Когенерація:
Когенерація - це високоефективне та економічне виробництво енергії, відоме також як спільне виробництво тепла та електроенергії (Combined Heat and Power, CHP), представляє собою процес виробництва електроенергії та тепла одночасно з одного джерела палива. Ця технологія дозволяє досягти високої ефективності використання енергії та значних економічних переваг.
Принцип Когенерації:
У технології когенерації паливо (в нашому варіанті природний газ або біогаз) спалюється для виробництва електроенергії за допомогою газопоршневого двигуна. При цьому утворюється тепло, яке використовується для опалення приміщень або виробництва пари для промислових процесів. За рахунок одночасного виробництва електроенергії та тепла досягається значна економія палива та покращення загальної ефективності. В той час як у централізованих електростанціях ККД від спаленого палива суттєво нижче, а температура вторинного тепла зазвичай низька, що обмежує можливості його використання.
Сфера застосування когенераційної установки:
Когенераційні установки мають широкий спектр застосування. Вони використовуються як для вироблення електроенергії так і для опалення житлових/комерційних будівель, промислових об'єктів, теплиць, а також для постачання гарячої води або пару для різних цілей — як побутових так і технічних. Крім того, вони можуть бути застосовані для виробництва вторинного холоду. Багато пристроїв когенерації обладнані охолоджувачами абсорбційного типу (чилери), що дозволяє використовувати вироблене тепло для отримання холоду. Це може бути використано для кондиціонування приміщень або в інших технологічних процесах. Системи, що забезпечують виробництво тепла, холоду і електроенергії одночасно, називаються тригенераційними.
Переваги когенераційних установок MTU Rolls-Royce
Висока ефективність: Основна перевага когенераційних установок полягає у їх високому коефіцієнті корисної дії, який може сягати до 95%, що значно перевищує традиційні системи виробництва електроенергії. Окрім цього, мінімізовані втрати на передачу енергії від генерації до споживача, на відміну від систем з централізованим енергопостачанням. Це робить їх раціональним та економічно виправданим рішенням для різноманітних промислових та комерційних потреб. Також вони мають широкий діапазон одиничної електричної потужності які, за необхідності, можна масштабувати в потужностях для створення енергопарку в режимі синхронізації, що робить їх підходящими як для малих, так і для великих енергопроєктів.
Стабільність енергопостачання: Система когенерації може працювати як синхронізовано так і незалежно від централізованої мережі, що забезпечує надійне енергопостачання в умовах аварій або перебоїв. Також це забезпечує енергетичну незалежність під час війни, коли ворожі атаки спрямовуються на централізовані енергосистеми, тим самим забезпечуючи безперебійну роботу промислових та цивільних об’єктів. Ми всі стали свідками того наскільки це важливо.
Гнучкість рішень: можливість каскадно набирати та збільшувати потужність декількома установками.
Моторесурс: Великий моторесурс газопоршневих двигунів до капітального ремонту - до 84 000 мотогодин (тільки для когенераційна установка MTU Rolls-Royce), що складає більше 10 років безперервної роботи, при чому загальний ресурс може скласти до 30+ років.
Економічність: За рахунок зменшення споживання палива та оптимізації енергетичного процесу, когенерація дозволяє знизити витрати на енергію. Це дозволяє отримати вартість електричної та теплової енергії суттєво нижче ринкових цін від централізованих енергопостачальних компаній (особливо це стосується КГУ на базі двигунів MTU Rolls-Royce).
Зменшення викидів: Когенерація дозволяє зменшити викиди в атмосферу, оскільки вона використовує паливо більш ефективно.
Особливості експлуатації
Когенераційні газопоршневі установки в переважній більшості екслуатуються як основне (острівне) або часткове (в синхронізації із зовнішньою мережею) джерело живлення в режимі 24/7 (за вийнятком часу потрібного на ТО) цілий рік. Установки які призначені на постійний режим можуть працювати і в резервному варіанті, однак в таких випадках встановлення модуля відбору тепла є недоцільним та втрачається ідея в економічному плані щодо терміну окупності. В разі необхідності установки для резервного живлення, варто звернути увагу на дизельні генератори високої якості, які коштують в кілька разів нижче, але при цьому теж мають великий моторесурс і набагато більш спрощений підхід до встановлення та запуску в роботу.
В Україні найбільш поширеними є когенераційні установки на природному газу. Також досить великий сегмент займають когенераційні машини що працюють на біогазі. Останні мають великий потенціал для розвитку, оскільки в нашій державі достатньо для цього сировинної бази. В певний період розвитку "Зеленої Енергетики" ці установки генерували електроенергію яку продавали державі за вигідним "Зеленим" тарифом. На відміну від інших альтернативних джерел, таких як "Сонячна" та "Вітрова" енергетика, вони мають беззаперечну перевагу в стабільності видачі заявленої електричної потужності в загальну мережу, що не призводить до сезонних та добових дисбалансів в загальній енергосистемі країни.
Монтаж когенераційного обладнання передбачає спеціальне приміщення або у захисниму всепогодньому шумоізольованому контейнері. При встановленні на відкритому повітрі слід враховувати кліматичні умови регіону та відповідні опції всепогодного шумозахисного контейнера, включно із правильно підібраними радіаторами охолодження.
При встановленні в приміщенні необхідно передбачити:
- Розміри приміщення і габарити обладнання;
- Систему подачі газу;
- Систему відведення тепла;
- Забезпечення ефективної вентиляції;
- Забезпечення викиду вихлопних газів.
Однак слід зазначити, що когенераційні установки є складними технічними системами, які потребують ретельного підбору обладнання та систем управління. Навіть найбільш досконалі установки вимагають кваліфікованого обслуговування та налагодження для забезпечення ефективної роботи.
Також варто звернути увагу, що середній термін реалізації таких проєктів складає 25-35 тижнів. Іноді можливе скорочення термінів , але це потребує розгляду кожного окремого випадку
Паровий котел-утилізатор для перетворення енергії вихлопних газів в пару температурою 140-180°C;
Абсорбційний чилер для перетворення гарячого теплоносія в холодний, що дасть орієнтовно температуру 7-12°C повітря для кондиціонування;
Синхронізація декількох установок для каскадного набору потужності і можливого подальшого гнучкого налаштування роботи енергосистеми;
Каталізатор вихлопних газів CO₂ з метою або його акумулювання та подальшого корисного використання, або зменшення шкідливих викидів.
Одинична електрична потужність від 50 до 700 кВт на базі двигуна MAN;
Одинична електрична потужність від 600 до 1000 кВт на базі двигуна Perkins;
Одинична електрична потужність від 776 до 2539 кВт на базі двигуна MTU Rolls Royce.