О преимуществах использования системы автономного газоснабжения знают многие. И даже в случае, когда необходимо газифицировать целый комплекс зданий, система автономного газоснабжения становится незаменимой.
Для любого из нас образ дома всегда связан, прежде всего, с понятиями тепла и света. Но чем активнее развивается технический прогресс, тем больше требований мы предъявляем к нашим домам: современное жилище немыслимо без самой разнообразной бытовой техники, компьютеров, систем безопасности и отопления. Семья, живущая в собственном загородном доме, частном особняке или коттеджном поселке потребляет значительно больше электроэнергии, нежели обитатели городской квартиры. Помимо традиционных бытовых приборов энергия расходуется на ландшафтное освещение, системы отопления зимнего сада, обслуживание сауны и бассейна, хозяйственные работы на территории. Небольшие по объему, но важнейшие по значению потребители энергии – системы видеоконтроля и доступа.
Электричество настолько вошло в наше сознание, что мы воспринимаем это ”чудо техники” как нечто само собой разумеющееся. Но в один \”прекрасный\” день, когда мы зависаем в темном лифте, оказываемся заблокированы автоматикой в подземном гараже или лишаемся всей информации, накопленной в компьютерах за месяцы работы, мы вспоминаем о том, что значит электроэнергия для всего современного общества и каждого отдельно взятого человека. Между тем, никто не застрахован от отключений и сбоев в сети. Это и называется качеством электроэнергии. Для высокотехнологичных производств качество энергии определяется совокупностью многих параметров, проанализировать которые могут только сложные сверхточные приборы. Мы с вами, обычные потребители, предъявляем поставщикам энергии одно главное требование – бесперебойность. Каким же образом можно ее обеспечить
Традиционный источник энергии для большинства предприятий и обычных жителей – общая сеть. К сожалению, оборудование, составляющее эту сеть, во многом устарело, износилось и не справляется с постоянно возрастающими нагрузками. Именно это зачастую и становится причиной отключений электроэнергии. Существуют еще и определенные лимиты энергопотребления, превышение которых провоцирует аварийные ситуации. Кроме того, линии электропередач нередко страдают и от стихии, и от вандализма некоторых граждан, особенно в зонах пригородной застройки. Следовательно, для того, чтобы гарантировать себя от проблем, связанных и неожиданными сбоями в подаче питания, нужно иметь некий ”запасной вариант”, а точнее – резервный источник электроэнергии.
Как правило, в качестве таких источников используются автономные дизель- и газогенераторы электроэнергии, работающие, соответственно, на дизельном топливе, природном или на сжиженной углеводородном газу. Количество вырабатываемой энергии, т.е. мощность, может варьироваться в зависимости от нужд потребителя. Например, для обеспечения электроэнергией загородного дома достаточно небольшого дизель- или газогенератора, который можно разместить на участке или даже в подвале. Генераторы большей мощности могут обеспечить электроэнергией коттеджные поселки и даже густонаселенные городские районы.
Эти агрегаты могут применяться в разных вариантах: как основные, так и резервные источники энергии. В качестве резервного источника генераторные установки используются как раз в том случае, когда нужна гарантия бесперебойного питания. Они устанавливаются в аэропортах, банках, на высокотехнологичных предприятиях, в больницах и т.д. – везде, где сбои в подаче энергии просто недопустимы.
В качестве основного источника питания генераторы устанавливают в тех районах, где нет линий электропередач и, соответственно, проводить электричество от основной сети либо очень дорого, либо технически невозможно. Самый экономически выгодный вариант использования автономных энергоустановок – создание собственной сети, состоящей из нескольких пользователей, например, жителей коттеджного поселка или таун-хауза. В этом случае потребители ни от кого не зависят и имеют постоянный источник не только энергии, но и тепла.
Наиболее успешно вопрос выработки электрической и тепловой энергии решается в когенераторных установках (КГУ). Когенерация – это процесс одновременного производства тепловой и электрической энергии с помощью единого устройства (когенератора).
Когенераторные газопоршневые установки (ГПУ) являются альтернативой привычным теплоэлектростанциям, но преимущество когенератора состоит в том, что преобразование энергии здесь происходит с наибольшей эффективностью. Универсальными и удобными являются когенераторные газопоршневые установки (ГПУ, часто называемые ”газогенераторами” ) на базе газовых двигателей внутреннего сгорания, которые оснащены теплообменными аппаратами для утилизации тепловой энергии.
Диапазон единичных мощностей газопоршневых установок составляет от 20 кВт до 6000 кВт. Принцип их работы прост и надежен: газопоршневые установки выполняют как основную свою функцию – вырабатывают электроэнергию, так и позволяют использовать тепло, образующееся в процессе преобразования энергии. КПД газопоршневой установки за счет использования тепловой энергии поднимается с 35 – 39 % до 84 – 90%.
Наглядно соотношения полезной выработки электрической и тепловой энергии, а также потери тепла, представлены на диаграмме. Из диаграммы видно, что на 100% энергии сожженного топлива (в данном случае – природного газа или дизельного топлива) на долю выработки электроэнергии в ГПУ приходится 35 – 39%. Кроме того, имеется возможность полезного использования тепловой энергии (около 50%), причем около половины из них снимается в малогабаритных теплообменных аппаратах с жидкостными теплоносителями ”вода/вода”. Около 30% тепла можно снять с выхлопных газов в теплообменниках ”газ/вода”. Температура выхлопных газов на входе в теплообменник составляет 450-550°С, и это позволяет нагревать воду до 95 -115°С (в зависимости от нужд потребителя).
Потери тепла в такого рода установках составляют всего лишь около 10%. На каждый кВт выработанной электроэнергии в когенераторных газопоршневых установках производится 1,2 – 1,3 кВт тепловой энергии.
Когенераторные газопоршневые установки имеют автоматическое управление, которое обеспечивает поддержание заданных температурных режимов теплофикационной воды и системы охлаждения теплоэлектростанции. Система автоматического управления включает электроприводы, микропроцессорные регуляторы, термодатчики, манометры, пульт управления.
Когенераторные газопоршневые установки могут быть смонтированы как в отдельном помещении, так и в мобильном (контейнерном) варианте. Стоимость такой мобильной установки ниже, чем стационарной электростанции, и она значительно удобнее при работе в труднодоступной местности. Ее легко можно перевезти на новые участки строительства коттеджных поселков, либо к новому жилому дому, не имеющему централизованного теплоэнергоснабжения. Мобильные установки выполняются в 20 и 40-футовых контейнерах.
Себестоимость производства электроэнергии в когенераторных газопоршневых установках составляет 0,81 – 1,35 тг. за кВт/ч, при этом производится 1,2 – 1,3 кВт тепловой энергии на каждый кВтoч выработанной электрической энергии по себестоимости, составляющей 810 – 1350 тг. за 1 Гкал, что в несколько раз ниже, чем получаемая электроэнергия и тепло при централизованном электро- и теплоснабжении.
Широкий диапазон мощностей, отсутствие каких-либо особых требований к установке и эксплуатации, экономические преимущества делают использование ГПУ привлекательным в подавляющем большинстве случаев при решении задачи электро- и теплоснабжения загородных домов и коттеджных поселков. Кроме того, современные приборы учета электроэнергии, которые подключаются к сети, абсолютно точно показывают объем расхода энергии разными потребителями, и на основании их показаний производится расчет оплаты. В Европе и Америке практика использования автономных источников питания существует в течение нескольких десятилетий, причем их пользователями являются как хозяева особняков, так и жители таун-хаузов и районов с многоэтажной городской застройкой.
Итак, подводя итоги всему вышесказанному, мы можем перечислить преимущества автономных газовых энергетических установок:
1. Гарантированная бесперебойная электроэнергия и тепло в ваших домах;
2. Независимость от централизованных источников энерго- и теплоснабжения;
3. Значительно меньшая себестоимость выработки тепла и электроэнергии по сравнению со стоимостью энергии, покупаемой у производителей-монополистов;
4. Высокий КПД (до 94%);
5. Относительно невысокий объём капиталовложений, в том числе и для объектов находящихся на значительном расстоянии от централизованных источников доставки природного газа (газопроводов);
6. Короткий срок планирования и строительства;
7. Возможность работы на самом доступном, дешевом и экологически чистом топливе – природном и сжиженном углеводородном газу;
8. Минимальные затраты на передачу и распределение тепла и электроэнергии потребителям;
9. Низкий уровень вредных выбросов в атмосферу;
10. Простота эксплуатации;
11. Невысокие эксплуатационные затраты.
Автономные энергоустановки очень широко применяются в нефтегазовой отрасли. Новое месторождение, как правило, находится далеко от основных линий электропередач, поэтому автономные источники энергии просто незаменимы. А в дальнейшем они способны обеспечить энергией и оборудование, и жилые комплексы. Это – лучший показатель надежности. Еще один красноречивый пример – автономные установки, обеспечивающие теплом и энергией полярные станции. Здесь малейший сбой может привести к катастрофическим последствиям; фактически, люди полностью доверяют свою жизнь и безопасность умной и мощной технике.
Широкий диапазон мощностей автономных энергоустановок позволяет подобрать оптимальный вариант для любого потребителя. Заранее можно просчитать стоимость проекта и экономическую эффективность работы установки и для небольшого загородного дома, и для огромного особняка, и для целого коттеджного поселка.