Автономному дому – собственную микро-ТЭЦ
Решение проблемы комплексного энергоснабжения "малых" объектов от возобновляемых источников энергии. Разработка конструкции единой энергоустановки для автономного дома – микро-ТЭЦ, работающей по гибридной схеме от возобновляемых энергоисточников.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 18.03.2019 |
| Размер файла | 145,7 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
Автономному дому - собственную микро-ТЭЦ
Н. Ясаков
Новороссийск
В статье «Автономное энергоснабжение должно быть комплексным» (на сайте AltEnergiya.ru) намечен общий подход к решению проблемы комплексного энергоснабжения «малых» объектов от возобновляемых источников энергии. Теперь же - с появлением новых разработок - можно показать пример решения этой задачи с помощью единой энергоустановки - микро-ТЭЦ, работающей по гибридной схеме от тех же возобновляемых энергоисточников.
Такая энергоустановка, несмотря на свои малые размеры и мощность преобразуемой энергии, вполне способна обеспечить усадебный дом, дачу, небольшой туристический лагерь, другие подобные объекты и электричеством, и теплом, и горячей водой, и даже подогретым воздухом для сушки материалов и всяких выращенных или собранных плодов, ягод, грибов и трав.
Однако потребность в подобных установках не ограничивается только существующими объектами: они не менее важны при освоении и заселении новых территорий, например, «дальневосточных гектаров».
Конструкция микро-ТЭЦ подробно описана в публикации изобретения (патент РФ № 2608448, 2017 г.). Она представляет собой единый модуль, все компоненты которого могут быть изготовлены в заводских условиях, что позволит освоить их массовое производство и облегчить монтаж на месте установки. В таком варианте она представлена на чертеже общего вида.
Корпус теплоаккумулятора 1 является одновременно основанием и ветротепловой установки (ВТУ), состоящей из турбины 2 и кинематически связанного с ней вентилятора 3, а также солнечного коллектора-нагревателя (СКН) 4. Панели СКН расположены на освещаемых солнцем стенках теплоаккумулятора, которые, выполненные из листового металла, и являются лучепоглощающей поверхностью. Они имеют со стороны облучения селективное покрытие и прозрачное теплоизолирующее ограждение. Панели могут быть оснащены расположенными над ними козырьками 5 с зеркальной нижней поверхностью, являющимися к тому же и защитой панелей от атмосферных осадков. Угол наклона козырьков должен обеспечивать максимальное дополнительное солнечное облучение панелей в зимний период.
Остальная поверхность теплоаккумулятора, а также трубопроводы внешнего теплообменного контура имеют теплоизоляционное покрытие, например, известными органосиликатными составами «Силтэк», «Броня», «Корунд» и т.п.
Предпочтительным вариантом ВТУ в конструкции рассматриваемой микро-ТЭЦ представляется только что запатентованный в России (патент № 2623637) ветротепловой преобразователь с вертикальным валом, имеющий корпус, выполненный в форме улитки, турбину с ротором в виде усеченного конуса, оснащенным желобчатыми лопастями, а выходным каналом является раструб 6, расположенный над корпусом турбины и одновременно являющийся флюгером для ориентации ветроустановки входным конфузором навстречу ветровому потоку. И конфузор, и раструб выполнены в виде жестких каркасов с облегченной оболочкой.
Широкий фронт захвата потока воздуха с его сжатием и последующим закручиванием в улитке корпуса, где он одновременно воздействует на все лопасти турбины и затем удаляется через раструб (в основном - силой разрежения, создаваемого в нем внешним обтекающим потоком), обеспечивает предельно высокий к.п.д. преобразования энергии ветра в механическую энергию.
Входной конфузор ветропреобразователя оснащен своеобразной защитой от запредельных ветровых нагрузок, при которых его боковые стенки синхронно раскрываются и переходят во флюгерное положение (см. вид сверху), но ветроустановка продолжает работу на «малом фронте» ветрового потока. В ближайшей безветренной паузе стенки под действием пружин возвращаются и фиксируются в исходном положении, например, магнитными замками.
Механическая энергия превращается в тепловую в теплоаккумуляторе подобно тому, как это происходит в аэродинамической сушильной камере. Только температура нагрева может намного превышать требуемую для испарения влаги, которой в нашем теплоаккумуляторе, конечно же, нет. А солнечные панели с их минимальными внешними теплопотерями только усилят при солнечном облучении этот нагрев. При наличии отражающих козырьков этот эффект возрастает. Такая «гибридная» система нагрева, использующая не единственный источник энергии, позволяет сократить перерывы в пополнении теплового ресурса аккумулятора, уменьшить его размеры при сохранении расчетной надежности энергоснабжения.
энергоснабжение автономный дом
Далее, часть тепловой энергии преобразуется в электрическую. Примером тепломеханического преобразователя по патенту РФ № 2608448 является паротурбинный блок. Однако позднее для подобных целей был специально разработан и запатентован твёрдотельный безроторный тепломеханический преобразователь 7 (патент RU № 2636956, 2017.), который хорошо вписывается в верхнюю полость теплоаккумулятора (снаружи устанавливается только электрогенератор) и может работать также при температуре в нём ниже 100°С, которая долго сохраняется даже в нерабочем состоянии ветротепловой установки и солнечного коллектора-нагревателя.
Пуск такого ТМП производится подачей в его теплообменные каналы охлаждающего воздуха, который, нагреваясь, после рекуперации части тепловой энергии передает «сбросное» тепло для обогрева помещений.
При умеренной температуре наружного воздуха он может работать в открытом контуре, обеспечивая тем самым усиленную вентиляцию помещений. С похолоданием этот контур можно частично либо полностью замкнуть. А в особо холодную погоду (либо при пониженном расходе электроэнергии) можно добавлять тепло на обогрев непосредственно от теплоаккумулятора. В летнее же время можно использовать это тепло для других нужд (сушка материалов, сельхозпродуктов, нагрев бассейна и т.п.).
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Перечень имеющейся установленной мощности, силового и осветительного оборудования по объектам пансионата. Проект по внедрению автономного энергоснабжения с использованием фото-ветро установки, пассивной солнечной системы и гелиосистемы. Расчет мощностей.
дипломная работа [353,4 K], добавлен 25.11.2010Виды нетрадиционных возобновляемых источников энергии, технологии их освоения. Возобновляемые источники энергии в России до 2010 г. Роль нетрадиционных и возобновляемых источников энергии в реформировании электроэнергетического комплекса Свердловской обл.
реферат [3,1 M], добавлен 27.02.2010Изучение опыта использования возобновляемых источников энергии в разных странах. Анализ перспектив их массового использования в РФ. Основные преимущества возобновляемых альтернативных энергоносителей. Технические характеристики основных типов генераторов.
реферат [536,4 K], добавлен 07.05.2009Динамика развития возобновляемых источников энергии в мире и России. Ветроэнергетика как отрасль энергетики. Устройство ветрогенератора - установки для преобразования кинетической энергии ветрового потока. Перспективы развития ветроэнергетики в России.
реферат [3,4 M], добавлен 04.06.2015Строительство и реконструкция малых ГЭС. Использование энергии водных ресурсов и гидравлических систем с помощью гидроэнергетических установок малой мощности. Малая гидроэнергетика как один из конкурентоспособных возобновляемых источников энергии.
реферат [69,0 K], добавлен 11.10.2014Существующие источники энергии. Мировые запасы энергоресурсов. Проблемы поиска и внедрения нескончаемых или возобновляемых источников энергии. Альтернативная энергетика. Энергия ветра, недостатки и преимущества. Принцип действия и виды ветрогенераторов.
курсовая работа [135,3 K], добавлен 07.03.2016Актуальность поиска нетрадиционных способов и источников получения энергии, в особенности возобновляемых. Эксплуатация малых гидроэлектростанций, развитие промышленной ветроэнергетики. Характеристика солнечных, приливных и океанических электростанций.
курсовая работа [487,3 K], добавлен 15.12.2011Создание институциональной базы в арабских странах. Инвестиционные возможности для развития возобновляемой энергетики. Стратегическое планирование развития возобновляемых источников энергии стран Ближнего Востока. Стратегии развития ядерной энергии.
курсовая работа [4,7 M], добавлен 08.01.2017Использование возобновляемых источников энергии. Энергия солнца, ветра, биомассы и падающей воды. Генерирование электричество из геотермальных источников. Сущность геотермальной энергии. Геотермальные электрические станции с комбинированным циклом.
реферат [1,7 M], добавлен 15.05.2010Характеристика возобновляемых источников энергии: основные аспекты использования; преимущества и недостатки в сравнении с традиционными; перспективы использования в России. Способы получения электричества и тепла из энергии солнца, ветра, земли, биомассы.
курсовая работа [3,9 M], добавлен 30.07.2012Использование возобновляемых источников энергии, их потенциал, виды. Применение геотермальных ресурсов; создание солнечных батарей; биотопливо. Энергия Мирового океана: волны, приливы и отливы. Экономическая эффективность использования энергии ветра.
реферат [3,0 M], добавлен 18.10.2013Перспективы использования возобновляемых источников энергии в Казахстане и проблемы, связанные с их использованием. Удельные мощности разных типов электростанций. Выбор фотопреобразователей. Преимущества автономных систем. Инвестиционные затраты.
дипломная работа [1,5 M], добавлен 31.01.2014Изучение истории рождения энергетики. Использование электрической энергии в промышленности, на транспорте, в быту, в сельском хозяйстве. Основные единицы ее измерения выработки и потребления. Применение нетрадиционных возобновляемых источников энергии.
презентация [2,4 M], добавлен 22.12.2014Анализ энергосбережения (экономии энергии) как правовых, производственных, технических и экономических мер, направленных на эффективное использование топливно-энергетических ресурсов и на внедрение в хозяйственный оборот возобновляемых источников энергии.
реферат [345,9 K], добавлен 24.10.2011Автономное энергоснабжение жилых, общественных и промышленных объектов. Использование теплоэлектроцентралей малой мощности в системах автономного энергоснабжения. Энергоэффективность в зданиях: мировой опыт. Энергетическое обследование спорткомплекса.
дипломная работа [2,5 M], добавлен 23.03.2017Классификация возобновляемых источников энергии. Современное состояние и перспективы дальнейшего развития гидро-, гелео- и ветроэнергетики, использование энергии биомассы. Солнечная энергетика в мире и в России. Развитие биоэнергетики в мире и в РФ.
курсовая работа [317,6 K], добавлен 19.03.2013Использование альтернативных океанических возобновляемых источников энергии: биомассы и водорода, волн и течения, разности в солености морской и речной воды. Энергетический потенциал тепловых станций в тропиках и на осмотических станциях в устьях рек.
реферат [589,8 K], добавлен 15.06.2011История развития ветроэнергетики и ее современные достижения. Перспективы и проблемы использования нетрадиционных возобновляемых источников энергии. Действующая модель парусно-флюгерной ветроустановки, основные этапы и направления ее совершенствования.
контрольная работа [504,9 K], добавлен 01.11.2015Место США на мировом рынке энергетики. Проблемы энергетического комплекса на современном этапе, влияние финансового кризиса на его состояние. Перспективы использования возобновляемых источников энергии. Энергетические приоритеты администрации Обамы.
дипломная работа [781,5 K], добавлен 05.07.2012Преобразованная энергия солнечного излучения. Потенциал и перспектива использования нетрадиционных и возобновляемых источников энергии. Выработка электроэнергии с помощью ветра. Ветроэнергетика в Украине. Развитие нетрадиционной энергетики Крыма.
реферат [677,3 K], добавлен 20.01.2011
