Что такое когенерация? Когенерационные установки Vitobloc от Viessmann

Когенерация - это технологический процесс производства двух видов энергии одновременно, в частности, электрической и тепловой. Слово "когенерация" образовано от слов - комбинированная и генерация.

Поэтому, когенерационная установка Vitobloc - создана по заказу энергетическая концепция комбинированного производства тепловой и электрической энергии. Компания Viessmann Kraft-Wärme-Kopplung GmbH (прежнее название ESS - Energie Systeme & Service GmbH) специализируется на когенерационных установках в группе Viessmann, с 2008 года принадлежит  нашему предприятию. Имея более 25 лет опыта, Viessmann предлагает эффективные системы, использующие газ для одновременного генерирования электрической и тепловой энергии. Кроме серийных продуктов, мы предлагаем когенерационные установки в специальном исполнении, отвечающие нестандартным запросам наших заказчиков.

Что такое когенерационная установка (КГУ)?

Значительная часть электроэнергии в Украине производится конденсационными электростанциями (КЭС). На таких электростанциях первичная энергия топлива превращается в котлах на пару. После чего полученная пара подается в паровую турбину, которая приводит в движение электрогенератор. Генератор преобразует механическую энергию турбины на электрический ток. Средний коэффициент полезного действия традиционных электростанций составляет около 38%, то есть более 60% подведенной первичной энергии топлива не используется и сбрасывается в окружающую среду. Теплоэлектроцентраль (ТЭЦ) отличается от конденсационной электростанции тем, что ее общий коэффициент полезного действия можно повысить благодаря использованию отходящего тепла.На мощных ТЭЦ процессы отбора тепла и его передачи потребителю реализуются с помощью тепловых сетей, но их потенциал в основном почти исчерпан. В конце концов, эффективная работа теплоэлектроцентралей возможна только при условии, когда крупные потребители тепловой энергии, например, жилые районы, расположенные вблизи ТЭЦ.

Учитывая эти обстоятельства были разработаны идеи о создании децентрализованных когенерационных установок: производство электрической и тепловой энергии происходит в сравнительно небольших блочных модулях, установленных в непосредственной близости от потребителя. Благодаря этому потери электрического тока и тепла при транспортировке минимизируются. Коэффициент использования энергоресурсов растет более чем на 60%, а стоимость электрической и тепловой энергии, производимой КГУ, значительно ниже по сравнению с «большой» энергетикой.

Как когенерационная установка подключается к системам теплоснабжения и электропитания?

Когенерационная установка используется для покрытия базового тепловой нагрузки объекта и эксплуатируется параллельно с дополнительным водогрейным котлом, который предназначен для покрытия пиковой нагрузки. При этом оба генератора тепла подключаются к системам отопления, горячего водоснабжения или иного потребителя тепловой энергии, например, бассейн. В зависимости от режима потребления тепловой энергии объектом, рациональным может быть применение буферных емкостей - это позволяет увеличить время непрерывной работы когенерационной установки. Электрический ток, который вырабатывается когенерационной установкой, используется, в первую очередь, для покрытия собственных нужд объекта. Если нет необходимости в выработанной электроэнергии, ее избыток сбрасывается до внешней электрической сети. Также когенерационная установка может работать в режиме автономного источника питания или параллельно с внешней сетью без сброса избытка электроэнергии к ней.

Как выбрать когенерационную установку?

Для того чтобы внедрение КГУ было экономически эффективным, нужно обеспечить как можно дольше срок эксплуатации когенерационных модулей. Чем дольше когенерационная установка сможет рационально производить тепло и электрический ток для объекта, тем быстрее она окупится, а затем начнет приносить прибыль. Выбирая когенерационную установку, прежде всего, следует учитывать потребность объекта в тепле (за исключением случаев, когда КГУ применяют, например, в качестве источника аварийного электропитания). Если рассматривать общепринятое распределение тепла в течение года (годовая кривая потребления тепловой энергии), становится понятным, что когенерационная установка не может быть очень большую мощность. Ее тепловая мощность выбирается таким образом, чтобы даже в часы малой нагрузки на систему теплоснабжения еще можно было эффективно использовать произведенное установкой тепло. Тепловая мощность когенерационной установки может быть принята даже на уровне 10% от мощности котлов, используемых для теплоснабжения объекта, чтобы обеспечить по крайней мере 4000 часов эксплуатации данной КГУ в год. Поскольку когенерационная установка окупается в основном за счет уменьшения потребления электрического тока с внешней электрической сети, то есть расходов на электроэнергию, которых удалось избежать, необходимо также учитывать потребление электроэнергии самим объектом.

Таким образом возникает три простых вопроса, с помощью которых можно быстро определить целесообразность применения когенерационных установок Vitobloc компании Viessmann:

Превышает необходима тепловая мощность котла 250 кВт или потребления газа 30000 м3 / год?
Превышает ежегодное потребление электрического тока 80000 кВт · ч / год?
Потребляются одновременно тепловая и электрическая энергия?
Если на все вопросы можно ответить «да», а также существует подключение к газовой сети, стоит подробнее проанализировать применение когенерационной установки. Для этого компания Viessmann делает запрос о еще некоторых параметров и, учитывая индивидуальные пожелания, выполняет технико-экономическое обоснование внедрения этих установок. Этот расчет становится основой для принятия решения. Также наша компания предоставляет консультации по техническим вопросам интеграции КГУ в системы теплоснабжения и электропитания.

Когенерационные модули Vitobloc компании Viessmann - это готовые к эксплуатации компактные модули с цельной рамой, с установленными на ней двигателем и генератором, цельным шумопоглощающим корпусом и системой регулирования (интегрированные шкаф управления и контрольные устройства). При этом следует обратить внимание на то, что в условном обозначении когенерационного модуля сначала указывается электрическая мощность, а через дробь - тепловая. В комплект поставки установки также входит система регулирования, которая автоматически настраивает мощность модулей в соответствии с текущими энергетическими потребностями объекта. Когенерационные модули поставляются полностью готовыми для подключения к системам тепло и энергоснабжения после прохождения пробного пуска на заводе изготовителе. Это упрощает и сокращает процедуру введения установки в эксплуатацию на месте монтажа. На запрос, с учетом индивидуальных пожеланий, также производятся: установки для работы на биогазе и установки, настроенные на работу с абсорбционными холодильными машинами.

Современная модульная, полностью автоматизированная когенерационная установка в контейнерном исполнении, рассчитанная для электро- и теплоснабжения жилых, административных, производственных зданий. Контейнер содержит все необходимое оборудование, благодаря чему он полностью готов к эксплуатации, значительно сокращается время на монтаж и подключение к внешним системам. Контейнер используют как отдельно расположенную, пристроенную или кровлю здания.

Особенности и преимущества КГУ

продуманная компактная конструкция;
быстрый монтаж и простота подключения к внешним системам;
отсутствие капитальных затрат на строительство отдельного помещения;
независимость от централизованных источников электро- и теплоснабжения;
режим работы: автономный или параллельный с внешней электрической сетью;
экологичность работы, соответствующей европейским стандартам;
полная автоматизация работы без постоянного присутствия обслуживающего персонала;
возможность дистанционного управления и диспетчеризации;
утепленная и звукоизолированная конструкция;
наличие узлов учета топлива, тепловой и электрической энергии;
оснащение всеми необходимыми средствами безопасности.