Микротурбинные ТЭЦ
Микро-ТЭЦ одновременно генерирует (когенерирует) тепловую и электрическую энергию в местах, где они обе востребованы. Как правило, основным потребителем энергии микро-ТЭЦ является система отопления. Электричество, в этом случае, становится побочным продуктом, производимым по очень низкой себестоимости.
Основное преимущество микро-ТЭЦ в том, что энергия топлива используется практически полностью. В этом состоит основное отличие от обычных электростанций, где значительное количество тепла теряется в атмосферу. Кроме того, микро-ТЭЦ экономит на передаче электроэнергии от электростанций до конечных пользователей, за счет уменьшения потерь. Любое превышение выработки электроэнергии от микро-ТЭЦ можно экспортировать в электрическую сеть.
Система микро-ТЭЦ построена на основе микротурбины. Принцип работы заключается в следующем:
- Окружающий воздух поступает и сжимается в компрессоре.
- Сжатый воздух предварительно нагревают в рекуператоре.
- В камере сгорания, добавляется тепло при сгорании топлива.
- Горячий сжатый газ расширяется в турбине, что обеспечивает механическую энергию для компрессора и генератора. «Инвертер» преобразует энергию, подаваемую генератором в напряжение и частоту электросети (230/50 Гц).
- Расширенный газ после турбины нагревает воздух, сжатый компрессором в рекуператоре (см.2).
- Остаточное тепло, оставшееся в выходном газе после рекуператора, поглощается в теплообменнике с водой.
- Горячая вода используется для центрального отопления и /или горячего водоснабжения.
Газовые турбины известны своей высокой мощностью, низким весом и эксплуатационными расходами. Использование технологии турбонаддува, приводит к низкой себестоимости производства. Газотурбинные компоненты оптимизировались для применения в турбогенераторе. Высокоскоростной турбогенератор при частоте вращения 240 000 об./мин. имеет чистый электрический к.п.д. 15% (19% эффективность мощности на валу). Вместе с низкими затратами, это обеспечивает большой потенциал для экономически эффективных микро-ТЭЦ систем.
Эффективный высокочастотный генератор на постоянных магнитах преобразует механическую энергию микротурбины в электроэнергию. Генератор полностью интегрирован в ротор турбины, избегая затрат и потерь от дополнительных подшипников и муфт.