно бесплатными, природными источниками энергии. К этому определению подойдут ветровые генераторы, солнечные батареи и гидравлические системы.

А теперь познакомимся с этими источниками электроэнергии поближе.

Генераторы, использующие энергетический потенциал жидкого или газообразного топлива

Самый простой и быстрый в реализации способ обеспечить свой дом автономным источником энергии – прибрести генераторную установку, оснащенную приводом, использующим жидкое топливо или природный газ.

Несмотря на различия в типах используемых двигателей, принцип выдерживается общий. Двигатель внутреннего сгорания обеспечивает выработку кинетической энергии – крутящего момента с определённой скоростью вращения. Вращение передается на ротор генератора. Выработанная электроэнергия поступает на точки ее потребления.

Дизельный генератор – надежный источник электроэнергии, но требующий постоянного питания топливом.

Двигатель оснащен системой запуска (стартером), в зависимости от модели стартер может быть ручным или электрическим. Безусловно, для стационарной установки предпочтение отдается второму.

В чем достоинства

таких источников электроэнергии:

• Они вырабатывает переменный электрический ток, так сказать, в «готовом к употреблению», то есть к подаче на нагрузку виде – 220 вольт. То есть не требуется никаких дополнительных устройств-преобразователей.
• Топливные генераторы являются отличным решением, если требуется резервный источник энергии на случай перебоев в линиях электропередач. При пропадании напряжении в сети автоматика даст команду на запуск стартера, и спустя непродолжительное время энергоснабжение в доме будет восстановлено. А когда напряжение в подающей линии появится (стабилизируется), произойдет обратное переключение, и двигатель будет заглушен.

Аппаратура ввода резерва может быть уже установлена на бензиновый или дизельный генератор «по умолчанию». Если нет, то можно приобрести ее отдельным блоком – у большинства электростанций имеется адаптированный для ее подключения разъем.

Аппаратура ввода резервного источника энергии часто уже является составной частью приобретаемой силовой установки. Если нет, то предусматривается возможность ее подключения, а сам блок управления приобретается отдельно.

• Генераторы, работающие на жидком топливе, могут стать и основным источником электроэнергии, если загородные владения посещаются хозяевами эпизодически и на не очень продолжительное время. Понятно, что в таких условиях, как правило, дом не перенасыщен бытовой техникой, и есть возможность приобрести довольно компактную установку, которую несложно привезти с собой. Просто чтобы не переживать за ее сохранность в оставляемом, например, на неделю до следующих выходных доме.
• Практически незаменимой становится такая электростанция в условиях ведения загородного строительства, если пока нет возможности подключиться к электросети.

Величайшее достоинство жидко топливных генераторов – это их мобильность, возможность работы в полевых условиях, например, при ведении строительства своего загородного дома.

• Если разобраться, то все другие автономные источники электроэнергии сильно зависимы от времени суток и года, от установившейся на улицы погоды. А вот топливные электростанции способны полноценно работать в любой момент, когда потребуется.

К недостаткам такого подхода в организации автономного электроснабжения дома можно отнести следующее:

• Требуется постоянный запас топлива, которое, кстати, весьма недешевое и, к сожалению, постоянно растёт в цене. А для хранения хотя бы минимального запаса на непредвиденные ситуации необходимо создание определённых условий. Связанных в том числе и с проблемами безопасности проживания в доме.
• Работа жидкотопливной электростанции всегда сопряжена с выхлопом отработанных газов. Такое «соседство» может оказаться и неприятным в плане комфорта, и даже весьма опасным, так как выхлопы весьма токсичны для человека. То есть при стационарной установке этот вопрос придётся продумывать заранее.
• Работа двигателя внутреннего сгорания априори не может быть бесшумной. Это тоже накладывает определенные требования к размещению электростанции. Так как генератор нежелательно оставлять на открытом воздухе, придется для него возводить отдельное помещение на некотором отдалении от жилых построек, с соблюдением требований по его вентиляции и звукоизоляции.

Один из вариантов решения проблемы по стационарной установке автономной дизельной электростанции – расположенный на некотором удалении от жилого дома модуль из сэндвич-панелей.

• Как и любая другая техника с двигателями внутреннего сгорания, генераторы не могут работать беспрерывно – это оговаривается в их характеристиках. Да, выпускаются модели, способные эксплуатироваться весьма длительное время, но все равно паузы для проведения профилактических мероприятий, технического обслуживания нужны.
• Стоимость топлива вряд ли дает возможность говорить о перспективах экономии – сетевое электричество все равно получается значительно дешевле.

Уже отмечалось, что такие электростанции могут быть бензиновыми и дизельными. Если предполагается приобретение генератора для стационарной установки, рассчитанного на продолжительную работу, то предпочтение, безусловно, отдается дизелю. Такие агрегаты, хотя и стоят дороже бензиновых, превосходят надёжностью, устойчивостью выдаваемых оборотов, способностью к длительным безостановочным циклам эксплуатации. Для нечастых и непродолжительных включений может быть достаточно и качественного четырехтактного бензинового генератора, как более простого в обслуживании и запуске, да и более дешевого и менее габаритного.

Цены на бензиновые электростанции Huter

бензиновый генератор Huter

Кстати, некоторые существенные недостатки бензиновых и дизельных электростанций в определенной степени снижены в газовых установках. Здесь и шумность поменьше, и выхлопы не столь «агрессивные», и стоимость «голубого топлива» несравнимо ниже.

Генераторная установка, работающая на природном газе.

Но и с ними тоже есть свои негативные нюансы. Так, установка подобной электростанции потребует согласования с организацией, поставляющей газ, составления проекта, а монтаж ее и пусконаладочные работы должны проводиться только специалистами газового хозяйства. Вторым фактором, существенно ограничивающим широкое распространение таких силовых установок, является их очень высокая стоимость, даже без учета предстоящих затрат на проектные и монтажные мероприятия.

Таким образом, рассматривать топливные генераторы в качестве основного источника электроснабжения при постоянном проживании в доме – вряд ли приходится. А вот в качестве надежного резервного, постоянного готового прийти «на выручку» — лучше ничего и не придумать.

Какой выходной мощности потребуется генератор?

Казалось бы – вопрос несложный. Надо всего лишь просуммировать потребляемые мощности приборов, подключаемых к домашней электросети и заложить определенный эксплуатационный запас.

Но при такой методике вполне можно очень сильно ошибиться как в одну, так и в другую сторону. И то, и другое – плохо. Электростанция с недостаточной мощностью будет глохнуть при высокой нагрузке. Работа с избытком невостребованной мощности негативно влияет на сам генератор. Кроме того, с ростом этого параметра весьма сильно увеличивается и стоимость оборудования.

В чем же особенности расчета?

• Прежде всего, нельзя забывать, что многие бытовые приборы и электроинструмент потребляют не только активную, но еще и так называемую реактивную мощность. И общий показатель получается выше – он определяется отношение номинальной мощности к коэффициенту, называемому cos φ. Этот коэффициент обычно тоже указывается в технических характеристиках изделия. И чем он меньше, тем выше итоговый показатель.

Показатели номинальной мощности и cos φ на шильдике асинхронного двигателя. И 180 Вт номинала превращаются в 265 Вт общей мощности с учетом реактивной составляющей.

• Многие бытовые приборы и инструмент характеризуются пиковыми показателями пускового тока, которые превосходят номинальные порой в несколько раз. Да, они непродолжительные, но вероятность того, что суммарное сиюминутное потребление превысит возможности неправильно просчитанного генератора – все же есть.

Если просто просуммировать показатели потребляемой мощности (тем более, с учетом реактивной и пусковой поправки) все х имеющихся в доме электроприборов, то наверняка получится очень большое значение. Но вероятность того, что вся нагрузка включается одновременно – крайне невелика. Кроме того, если генератор используется в качестве резервного источника питания (как оно обычно и бывает), на время его работы потребуется все же соблюдать определенную «энергетическую дисциплину».

Имеется в виду, что ряд приборов, безусловно, остаются включёнными практически всегда – это холодильник, система обеспечения работы газового котла, освещение в требуемых объёмах. Вряд ли хозяева захотят остаться без телевизора или (и) компьютера. Но вот с остальными приборами требуется осмотрительность. Скажем, если в данное время готовиться пища на электроплитке, то, по всей видимости, стоит подождать с запуском стиральной или посудомоечной машинки, с микроволновкой или обогревателем. И так далее – должны задействоваться те приборы, без которых на период работы резервного источника электроэнергии действительно нельзя обойтись.

Аналогичный подход должен распространяться и на электроинструмент, если генератор используется в период строительства, или же требуется срочное выполнение каких-то работ по хозяйству. Вряд ли имеет смысл, например, одновременно проводить сварочные работы и запускать какое-то обрабатывающее оборудование. Впрочем, решать хозяевам.

Безусловно, хозяева дома сам вольны выбирать режим потребления энергии, то есть составлять перечень приборов и инструментов, одновременную работу которых должен обеспечивать генератор. Но во всем должна быть осмотрительность и «трезвый» взгляд.

Ниже читателю предлагает онлайн-калькулятор, который поможет быстро и с достаточной степень точности просчитать требуемую мощность генератора. Пользователю предстоит лишь указать тип и количество ламп, используемых для освещения, а затем галочками отметить те приборы или инструменты, которые, по его мнению, должны одновременно обеспечиваться электроэнергией. В алгоритм расчеты внесены средние показатели мощностей приборов и инструментов уже с поправками на реактивную составляющую и на пусковые токи.

Калькулятор расчета необходимой мощности топливного генератора

Перейти к расчётам

Вот на этот показатель, учитывающий еще и эксплуатационный запас, следует ориентироваться при выборе модели топливного генератора.

Электростанция на солнечных батареях

Одним из наиболее перспективных направлений в развитии автономной электроэнергетики является использование солнечных батарей. Специальные полупроводниковые фотоэлементы способны преобразовывать энергию солнечных лучей в электрическую. У каждого из элементов не особо выдающие показатели вырабатываемой мощности, но они составляются в большие по площади панели, а определенное количество таких панелей уже способно обеспечивать энергией домашнее хозяйство.

Солнечные панели на крыше дома

Что можно сказать о достоинствах такой системы:

• Оборудование не нуждается в топливе – для получения электрическая используется исключительно энергия солнечных лучей.
• Отсутствие каких-либо сложных механических кинематических узлов делает такие электростанции очень надежными и долговечными. Срок их службы исчисляется десятилетиями.
• Солнечные электростанции не требуют сложных профилактических работ – достаточно содержать в чистоте рабочую поверхности панелей.
• Если генераторы, преобразующие кинетическую энергию (вращение) в электрическую, имеют какое-то конечное значение своей мощности, то солнечная электростанция при необходимости и достаточности места может наращиваться дополнительным количеством панелей. То есть система получается более гибкой и имеет широкий потенциал к дальнейшему развитию.
• Солнечная электростанция совершенно бесшумна, не имеет ограничений по месту установки. Точнее, для монтажа панелей может подойти любой незатенённый участок как на крыше дома и хозяйственных построек, так и на придомовой территории

Теперь несколько слов о недостатках:

• Совершенно очевидно, что работоспособность такой станции имеет выраженную цикличность – в темное время суток выработки энергии не происходит. Кроме того, прослеживается очень высокая зависимость от продолжительности светового дня и погодных условий. Для работы с полной эффективностью панелям требуется прямой солнечный свет. В пасмурную погоду выработка резко падает.
• Существенным недостатком является и высокая стоимость самих панелей. Даже без учета монтажных работ и приобретения всего необходимого для организации полноценной электростанции оборудования. Так, один ватт выработанной энергии потребует самих панелей на сумму, сопоставимую с 1,5 доллара. Несложно подсчитать, во что примерно обойдется приобретение фотоэлементов для, скажем, гелиосистемы с отдачей в 1 и более кВт – многих это отпугивает сразу.
• Солнечные панели вырабатывают электричество с небольшим показателем напряжения, и его требуется привести к стандартам потребления.

В силу последнего пункта, а также из-за нестабильности выдаваемой мощности, солнечная электростанция организуется по принципу аккумуляции и дальнейшего преобразования выработанной энергии.  Примерно эта схема выглядит так:

Примерная схема домашней солнечной электростанции

Выработка электроэнергии происходит в установленных в требуемом количестве солнечных панелях (поз. 1). Специальный прибор – контроллер системы (поз. 2), направляет выработанный потенциал на заряд аккумуляторных батарей (поз. 3). При включении нагрузки постоянный электрический ток напряжением 12 или 24 В поступает в инвертор (поз. 4), где преобразуется в переменный напряжением 220 В/50 Гц, и уже в таком виде передается на точки потребления (поз 5).

Схема, понятно, дана с большим упрощением. Так, на ней показан один аккумулятор, а на деле это обычно целая батарея из нескольких накопителей энергии, обладающая очень высокой ёмкостью.

Несколько аккумуляторов высокой ёмкости, собранные в одну батарею.

Нередко непосредственно от аккумуляторов (точнее, от контроллера) отводится низковольтная линия, минующая инвертор. К ней можно подключить систему освещения дома, укомплектованную, например, светодиодными лампами, требующими напряжения всего в 12 вольт.

Выходную мощность инвертора рассчитать можно по тому же принципу, что и мощность генератора, применив тот же калькулятор. Но это, как говорится, сиюминутная мощность, показывающая возможность одновременного подключения той или иной нагрузки. А вот расчет количества самих солнечных панелей и аккумулирующего блока все же стоит поручить специалистам. Здесь немало тонкостей, сложных для неискушённого в этих вопросах человека.

Система расчета основана на том, что скрупулезно просчитываются все точки потребления энергии (освещение, бытовые приборы и т.п.), с учетом их мощности и средней продолжительности работы за определенный период (допустим, сутки). После суммирования получается результат, выраженный в киловатт-часах (кВтч) – такое количество энергии необходимо обеспечить ежедневно для полноценной устойчивой работы всего электрического оборудования дома.

Исходя из этого показателя и напряжения аккумуляторов просчитывают их необходимую суммарную емкость, выраженную в ампер-часах (Аh). При этом учитывается и эксплуатационный запас, и определенный уровень, ниже которого разряжать АКБ не рекомендуется (скажем, 25÷30 % от полной зарядки). Соответственно, по суммарному показателю подбирается требуемое число аккумуляторов, из которых собирается общая батарея.

Наконец, рассчитывается число солнечных панелей определённой мощности, которое будет способно обеспечить систематическое восполнение заряда аккумуляторов. При этом принимается в расчет множество факторов – помимо характеристик самих панелей, учитываются географическая широта региона, продолжительность светового дня, климатические особенности, специфика места размещения панелей и другое. Конечным результатом должно стать оптимальное количество панелей.

Провести подобные вычисления самостоятельно – тоже, конечно, можно, но велика вероятность совершить ошибку, просто из-за некорректной оценки исходных данных. Впрочем, как уже говорилось, система отличается большой гибкостью, и при необходимости (или при появлении материальной возможности) ее можно наращивать.

Грамотно спланированная и качественно смонтированная система вполне способна стать основным источником электроэнергии для загородного дома. Но если она используется «в чистом виде», то всегда остается вероятность остаться без электричества в силу непредвиденных внешних обстоятельств – затянувшейся непогоды, когда при привычном потреблении приток энергии становится минимальным, что ведет к разрядке аккумуляторов.

Следует быть готовым, что первоначальные затраты будут весьма внушительными, и строить надежды на слишком быструю окупаемость вложенных средств – несколько наивно.

Видео: Пример домашней солнечной электростанции на 6 кВт

Ветровые электростанции

Колоссальную энергию перемещения воздушных масс (ветра) человек использует с древнейших времён. Достаточно вспомнить парусные корабли или, например, ветряные мельницы. Нашла она применение и ветроэнергетике, причем в некоторых странах эта отрасль поставлена буквально на промышленную основу.

Применяются ветровые установки и для обеспечения электроэнергией частных домов.

По сути, такая установка представляет собой обычный генератор, на оси ротора которого установлена крыльчатка с лопастями, приводимыми во вращение потоком воздуха. Как вариант – на ось ротора вращение передается посредством той или иной кинематической схемы (редуктора) – смысла это не меняет. А расположение оси крыльчатки может быть как горизонтальным, так и вертикальным.

Компоновка ветрового генератора может быть горизонтальной (на рисунке — слева) и вертикальной.

Что можно сказать о достоинствах ветровой электростанции?

• Источник энергии – совершенно бесплатный.
• Работа электростанции не сопровождается никакими выбросами в атмосферу.
• Существуют технологии самостоятельного изготовления энергетических установок, например, с использованием обычных электродвигателей или даже просто мощных неодимовых магнитов.

Недостатков больше, причем – они весьма существенные.

• Ветровая установка также очень зависима от установившейся погоды.
• Для того чтобы поймать хороший ветер иногда приходится поднимать ветряк на значительную высоту, что усложняет и без того непростой монтаж.
• Работа такой станции может сопровождаться весьма неприятными звуковыми эффектами.
• Не стоит ожидать от домашнего ветряка слишком высокой отдачи – позднее мы посмотрим на этот вопрос чуть пристальнее.
• Стоимость готовых ветровых станций – весьма высокая, и окупаемости, если рассчитывать только на энергию ветра, ожидать вообще не приходится.

Ветровую энергетическую установку в принципе следует рассматривать всерьез в качестве варианта только в том случае, если среднегодовой показатель ветра составляет не менее 4-5 м/с. В противном случае такая станция вообще не принесет никакой ощутимой пользы.

Карта примерного распределения показателей среднегодовой скорости ветра на территории России.

Этот показатель выводится по результатам многолетних метеорологических наблюдений, с учётом и максимальных значений, и полностью безветренных дней. Таким образом, он позволяет с достаточной степенью достоверности рассчитывать выработку «ветровой» электроэнергии на определенный период: неделю, месяц, год и т.п. На карте-схеме показаны лишь приблизительные значения, но узнать конкретное для своего населенного пункта несложно – достаточно обратиться в местную метеослужбу.

А вот в технических характеристиках ветровых генераторов обычно фигурирует другой показатель – расчетная скорость, которая обычно превосходит среднегодовую в 1,5 — 2 раза.  Ориентироваться на него при расчетах на перспективу – будет неверным. Он, скорее, показывает номинальную мощность генератора при оптимальной скорости вращения ротора.

Чтобы убедиться в том, что вряд ли стоит надеяться только лишь на «ветровую» электроэнергию, достаточно провести расчет возможной ее выработки.

Следует правильно понимать, что каким бы совершенным ни был сам ветряк или подключенный к нему генератор, объем энергии все равно определяется площадью, с которой она будет «сниматься». В случае с «классическим» горизонтальным ветряком эта площадь ограничена площадью круга, описываемого вращающимися лопастями. А ветровая энергия лежит в прямой зависимости от скорости перемещения потока и плотности воздуха. То есть никак «выше головы не прыгнешь».

Интересно, что при этом не имеет значения количество лопастей (выпускаются установки даже с одной лопастью). Наоборот, когда лопастей больше трех, появляются негативные аэродинамические моменты, снижающие общую производительность системы.

Цены на популярные бензиновые электростанции

 

Итак, существует формула, учитывающая упомянутые параметры, а также коэффициент использования ветровой энергии, коэффициенты полезного действия самого генератора (как правило, он не выше 0,85) и редуктора. КПД редуктора тоже бывает обычно не выше 0,9, но если вращение с крыльчатки на генератор передается напрямую, то можно принять его и за единицу.

Формулу приводить не станем – она заложена в алгоритм расчета предлагаемого вниманию онлайн-калькулятора:

Калькулятор прогнозируемой мощности, вырабатываемой ветровым генератором

Перейти к расчётам

Не составит трубе провести самостоятельный расчет, чтобы убедиться в весьма невысоких показателях выработки энергии. И это еще – для идеальных условий, когда практически полностью отсутствуют какие-то естественные или искусственные помехи ветру. И еще без неизбежных потерь в системе преобразования выработанной энергии.

Так как и ветровые, и солнечные источники энергии, для того чтобы стать полноценной электростанцией, требуют примерно одинаковой аппаратной оснащенности, их обычно объединяют в одну систему с общим управлением

Понятно, что ветровая электростанция, как сильно зависимая от внешних условия, должна оснащаться системой накопления и преобразования энергии. По этому критерию она мало чем отличается от солнечной. Поэтому очень часто их даже объединяют в общую систему, значительно повышая тем самым ее эксплуатационные возможности.

Ветровой источник электроэнергии – «за» и «против»

Установка ветрового генератора – довольно неоднозначное решение, требующее особого подхода к планированию и оценке работоспособности и рентабельности. Подробнее об этом, а также о возможности изготовления ветрогенератора своими руками – в специальной публикации нашего портала.

Наилучший выход – комплексное использование различных источников электроэнергии

Если владелец дома все же одержим желанием полной автономизации в вопросах электроснабжения, то оптимальным вариантом следует считать создание комплексной энергетической системы. Она будет включать в себя ветровой генератор (один или несколько), требуемое количество солнечных панелей, аккумуляторную станцию, всю необходимую аппаратуру коммутации и преобразования (контроллер, инвертор). И плюс к этому – резервный источник энергии в виде стационарно установленного дизельного или бензинового генератора.

При таком подходе полноценно используются все преимущества каждой из рассмотренных схем, сглаживаются имеющиеся недостатки. И в целом домашняя электростанция предстает полноценным «организмом», способным полностью удовлетворить энергетические потребности загородного дома.

Расширенная схема домашней электростанции с несколькими источниками энергии.

Нумерация позиций на этой схеме сохранена, по аналогии с рассмотренной в разделе солнечных электростанций. Но, как видно, есть и существенные отличия.

Итак, в качестве внешнего источника бесплатной энергии одновременно используются и солнечные панели, и ветровой генератор (поз. 1а). При идеальных условиях, то есть в ясный ветреный день они одновременно будут работать на заряд аккумуляторов. Ничего страшного – если уровень заряда достигнет верхнего предела, котроллер или выберет приоритет, отключив один из источников, или даже временно отключит оба.

Понятно, что в ночное время или при длительной пасмурной погоде работать будет только ветряк. Аналогично, при безветрии основным источником энергии становятся солнечные батареи.

Если же обстоятельства складываются таким образом, что ни один из источников не работает полноценно, а накопленного заряда становится недостаточно (аккумуляторы приближаются к нижнему допустимому пределу разрядки), автоматически запускается жидкотопливный или газовый генератор (поз. 6). Он, в зависимости от конкретных условий или произведенных настроек, будет работать или только на подзарядку аккумуляторного блока, или возьмет на себя одновременно и общее энергоснабжение дома.

В итоге хозяева (при наличии достаточного запаса топлива) получаются полностью застрахованными — электроэнергия у них будет при любых складывающихся обстоятельствах.  

Безусловно, создание такой универсальной «умной» системы требует профессионального подхода. При составлении проекта предстоит учесть множество исходных критериев, правильно подобрать оборудование, чтобы избежать возможных конфликтов между отдельными узлами и модулями. Реализация проекта потребует очень немалых затрат как в плане приобретения оборудования, так и для проведения монтажных и пусконаладочных работ.

Но зато на выходе будет система, которую при любом рассмотрении можно будет считать полноценной автономной домашней электростанцией.

Узнайте, как сделать солнечный воздушный коллектор своими руками, из нашей новой статьи на нашем портале.

*  *  *  *  *  *  *

В публикации были рассмотрены основные источники получения электроэнергии в условиях домашней автономной электростанции. Правда, «за скобками» остались еще несколько вариантов, которые на практике используются нечасто или даже просто существуют пока только в виде экспериментальных образцов.
Так, если крупно вывезло, и через участок протекает речка или ручей, вполне можно установить водяное колесо или турбину, связанные с генератором. Учитывая то, что скорость потока обычно сохраняется стабильной, такой источник электроэнергии будет работать независимо о капризов погоды. Правда, в зимнее время года в условиях нашего климата большинство подобных водоемов замерзает, что затрудняет работу станции или даже делает ее полностью невозможной.

Если территорию участка пересекает ручей или речка, то почему бы не воспользоваться потенциалом движущейся воды?

Другие способы – более экзотичные. Так, в интернете можно найти и чертежи, и обсуждения проектов станций, вырабатывающих ток из атмосферного электричества. Другим направлением является использование неиссякаемой геотермальной энергии. Но говорить о серьезности таких подходов на современном уровне развития технологий и доступности требуемого оборудования – пока не приходится. Тем не менее, надо полагать, что в будущем подобные источники для получения электроэнергии станут обыденным делом.

Как выбрать электростанцию для дома

Система автономного электроснабжения для дома, особенно для загородного, является важной составляющей для обеспечения удобства и комфорта жизни. А если у вас в доме часто случаются перебои с подачей электроэнергии не один раз в несколько месяцев, а скажем несколько раз в неделю, то электростанция просто жизненно необходима.

Выбор электростанции для дома – это процесс требующий внимания и определенных знаний. В данной статье мы попробовали изложить основную информацию, которая может вам потребоваться при выборе электростанции для дома.

Важно отметить, что тут не рассматриваются электростанции мощностью более 40 кВт. Это связано с тем, что даже очень большому дому не нужна станция мощнее.

В данном разделе мы рассмотри электростанции самого разного вида топлива и способа охлаждения. Также важной составляющей является и дополнительное оборудование для станций и их эксплуатация.

Сам процесс выбора электростанции для дома состоит из четырех основных этапов: выбор мощности, типа двигателя и охлаждения, фазности, исполнения и дополнительных опций.

Верное определение необходимой потребности в электроснабжении позволяет выбрать мощность электростанции, а также дает возможность предварительно определиться с типом двигателя.

Самым первым этапом для подсчета необходимой мощности является определение суммарной мощности электроприборов, которые будут работать от данной электростанции. Это обеспечивается сложением мощностей всех потребителей, которые будут работать одновременно. Важным моментом является то, что сложение нужно складывать в ВА (вольт-амперах).

Это связано с тем, что ВА – это полная мощность, которая состоит из активной мощности и реактивной. Разные приборы часто имеют разное соотношение активной и полной мощности. Именно поэтому нужно сложить полную мощность всех потребителей. Для электростанций нормальным соотношением будет 0,8 cos φ (косинус фи).

На инструкциях к оборудованию, как правило, указываются мощность прибора. Также ее можно узнать у продавца или производителя. Существует приблизительная таблица мощностей приборов, которые чаще всего встречаются в быту. Только важно не забывать, что некоторые приборы могут обладать большим значением пускового тока (требуемый ток при старте, который может значительно превосходить номинальный ток двигателя).

Тип потребителя	Номинальная мощность, Вт	Мощность при пуске, Вт	Требуемый коэффициент запаса
Циркулярная пила	1100	1450	1,32
Дрель электрическая	800	950	1,19
Шлифовальная машинка или станок	2200	2800	1,27
Перфоратор	1300	1600	1,23
Станок или машинка для финишного шлифования	300	350	1,17
Ленточно-шлифовальная машина	1000	1200	1,20
Рубанок электрический	800	1000	1,25
Пылесос	1400	1700	1,21
Подвальный вакуумный насос	800	1000	1,25
Бетономешалка	1000	3500	3,50
Буровой пресс	750	2600	3,47
Инвертор	500	1000	2,00
Шпалерные ножницы	600	720	1,20
Кромкообрезной станок	500	600	1,20
Холодильник	600	2000	3,33
Фризер	1000	3500	3,50
Кондиционер	1000	3500	3,50
Стиральная машина	1000	3500	3,50
Обогреватель радиаторного типа	1000	1200	1,20
Лампа накаливания для освещения	500	500	1,00
Неоновая подсветка	500	1000	2,00
Электроплита	6000	6000	1,00
Электропечь	1500	1500	1,00
Микроволновая печь	800	1600	2,00
Hi-Fi TV — бытовая техника	500	500	1,00
Электромясорубка	1000	до 7000 (см. инструкцию)	7
Погружной водяной насос	1000	3500	3,50

Для оптимальной работы электростанции необходимо создать запас мощностей, который будет составлять 10-20% от общей мощности. Это необходимо для того, чтобы к электростанции можно было подключить дополнительные приборы.

Посчитав необходимую мощность электростанции, и добавив к значению 20% запаса можно начинать выбирать оптимальный тип двигателя и охлаждения.

При выборе электростанции для дома важно учитывать то, какая мощность вам необходима. Так если вас интересует 30 кВт мощности, то это однозначно будет стационарная дизельная электростанция.

Если же необходима электростанция до 2 кВт, то лучшим выбором будет бензиновая станция. Так портативные бензогенераторы работают в пределах от 0 кВт до 10 кВт. Портативные дизель – генераторы работают в пределах от 2 кВТ до 25 кВт. А стационарные дизель-генераторы в пределах от 5 кВт до 50 кВт.

Помимо типа двигателя все электростанции разделяются еще и по типу охлаждения. Существуют электростанции с воздушным охлаждением, или портативные и электростанции с жидкостным охлаждением или стационарные.

Первых характеризуются тем, что двигатель охлаждается путем теплообмена поверхностей двигателя с окружающим воздухом. Портативные станции имеют частоту вращения двигателя до 3000 оборотов в минуту. Такие станции могут быть оснащены бензиновым или дизельным двигателем.

При выборе электростанции необходимо учитывать, что портативные с бензиновым двигателем обладают меньшим весом и более легким ручным стартом по сравнению с дизельными. Они идеально подходят для редкого применения и постоянных перемещений. Такие электростанции оптимально использовать, если перебои в сети случаются крайне редко.

Дизельные же портативные станции имеют более тяжелый ручной старт, но выдерживают более интенсивный режим работы по сравнению с бензиновыми станциями (больший ресурс моточасов 4000 относительно 2500).

Если у вас часто отключают электричество, то именно такой вариант подойдет лучше всего. Но дизельгенераторы стоят дороже, чем бензогенераторы. Дизельные и бензогенераторы воздушного охлаждения имеют мощность не более 10 кВт. Да и качество электричества этих приборов не хватает для требовательных к качеству тока потребителей.

Электростанции с жидкостным охлаждением, или стационарные обладают мощным двигателем и большим ресурсом работы (до 40 000 моточасов). Своей основе они используют жидкостное охлаждение с использованием радиатора. Они могут работать круглосуточно. Также такие электростанции достаточно тяжелы и поэтому устанавливаются на специальный фундамент.

Стоят они значительно дороже, но и служат дольше, чем портативные. Качество электричества таких станций значительно выше, а стабильность напряжения во много раз превосходит портативные. Они оптимальны для использования в домах, где отключения электричества происходят постоянно и в качестве потребителей используются высокотехнологические приборы, очень требовательные к качеству тока.

При выборе электростанции для дома важно учитывать что существуют однофазные и трехфазные устройства. Однофазные и трехфазные электростанции – это устройства обладающие своими особенностями и условиями работы. Так трехфазная электростанция обеспечивает энергией трехфазных потребителей и при ее работе важно смотреть за тем, чтобы «перекос» нагрузки между фазами был не более 25%.

Мощность такой электростанции равномерно распределена между фазами. Это означает, что если суммарная мощность оставляет 15 кВт, то по каждой фазе можно получить не более 5 кВт. Нельзя замыкать двух и более фаз у трехфазной электростанции. Трехфазные потребители в домах и коттеджах встречаются редко. Количество фаз прибора можно узнать на инструкции по эксплуатации или паспорте к нему.

Если же в доме есть и однофазные и трехфазные потребители, то можно купить две электростанции однофазную и трехфазную или использовать одну трехфазную, следя за правильным разделением потребителей на три равные по мощности группы и поверять равномерностью нагрузки.

Заключительной частью выбора электростанции является определение необходимых дополнительных опций и вариантов исполнения. И тут в первую очередь важно определить то, как будет запускаться станция: с помощью ручного запуска, электростартера, автозапуска.

Ручной запуск с помощью шнура бывает только на немощных моделях у портативных генераторов. Для запуска необходимо быстро и сильно потянуть рукоятку шнура стартера. Он обычно затруднителен для людей, не обладающих достаточной силой. Электростартер позволяет запустить станцию при помощи поворота ключа зажигания на панели управления.

Автозапуск необходим если станция используется как автоматический резервный источник. Также данный вид запуска обозначает то, что если напряжение в сети упадет, то станция запуститься самостоятельно, а потом отключится, если напряжение вновь появится в сети.

Одним из важных моментов при выборе является и то, где станция будет находиться. Так если станция снабжена автозапуском, то ее место нахождение должно быть только в теплом, хорошо отапливаемом помещении или в кожухе с подогревом.

Это связано с тем, что автоматика запуска будет работать, только если окружающая температура не ниже +5 градусов. Остальные варианты запуска не требовательны к температурному режиму.

Портативные генераторы имеют один дополнительный вариант установки на небольших шасси, которые способны облегчить транспортировку электростанции. Стационарные же можно устанавливать в трех вариантах. Так возможна установка такой станции в открытом исполнении, в шумозащитном кожухе или в миниконтейнере.

Электростанции в открытом исполнении могут быть использованы для работы только в нутрии помещения, обладающего специальным фундаментом, системой вентиляции, а также системой отвода выхлопных газов.

Электростанции в шумозащитном кожухе используются тогда, когда важно, чтобы станция работала тихо. Правила установки таких станций в помещении такие, же как и для открытых. В некоторых моделях кожухов можно установить подогрев для использования станции на улице.

Электростанции в миниконтейнере (контейнере) могут быть установлены на улице. Контейнер обладает самой большой вандалозащищенностью по сравнению с другими вариантами исполнений. Все системы для работы станции устанавливаются внутри контейнера.

При выборе электростанции для дома варианты установки следует учитывать то, что данный прибор должен соответствовать основным требованиям надежности, пожаробезопасности, малошумности и, при частых отключениях электричества, обладать автоматическим запуском. В данной статье мы изложили основные факторы, которые необходимо усчитывать при выборе этого оборудования.

Также важно покупать электростанцию у известных производителей, чья продукция давно известна на рынке. Так вы обезопасите себя от возможных неприятностей, связанных с покупкой оборудования неизвестного происхождения. Если вы затрудняетесь с выбором, то обратитесь к специалистам, которые подберут для вас электростанцию для дома исходя из ваших требований и условий эксплуатации.

В каталоге товаров на нашем сайте вы найдете широкий ассортимент электростанций различных производителей. Специалисты компании Борн СПб помогут вам с выбором и ответят на все интересующие вас вопросы.

Какую электростанцию выбрать для частного дома

Несмотря на существование специальных программ, которые направлены на развитие сел и деревень, централизованные сети электроснабжения есть не везде. А там, где они наличествуют, нередки перебои в подаче электричества. Именно поэтому все большее число домовладельцев предпочитает купить автономную электростанцию. Однако ассортимент оборудования, представленного на рынке настолько широк, что выбрать подходящий вариант очень непросто.

Какие параметры учесть при покупке? На что обратить внимание? Почему при равной мощности некоторые генераторы стоят дороже? Вопросов возникает множество. И чтобы ответить на них предлагаем рассмотреть подробнее основные критерии выбора.

Мощность как главная характеристика

Прежде всего, необходимо определить задачи, для решения которых будет использован генератор. Это оборудование применяют для постоянного или резервного снабжения электроэнергией. Во втором случае достаточно небольшой мощности. К примеру, чтобы запитать 2-3 лампы накаливания, холодильник и телевизор, требуется 2-3 кВт энергии.

Сложнее рассчитать необходимую мощность устройства при постоянном автономном энергоснабжении. В этом случае следует определить суммарное пиковое потребление электричества. При этом важно знать, что номинальное электропотребление бытовых приборов возрастает в момент пуска.

Рассмотрим в качестве примера современные холодильники класса А+++. Они потребляют 25-30 Вт (0,025-0,03кВт) в час. Но в момент пуска двигателя мощность возрастает в 3-3,5 раза. Поэтому при расчете пиковой нагрузки для всего дома, следует номинальную мощность электроприбора умножить на соответствующий коэффициент:

• для бытового электроинструмента (дрели, болгарки и т.д.) — 1,3;
• пылесосы — 1,5-2;
• насосные агрегаты — 1,3;
• бытовые станки мощностью до 2,5 кВт — 1,4.

После расчета пикового потребления, к полученному числу необходимо прибавить 15-20%. Это минимальный запас, который позволит обойтись без замены генератора при покупке дополнительной бытовой техники для дома.

Обратите внимание! Производители нередко указывают полную мощность генератора, которую измеряют в киловольт-амперах (кВА). Потребителю же, планирующему выбрать электростанцию, необходимо ориентироваться на активную мощность оборудования, измеряемую в киловаттах (кВт). Разница между первым и вторым показателем возникает из-за линейных и нелинейных искажений, образующихся при подключении нагрузки. С полной отдачей генератор работает всего несколько секунд после запуска. Если характеристики электростанции указаны в кВА, следует умножить число на 0,8. Таким образом, вы узнаете активную мощность агрегата в кВт.

Бензин или дизель — вот в чем вопрос…

По виду используемого топлива генераторы делятся на бензиновые, дизельные, газовые и альтернативные. Последние используют энергию солнца, ветра и т.д. Но наибольшее распространение сегодня получили первые два типа электрогенераторов. Их мы и рассмотрим подробнее, чтобы помочь вам выбрать генераторы для дома.

Бензиновые электростанции, как правило, имеют невысокую мощность — до 10-12 кВт. Их отличает доступная стоимость. Однако из-за большей цены топлива в эксплуатации они заметно дороже дизельных установок. Последние, напротив, дороже при покупке, но дешевле в использовании. Также следует отметить более высокую мощность ДГУ. Средняя производительность бытовых моделей варьируется от 5 до 30 кВт.

Отсюда можно сделать вывод: если вы планируете выбрать и купить электростанцию для постоянного автономного электроснабжения, лучше предпочесть модель, которая работает на дизельном топливе. А в тех случаях, когда генератор нужен время от времени, можно приобрести бензиновый вариант.

Синхронный или асинхронный — что выбрать?

Чтобы ответить на этот вопрос, необходимо рассмотреть плюсы и минусы и тех и других генераторов.

Главное преимущество синхронных генераторов состоит в устойчивости к перегрузкам, которые возникают при включении индукционных бытовых приборов. Агрегаты этого типа способны без всякого ущерба выдерживать двукратную нагрузку. Что касается недостатков, то следует отметить чувствительность к условиям размещения. Охлаждение синхронных генераторов происходит за счет воздуха, который втягивается внутрь агрегата. А это значит, что частички пыли, воды, песка и другие микрозагрязнения попадают в двигатель. В результате увеличивается трение и, как следствие, износ деталей.

Асинхронные генераторы производят более стабильный ток. Их рекомендуют установить в доме в том случае, когда необходимо запитать «тонкую» технику, чувствительную к перепадам напряжения. Конструкция таких агрегатов проще, а потому они надежнее и долговечнее. Но есть и минус — оборудование асинхронного типа чувствительно к перегрузкам. Для решения этой проблемы генераторы оснащают системой стартового усиления.

И все же, какой генератор лучше поставить в загородном доме?

Оборудование для индивидуального электроснабжения следует приобретать в соответствии с потребностями конкретного дома. Если вы хотите купить резервный источник энергии, чтобы не сидеть в темноте при перебоях в работе центральной магистрали, ваш выбор — бензиновый агрегат мощностью до 5 кВт. Если же электростанция требуется для постоянного энергоснабжения, следует выбрать более мощную установку, работающую на дизельном топливе.

Кроме того, перед покупкой стоит изучить дополнительные опции. К примеру, на современном рынке можно выбрать оборудование, которое оснащено:

• встроенной защитой от коротких замыканий и перегрузок;
• монитором, на котором отображены основные параметры работы;
• шумоизоляционным или защитным кожухом;
• системой автоматического пуска;
• выносным топливным баком, увеличивающим длительность работы без дозаправки;
• системой принудительного жидкостного охлаждения.

Важно отметить, что чем сложнее устройство, тем дороже оно стоит. А цена — это тоже немаловажный критерий выбора оборудования. Поэтому следует подумать, что именно из перечисленных выше опций вам необходимо, а без чего можно обойтись.

что выбрать для домашней электростанции / Подборки, перечисления, топ-10, и так далее / iXBT Live

Крайне популярная тема: с помощью установок для получения альтернативной энергии от солнца или ветра вы можете автономно питать дом и приусадебный участок. Питания с нескольких компактных панелей или одного хорошего ветряка достаточно для организации освещения участка и дома в темное время суток (с использованием накопителя энергии). Гибкие солнечные панели используются для установки на крышу автомобилей: для электрификации минивенов и микроавтобусов, трейлеров и автодомов во время стоянки или путешествия. 

 

Солнечные панели

Солнечные панели бывают разных типов: поли- и моно-кристаллические солнечные панели, гибкие полимерные солнечные панели. В зависимости от типа они имеют различную эффективность. Конечно, огромное значение имеют физические размеры панелей — чем больше, тем лучше. Жесткие панели требуют бережного отношения и надежной фиксации на крыше или на открытом пространстве. Гибкие солнечные панели подойдут для установки на оконное стекло или на крышу автомобиля. При выборе оцениваем необходимые размеры, выходное напряжение и мощность панелей.

 

 

Ветряные генераторы

Одна из популярных и сильных тем в альтернативной энергетике — это установка ветряных электростанций. С помощью недорогого уличного мотор-генератора с лопастями вы сможете гарантированно получать по 500 и более ватт энергии. Однозначно выигрывают жители тех областей, где часто дует сильный ветер. Конструкция ветряка такая, что он поворачивается по направлению за ветром, как флюгер. В зависимости от количества лопастей различаются подобные ветрогенераторы по эффективности. Существуют также вертикальные и горизонтальные ветряки, которые можно приспособить под конкретные условия. Практически все предложенные варианты доступны для заказа из наличия в России. Выбираем тип/количество лопастей/номинальное напряжение (12/24В). 

Контроллеры и инверторы для солнечных панелей

Несколько недорогих моделей контроллеров питания для домашней солнечной электростанции. Контроллеры следят за уровнем отдачи энергии от для солнечных панелей, за уровнем заряда накопителей. Контроллеры имеют широкий диапазон питания — есть возможность комбинировать солнечные панели как параллельно, так и последовательно для увеличения тока/напряжения и мощности. При покупке руководствуемся параметрами выбранных солнечных панелей (мощность, ток, напряжение) с учетом из комбинаций.

Силовые инверторы и аккумуляторные батареи

В общем случае, вам потребуется одна или несколько панелей, которые можно устанавливать последовательно-параллельно, контроллер для заряда аккумуляторов-накопителей энергии, а также силовой инвертор, который будет преобразовывать напряжение с аккумуляторов в сетевое (220В/50Гц). Аккумуляторы приобретать в Китае — дело дорогое, проще установить старый свинцовый аккумулятор с автомобиля. 

Условная схема организации питания для солнечных панелей.

Конечно, предложенным списком варианты для создания домашней электростанции не заканчиваются. Если на территории имеется перепад высот и отведение дождевых вод, то можно на основе двигателя-генератора реализовать небольшую гидроэлектростанцию, которая будет обеспечивать номинальное питание участка: освещение, контроль полива и т.д.

 

как выбрать электрогенератор для частного дома? Какая домашняя электростанция лучше? Автономные электрические модели от 3 кВт

В современном мире электрические приборы делают жизнь в загородных домах такой же комфортной, как и в квартирах. Однако нередко в жилых или дачных поселках возникают проблемы с поставкой электричества, из-за чего в сети происходят различные сбои. Чтобы не ожидать в темноте, пока включат свет, стоит установить дома электрогенератор. Зачастую его бывает сложно выбрать, поэтому для начала стоит поближе познакомиться с тем, что представляет собой устройство, а также разобраться, какие критерии важно учитывать при покупке.

Устройство и назначение

Генератор – это специальное устройство, предназначенное для обеспечения дома необходимым питанием. Выделяют два типа генераторов по выработке тока:

• устройства постоянного тока;

• устройства переменного тока.

Между ними есть несколько отличий, однако каждый агрегат содержит в своей конструкции двигатель внутреннего сгорания определенного типа. Он отвечает за вращение вала генератора, преобразуя механическую энергию в электрическую, за счет чего и удается добиться нужного результата.

Генератор представляет собой надежное устройство. Он бывает разных конфигураций, однако в любом случае агрегат способен выдержать повышенные вибрации двигателя, перемены температур в процессе работы, а также различные воздействия извне.

Виды генераторов

Сегодня производители выпускают огромное количество бытовых генераторов для снабжения электричеством загородных домов, дач, коттеджей. Существует несколько классификаций столь мощных устройств. Стоит рассмотреть наиболее популярные.

По типу топлива

Аккумуляторные генераторы могут работать на разном топливе. В большинстве случаев основными видами топлива выступают:

• дизель;
• бензин;
• газ.

При этом последний может быть как баллонным, так и магистральным.

На твердом топливе агрегатов не выпускают, так как это не слишком практично.

Большая часть конструкций работает на одном виде горючего, однако в последнее время стали выпускать модели, способные работать с использованием двух видов топлива. Такие машины стоят дороже, но их цена вполне оправдана.

По мощности

Эта классификация подразумевает разделение генераторов на три основных типа:

• Синхронные. Большая часть моделей относится именно к этой категории. Отличительная особенность – выдача тока более высокого качества. Такие устройства надежны в эксплуатации и спокойно реагируют на повышение нагрузки.
• Асинхронные. Отличаются небольшой ценой и закрытым корпусом, что позволяет устанавливать оборудование в пыльном помещении. Таким генераторам не страшны короткие замыкания.

• Инвекторные. В подобных генераторах ток выдается не напрямую, а посредством выпрямителя и аккумулятора. Преимуществом устройств является бесшумная работа и компактные размеры.

Наибольшей популярностью пользуется первый вариант, однако последние два тоже востребованы среди потребителей электричества.

По функциям

Каждая электростанция имеет свои особенности. Поэтому существует еще одна классификация – разделение генераторов по функциям, которые в них предусмотрены:

• Однофазный и трехфазный режим работы. Первый тип устройств предназначен для сетей, в которых напряжение равняется 220 В, второй используют для 380 В.

• Громкость работы. Предпочтение принято отдавать генераторам с практически бесшумной работой. Большинство из них работает на бензине.

Чтобы снизить уровень шума, необходимо защитить мобильную электростанцию кожухом.

• Наличие или отсутствие кожуха. Это дополнение встречается не во всех моделях, поэтому при необходимости установить его можно самостоятельно.

По выработке тока и мощности

Еще один вариант классификации генераторов – это их деление по выработке тока и мощности работы. В этом случае устройства стоит делить на двухтактные и четырехтактные. Первые не отличаются особой мощностью, однако они просты в эксплуатации и стоят дешевле.

Если требуется генератор для регулярного использования, то лучше покупать четырехтактные агрегаты. Они способы справиться с высокими нагрузками и обеспечить электроэнергией большое количество устройств.

Лучшие модели

С каждым годом генераторов становится все больше, производители добавляют различные функции, модернизируют конструкции и улучшают работу устройств. Поэтому покупатели при выборе нередко теряются, не зная, какую модель приобрести.

Чтобы ускорить процесс покупки, приведем обзор лучших моделей генераторов.

DDE GG950Z

Это устройство нельзя назвать особо мощным и бесшумным, однако оно отлично справится с работой в случае непредвиденного отключения электричества в доме. Модель относится к классу маломощных мобильных электростанций, которые стоит иметь в любом доме на всякий случай.

Honda EU20i

Одна из лучших моделей, отличается мощностью и качеством исполнения.

Преимущества генератора:

• бесшумная работа;
• долгий срок службы;
• большое количество вырабатываемого тока.

Устройство отлично подходит в качестве долговечного источника электроэнергии для загородных домов средних размеров.

Wert G 3000D

Недорогой, но эффективный агрегат, созданный китайскими производителями. Компания, в которой была выпущена эта модель, специализируется на производстве электрооборудования. Среди особенностей генератора выделяют высокую мощность, а также надежную конструкцию. Небольшие габариты агрегата позволяют использовать его в любом месте. В случае необходимости устройство можно без особых проблем транспортировать.

Huter DY4000L

Еще одна популярная модель, которая нравится многим покупателям. Производится генератор в Китае.

Особенности:

• небольшая цена;
• высокие эксплуатационные характеристики;
• экономичное расходование топлива.

Агрегат быстро запускается и обеспечивает электричеством большое количество приборов. Работает практически бесшумно.

FUBAG TI 6000

Производством модели занимается фирма из Германии. Немецкий генератор имеет высокую мощность и подходит тем, кто планирует обеспечивать электричеством большие площади загородного дома.

Среди преимуществ модели выделяют:

• ток высокого качества;
• безопасность эксплуатации;
• возможность транспортировки;
• два режима работы.

Агрегат заключен в звукоизоляционный кожух, что делает его работу практически бесшумной.

Критерии выбора

Выбор подходящего домашнего генератора для обеспечения загородного коттеджа электроэнергией – задача сложная, но выполнимая. Чтобы купить надежный агрегат, необходимо учитывать ряд параметров, которые помогут выбрать качественную модель:

• Тип топлива. Стоит определиться, на чем должен работать будущий генератор. Сегодня мобильные электростанции работают на бензине, дизеле и газе. Сложно сказать, какой вариант будет лучшим, выбор в этом случае зависит от индивидуальных условий эксплуатации. Бензиновые помогут обеспечить электроэнергией внушительные пространства и вполне могут сойти в качестве основного бесперебойного источника тока. Газ позволяет задействовать специальные баллоны, цена которых ниже других видов топлива. Дизель подходит для тех, кто решил купить генератор в качестве дополнительного источника тока.
• Мощность. Для правильного выбора рекомендуется рассчитать нагрузку, которую испытывает основная сеть при включении максимального количества электроприборов. При этом стоит учитывать, что в доме может стоять плита на 5 кВт, а также мощный погружной насос. Если генератор требуется в качестве резервного источника питания, то можно отдать предпочтение электростанциям мощностью в 3-5 кВт, однако если требуется автономное электроснабжение внушительного пространства частного дома, то мощность генератора не должна быть ниже 10 кВт.
• Дополнительные функции. К таким функциям относят количество режимов работы, наличие защитного кожуха и уровень шума, который издает устройство во время работы. Существуют и другие дополнительные опции, предусмотренные в конструкции генератора. Поэтому стоит опираться на то, как планируется использовать мобильную электростанцию в будущем.

Это основные параметры, которые помогут подобрать надежную станцию. Но есть и несколько дополнительных нюансов:

• Объем топливного бака. Чем больше объем, тем дольше будет работать генератор.
• Наличие защиты от перенапряжения в случае высоких нагрузок. Такая защита способна предотвратить короткие замыкания в процессе работы.
• Тип системы охлаждения. Выделяют воздушную и жидкостную системы. Вторая считается более дорогой и встречается преимущественно на габаритных генераторах.
• Тип запуска. Выделяют ручной, электрический, а также автозапуск. Предпочтение рекомендуется отдавать недорогим вариантам со шнуром. Такие агрегаты не вызывают трудностей в эксплуатации. Автозапуск же поможет предотвратить аварийное состояние конструкции.

В большинстве случаев генераторы приобретают с целью обеспечения загородного дома дополнительным источником тока в случае сбоев в электрической сети.

Поэтому рекомендуется не гнаться за профессиональными моделями, а купить небольшое компактное устройство, способное обслужить нужное количество электроприборов.

Советы по установке

Существует два варианта установки генератора:

Чтобы эксплуатация устройства осуществлялась правильно, каждый из вариантов требует учета определенных условий. Если планируется поместить мобильную электростанцию дома, то нужно предусмотреть для нее отдельное помещение с повышенной звукоизоляцией. Дополнительно следует позаботиться об отводе выхлопа и предотвращении проникновения осадков внутрь помещения.

Дополнительные требования к комнате, в которой будет стоять генератор:

• температура не ниже 5 градусов по Цельсию;
• возведение отдельного фундамента;
• обеспечение виброизоляции за счет специальных прокладок.

В случае установки генератора на улице потребуется обеспечить его обогрев, решить проблему шума и отвода выхлопных газов, климатических осадков.

Загородный дом или дача станут более уютными с появлением генератора. В случае перебоев в сети не возникнет желания тут же покинуть жилье, так как не придется сидеть в темноте и ждать, пока заново запустят электричество. Преимущество мобильной электростанции – выработка тока, способного обеспечить комфортное пребывание в доме.

Выбрать наиболее эффективный и качественный генератор для вашего дома или дачи вам поможет следующее видео.

Газовая электростанция для дома своими руками

У вас имеется за городом небольшой домик, но в нём часты проблемы с подачей электроэнергии. Что ж ваше желание приобрести автономный источник питания вполне оправдано. Конечно же, трудно сделать выбор из имеющегося разнообразия электрогенераторов.

Газовые электрогенераторы очень удобны для автономного электроснабжения частных домов. Их выгодно использовать в маленьких поселках, где нет качественного и постоянного электропитания от сетевых линий электропередач, но имеется развитая инфраструктура газоснабжения. Но также надо грамотно провести аварийный ввод резерва от домашней электростанции.

1. Большой спрос на газовые электроустановки объясняется их экономичностью. У них наименьшая себестоимость производимого киловатт-часа, так как цена на природный газ самая низкая в сравнении с другими видами топлива.
2. Для электростанций, подключенных к магистральному газопроводу, не нужно время от времени привозить топливо.
3. Природный газ сгорает почти без остатка, с дымом массово удаляется лишь углекислый газ и водяной пар. В камерах сгорания не образовываются копоть и кислоты, которые изнашивают двигатель. Моторесурс газовых электрогенераторов как минимум составляет 6000 часов.
4. Электростанции, работающие на газу, издают самый низкий шум при работе около 67 дБ в сравнении с бензиновыми электрогенераторами ? 72 дБ и дизельными установками ? 80 дБ.

Система водяного охлаждения применяется в промышленных автономных электростанциях мощностью свыше 22 кВт. Все бытовые газовые агрегаты, меньшей мощности, охлаждаются воздушным обдувом от вентилятора. Следите за работающим агрегатом с воздушным охлаждением и летом останавливайте его после 12 часов непрерывной работы.

 

Выбор по мощности

 

Ответ зависит от того, что вы собираетесь от неё запитать.

1. Электрогенератора на 2 кВт достаточно для скромного электропотребления пяти лампочек, маленького холодильника, телевизора или компьютера.

Но не нужно забывать, что на отдыхе за городом, да еще с друзьями, так хочется громко включить музыку, и дополнительное освещение понадобится. Так что столь слабомощного источника питания для проведения вечеринок будет недостаточно.

2. Однофазный агрегат мощностью 3–5 кВт оптимально подходит для энергообеспечения небольшого загородного дома. От него, кроме осветительной техники и бытовых приборов, можно запитать электроинструмент, насос, и даже обогревательный прибор.

3. Однофазные и трехфазные газовые электроустановки мощностью 6–13 кВт подключают к большим двухэтажным домам. Настолько мощные электрогенераторы пригодятся для работы отдельно электроплиты, дисковой пилы, сварочного аппарата, бетономешалки.

Объём газа равный 6000 кубов 13-киловаттная электростанция может израсходовать за 10 дней работы.

 

Опасности при эксплуатации

 

1. Газовые электрогенераторы ни в коем случае нельзя устанавливать внутри жилого дома. Газ – топливо повышенной взрывоопасности. Достаточно поломки топливного клапана и газ быстро заполнит закрытое помещение.
2. Поршневой двигатель электрогенератора может создать разряжение в газовой магистрали, если в ней низкое давление. Самовольно врезавшись в газопровод, вы можете и себя оставить без газа, и ближайших соседей тоже.
3. При каждой остановке электростанции давление в газопроводе скачкообразно возрастает, что может вызвать утечку газа через плиты старого образца. Согласуйте свою работу по подключению электрогенератора с газовой службой.

Порядок подключения

 

Большинство газовых электрогенераторов работает на природном газе (NG), их можно подключить к магистральным газопроводам.

1. Надо прийти в местное отделение «Облгаза» к инспектору, закреплённому за вашим адресом, и заказать проект врезки в общую газовую магистраль. С собой нужно иметь вывод экспертизы Госгорпромнадзора, сертификат и инструкцию на электрогенератор. Покупайте газовое оборудование только с сертификатом и гарантией.
2. Заключение о возможности подключения к газовой сети дает проектант из «Облгаза», на основании замера давления в трубе.
3. По составленному проекту подключение газового электрогенератора выполняют сотрудники «Облгаза».
4. После окончания установки комиссия из «Облгаза» вводит электростанцию в эксплуатацию. Также желательно пригласить специалиста из компании, в которой вы купили электрогенератор, чтоб он проверил правильность подключения электрооборудования для снятия претензий по этому пункту гарантии.

Однако не во всех случаях можно получить разрешение на подключение от экспертов «Облгаза». В этом разе можно использовать сжиженную смесь пропан-бутан в баллонах, в качестве топлива для электрогенератора.

Обратите внимание, что не все бытовые электрогенераторы могут работать на сжиженном углеводородном газе (LPG). Но большинство продаваемых моделей адаптированы для работы на обоих типах газового топлива. Такие экземпляры быстро переключаются с одного вида топлива на другой поворотом переключателя.

• Электроустановка SDMO Perform 6500 Gaz мощностью 4 кВт запускается на сжиженном газе.
• Однофазный генератор SDMO RES 20 ЕСН50 будет работать на природном и сжиженном газе.
• Агрегаты американской марки Generac можно запустить на обоих типах газа.
• Газовые электростанции Kohler имеют такое же преимущество что и продукция Generac и являются главными их конкурентами на американском рынке.
• Дорогая японская электроустановка Yanmar для домашнего использования, мощностью 20 кВт также универсальна по топливу.

Видео: Газовый электрогенератор Generac, особенности размещения и подвод коммуникаций.

 

Автор: Виталий Петрович. Украина, Лисичанск.

---

Мощность завода! 10 растений для детоксикации вашего дома

Во-первых, я должен признаться, что, хотя эти деревья фактически являются доказательством убийства, я случайно убил свое, оставив его на 8 недель во время путешествия по Юго-Восточной Азии. Поэтому убедитесь, что у вас есть кто-нибудь, кто позаботится о ваших зеленых друзьях, если вы планируете длительную поездку. Деревья в помещении достаточно особенные, потому что деревья редко хорошо растут внутри, но Money Bonsai потрясающий, поскольку вы можете в основном контролировать, насколько большим или маленьким вы хотите, чтобы он вырастал, просто обрезав его.Поскольку их естественная среда обитания включает водно-болотные угодья и болота, они любят влажную почву и непрямой свет — рассмотрите свою ванную комнату как хорошее место для роста этого растения.

Выращивание и уход за бонсай впервые появились в Китае тысячи лет назад. Денежный бонсай также является символом удачи или удачи, которых, по моему личному мнению, никогда не бывает достаточно! Они также отлично подходят для очистки воздуха внутри помещений.

Каучуковые растения (Ficus elastica)

7. Каучуковые растения (Ficus elastica)

Родом из Южной Азии, это растение должно быть очень легко найти по всему Китаю.Доказано, что каучуковый завод удаляет формальдегид из воздуха. У него великолепные восковые листья, которые имеют оттенки темно-зеленого, оранжевого, розового и бордового. Выведенное для выносливости, это растение выживет при меньшем освещении, чем большинство растений его размера. Это особенно хороший выбор для областей с тусклым светом и прохладными температурами; на самом деле, если во время роста растению становится меньше света, его листья вырастают больше! Тем не менее, они известны своей привередливостью, когда дело доходит до изменений, поэтому обязательно выберите место, где это нужно, и не перемещайте его.Это особенно актуально, когда речь идет о колебаниях температуры или расхода воздуха.

Алоэ Вера

8. Алоэ Вера

Этот верный суккулент — старинный фаворит комнатных растений. Многие люди уже знают, что он действует как успокаивающий гель, если разрезать лист пополам (не волнуйтесь, он отрастет снова), но вы можете не знать, что это отличное комнатное растение для улучшения качества воздуха. Тесты показали, что алоэ вера помогает избавить ваш дом от бензола, который обычно содержится в красках и некоторых химических чистящих средствах.

Хотя он полностью безопасен для людей, он токсичен для кошек и собак, поэтому держите его вне досягаемости ваших драгоценных маленьких пушинок.

Паук (Chlorophytum comosum)

9. Паук (Chlorophytum comosum)

Паук обыкновенный устойчив даже к самым небрежным комнатным садоводам. Обилие листвы и крошечных белых цветков — абсолютно безопасные растения даже для домашних животных. Растение-паук борется с бензолом, формальдегидом, оксидом углерода и ксилолом, растворителем, используемым в кожевенной, резиновой и полиграфической промышленности.

Это отличные растения, которые можно вырастить, если вы не хотите разориться с пучком растений, которые вы можете случайно убить. Просто срезав одного из «пауков» и поместив его в горшок с почвой, вы получите новенькое детское растение, о котором нужно позаботиться. Они особенно любят среднюю температуру в помещении и яркий непрямой солнечный свет.

Гербера ромашка (Gerbera jamesonii)

В Германии представлен проект домашних электростанций

Техник немецкого автопроизводителя Volkswagen настраивает мини-газовую электростанцию ​​на заводе VW в городе Зальцгиттер на севере Германии.В среду в Германии был представлен амбициозный проект по установке мини-газовых электростанций в подвалах людей и выработке электроэнергии, равной двум ядерным реакторам в течение года.

В среду в Германии представили амбициозный проект по установке миниатюрных газовых электростанций в подвалах людей и выработке электроэнергии, равной двум ядерным реакторам в течение года.

Гамбургская группа по возобновляемым источникам энергии Lichtblick и ее партнер-производитель автомобилей Volkswagen заявляют, что эти станции будут производить не только отопление и горячую воду, но и электричество, при этом любая избыточная мощность будет подаваться в местную сеть.

Обе компании заявили, что концепция «SchwarmStrom» (буквально «мощь роя») позволит Германии отказаться от атомных и угольных электростанций раньше и поможет компенсировать нестабильность возобновляемых источников энергии, таких как энергия ветра и солнца.

Установки также сокращают вредные выбросы углекислого газа на 60 процентов по сравнению с традиционным производством тепла и электроэнергии, добавили они в совместном заявлении.

В следующем году в рамках программы будет установлено 100 000 мини-станций, производящих между ними 2 000 мегаватт электроэнергии, столько же, сколько и две атомные станции, заявили Lichtblick и VW.

«SchwarmStrom революционизирует производство электроэнергии в Германии. Это открывает путь для увеличения количества возобновляемых источников энергии и выхода из атомной и угольной энергетики», — говорится в заявлении.

«Домашние электростанции вместе образуют огромную невидимую электростанцию, которая не делает сельскую местность уродливой и не требует дополнительной инфраструктуры».

Проект «вполне осуществим, если проект достигнет прогнозируемого размера», — сказала AFP Клаудия Кемферт из исследовательского института DIW.

Она добавила для сравнения, что «просто избавиться от ламп накаливания было бы то же самое, что остановить один ядерный реактор.«

Газовые станции имеют преимущество перед атомными электростанциями в том, что тепло, производимое последними, тратится впустую, сказал энергетический эксперт DIW.

Но «наиболее экологичным было бы кормление этих мини-заводов биогазом», а не природным газом, отмечает Кемферт.

Lichtblick сказал, что еще одним преимуществом его плана было то, что десятки тысяч генераторов могли быть мобилизованы для удовлетворения резкого роста спроса или если засуха затруднила охлаждение атомных станций или период затишья остановил ветряные турбины.

VW внесет свой вклад в проект, предоставив газовый двигатель, аналогичный тому, который используется в его популярной модели Golf.

Но автомобильный аналитик LBBW Стефан Сигрист сказал AFP: «Это в основном маркетинговое наступление. Для VW шикарно греться в зеленом свете».

Хотя генераторы не являются новой концепцией, новый проект заключается в том, что Lichtblick сохранит контроль над установками после их установки.

Домохозяйства заплатят около 5 000 евро (7250 долларов) за установку генераторов вместе с соответствующей системой отопления.

Но в этом случае физические лица будут платить более низкую цену за отопление и получать скромную «арендную плату» за размещение генератора, а также премию в конце года, рассчитанную от доходов от продажи электроэнергии, полученных от продаж Lichtblick.

(c) 2009 AFP

---

Британские дебаты об использовании ядерной энергии

---

Ссылка : Презентация проекта домашних электростанций в Германии (9 сентября 2009 г.) получено 13 января 2021 г. с https: // физ.org / news / 2009-09-home-power-unveiled-germany.html

Этот документ защищен авторским правом. За исключением честных сделок с целью частного изучения или исследования, никакие часть может быть воспроизведена без письменного разрешения. Контент предоставляется только в информационных целях.

мини-атомных электростанций могут обеспечить электроэнергией 20 000 домов (обновление)

Миниатюрные ядерные модули Hyperion & acutes можно было легко транспортировать и закопать под землей, с возможностью питания до 20 000 домов.

(PhysOrg.com) — Подземные атомные электростанции размером не больше гидромассажной ванны могут вскоре обеспечивать электричеством сообщества по всему миру. Каждый мини-реактор размером около 1,5 метра может обеспечить энергией около 20 000 домов. ( Пожалуйста, смотрите ниже обновление )

Небольшие энергетические модули были первоначально разработаны Отисом «Питом» Петерсоном и другими учеными из Национальной лаборатории Лос-Аламоса в Нью-Мексико.Сейчас технология коммерчески разрабатывается компанией Hyperion Power Generation, которая недавно объявила, что получила первые заказы и планирует начать массовое производство в течение пяти лет.

«Наша цель — производить электричество по цене 10 центов за ватт в любой точке мира», — сказал Джон Дил, генеральный директор Hyperion. «[Атомные электростанции] будут стоить примерно 25 миллионов долларов каждая. Для сообщества с 10 000 семей это очень доступные 2,500 долларов на дом».

Из-за своего небольшого размера мини-электростанции можно относительно быстро собрать и доставить грузовиком, по железной дороге или кораблем в отдаленные места, даже в места, где в настоящее время нет электричества.Электростанции представляют собой альтернативу нынешним атомным станциям, которые являются большими, дорогими, на строительство которых уходит около 10 лет. Кроме того, крупномасштабные электростанции не подходят для нужд небольшого населения или территорий без доступной земли. Модули Hyperion могут быть соединены вместе, чтобы обеспечить энергией и большие группы населения.

Кроме того, модули Hyperion не имеют движущихся частей, которые могут изнашиваться, и их никогда не нужно открывать на месте. Даже если его открыть, небольшое количество закрытого топлива немедленно охладится, что снизит опасения по поводу безопасности.«Модуль не может стать сверхкритическим,« расплавиться »или создать какие-либо аварийные ситуации», — заявляет компания на своем веб-сайте. Поскольку заводы Hyperion будут похоронены под землей и будут охраняться службой безопасности, компания объясняет, что они будут вне поля зрения и защищены от незаконного использования. Кроме того, материал внутри не подходит для целей распространения.

«Вам потребуются ресурсы национального государства для обогащения нашего урана», — сказал Дил. «С точки зрения температуры, здесь слишком жарко.Это все равно что украсть барбекю голыми руками ».

Реакторы необходимо перезагружать каждые семь-десять лет. Гиперион говорит, что после пяти лет выработки энергии модуль производит отходы размером с мяч для софтбола, которые могут быть использованы для переработки топлива.

Hyperion теперь имеет более 100 заказов на свои модули, в основном из нефтяной и электроэнергетической промышленности.Первый заказ поступил от чешской инфраструктурной компании TES, которая специализируется на гидро и электростанциях. TES заказала шесть модулей и опционально еще 12, причем первый из них планируется разместить в Румынии.

Hyperion планирует построить три завода по производству с целью производства 4000 мини-ядерных модулей в период с 2013 по 2023 год. В следующем году компания подаст заявку на строительство модулей в Комиссию по ядерному регулированию.

Признавая, что коммерческое развитие мини-атомных электростанций является высокой целью, Hyperion считает, что потенциальные преимущества технологии оправдывают усилия.Помимо подачи электричества в удаленные районы, модули Hyperion можно также использовать для обеспечения чистой водой 25% населения мира, которое в настоящее время не имеет доступа к чистой воде. Модули могут обеспечивать питание для перекачивания, очистки и обработки воды, что, в свою очередь, может помочь уменьшить болезни, бедность и социальные волнения.

Обновление (12 ноября 2008 г.): Комиссия по ядерному регулированию (NRC) связалась с PhysOrg.com и сообщила, что NRC не планирует пересматривать проект Hyperion в ближайшем будущем, хотя NRC и Hyperion предварительно разговоры.Поскольку конструкция Hyperion уникальна, NRC ожидает, что для обеспечения требований безопасности потребуется значительное время. В ответе на письмо от октября 2008 года NRC сообщила:

«Hyperion Power Generation находится на ранних стадиях разработки этой конструкции, и для этой концепции доступно очень мало информации о тестировании. Hyperion Power Generation заявила, что представит технические отчеты в поддержку проверки перед подачей заявки в конце 2009 финансового года. NRC не может вступать в какое-либо значимое формальное техническое взаимодействие с потенциальным заявителем, пока мы не получим эти отчеты.Из-за очень ограниченного количества данных испытаний и отсутствия опыта эксплуатации реактора с гидридом урана сотрудники NRC ожидают, что проверка лицензирования повлечет за собой серьезные технические вопросы, вопросы безопасности и политики лицензирования ».

Дополнительная информация: www.hyperionpowergeneration.com

через: The Guardian

---

Интегрированный модуль датчика / разделения водорода повышает долгосрочную эффективность и доход на солнечных электростанциях

---

Ссылка : Мини-атомные электростанции могут питать 20 000 домов (обновление) (12 ноября 2008 г.) получено 13 января 2021 г. с https: // физ.org / news / 2008-11-mini-Nuclear-power-homes.html

Этот документ защищен авторским правом. За исключением честных сделок с целью частного изучения или исследования, никакие часть может быть воспроизведена без письменного разрешения. Контент предоставляется только в информационных целях.

Холодильные установки | Использование воды на электростанции для охлаждения

(Обновлено в сентябре 2020 г.)

• Объем охлаждения, необходимый для любой электростанции с паровым циклом (заданного размера), определяется ее тепловым КПД.По сути, это не имеет никакого отношения к тому, работает ли он на угле, газе или уране.
• Однако действующие в настоящее время атомные электростанции часто имеют немного более низкий тепловой КПД, чем угольные аналоги того же возраста, и угольные станции выбрасывают часть отработанного тепла с дымовыми газами, тогда как атомные станции используют воду.
• Атомные электростанции имеют большую гибкость в размещении, чем угольные электростанции, благодаря логистике топлива, что дает им больше возможностей для определения их местоположения с учетом соображений охлаждения.

Наиболее распространенные типы атомных электростанций используют воду для охлаждения двумя способами:

• Для передачи тепла от активной зоны реактора к паровым турбинам.
• Для удаления излишков тепла из этого парового контура. (На любой электростанции с паровым циклом / циклом Ренкина, такой как современные угольные и атомные электростанции, происходит потеря примерно двух третей энергии из-за внутренних ограничений преобразования тепла в механическую энергию.)

Чем больше разница температур между внутренним источником тепла и внешней средой, куда сбрасывается избыточное тепло, тем эффективнее процесс выполнения механической работы — в данном случае поворот генератора ^на .Следовательно, желательно иметь высокую температуру внутри и низкую температуру во внешней среде. Это соображение приводит к желательному размещению электростанций рядом с очень холодной водой. *

* Многие электростанции, ископаемые и атомные, зимой имеют более высокую полезную мощность, чем летом из-за разницы в температуре охлаждающей воды.

1. Теплопередача парового цикла

Для передачи тепла от активной зоны вода непрерывно циркулирует в замкнутом паровом цикле и практически не теряется ^b .Он превращается в пар первичным источником тепла, чтобы заставить турбину выполнять работу по выработке электричества, а затем он конденсируется и под давлением перенастраивается на источник тепла в замкнутой системе ^c . В любой такой системе требуется очень небольшое количество подпиточной воды. Вода должна быть чистой и достаточно чистой. ^д

Эта функция практически одинакова, независимо от того, является ли электростанция ядерной, угольной или газовой. Так работает любая электростанция парового цикла.Таким образом производится не менее 90% электроэнергии, не связанной с гидроэнергетикой, в каждой стране.

В атомной станции есть дополнительное требование. Когда завод по производству ископаемого топлива останавливается, источник тепла удаляется. Когда атомная станция останавливается, некоторое количество тепла продолжает вырабатываться в результате радиоактивного распада, хотя деление прекратилось. Это должно быть надежно удалено, и установка спроектирована таким образом, чтобы обеспечить и обеспечить это, как с обычным охлаждением, так и с системами аварийного охлаждения активной зоны (САОЗ), предоставляемыми в случае серьезной проблемы с первичным охлаждением.Обычное охлаждение первоначально происходит с главным контуром подачи пара в обход турбины и отвод тепла в конденсатор. После падения давления полагается на систему отвода остаточного тепла с собственным теплообменником. Интенсивность этого остаточного тепла уменьшается со временем, сначала быстро, а через день или два перестает быть проблемой, если циркуляция поддерживается. *

* Когда ядерный реактор Kashiwazaki-Kariwa 7 автоматически остановился из-за сильного землетрясения в 2007 году, потребовалось 16 часов, чтобы температура охлаждающей жидкости упала с 287 до 100 ° C, чтобы он больше не закипал.«Холодный останов» — это когда первичный контур находится при атмосферном давлении и не кипит.

Остаточное тепло в топливе на реакторах Фукусима-Дайичи

2. Охлаждение для конденсации пара и отвода избыточного тепла

Вторая функция воды на такой электростанции — охлаждение системы с целью конденсации пара низкого давления и его рециркуляции. Поскольку пар во внутреннем контуре конденсируется обратно в воду, избыточное (отработанное) тепло, которое удаляется из него, необходимо отводить путем передачи в воздух или в водоем.Это главное соображение при выборе площадок для электростанций, и в исследовании выбора площадок для АЭС в Великобритании в 2009 году все рекомендации касались площадок в пределах 2 км от обильных водоемов — моря или устья.

Эту функцию охлаждения для конденсации пара можно выполнить одним из трех способов:

• Прямое или «прямоточное» охлаждение. Если электростанция находится рядом с морем, большой рекой или большим внутренним водоемом, это можно сделать, просто пропустив большое количество воды через конденсаторы за один проход и сбросив ее обратно в море, озеро или реку. на несколько градусов теплее и без особых потерь от выведенной суммы. ^e Это самый простой способ. Вода может быть соленой или пресной. Некоторое небольшое количество испарений будет происходить за пределами участка из-за того, что вода на несколько градусов теплее.
• Рециркуляционное или непрямое охлаждение. Если у электростанции нет доступа к обильному количеству воды, охлаждение может быть выполнено путем пропускания пара через конденсатор, а затем с помощью градирни, где восходящий поток воздуха через капли воды охлаждает воду. Иногда для охлаждения воды может быть достаточно пруда или канала.Обычно охлаждение происходит в основном за счет испарения, простая передача тепла воздуху имеет меньшее значение. Градирня испаряет до 5% потока, а охлажденная вода затем возвращается в конденсатор электростанции. От 3 до 5% или около того эффективно расходуются, и их необходимо постоянно заменять. Это основной тип рециркуляционного или непрямого охлаждения.
• Сухое охлаждение. Некоторые электростанции охлаждаются просто воздухом, не полагаясь на физику испарения.Это могут быть градирни с замкнутым контуром или поток воздуха с высокой принудительной тягой через ребристый узел, такой как автомобильный радиатор.

В электростанции, работающей на ископаемом топливе, часть тепла выделяется с дымовыми газами. На большой угольной электростанции около 15% отработанного тепла проходит через дымовую трубу, тогда как на атомной электростанции практически все отходящее тепло должно сбрасываться в охлаждающую воду конденсатора. Это приводит к некоторой разнице в потреблении воды на атомной и угольной электростанциях.(Газотурбинная установка выбрасывает большую часть отработанного тепла в выхлопные газы.)

Помимо этого, и помимо размера, любые различия между установками связаны с термическим КПД , то есть тем, сколько тепла должно быть выброшено в окружающую среду, что, в свою очередь, в значительной степени зависит от рабочей температуры в парогенераторах. В электростанции, работающей на угле или обычном газе, можно эксплуатировать внутренние котлы при более высоких температурах, чем котлы с тонко сконструированными ядерными топливными сборками, которые должны избегать повреждений.Это означает, что эффективность современных угольных электростанций, как правило, выше, чем у атомных электростанций, хотя это внутреннее преимущество может быть нивелировано средствами контроля выбросов, такими как десульфуризация дымовых газов (FGD) и в будущем улавливание и хранение углерода (CCS). .

Атомная или угольная электростанция, работающая с тепловым КПД 33%, должна будет сбрасывать примерно на 14% больше тепла, чем электростанция с КПД 36%. ^f Атомные станции, которые строятся в настоящее время, имеют тепловой КПД около 34-36%, в зависимости от площадки (особенно температуры воды).Более старые часто эффективны только на 32-33%. Относительно новая угольная электростанция Stanwell в Квинсленде работает на 36%, но некоторые новые угольные электростанции приближаются к 40%, а один из новых ядерных реакторов требует 39%.

Некоторые тепловые КПД различных угольных технологий

Страна	Технологии	Тепловой КПД	Прогнозируемая эффективность с CCS
Австралия	Черный сверхсверхкритический туалет	43%	33%
	Черный сверхкритический переменный ток	39%
	собственный сверхсверхкритический туалет	35%	27%
	Коричневый сверхкритический туалет	33%
	Викторианский коричневый 2009 WC	25.6%
Бельгия	Черный сверхкритический	45%
Китай	Черный сверхкритический	46%
Чешская Республика	Коричневый PCC	43%	38%
	Коричневый IGCG	45%	43%
Германия	Черный PCC	46%	38%
	Коричневый PCC	45%	37%
Россия	Черный сверхсверхкритический PCC	47%	37%
США	Черный PCC и IGCC	39%	39%

Прогнозируемые затраты на производство электроэнергии ОЭСР, 2010 г. , таблицы 3.3; Викторианский бурый уголь из отчета ESAA 2010

PCC = сжигание угольной пыли, AC = с воздушным охлаждением, WC = с водяным охлаждением

(В этом отчете нет данных по ядерной эффективности, но сопоставимая эффективность поколения III часто указывается как около 36%, см. Таблицу ниже)

Избранные примеры действующих ядерных энергетических реакторов

	Реактор	Мощность (МВт нетто)	Тип / способ охлаждения	запуск	тепловой КПД
Канада	Дарлингтон 1	881	PHWR / озеро, прямоточный	1977	31.2%
Франция	Chooz B1	1455	PWR / башня, естественная тяга	1983	29,5%
США	Низ персикового цвета 2	1055	BWR / река, раз через (башня, осадка в режиме ожидания)	1973	32,3%
Япония	Охи 4	1127	PWR / морские прямоточные	1992	34.3%
Южная Корея	Ханбит / Юнгван 6	996	PWR / морские прямоточные	2002	37,4%
Россия	Белоярск 3	560	FBR / озеро, прямоточный	1980	41,5%

Справочник по ядерной инженерии Данные за 2010 год.Чистая мощность (МВтэ) — это за вычетом потерь от фактического потребления энергии станцией. BWR = реактор с кипящей водой, PWR = реактор с водой под давлением, PHWR = реактор с тяжелой водой под давлением (CANDU). FBR = реактор-размножитель на быстрых нейтронах (при более высокой температуре).

В Европе (особенно в Скандинавии) низкая температура воды — важный критерий для размещения электростанции. Для планируемой турецкой атомной электростанции есть один процент прироста мощности, если какая-либо конкретная станция будет расположена на побережье Черного моря с более прохладной водой (в среднем на 5 ° C ниже), чем на побережье Средиземного моря.Для новых атомных электростанций в ОАЭ, поскольку морская вода в заливе в Браке составляет около 35 ° C, а не около 27 ° C, как в эталонных блоках Shin Kori 3 и 4, потребуются более крупные теплообменники и конденсаторы.

Согласно отчету Министерства энергетики (DOE) за 2006 год, обсуждаемому в Приложении, в США 43% тепловых электрических генерирующих мощностей используют прямоточное охлаждение, 42% влажное рециркуляционное охлаждение, 14% бассейны-охладители и 1% сухое охлаждение (это только газовый комбинированный цикл). Спреды для угля и для атомной энергии одинаковы.Для 104 АЭС США: 60 используют прямоточное охлаждение, 35 используют мокрые градирни, а 9 используют двойные системы, переключающиеся в зависимости от условий окружающей среды. Это распределение, вероятно, аналогично для континентальной Европы и России, хотя АЭС Великобритании используют только прямоточное охлаждение морской водой, как и все электростанции в Швеции, Финляндии, Канаде (вода Великих озер), Южной Африке, Японии, Кореи и Китае. По данным МАГАТЭ, 45% атомных станций используют море для прямоточного охлаждения, 15% используют озера, 14% реки и 26% используют градирни.

Газовым установкам с комбинированным циклом (газовая турбина с комбинированным циклом — ПГУ) требуется лишь около одной трети инженерного охлаждения по сравнению с обычными тепловыми установками (много тепла выделяется в выхлопе турбины), и они часто используют сухое охлаждение на второй стадии.

* Установки ПГУ имеют газовую турбину (реактивный двигатель), работающую на жидком топливе или газе, соединенную с генератором. Выхлоп пропускается через парогенератор, а пар используется для привода другой турбины. Это приводит к общему тепловому КПД более 50%.Пар во второй фазе должен конденсироваться либо с помощью конденсатора с воздушным охлаждением, либо с помощью влажного охлаждения.

Установки комбинированного производства тепла и электроэнергии (ТЭЦ), очевидно, нуждаются в меньшем количестве технических средств охлаждения, чем другие, поскольку побочное тепло фактически используется для чего-то, а не рассеивается бесполезно.

Из-за потерь тепла через дымовые газы в дымовой трубе угольные электростанции простого цикла имеют более низкую нагрузку отвода тепла через конденсатор и систему охлаждения, чем атомные станции простого цикла.Однако они также нуждаются в воде для очистки и удаления угольной золы, что уменьшает разницу между потребностями в воде для атомных и угольных электростанций. Основное различие, оцениваемое Институтом исследований в области электроэнергетики США (EPRI), как правило, составляет 15-25%, не является достаточно значительным, чтобы быть фактором при выборе между атомной энергетикой и углем. EPRI считает, что в целом доступная экономия воды за счет таких подходов, как воздушное охлаждение, нетрадиционные источники воды, потоки сточных вод заводов по переработке и повышение эффективности преобразования тепловой энергии, намного перевешивает любые различия между потребностями в воде для атомных станций и угля.

График в World Energy Outlook 2016 показывает, что для прямоточного охлаждения атомные и обычные угольные электростанции очень похожи как по потреблению, так и по расходу в литрах на МВт-ч, но газовая ПГУ и сверхкритический уголь значительно меньше. Для влажного градирни атомная энергия имеет больший объем извлечения, но меньшее потребление, чем обычный уголь.

EPRI 2010 (около 15% отработанного тепла угольных электростанций отводится через дымовую трубу, а не через охлаждающую воду).NB галлон США = 3,79 литра

Прямое или прямоточное влажное охлаждение

Если угольная или атомная электростанция находится рядом с большим объемом воды (большая река, озеро или море), охлаждения можно добиться, просто пропустив воду через станцию ​​и выпустив ее при немного более высокой температуре. В этом случае вряд ли есть смысл в смысле потребления или истощения на месте, хотя некоторое испарение будет происходить при охлаждении ниже по потоку. Требуемое количество воды будет больше, чем в рециркуляционной установке, но вода будет забираться и возвращаться, а не потребляться испарением.В Великобритании потребность в водозаборе для атомного блока мощностью 1600 МВт составляет около 90 кубических метров в секунду (7,8 GL / день).

Многие атомные электростанции имеют прямоточное охлаждение (OTC), поскольку их местоположение вообще не определяется источником топлива и зависит, во-первых, от того, где требуется мощность, а во-вторых, от наличия воды для охлаждения. Использование морской воды означает, что для предотвращения коррозии необходимо использовать материалы более высокого качества, но охлаждение часто оказывается более эффективным. Согласно исследованию французского правительства 2008 года, размещение РОП на реке, а не на побережье, снизило бы его производительность на 0.9% и увеличьте стоимость кВтч на 3%.

Любая атомная или угольная электростанция, которая обычно охлаждается за счет забора воды из реки или озера, будет иметь ограничения на температуру возвращаемой воды (обычно 30 ° C) и / или на разницу температур между входом и выходом. В жарких летних условиях даже поступающая вода из реки может приближаться к установленному пределу для сброса, и это будет означать, что установка не сможет работать на полную мощность. В середине 2010 года TVA пришлось снизить энергопотребление на своих трех установках Browns Ferry в Алабаме до 50%, чтобы поддерживать температуру воды в реке ниже 32 ° C, что обошлось клиентам примерно в 50 миллионов долларов.На этой неделе температура Рейна и Неккара в Баден-Вюртемберге приблизилась к критическим 28 ° C, а атомные и угольные электростанции оказались под угрозой закрытия. В августе 2012 года один блок электростанции Миллстоун в Коннектикуте был закрыт из-за того, что морская вода в проливе Лонг-Айленд превысила 24 ° C, но в 2014 году NRC разрешил использовать морскую воду до 26,7 ° C. Атомная электростанция Турция-Пойнт во Флориде использует 270 км открытых каналов для охлаждения воды конденсатора, а в 2014 году NRC одобрил увеличение предельной температуры на входе до 40 ° C с 37.8 ° С.

Иногда для помощи используется дополнительная градирня, что дает двойную систему, как, например, на заводах TVA Browns Ferry и Sequoyah в США, на многих заводах во Франции и Германии, а также на заводе Huntly в Новой Зеландии, но это означает, что немного воды затем теряется при испарении. В упомянутой выше ситуации с паромом Brown’s Ferry в середине 2010 года шесть «сезонных» градирен с механической тягой высотой 18-24 м работали на полную мощность и проработали большую часть лета. TVA потратила 160 миллионов долларов на добавление одной более крупной (около 50 м) градирни с механической тягой, введенной в эксплуатацию в 2012 году, и постепенно заменяет четыре существующие градирни улучшенной конструкции.

Рециркуляционное или непрямое влажное охлаждение

Если электростанция не имеет большого количества воды, она может отводить излишки тепла в воздух, используя системы рециркуляции воды, которые в основном используют физику испарения.

Градирни с рециркуляцией воды — обычная визуальная особенность электростанций, часто наблюдаемая с шлейфами конденсированного водяного пара. Иногда в прохладном климате можно использовать просто пруд, из которого испаряется горячая вода.

Большинство ядерных энергетических (и других тепловых) станций с рециркуляционным охлаждением охлаждаются водой в конденсатном контуре, а горячая вода затем направляется в градирню.При этом может использоваться либо естественная тяга (эффект дымохода), либо механическая тяга с использованием больших вентиляторов (позволяющая получить гораздо более низкий профиль, но с использованием мощности *). Охлаждение в градирне происходит за счет передачи тепла от воды воздуху, как напрямую, так и за счет испарения части воды. В Великобритании потребность в воде для атомного блока мощностью 1600 МВт составляет около 2 кубических метров в секунду (173 МЛ / сутки), это примерно половина для испарения и половина для продувки (см. Ниже).

* Chinon B во Франции (4×905 МВт) и предлагаемый завод Calvert Cliffs в США (1650 МВт) используют низкопрофильные градирни с наддувом.В Chinon B одна градирня на блок имеет высоту 30 м (вместо 155 м, необходимых для этой системы с естественной тягой), диаметр 155 м и использует 8 МВт (эл.) Для своих 18 вентиляторов (0,9% мощности). На Calvert Cliffs вентиляторы градирни будут потреблять около 20 МВт (1,2%) мощности.

Chinon B, Франция, с низкопрофильными градирнями с наддувом

Кредит: EDF / Марк Мурсо

Самая распространенная конфигурация градирен с естественной тягой называется противоточной.Эти башни имеют большую бетонную оболочку с теплообменной «заливкой» в слое над входом холодного воздуха в основании оболочки. Воздух, нагретый горячей водой, поднимается вверх через кожух за счет конвекции (эффект дымохода), создавая естественную тягу, обеспечивающую поток воздуха для охлаждения горячей воды, распыляемой сверху. Другие конфигурации включают поперечный поток, когда воздух движется поперечно через воду, и прямоток, когда воздух движется в том же направлении, что и капли воды. Эти башни не требуют вентиляторов и имеют низкие эксплуатационные расходы, но значительные затраты на техническое обслуживание.Для крупного растения они могут быть высотой более 200 метров. Они используются на крупных атомных и угольных электростанциях в Европе, восточной части США, Австралии и Южной Африке

Градирни с механической тягой имеют большие осевые вентиляторы, выполненные из дерева и пластика. Вентиляторы обеспечивают воздушный поток и могут обеспечивать более низкую температуру воды, чем градирни с естественной тягой, особенно в жаркие засушливые дни. Однако у них есть недостаток, заключающийся в том, что для них требуется вспомогательная энергия, обычно около 1% от мощности установки, но не более 1.2% от этого. Вытяжные градирни с механической вытяжкой используются исключительно в центральной и западной части США, поскольку они могут обеспечивать более контролируемую производительность в широком диапазоне условий, от замораживания до жарких и сухих. К тому же они менее заметны, их высота не превышает 50 метров.

Такие градирни приводят к расходу воды: до 3,0 литров испаряется на каждый произведенный киловатт-час ^г , в зависимости от условий ^ч . Эта потеря воды при испарении из-за фазового превращения нескольких процентов ее из жидкости в пар отвечает за отвод большей части тепла из охлаждающей воды за счет лишь небольшой части объема циркулирующей жидкости (хотя и довольно большой доли воды, фактически забираемой из озера или ручья).Считается, что потребление воды при испарении обычно примерно вдвое больше, чем при прямом охлаждении.

Градирни с рециркуляцией воды снижают общий КПД электростанции на 2-5% по сравнению с прямоточным использованием воды из моря, озера или большого ручья, количество зависит от местных условий. Согласно исследованию Министерства энергетики США в 2009 году, они примерно на 40% дороже, чем прямая прямоточная система охлаждения.

Вода, испаряющаяся из градирни, приводит к увеличению концентрации примесей в оставшейся охлаждающей жидкости.Некоторый стравливание — известное как «продувка» — необходимо для поддержания качества воды, особенно если вода для начала перерабатывается из городских сточных вод — как, например, в Пало-Верде, штат Аризона *, и предложена для завода в Иордании Мадждал. Таким образом, необходимая замена воды примерно на 50% больше, чем фактическая замена испарителя, поэтому система такого типа потребляет (за счет испарения) до 70% забираемой воды.

* Около 220 мл очищенных сточных вод в день перекачивается в 70 км от Феникса, Азия, на трехблочную станцию ​​мощностью 3875 МВт.Испарение составляет 76 мл / день на единицу, а продувка 4,7 мл / день при солености примерно такой же, как у морской воды, сбрасываемой в пруды-испарители, следовательно, используется около 2,6 л / кВтч. Он имеет три градирни с механической тягой для каждого блока.

Даже при относительно низкой чистой потребности в воде для рециркуляционного охлаждения большие электростанции могут превосходить то, что летом легко достается из реки. На атомной электростанции Civaux мощностью 3000 МВт (эл.) Во Франции в плотинах выше по течению хранится 20 GL воды, чтобы обеспечить адекватное снабжение в условиях засухи.

На некоторых атомных станциях используются бассейны-охладители, которые представляют собой другой тип охлаждения с замкнутым циклом, снижающий потери на испарение, связанные с градирнями. Пруды-охладители требуют значительного количества земли и могут оказаться невозможными по другим причинам. Преимущество пруда-охладителя заключается в том, что он передает больший процент отработанного тепла в атмосферу посредством конвекции или более медленного испарения из-за более низких перепадов температур, что снижает скорость испарения и, таким образом, скорость потребляемых потерь воды по сравнению с градирнями.Кроме того, их воздействие на окружающую среду обычно меньше, чем прямое охлаждение.

Несмотря на то, что на многих угольных и атомных электростанциях используются мокрые градирни, в США на производство электроэнергии приходится только около 3% всего потребления пресной воды, согласно Геологической службе США — около 15,2 гигалитра в день (5550 GL / год). Это было бы просто для внутренних угольных и атомных станций без доступа к обильному количеству воды для прямоточного охлаждения. Австралийские угольные электростанции потребляют около 290 GL в год ^–, что эквивалентно двум третям водоснабжения Мельбурна.

Сухое охлаждение

В тех случаях, когда доступ к воде еще более ограничен или приоритетом являются экологические и эстетические соображения, для обычных реакторов могут быть выбраны методы сухого охлаждения. Как следует из названия, в этом случае в качестве среды передачи тепла используется воздух, а не испарение из контура конденсатора. Сухое охлаждение означает минимальную потерю воды. Доступны два основных типа технологий сухого охлаждения.

Одна конструкция работает как автомобильный радиатор и использует принудительную тягу с высоким потоком через систему ребристых труб в конденсаторе, через которые проходит пар, просто передавая свое тепло напрямую окружающему воздуху.Тогда вся электростанция использует менее 10% воды, необходимой для установки с влажным охлаждением ^–, но некоторая мощность (около 1–1,5% выходной мощности электростанции) потребляется необходимыми большими вентиляторами. ^k Это прямое сухое охлаждение с использованием конденсатора с воздушным охлаждением (ACC), и единственная атомная электростанция, на которой он обычно используется, — это очень маленькие реакторы в Билибино в арктической зоне вечной мерзлоты в Сибири, хотя THTR-300 экспериментальный реактор в Германии в 80-е годы также имел воздушное охлаждение.

В качестве альтернативы может все еще существовать контур охлаждения конденсатора, как в случае с влажным рециркуляционным охлаждением, но вода в нем закрывается и охлаждается потоком воздуха, проходящим через оребренные трубы в градирне. * Тепло передается воздуху, но неэффективно. Эта технология не является предпочтительной, если возможно влажное охлаждение в зависимости от испарения, но потребление энергии составляет всего 0,5% от выхода.

Резервная система отвода остаточного тепла, вводимая в эксплуатацию на атомной электростанции Ловииса в Финляндии в 2015 году, имеет две градирни: одна для системы отвода остаточного тепла, подключенной к парогенераторам, а другая — для других нужд, включая топливо. бассейны.Они могут сначала перевести установку в режим горячего, а затем в холодный режим.

* Некоторые градирни с механической тягой представляют собой гибридную конструкцию, включающую сухую часть над мокрой. Используемый режим охлаждения зависит от сезона, при этом предпочтительнее сухое охлаждение в более холодные месяцы.

В обоих случаях нет зависимости от испарения и, следовательно, потерь охлаждающей воды на испарение. Использование вентиляторов также позволяет лучше контролировать охлаждение, чем просто использование естественной тяги.Однако теплопередача намного менее эффективна и, следовательно, требует гораздо более крупной охлаждающей установки, которая механически более сложна. Компания Eskom в Южной Африке указывает на установки с сухим охлаждением, у которых общее потребление воды составляет менее 0,8 л / кВтч, что соответствует потерям в паровом цикле (сравните примерно 2,5 л / кВтч для установок с влажным охлаждением). Eskom строит две из крупнейших угольных электростанций в мире — каждая мощностью 6 x 800 МВт, — и одна из них станет крупнейшей в мире электростанцией с сухим охлаждением.

Вряд ли какие-либо генерирующие мощности в США используют сухое охлаждение, а в Великобритании оно было исключено как непрактичное и ненадежное (в жаркую погоду) для новых атомных станций.В исследовании Министерства энергетики США в 2009 году говорится, что они в три-четыре раза дороже, чем рециркуляционная система влажного охлаждения. Во всех заявках на получение лицензии на новые предприятия в США сухое охлаждение отвергалось как неосуществимое или неприемлемое из-за потери эффективности выработки электроэнергии и значительно более высоких капитальных и эксплуатационных затрат. Для больших блоков также существуют последствия для безопасности, связанные с отводом остаточного тепла после аварийного останова с потерей мощности. В Иране четыре немецких реактора мощностью 1300 МВт, запланированные в 1970-х годах в Исфахане и Савехе, должны были использовать сухое охлаждение с двумя градирнями высотой 260 м и диаметром 170 м каждая.Маловероятно, что в обозримом будущем крупные атомные станции перейдут на сухое охлаждение.

Однако два американских малых модульных реактора (SMR) — Holtec SMR-160 и B&W mPower — используют сухое охлаждение или могут использовать его, что дает гораздо большую гибкость при выборе места установки. B&W заявляет о 31% тепловом КПД при использовании конденсатора с воздушным охлаждением, а также о снижении мощности со 180 МВт для водяного охлаждения до 155 МВт для охлаждения с воздушным конденсатором в результате снижения термодинамической эффективности.В модуле реактора NuScale мощностью 60 МВт, который планируется построить в Национальной лаборатории Айдахо, будет использоваться сухое охлаждение, что снизит потребление воды примерно на 90% и снизит выходную мощность на 5-7%.

Оба типа сухого охлаждения связаны с большими затратами на установку охлаждения и намного менее эффективны, чем водяные градирни, использующие физику испарения ^l , поскольку единственное охлаждение осуществляется за счет относительно неэффективной передачи тепла от пара или воды к воздуху через металл плавники, а не испарением. В жарком климате температура окружающего воздуха может составлять 40 градусов C, что сильно ограничивает охлаждающий потенциал по сравнению с температурой по влажному термометру, составляющей примерно 20ºC, что определяет потенциал для влажной системы.Однако, если модернизируются сухие системы, влажная система по-прежнему доступна для жаркой погоды.

Прогнозируемые данные Австралии по углю * показывают снижение теплового КПД воздушного охлаждения на 32% по сравнению с водяным охлаждением, например, с 33% до 31%.

* В ОЭСР Прогнозируемые затраты на производство электроэнергии 2010 г. Таблицы 3.3.

Вода является ограничением для выработки электроэнергии на угле во внутреннем Китае, большая часть которого находится в регионах с дефицитом воды. Модернизация воздушного охлаждения снижает эффективность на 3-10% и, как сообщается, стоит около 200 миллионов долларов на 1000 МВтэ мощности * — около 2.5c / кВтч. World Energy Outlook 2015 Отчет сообщает, что более 100 ГВт (эл.) Угольных электростанций в северном Китае (12% всего угольного парка) используют сухое охлаждение, и ожидается, что потребность в нем будет расти. В частности, около 175 ГВт установленной мощности по сжиганию угля необходимо модернизировать с использованием сухого охлаждения. Из-за высокой стоимости транспортировки угля, более чем в три раза превышающей стоимость добычи из Синьцзяна до восточного побережья, рядом с шахтами на севере строится много новых мощностей, а энергия передается на юг по линиям HVDC.Прирост стоимости сухого охлаждения показан примерно на уровне 0,7 долл. США / МВт-ч, как и стоимость HVDC.

* Финансовый отчет Bloomberg New Energy от 25.03.13.

Китай планирует построить небольшие модульные реакторы на расплаве соли в качестве энергетического решения на северо-западе страны, где мало воды и низкая плотность населения. Применение безводного охлаждения в засушливых регионах с использованием реакторов TMSR-SF предусматривается в конце 2020-х годов. Помимо твердотопливных конструкций, планируется установить МСР на жидком топливе мощностью 168 МВт.Отвод остаточного тепла пассивный, путем охлаждения полости.

Экологические и социальные аспекты охлаждения

Каждый из различных методов охлаждения влечет за собой свой набор местных экологических и социальных воздействий и подлежит регулированию.

В случае прямого охлаждения, воздействия включают количество забираемой воды и воздействие на организмы в водной среде, особенно на рыбу и ракообразных. Последнее включает в себя как улов из-за столкновения (отлов более крупной рыбы на экранах) и вовлечения (вытягивание более мелкой рыбы, икры и личинок через системы охлаждения), так и изменение условий экосистемы, вызванное повышением температуры сбрасываемой воды.

В случае мокрых градирен воздействия включают потребление воды (в отличие от простого забора) и эффекты визуального шлейфа пара, выбрасываемого из градирни. Многие люди считают такие шлейфы помехой, в то время как в холодных условиях некоторые конструкции башен допускают образование льда, который может покрывать землю или близлежащие поверхности. Другая возможная проблема — это унос, когда в каплях воды могут присутствовать соль и другие загрязнители.

Со временем знания об этих эффектах расширились, воздействия были определены количественно и были разработаны решения.Технические решения (такие как рыбные сетки и каплеуловители) могут эффективно смягчить многие из этих воздействий, но с соответствующими затратами, которые возрастают со сложностью.

На атомной станции, за исключением незначительного хлорирования, охлаждающая вода не загрязняется при использовании — она ​​никогда не контактирует с ядерной частью станции, а только охлаждает конденсатор в машинном зале.

В региональном и глобальном масштабе менее эффективные средства охлаждения, особенно сухое охлаждение, приведут к увеличению связанных выбросов на единицу отправляемой электроэнергии.Это больше беспокоит электростанции, работающие на ископаемом топливе, но, возможно, имеет последствия и для ядерной энергетики с точки зрения образующихся отходов.

Что касается политики, то в одном отчете Министерства энергетики США отмечается, что основным эффектом Закона США о чистой воде является регулирование воздействия использования охлаждающей воды на водную флору и фауну, и это уже приводит к выбору рециркуляционных систем вместо прямоточных для пресная вода. Это увеличит потребление воды, если не будут использоваться более дорогие и менее эффективные системы сухого охлаждения.Это поставит атомную энергетику в невыгодное положение по сравнению со сверхкритическим углем, хотя требования по десульфуризации дымовых газов (FGD) для угля выровняют водный баланс, по крайней мере, до некоторой степени, и любое будущее улавливание и хранение углерода (CCS) еще больше ухудшит уголь.

В августовском отчете Национальной лаборатории энергетических технологий (NETL) Министерства энергетики США были проанализированы последствия введения новых экологических норм для угольных электростанций в США. Ожидается, что надвигающееся нормотворчество Агентства по охране окружающей среды в феврале 2011 года обяжет использование градирен в качестве «наилучшей доступной технологии» для минимизации воздействия на окружающую среду от водозаборов, вместо того, чтобы позволять проводить оценки для конкретных участков и анализ рентабельности для определения наилучшего варианта из возможных. ряд проверенных технологий для защиты водных видов.Это может означать, что на всех новых заводах — и, возможно, на многих существующих установках — необходимо установить градирни вместо использования прямоточного охлаждения, которое требует много воды, но около 96% ее возвращается, немного теплее. Градирни, будучи более дорогими, работают за счет испарения большого количества воды, создавая нагрузку на запасы пресной воды — согласно отчету, они потребляют 1,8 л / кВтч, по сравнению с менее 0,4 л / кВтч для прямоточного охлаждения. . В отчете NETL отмечается, что прогнозируемое увеличение использования воды угольными электростанциями в течение следующих двух десятилетий, если прямое охлаждение больше не разрешено на новых станциях, не влияет на вероятность того, что многие угольные электростанции добавят технологию улавливания и хранения углерода (CCS) в ограничивают выбросы углерода в США, тем самым увеличивая потребление воды еще на 30-40%.

Исследование, проведенное в 2010 году Исследовательским институтом электроэнергетики (EPRI), показало, что общая стоимость модернизации электростанций США с градирнями превысит 95 миллиардов долларов. Стоимость только 39 АЭС (63 реактора) составит почти 32 миллиарда долларов. Исследование EPRI охватывало 428 электростанций США с прямоточными системами охлаждения, которые потенциально подпадали под действие пересмотренных правил Агентства по охране окружающей среды США, якобы для защиты водных организмов от попадания в водозаборные сооружения охлаждающей воды.Как отмечалось выше, в соответствии с предлагаемыми поправками к Закону о чистой воде EPA могло бы потребовать, чтобы охлаждение замкнутого цикла было «наилучшей доступной технологией» для сведения к минимуму неблагоприятного воздействия на окружающую среду для водных организмов. В исследовании EPRI рассматривались капитальные затраты, потери доходов от продолжительных отключений, необходимых для изменения систем, и затраты, связанные с потерями в эффективности установки, включая увеличение потребления энергии вентиляторами и насосами в системах охлаждения с замкнутым циклом. Такое изменение обойдется 311 миллионам граждан США в 305 долларов на человека, чтобы модернизировать все электростанции с прямоточной системой охлаждения, «чтобы устранить практически несуществующее воздействие на окружающую среду, согласно научным исследованиям популяций водных организмов на этих станциях», — говорится в сообщении. Институт ядерной энергии, промышленная ассоциация США.

В мае 2014 года EPA издало окончательное правило для водозаборов, охватывающее 1065 заводов и фабрик, которое позволяет существующим предприятиям использовать ряд вариантов защиты водных организмов, хотя новым потребуются системы замкнутого цикла. *

* NEI прокомментировал: «Градирни потребляют в два раза больше воды из водоемов, которые мы хотим защитить, по сравнению с прямоточными системами охлаждения. Этот факт очень важен с учетом прогнозов, что большая часть нашей страны столкнется с проблемой нехватки водных ресурсов.Технологические решения для водозабора охлаждающей воды электростанции могут быть очень эффективными в защите рыб и могут учитывать экологическое разнообразие различных участков. Как EPA ранее указывало, такие решения, как передвижные экраны с системой сбора и возврата, сопоставимы с градирнями в защите водных организмов в водоемах, используемых для охлаждения электростанций ».

Во Франции все атомные электростанции EdF, кроме четырех (14 реакторов), находятся внутри страны и требуют пресной воды для охлаждения.Одиннадцать из 15 внутренних станций (32 реактора) имеют градирни с испарительным охлаждением, остальные четыре (12 реакторов) напрямую используют речную или озерную воду. При нормативных ограничениях на повышение температуры в водоприемниках это означает, что в очень жаркое лето выработка электроэнергии может быть ограничена. *

* Например, в Бугее максимальное повышение температуры воды летом обычно составляет 7,5 ° C, а летом — 5,5 ° C, при максимальной температуре нагнетания 30 ° C (34 ° C летом) и максимальной температуре ниже по течению 24 ° C (26 ° C разрешено до 35 лет. дней).Для установок, использующих прямое охлаждение с моря, допустимое повышение температуры на море составляет 15ºC.

В США заводы, использующие прямое охлаждение от рек, должны снижать мощность в жаркую погоду. Три агрегата Browns Ferry компании TVA работают на 50%, в то время как температура в реке превышает 32 ° C.

За одним исключением, все атомные электростанции в Великобритании расположены на побережье и используют прямое охлаждение. В исследовании 2009 года, проведенном в Великобритании по выбору места для нового строительства атомной электростанции, все рекомендации касались площадок в пределах 2 км от обильных водоемов — моря или устья.

Австралийское исследование, предлагающее возобновляемые источники энергии (ветряные и солнечные) для объекта в Южной Австралии, предлагает цифру 0,74 GL / год использования воды для очистки зеркал (гелиостатов) на установке CSP общей мощностью 540 МВт, 2810 ГВт / год, следовательно, 0,26 L / кВтч.

При сравнении потребности в воде атомных электростанций и электростанций, работающих на угле, необходимо учитывать использование воды помимо охлаждения. Часто при очистке и транспортировке угля, а также при удалении золы используется много воды. Это может вызвать загрязнение, как и стоки с угольных складов.

Будущие последствия требований к охлаждению для ядерной энергетики

Пресная вода — ценный ресурс в большинстве частей света. Там, где его совсем мало, общественное мнение поддерживает политику правительства, основанную на здравом смысле, чтобы свести к минимуму ее растрату.

Помимо близости к основным центрам нагрузки, нет причин размещать АЭС вдали от берега, где они могут использовать прямоточное охлаждение морской водой. При размещении угольных заводов необходимо учитывать логистику поставок топлива (и связанный с этим эстетический вид), поскольку на каждую станцию ​​мощностью 1000 МВт в год требуется более трех миллионов тонн угля в год.

«Потребление воды атомными станциями является значительным, но лишь немного выше, чем потребление воды угольными станциями. Атомные станции работают при относительно более низких температуре и давлении пара, и, следовательно, более низкий КПД цикла, что, в свою очередь, требует более высоких расходов охлаждающей воды. Угольные заводы с более высокой эффективностью могут охлаждаться с использованием немного меньшего количества воды на единицу мощности, но разница небольшая. *

* Проблемы и возможности охлаждающей воды на АЭС США, октябрь 2010 г., INL / EXT-10-2028.

Если какую-либо тепловую электростанцию ​​- угольную или атомную — необходимо разместить на суше, наличие охлаждающей воды является ключевым фактором при размещении. Там, где количество охлаждающей воды ограничено, большое значение имеет высокий тепловой КПД, хотя любое преимущество, скажем, сверхкритического угля над ядерным, вероятно, будет значительно уменьшено из-за потребности в воде для FGD.

Даже если количество воды настолько ограничено, что ее нельзя использовать для охлаждения, тогда установка может быть размещена вдали от требований нагрузки и там, где имеется достаточно воды для эффективного охлаждения (с учетом некоторых потерь и дополнительных затрат на передачу) ^м .

Атомные станции

поколения III + имеют высокий тепловой КПД по сравнению с более старыми, и не должны находиться в невыгодном положении по сравнению с углем по соображениям использования воды.

Соображения по ограничению выбросов парниковых газов, конечно, будут накладываться на вышесказанное. Данные Министерства энергетики США показывают, что улавливание CO2 увеличит использование воды на угольных и газовых электростанциях на 50-90%, что сделает первые более водоемкими, чем атомные. *

* «Требования к воде для существующих и новых технологий термоэлектрических установок» DOE / NETL-402/080108, август 2008 г.

Еще одно значение связано с когенерацией, использующей отходящее тепло атомной электростанции на побережье для опреснения MSF. В большинстве случаев опреснения на Ближнем Востоке и в Северной Африке уже используется отходящее тепло от нефтегазовых электростанций, и в будущем ряд стран ожидают использования ядерной энергии для этой роли когенерации. См. Также информационный документ о ядерном опреснении.

---

ПРИЛОЖЕНИЕ: Комментарий к отчетам США

Очевидно, что кроме тепла, отводимого с дымовыми газами от угольной установки, и любой разницы в тепловом КПД, которая влияет на количество тепла, сбрасываемого в систему охлаждения, нет реальной разницы в количестве воды, используемой для охлаждение атомных электростанций по сравнению с угольными электростанциями того же размера.Однако в некоторых исследованиях в США указывается на существенное различие между угольными и атомными станциями, очевидно, связанное с (неустановленным) тепловым КПД выбранных примеров. Исследования исключают атомные станции на побережье, которые используют для охлаждения соленую воду.

Технический отчет EPRI за март 2002 года: Вода и устойчивость (том 3): Потребление воды в США для производства электроэнергии — следующие полвека. Цель — оценить будущее потребление воды, связанное с производством электроэнергии в США, примерно до 2020 года.Он использует некоторые «типичные» цифры забора и потребления воды, которые показывают заметные различия между углем и атомной электростанцией, без указания источника и объяснения их величины. Он ориентирован только на пресную воду и игнорирует растения с охлаждением морской водой. Его выводы представлены на региональной основе в свете прогнозируемого увеличения количества поколений и вероятных изменений в технологиях производства, таких как переход от угля к газу комбинированного цикла.

EPRI указывает, что этот отчет за 2002 год заменен отчетом за 2008 год: «Использование воды в производстве электроэнергии», но он недоступен.Отчеты за 2002 и 2008 годы основаны на примерах из общедоступных данных и баз данных EPRI, которые предоставляют информацию об использовании охлаждающей воды и отклонении тепла для нескольких объектов. Цифры, приведенные в этих отчетах и ​​приведенная выше гистограмма, в целом представляют потребности в водопользовании. Полученные EPRI числа постоянно были примерно на 10% ниже, чем аналогичные числа, предоставленные DOE, поскольку DOE использует теоретические расчеты для получения показателей водопользования, а не усреднение фактических данных по растениям, как в подходе EPRI.

Другие отчеты по оценке потребностей в пресной воде взяты из Национальной лаборатории энергетических технологий Министерства энергетики США в 2006 году с обновлением за 2008 год и более общие отчеты за 2009 год. Первые два ориентированы на 2030 год и используют пять сценариев охлаждения, применяемых к региональные прогнозы прироста и выбытия. Здесь предположения для будущих угольных электростанций: 70% сверхкритических ⁿ и 30% подкритических, причем первые имеют очень высокий тепловой КПД, по сравнению с любой атомной станцией поколения III.Однако предполагается, что угольные электростанции нуждаются в десульфуризации дымовых газов (ДДГ), что обычно увеличивает потребление воды.

Требования к охлаждающей воде для каждого типа установок были рассчитаны на основе данных NETL и представлены в следующей таблице для «модельных» установок потребления пресной воды:

Уголь, прямоточный, докритический, мокрый FGD	0,52 л / кВт · ч
Уголь прямоточный, сверхкритический, мокрый FGD	0.47 литров / кВтч
Ядерная, прямоточная, подкритическая	0,52 л / кВт · ч
Уголь рециркуляционный, докритический, мокрая ДДГ	1,75 л / кВтч
Уголь рециркуляционный, сверхкритический, мокрая ДДГ	1,96 л / кВтч
Атомная, рециркуляционная, докритическая	2,36 л / кВтч

Цифры озадачивают, так как для сверхкритического угля следует использовать значительно менее эффективные докритические угольные электростанции, а для рециркуляционного использования градирен большая разница между докритическим углем и ядерной энергией необъяснима.Очевидно, что существуют важные переменные, которые не учитываются, хотя они, безусловно, должны иметь отношение к прогнозам NETL.

Отчет DOE / NETL за 2009 год показывает диаграмму (рис. 3-6), в которой приводится отчет EPRI за 2002 год, где указано чистое потребление с использованием градирен от 2,27 до 3,8 л / кВтч для атомной энергетики *. Это намного больше, чем цифры на диаграмме докритического сжигания угля с FGD (рис. 3-2) — 1,9–2,5 л / кВтч (0,505–0,665 галлонов / кВтч) с аналогичной продувкой.

* Подпитка охлаждающей воды 3.От 0 до 4,1 л / кВтч (0,8-1,1 галлона / кВтч), без промывки 0,06-0,20 галлона / кВтч.

Другая диаграмма (рис. 3-1) со ссылкой на EPRI 2002 дает нетто 2,7 л / кВтч (0,72 галлона / кВтч) для атомной энергетики и 2,0 л / кВтч (0,52 галлона) для субкритического угля. В пояснении в тексте говорится: «Атомные электростанции имеют более высокую нагрузку на градирню по сравнению с чистой выработкой электроэнергии. Это связано с тем, что условия пара ограничиваются эффектами хрупкости металла от ядерного реактора, что снижает эффективность». Однако ни он, ни отчет EPRI не оправдывают большую разницу, которая должна быть напрямую связана с потерями тепла в дымоходе на угольных электростанциях и с тепловым КПД.

---

Примечания и ссылки

Банкноты

а. При теоретической полной эффективности и с учетом только паровой фазы это известно как цикл Карно. Эффективность Карно системы относится к разнице между уровнями тепла на входе и выходе и в более общем смысле называется термической эффективностью. [Назад]

г. Этот термодинамический процесс превращения тепла в работу также известен как цикл Ренкина или, в более простом смысле слова, как цикл пара, который можно рассматривать как практический цикл Карно, но с использованием насоса для возврата текучей среды в виде жидкости к источнику тепла.[Назад]

г. Конденсатор предназначен для конденсации отработавшего пара из паровой турбины за счет потери скрытой теплоты парообразования охлаждающей воде (или, возможно, воздуху), проходящей через конденсатор. Температура конденсата определяет давление на той стороне конденсатора. Это давление называется противодавлением турбины и обычно представляет собой частичный вакуум. Снижение температуры конденсата приведет к снижению противодавления турбины, что увеличит тепловой КПД турбины.Типичный конденсатор состоит из трубок внутри кожуха или кожуха.

Могут быть первичный и вторичный контуры, как в реакторах с водой под давлением (PWR) и двух или трех других типов. В этом случае первый контур просто передает тепло от активной зоны реактора к парогенераторам, а вода в нем остается жидкой под высоким давлением. В реакторах с кипящей водой и в реакторах другого типа вода закипает в активной зоне или рядом с ней. То, что сказано в основной части статьи, относится к последней ситуации или вторичной цепи, где их два.[Назад]

г. В ядерном реакторе вода или тяжелая вода должна поддерживаться под очень высоким давлением (1000-2200 фунтов на квадратный дюйм, 7-15 МПа), чтобы она оставалась жидкой при температуре выше 100ºC, как в современных реакторах. Это имеет большое влияние на реакторную технику.

Более подробная информация о различных теплоносителях первого контура представлена ​​в статье Nuclear Power Reactors . [Назад]

e. В отчете Геологической службы США за 1995 г. говорилось, что 98% изъятия обычно возвращается в источник.[Назад]

ф. Для данной электрической мощности, поскольку установка должна быть больше (для данной мощности при 36% необходимо сбросить в 1,78 раза больше тепла, при 33% необходимо сбросить в 2,03 раза больше тепла — разница в 14%). Если просто посмотреть на долю тепла, потерянного на конкретном заводе при двух значениях эффективности, разница составит 5%, а вырабатывается на 8% меньше электроэнергии. [Назад]

г. На каждый кВтч электроэнергии при тепловом КПД 33% необходимо сбросить 7,3 МДж тепла.При тепловом КПД 36% сбрасывается 6,4 МДж. При скрытой теплоте парообразования 2,26 МДж / л это приводит к испарению 3,2 литра или 2,8 литра на кВт · ч соответственно, если весь охлаждающий эффект является просто испарительным. Это составило бы 77 или 67 мегалитров в день соответственно для станции мощностью 1000 МВт, если бы все охлаждение было только испарительным. На практике около 60-75% испаряется, в зависимости от атмосферных факторов. Другие расчетные цифры для более высокой эффективности: для сверхсверхкритического парового цикла (USC) с использованием градирни потребуется около 1.Произведено 5-1,7 л / кВтч; Современная ПГУ составляет около 0,9-1,1 л / кВтч. [Назад]

ч. В отчете Министерства энергетики за 2006 год, который подвергается критике ниже, указано типичное значение 2,9 л / кВтч. Другие источники в США указывают 1,5 литра / кВтч для прямоточного охлаждения и 2,7 или 3,0 литра / кВтч для испарительных градирен (, например, NEI 2009, примечание 11; NEI 2012). [Назад]

и. На основе 50% от общего объема производства 261 ТВтч при расходе воды 2,25 литра / кВтч (60% электроэнергии вырабатывается из угля, в основном с использованием испарительного охлаждения).Согласно более авторитетной, но более ранней оценке, общие потери от испарения для внутренних электростанций составляют 225 GL / год (Hunwick 2008). В Мельбурне используется около 440 GL в год. [Назад]

Дж. Около 0,18–0,25 л / кВтч на заводе Коган-Крик в Квинсленде, включая небольшое дополнительное количество влажного охлаждения, и 0,15 л / кВтч на заводе Миллмерран. [Назад]

к. 48 вентиляторов на Коган-Крик диаметром 9 метров каждый. [Назад]

л. В Австралии на угольных электростанциях Коган-Крик (750 МВт в сверхкритическом состоянии) и Милмерране (в сверхкритическом состоянии 840 МВт) используется сухое охлаждение с использованием АСС, как и на электростанциях Матимба и Маджуба в Южной Африке.Новый завод Medupi будет использовать его и станет крупнейшей в мире станцией с сухим охлаждением (4800 МВт). Кендал в Южной Африке использует систему непрямого сухого охлаждения. Судя по всему, сухое охлаждение также используется в Иране и Европе. Южноафриканский опыт оценивает стоимость ACC примерно на 50% больше, чем рециркуляционное влажное охлаждение и косвенное сухое охлаждение на 70–150% больше. [Назад]

г. В них используется вода в сверхкритическом состоянии с давлением около 25 МПа, температура пара от 500 до 600 ° C и тепловая эффективность 45%. По всему миру работает более 400 таких заводов.Одним из направлений разработки ядерных реакторов поколения IV являются сверхкритические конструкции с водяным охлаждением. На сверхкритических уровнях (30+ МПа) может быть достигнут 50% тепловой КПД.

Сверхкритические флюиды — это флюиды, превышающие термодинамическую критическую точку, определяемую как наивысшие температура и давление, при которых газовая и жидкая фазы могут сосуществовать в равновесии как однородная флюид. У них есть свойства между газом и жидкостью. Для воды критическая точка находится при 374 ° C и 22 МПа, что дает ей плотность «пара», составляющую одну треть от плотности жидкости, так что она может приводить в движение турбину так же, как и обычный пар.[Назад]

п. В Великобритании все атомные станции находятся на берегу, и общие потери при передаче в системе составляют 1,5%. [Назад]

Источники

Агентство по охране окружающей среды Великобритании, 2010 г., Варианты охлаждающей воды для атомных электростанций нового поколения в Великобритании.
EPRI 2002, Вода и устойчивость (том 3): Потребление воды в США для производства электроэнергии — следующие полвека, Технический отчет EPRI
DOE / NETL 2006: Оценка потребностей в пресной воде для удовлетворения будущих потребностей в производстве термоэлектрической энергии, DOE / NETL-2006/1235
DOE / NETL 2008: Оценка потребностей в пресной воде для удовлетворения будущих требований к производству термоэлектрической энергии, обновление, DOE / NETL-400/2008/1339
DOE / NETL 2009: Требования к воде для существующих и новых технологий термоэлектрических станций, DOE / NETL-402/080108
Использование воды в производстве электроэнергии, отчет Института электроэнергетики 1014026 (февраль 2008 г.)
EPRI 2011, Национальная смета затрат на модернизацию U.S. Электростанции с замкнутым циклом охлаждения, Технический бюллетень EPRI 1022212; и исследование модернизации замкнутого цикла: оценка капитальных затрат и производственных затрат, Технический отчет EPRI 1022491.
DOE / NETL, август 2010 г., Уязвимость воды для существующих угольных электростанций, отчет 1429. DOE / INL 2010, Проблемы и возможности охлаждающей воды на атомных электростанциях США, октябрь 2010 г., INL / EXT-10-2028.
Ханвик, Ричард 2008 г., Австралийские внутренние электростанции: уменьшение их жажды
Международное энергетическое агентство и Агентство по ядерной энергии ОЭСР, Прогнозируемые затраты на производство электроэнергии, издание 2010 г.,
Международное энергетическое агентство, World Energy Outlook 2015
Международное энергетическое агентство, World Energy Outlook 2016 — глава 9, посвященная воде
Справочник по ядерной инженерии 2010
ESAA, Electricity Gas Australia 2010
МАГАТЭ 2012, Эффективное управление водными ресурсами в реакторах с водяным охлаждением, Серия изданий МАГАТЭ по ядерной энергии No.НП-Т-2.6.
Уильям Скафф, Институт ядерной энергии, водопользование, электроэнергия и ядерная энергия: целостный подход к охране окружающей среды, представленный на Ежегодном форуме Совета по охране грунтовых вод (GWPC) 2009, 14-16 сентября 2009 г.
Информационный бюллетень Института ядерной энергии, водопользования и атомных электростанций (ноябрь 2013 г.)
ThinkClimate & Brown & Pang, Варианты с нулевым выбросом углерода (для электростанции Порт-Огаста), 2012 г.

Электростанция на биомассе

AET ж.высокая эффективность и доступность

Электростанция на биомассе AET разработана для тех, кто хочет производить электроэнергию и ценит превосходную и хорошо задокументированную производительность и доступность.

Преимущества для вас

Преимущества электростанции AET включают:

• Высокопроизводительный котел на биомассе AET
  — Высокий КПД котла
  — Низкое внутреннее энергопотребление
  — Низкие выбросы дымовых газов
  — Высокая топливная гибкость — низкие эксплуатационные расходы
  — Высокая полнота сгорания
  — Лучшая доступная технология
• Высокая эффективность установки
  — Оптимизированный тепловой баланс
  — Хороший вам бизнес-кейс
• Высокая доступность
  — Улучшенный бизнес-кейс для вас

Определение оптимальной конструкции электростанции, работающей на биомассе, включает в себя множество параметров, таких как оптимальные рабочие условия, топливо, котел, турбина, цикл пара / воды и т. Д.

AET может помочь вам в оптимизации параметров установки, поскольку наши опытные сотрудники обладают многолетним опытом и обширными знаниями в области паровых циклов и паровых турбин.

Параметры электростанции на биомассе AET

Электростанции на биомассе

AET могут быть разработаны практически для всех типов биомассы. Высокий электрический КПД, очень стабильное производство электроэнергии и чрезвычайно высокая доступность гарантируют вам, как инвестору, хорошее экономическое обоснование. Приведенные ниже проектные параметры составляют базовую платформу для наших заводов:

Тепловая нагрузка топлива	25–170 МВтт
Полезная выходная электрическая мощность	7 — 65 МВт
Чистый электрический КПД	28 — 38%
Конструкция котла	Водотрубный котел с естественной циркуляцией Одинарное или двойное давление (повторный нагрев, например.г. 140 бар и 25 бар)
Наработка	Не менее 8000 часов без отключения для ручной очистки
КПД котла	91% — 94% — в зависимости от влажности топлива
Значения выбросов	Лучше европейских требований
Топливная гибкость	Влажность топлива: 10 — 57%
Дополнительная горелка	Не требуется
Собственное энергопотребление	<2.5% погонной энергии топлива
Наличие	Лучше 96,5%.

Чтобы увидеть некоторые электростанции, работающие на биомассе AET, щелкните по ссылкам ниже:

Направляющая шнека, подборщик посадочного шнека

Если у вас есть вопросы о шнеках, вы обратились по адресу. Вот некоторые из наиболее часто задаваемых вопросов о земляных бурах.Читайте дальше, чтобы узнать ответы!

1. Что такое земной шнек?

Первый вопрос, который вы, вероятно, задаетесь вопросом: а что такое земной бур? Это простые инструменты, которые помогут вам сверлить ямы в земле. Обычно легкий и недорогой в приобретении шнек может помочь вам с любой задачей — от посадки луковиц или травяных пробок до рытья ям для столбов забора.

Посмотрите наши шнеки

2. Шнек какого размера мне нужен?

Земляные шнеки

бывают разных размеров.Узнайте, как выбрать шнек подходящего размера для вашего ландшафтного проекта, на нашей странице размеров шнека.

Выберите размер шнека

3. Как пользоваться шнеком?

Шнеки

Power Planter просты в использовании. За исключением двух наших самых больших шнеков, которые предназначены для использования с силовыми головками, все наши шнеки имеют шестигранную головку, поэтому они подходят для стандартного сверлильного патрона. Чтобы использовать шнек, просто установите шестигранную головку на дрель или аккумуляторную дрель. После этого вы готовы начать копать.

Для ям большего размера перед запуском вы можете выкопать небольшую пилотную яму. Затем поместите наконечник шнека в центр ямы, которую вы планируете выкопать, и активируйте дрель или силовую головку.

Обязательно держите шнек в вертикальном положении, пока он копает, и будьте готовы — сеялка слегка отскочит назад в вашей руке, когда шнек начнет врезаться в почву. Когда шнек начинает копать, давить на него не нужно. Просто позвольте шнеку копать, пока вы не достигнете желаемой глубины, а затем вы сможете безопасно вынуть инструмент из ямы.
Советы по обслуживанию шнека
Копание ямы 101

4. Сколько энергии мне нужно?

Когда дело доходит до Важно убедиться, что у вас есть подходящая сеялка или силовой двигатель для вашего шнека Power Planter® и вашего проекта. Узнайте, сколько мощности сверла вам понадобится, в нашем руководстве по мощности.

Направляющая для сверл

5. Какие типы шнеков доступны?

В Power Planter вы найдете широкий ассортимент шнеков для различных нужд. Вот обзор типов шнеков, которые мы предлагаем, и того, что с ними можно делать:

• 2–4-дюймовые шнеки: Эти шнеки бывают различной длины, от 7 до 48 дюймов, и они идеально подходят для сада.С их помощью можно сажать луковицы, пробки, однолетние и овощные втулки и даже небольшие комнатные растения.
• 5-7-дюймовые шнеки: Если вы много занимаетесь ландшафтным дизайном, то эти шнеки идеальны. Используйте шнеки такого размера, чтобы вырыть ямы для растений размером в кварту или галлон, небольших деревьев и кустарников, или даже использовать их для выкапывания ям для столбов меньшего размера.
• Шнеки от 8 до 9 дюймов: В то время как меньшие шнеки предназначены для использования с дрелью, шнеки на большем конце шкалы предназначены для работы с силовой головкой или двигателем.Эти шнеки идеально подходят для растений объемом 2 галлона или для рытья ям для столбов, если вы планируете построить забор или установить столб для почтового ящика.

Сравнить Шнеки

6. Как выбрать подходящий шнек?

Чтобы выбрать шнек, который лучше всего соответствует вашим потребностям, подумайте, как вы его будете использовать. Если вы планируете использовать шнек только для установки пробок, например, тогда вам подойдет 2- или 3-дюймовый шнек. Если вы предвидите необходимость закапывать колья или устанавливать небольшие столбы, вы можете предпочесть 4-дюймовый шнек или другой, большего размера.

Попробуйте наш Project Matcher

Также помните о длине. Более короткие шнеки требуют, чтобы вы стояли на четвереньках во время копания, в то время как удлиненный 48-дюймовый шнек позволит вам копать ямы из положения стоя. Если вас беспокоит боль в спине, используйте более длинный шнек, чтобы минимизировать нагрузку.

Часто задаваемые вопросы

Как пользоваться садовым шнеком?

Посмотрите этот полезный видеоролик, созданный нашими австралийскими партнерами-дистрибьюторами, чтобы получить полезные советы по рытью ям.

Нужна дополнительная помощь?

Шнеки Power Planter

могут выполнять самые разные задачи — от помощи при посадке растений в землю с наступлением весны до бурения льда или смешивания краски. Если у вас есть дополнительные вопросы о нашей продукции или о том, как выбрать подходящий шнек, воспользуйтесь нашим руководством по шнекам или свяжитесь с нами для получения помощи.
Свяжитесь с нами

.