Задумывались ли вы над тем, как сделать свой дом полностью автономным? Рано или поздно такая мысль приходит в голову каждому владельцу загородного жилья. И тогда он начинает искать варианты воплощения ее в жизнь. Устав от постоянных перебоев в электросети, многие решаются на приобретение собственной .

Причем, она должна иметь невысокую стоимость, но в то же время обладать высокой надежностью и максимальным моторесурсом. Но существуют ли такие модели? Ответ - да, и одной из них является газовая электростанция, потому что этот вид топлива является одним из самых доступных и дешевых. Кроме того, подключив такой генератор к газопроводу единожды, вы будете избавлены от необходимости его постоянной дозаправки, а также создания запасов горючего.

Устройство электростанций на природном газе

Устройство модели FG Wilson

Основными узлами такой силовой установки являются:

• Двигатель, для работы которого необходим природный газ;
• Синхронного генератора, благодаря которому топливо превращается в электричество.

Кроме этого в состав газовой электростанции входят камера сгорания, с которой происходит сжигание топлива, и поршневая группа в которую поступает вырабатываемая энергия. Дальнейшая ее передача генератору осуществляется при помощи коленвала.

Все узлы газовой электростанции заключены в стальной герметичный корпус, который имеет антикоррозийное покрытие. Он предназначен для защиты оборудования от механического воздействия, а также влияния окружающей среды. Кроме того, корпус поглощая электростатические и магнитные поля делает возможным установку такого оборудования на открытом воздухе.

Принцип действия газопоршневой MWM

Работает такое оборудование следующим образом. Вырабатываемый двигателем внутреннего сгорания ток поступает в преобразователь. Здесь происходит его стабилизация и преобразование из постоянного в переменный. Именно такой ток и используют все бытовые приборы.

Принцип работы газопоршневого оборудования

И хотя принцип действия газовых электростанций по сути такой же, как и у других видов электростанций, но отличие имеется. Оно состоит в том, что это оборудование является когенерационным и способно одновременно воспроизводить два вида энергии:

1. Электрическую;
2. Тепловую.

Область применения

Одно из самых дешевых видов топлива и особенности в работе привели к широкому распространению газовых электростанций. И это несмотря на их более высокую, чем у дизельных генераторов стоимость. Объясняется такой феномен тем, что себестоимость вырабатываемой энергии у газовых установок в 2, а то и 3 раза меньше, чем у других видов оборудования. Поэтому использование газовых электростанций экономически выгодно.

Смотрим видео, область применения оборудования:

Применяются такие агрегаты не только в жилом секторе, но и на производстве. Особенно широко их используют на нефтяных месторождениях. Ведь там вместе с добычей нефти происходит выделение попутных газов, которые могут сжигаться в газопоршневых генераторах.

Большой популярностью пользуются газовые электростанции промышленные и на небольших производствах. Их использование позволяет удешевить затраты на изготовление продукции, снизив ее стоимость и увеличив конкурентоспособность.

Преимущества и недостатки

Среди положительных черт этого оборудования не только дешевизна топлива, но и экологичность. По этому показателю газовые электростанции для дома значительно превосходят все другие модели, так как практически не выделяют в окружающую среду вредных веществ. Кроме этого они имеют ряд других достоинств:

• Требуют минимальных финансовых затрат;
• Выпускаются в двух модификациях (одно- и трех фазные);
• Имеют широкий диапазон мощностей (до 2500 кВт);
• Отличаются низким уровнем шума;
• Универсальны, могут эксплуатироваться при любых погодных условиях и даже под открытым небом;
• Корпус газопоршневой электростанции MWM оборудования не загрязняется копотью в процессе использования;
• Могут работать как от природного, так и баллонного газа;
• Просты в управлении;
• Надежны;
• Износостойки.

Как видите, перечень положительных качеств весьма внушительный. А если учесть еще один аспект, такой как компьютерное управление расходом топлива, за счет чего удается достичь минимального выброса в атмосферу угарного газа, то такие газопоршневые электростанции смело можно назвать и одними из самых безопасных в применении. К тому же они быстро окупаются, а некоторые модели способны еще и обеспечивать потребителей горячей водой.

газопоршневые энергостанции MWM

Но нельзя сказать, что газопоршневые электростанции MWM являются идеальными. Оно имеет и свои минусы. И одним из самых главных является сложность доставки топлива, особенно если рядом с вашим домом не проходит газовая магистраль. Поскольку это вещество относится к разряду особо опасных, то для его транспортировки необходимы специальные автомобили. Чаще всего это цистерны, способные выдерживать давление до 200 атмосфер.

Но даже если в вашем доме имеется магистральный газ, подключиться к ней не так и легко. Для этого потребуется получить разрешение на врезку, а это часто стоит намного дороже, чем сам генератор. Кроме того, выполнить эти работы могут только профессионалы, так как газ – это взрывоопасное вещество.

Как правильно выбирать оборудование

Несмотря на то, что приобретение такого оборудования является выгодным решением как для постоянного источника питания, так и резервного, подходить к его выбору следует основательно. Первое с чего следует начинать – это мощность. Только при правильно проведенных расчетах двигатель газовой электростанции сможет проработать достаточно долго.

Допустим, что вам необходим генератор для питания погружного насоса и осветительных приборов, мощность которых будет составлять соответственно 2,1 кВт и 500 Вт, в сумме это составит 2,6 кВт. Но покупая газовую электростанцию нужно учитывать, что в момент включения насоса возможно возникновение пусковых токов, они также должны быть учтены при проведении расчетов. Следовательно, выполнять вычисления нужно по следующей формуле:

P = (2,1 х 2,5+0,5) х 1,1, где:

2,5 – коэффициент с учетом величины пусковых токов;

1,1 – резерв мощности (чтобы исключить перегрузки).

В итоге расчетная мощность будет равна 6,3 кВт. Ее и следует брать за основу выбирая агрегат.

Поскольку на рынке сегодня газовые силовое оборудование представлены различными моделями, которые могут подключаться как к одно, так и трехфазной сети, то приходится учитывать и напряжение питания.

Обычно для бытовой техники оно составляет 220 В, в то время как для подключения производственного оборудования потребуется 380 В. Но в продаже имеются и универсальные модели газопоршневых электростанций, которые могут быть подключены к любой сети. Если предполагается частая смена фазности нагрузки, то стоит выбирать именно такой генератор.

Запуск газовых электростанций может осуществляться двумя способами:

1. Ручным;
2. Электрическим.

Первый – это шнур, который необходимо дергать с определенным усилием. Чаще всего этот способ используется на маломощных установках. В остальных моделях газовых электростанций применяется электрический запуск, осуществляемый по нажатию кнопки или поворотом ключа. Но в то же время от зависит от исправности элементов питания и поэтому менее надежен. Самыми удобными считаются модели, оснащенные автоматикой. У них пуск и остановка осуществляются без участия человека.

Для газовых электростанций важен и еще один аспект – это вид используемого топлива. Поскольку газ может быть сжиженным или природным. Если предполагается частая транспортировка оборудования, то удобнее приобретать модели, укомплектованные баллоном. Обычно топлива в нем хватает на несколько рабочих смен.

Для стационарной эксплуатации обычно выбирают газопоршневые электростанции, подключаемые к магистральной сети. К тому же такой газ дешевле сжиженного, что делает эксплуатацию электростанции наиболее выгодной.

Однако существуют и универсальные модели газовых электростанций, способные работать на различных видах топлива, например, на газе и бензине. Они имеют более высокую стоимость, но в то же время имеют более широкую сферу использования.

Обзор популярных моделей газовых генераторов

Рассматривая различные марки оборудования стоит обращать внимание на их технические характеристики. Ведь исходя из этих параметров газовые модели могут использоваться:

1. Для дачи;
2. Загородного коттеджа;
3. Большого хозяйства.

В первом случае можно остановиться на газопоршневых электростанциях китайских, российских или вьетнамских производителей. Как правило такое оборудование предназначено для кратковременного использования. Оно имеет невысокую стоимость, но и не отличается высоким качеством. Однако для использования на даче вполне подойдет.

газопоршневая энергоустановка от компании Caterpillar

Диапазон мощностей у таких газовых электростанций составляет от 1 до 6 кВт, а время непрерывной работы не превышает 6 часов. Моторесурс оборудования также невелик и составляет около 2 тысяч моточасов при цене от 20 до 90 тысяч рублей. Самыми популярными в этой категории считаются газопоршневые электростанции Caterpillar, а также следующих марок:

• Green Power (Китай);
• REG (Россия);
• Honda (Вьетнам).

Для частных домовладений обычно используют более качественное оборудование. Этот класс газовых электростанций весьма немногочисленный и составляет золотую серединку. Такие электростанции способны обеспечивать коттедж электроэнергией до 200 часов. Они имеют диапазон мощностей до 18 кВт при моторесурсе до 8 тысяч часов, но и цена на газогенераторные электростанции для дома начинается от 180 тысяч рублей.

Продукция и технические характеристики марки SDMO-Kohler

Газопоршневые установки / электростанции /станции предназначены для производства электричества и дешёвой тепловой энергии.Среди типовсиловых агрегатов, газопоршневые установки отличает простота, надежность конструкции и самый высокий электрический КПД. Электрический КПД современных газопоршневых установок, типа MWM, при работе на российском природном газе (газ считается очень хорошим) составляет ~ 41- 44%

Стоимость основного силового генерационного оборудования в структуре цены газопоршневой электростанции составляет лишь 50-60%. Остальные деньги тратятся на массу дополнительного оборудования, проектные, строительно-монтажные (СМР) и пусконаладочные работы (ПНР).

Во избежание очень больших и незапланированных расходов настоятельно рекомендуется строить электростанции именно «под ключ». Самый разумный поступок будущего владельца автономной электростанции - это обращение в инжиниринговую компанию , которая начинает строительство электростанции с разработки проекта, получения условий по обеспечению газовым топливом и заканчивает её сдачей в эксплуатацию, с последующим сервисом, обучением персонала и поставкой расходных материалов.

Кроме того, следует добавить, что инжиниринговые компании, в отличие от официальных дилеров не связаны обязательствами с какой либо маркой , брендом или типом электростанции . Подбор газопоршневого и вспомогательного оборудования ведется непредвзято и оптимально, с учетом всех клиентских потребностей. Либо инжиниринговая компания может специализироваться на поставке одного - двух проверенных брендов, что для заказчика вконечном итоге тоже является благоприятным фактором.

При заключении сделки по покупке сложно-технического оборудования, такого как газопоршневые установки, требуется консультация специалистов .

При строительстве электростанции «под ключ» желателен сторонний и независимый экспертный надзор , который вам позволит сэкономить значительные денежные средства.

варианты топлива

На рынке имеются более сложные и дорогие газопоршневые станции / установки , работающие на двух видах топлива. Это позволяет значительно повысить безопасность и надежность автономного энергоснабжения. В качестве топлива в подобных газопоршневых установках используется природный газ и дизельное топливо.

При работе на попутном нефтяном газе требуется его подготовка, как впрочем и для любой другой электростанции.

Если Вы когда либо услышите или прочтёте, что подготовка ПНГ не нужна, то это скорее всего заявление некомпетентное или, что хуже, просто обман потребителей. Качество работы газопоршневых установок на попутном газе без подготовки не всегда корректно, иногда наблюдаются детонации и перегрев силовых агрегатов, что может привести к выходу из строя отдельных узлов. Стоимость капитального ремонта газопоршневых установок составляет ~30% от первоначальных затрат на приобретение силового оборудования. Такой ремонт нужен через 7-8 лет непрерывной эксплуатации.

В некоторых случаях при работе на газообразном топливе конструкторы газопоршневых установок используют 10-15% пилотного (запального) жидкого топлива (дизельного топлива).

Минимальное давление подачи топливного газа на входе в газопоршневую станцию , для избегания дерейтинга составляет ~ 0,05-5.5 бар , в зависимости от мощности и фирмы-изготовителя ГПЭС .

Способность газопоршневых установок работать с низким давлением газа выгодно отличает их от микротурбин и газовых турбин, для работы котрых необходим мощный, дорогостоящий компрессор, в свою очередь сам потребляющий значительные количества энергии и топлива.

Газопоршневые установки представлены в широкой гамме однотопливных дизельных двигателей единичной электрической мощностью от 0,05 МВт до 17-20 МВт, работающих на дизельном топливе, мазуте, сырой нефти. Становится актуальным использование в газопоршневых электростанциях , в качестве недорогого топлива других видов газа.

Газопоршневые установки / электростанции /станции -
сроки поставки

Время изготовления газопоршневых агрегатов на заводе , составляет не более 8-10 месяцев с момента подписания контракта. Некоторое время уходит на транспортировку оборудования газопоршневой станции и таможенные процедуры, а монтаж и пусконаладочные работы занимают от 1 до 3 месяцев.

Газопоршневые станции мощностью до 50 МВт могут быть введены в эксплуатацию в сроки 14-16 месяцев - все зависит от конкретных условий заказчика. Для газопоршневых электростанций мощностью 120-150 МВт строительство и запуск займут около двух лет. Как правило, такие мощные поршневые электростанции поставляются в страны третьего мира.

Сегодня у большинства первоклассных производителей газопоршневых станций общее время до запуска в коммерческую эксплуатацию составляет 12-16 месяцев.

*информация размещена в ознакомительных целях, чтобы поблагодарить нас, поделитесь ссылкой на страницу с друзьями. Вы можете прислать интересный нашим читателям материал. Мы будем рады ответить на все ваши вопросы и предложения, а также услышать критику и пожелания по адресу [email protected]

Прежде всего отметим, данной информацией поделились с нами специалисты компании ООО «КВАНТ Сервис» с сайта kvantservis.ru , также они обещали ответить на все вопросы наших читателей, чтобы задать вопрос и узнать на что способны профессионалы, перейдите по ссылке. Малая энергетика становится все более востребованной. Основой малой энергетики является процесс когенерации. Он заключается в одновременном производстве двух видов энергии - тепловой и электрической. Для того чтобы процесс когенерации имел более завершенные формы разработаны когенерационные установки. Они бывают 3 видов:

1. Основанные на работе газопоршневого двигателя.
2. Работающие на основе паровых турбин.
3. Дизельные установки.

На данный момент наиболее эффективными и экономически выгодными являются газопоршневые установки.

Устройство

Как и любая когенерационная установка, газопоршневая имеет несколько основных блоков:

• 1 блок представляет собой первичный двигатель. Это и есть поршень, который работает первоначально с источником энергии.
• 2 блок - электрогенератор. С его помощью происходит преобразование энергии двигателя в электроэнергию.
• 3 блок - система утилизации тепла. Принцип работы этой системы заключается в использовании энергии, состоящей из энергии горячих газов. Строение теплоутилизатора напрямую зависит от вида топлива.
• 4 блок - система контроля и управления установкой. Состоит из датчиков, рычагов управления.

Автоматизированная работа всех основных составляющих когенерационной установки позволяет добиться КПД равного 90%.

Принцип работы

В качестве основного топлива в таких установках используется газ, также существует возможность использования биогаза. Принцип работы установки заключается в возможности преобразования газа в электроэнергию и теплоэнергию. Выработка тепла и электрической энергии осуществляется одновременно. В этом и заключается главное достоинство газопоршневых установок. Такой принцип работы позволяет сделать процесс выработки энергии более эффективным и дешевым.

Всю систему работы установки условно можно разделить на несколько этапов.

1. этап. Подача газа в топливную систему.
2. этап. Подача воздуха в турбонагнетатель.
3. этап. Охлаждение воздуха и подача в топливную систему.
4. этап. Соединение газа с воздухом, образование воздушно-топливной массы.
5. этап. Сгорание топлива. На этом этапе происходит выработка электроэнергии за счет вращения генератора двигателем.
6. этап. Сбор тепловой энергии. Она состоит из нагретого в процессе работы выхлопного газа, а также нагревания жидкости, предназначенной для охлаждения.
7. этап. Применение полученной энергии. Электрическая энергия применяется по своему прямому назначению. Тепловая может использована для системы отопления.

Газопоршневая установка вырабатывает больше тепла, чем электроэнергии. Таким образом, та энергия, которую обычные электростанции просто выбрасывают в атмосферу, в газопоршневых установка не только сохраняется, но и утилизируется и преобразовывается в полезную энергию, необходимую для человека. При этом количество потерянной энергии снижается с 40% до 5-10%.

Достоинства и недостатки

К основным преимуществам относятся:

• Высокая эффективность и производительность.
• Минимальные затраты на приобретение установки и топливо.
• Вместительные топливные камеры, малочувствительные к качеству топлива.
• Автоматическая работа, работа в автономном режиме, быстрый запуск.
• Возможность объединения нескольких установок для больших производственных помещений.
• Надежность основных комплектующих, долговечность.
• Ремонт и замена деталей достаточно просты.
• Компактные размеры, широкий модельный ряд.
• Возможность производства установок в соответствии с пожеланиями заказчика по размерам, виду и качеству топлива.

К недостаткам газопоршневых когенерационных установок можно отнести:

• Невысокую мощность одной установки. Гораздо выгоднее использовать несколько машин в общем режиме.
• Выработку шума низкой частоты при работе.
• Потребность в охлаждении установки при отсутствии применения выработанной энергии.

В целом, можно сделать вывод, что применение когенерационных установок данного вида экономически более целесообразно. Если производить сравнение газопоршневых установок с турбинными и дизельными можно отметить несколько ключевых моментов:

1. Самый высокий КПД электрической энергии.
2. Устойчивость к условиям работы. При изменениях давления и температуры, КПД газопоршневых установок менее остальных подвержен изменениям.
3. Поршневой двигатель выдерживает различные условия работы. Его запуск и остановку можно производить неограниченное количество раз. При этом старт в работе происходит за минимальное время - пару минут.
4. Долгий срок службы, до нескольких десятков тысяч рабочих часов.
5. Минимальные затраты при проведении ремонта.
6. Минимальные затраты на топливо.
7. Экологическая безопасность. Газопоршневые турбины выделяют в атмосферу в 2 раза меньше углекислого газа и других вредных веществ.

Области применения

Газопоршневые установки необходимы для снабжения самых различных объектов двумя видами энергии - электрической и тепловой. В основном они применяются.

1. Для дополнения уже существующих систем электро- и теплоснабжения.
2. Обеспечение энергией домов и небольших производственных помещений. Объединение нескольких газопоршневых установок в единую сеть позволяет увеличить количество вырабатываемой энергии в несколько раз.
3. Применяются при проведении строительных и ремонтных работ, работе в шахтах.
4. Используются в качестве дополнительного или резервного источника энергии в сферах повышенной необходимости для жизнедеятельности человека - здравоохранение, образование, транспортные коммуникации, сфера связи.
5. Промышленные установки являются более мощными и используются для обеспечения энергией крупных заводов и целых населенных пунктов.

Газопоршневые установки необходимы в условиях постоянных нарушений в подаче электричества. При их применении можно забыть об отсутствии энергии, темноте и холоде. Благодаря своей универсальности они получили свое второе название миниэлектростанции. Использование когенерационных газопоршневых установок позволяет сделать жизнедеятельность человека независимой от перебоев в электроснабжении, а также сэкономить средства на оплату и выработку энергии.

Компания "Профит" предлагает газопоршневые установки для экономичного производства тепловой или электрической энергии. Для реализуемого нами оборудования характерна простота эксплуатации, конструктивная надежность и высокий показатель КПД. При функционировании на качественном газе природного происхождения величина данного параметра достигает 44%.

У нас вы сможете купить газопоршневые установки для работы в когенеративном режиме. Используя оборудование в качестве тепловых электростанций, вы получите достаточно большой объем энергии при сравнительно малых финансовых затратах. Подобное возможно за счет температуры, до которой прогреваются выхлопные газы при выходе из силового агрегата. Параметр составляет +360-420 o C.

Если взять за основу соотношение вырабатываемых оборудованием энергий при номинальном режиме, в пропорциональном выражении величина равна 1:1. Допустим, вам требуется купить газопоршневую установку 10 МВт для решения тех или иных производственных задач. После заказа агрегата у нас и последующего внедрения на объект за 1 МВт электроэнергии он будет производить 1 МВт теплоэнергии.

Особенности системы охлаждения газопоршневой установки

Современные газопоршневые генераторы основываются на жидкостных системах охлаждения. В качестве рабочей среды допускается пользоваться обыкновенной водой. Однако в целях увеличения срока службы оборудования перед заливкой в агрегат необходимо предварительно выполнить ее химподготовку.

Чтобы газовая электростанция эффективно охлаждалась, вместо воды рекомендуется применять специализированные жидкости. Составы такого рода проходят максимальную очистку от посторонних примесей. Входящие в них вещества наделяют средства дополнительными возможностями. Например, отсутствие замерзания.

Обустройство объекта

Цена газопоршневой установки составляет весомую часть от общей суммы реализации проекта. Однако стоимостью оборудования затраты не ограничиваются. Следует учитывать расходы на обустройство объекта.

К примеру, труба. Чем она выше, тем дороже стоит. Для нормальной работы оборудования потребуется высота не меньше 20-30 м. Промышленные газовые электростанции нужно также устанавливать на виброопоры, чтобы устранить вибрацию.

Высота трубы напрямую зависит от ПДК в среде, которая окружает поршневые газовые электростанции. Расчет параметра должен учитывать и объем вредных эмиссий. Речь идет о веществах, попадающих в атмосферу вследствие работы установки.

При организации теплоэлектросистем большое значение имеет безопасность для окружающей среды. Наши газопоршневые генераторы и электростанции на 100% отвечают нормативам ЕС. Благодаря этому их можно монтировать в населенных пунктах.

Характеристики оборудования

За счет высокоэффективной работы газопоршневые установки от нашей компании широко востребованы в самых разных областях. От обеспечения электрической энергией промышленных объектов до обогрева и проектирования теплоснабжения жилых поселков. Чтобы минимизировать затраты на эксплуатацию оборудования на конкретном объекте, следует продуманно подойти к его выбору. В первую очередь нужно учитывать следующие характеристики:

• Тип топлива . Бытовые и промышленные газовые электростанции в основном работают с 2 видами газа – нефтяной или сжиженный. В оборудовании современного образца возможно использовать мусорный и биологический газ. Как и дизельное топливо, что характерно для универсальных моделей (газодизели).
• Конструкция силового агрегата. Мы поставляем газопоршневые генераторы с двигателями, которые оснащаются программируемыми системами управления. Наличие соответствующих устройств значительно увеличивает КПД. Поступающее в оборудование топливо сгорает почти полностью. Выбросы вредных веществ уменьшаются.
. Наша компания продает промышленные газовые генераторы и электростанции с усовершенствованными камерами сгорания. Скажем, они не позволяют снизить нагрузку меньше 30% от номинального значения. В итоге существенно повышается срок службы оборудования.

Газопоршневые портативные электростанции стали отличным аналогом агрегатов, работающих на дизельном топливе и бензине. Насколько выгодно использование таких источников электроэнергии, как оборудовать ими свой дом и какие нюансы нужно учитывать при их использовании, расскажет эта статья.

Рост цен на электроэнергию порождает новые предложения на рынке Новое слово в этой сфере — тепловые электростанции, работающие от природного газа. За последние 15 лет производство установок такого рода выросло почти вдвое, а сама технология локальной выработки электроэнергии стала настолько совершенной, что себестоимость одного киловатта выработанного электричества выходит дешевле, чем при потреблении его от городских сетей. Подробнее о преимуществах газовых электростанций:

1. Универсальность размещения. Газовые электростанции не требуют специальных геологических или климатических условий для установки. Благодаря относительно небольшим размерам и весу, для монтажа автономной станции требуется лишь подготовленное бетонное основание. Отсутствие большого запаса воды для них также не критично.
2. Долговечность. Разные производители гарантируют разный срок эксплуатации. В общем случае станции работают без капитального ремонта от 30 лет, а с заменой ряда исполнительных узлов — до 100 лет.
3. Полностью автоматический режим работы. Встроенный блок электронного управления, который имеет место почти во всех установках, автоматически регулирует подачу топлива и контролирует исправность агрегата в реальном времени. Роль обслуживающего персонала сводится к проведению оперативных переключений, наблюдению и контролю параметров.
4. Широкий диапазон мощности. Газовые мини-электростанции могут обеспечить электричеством как энергоемкие предприятия, так и небольшой загородный дом. В зависимости от исполнения они гарантируют производство электричества в объеме от 5 кВт до нескольких мегаватт.
5. Возможность использования в качестве резервного источника. Практически любую электростанцию можно укомплектовать блоком АВР и автоматического запуска. Многие производители выпускают штатные модули для модернизации ранее установленных генераторов.
6. Низкая цена произведенного электричества. В стоимость электроэнергии, потребляемой от городских сетей, закладываются затраты на ее транспортировку по ЛЭП и на обслуживание подстанций. Гораздо дешевле транспортировать газовый энергоноситель, поэтому стоимость выработанной газовыми электростанциями электроэнергии составляет менее двух рублей за киловатт.
7. Свобода в выборе топлива. Электростанции работают от любого типа газообразного топлива, в том числе и от биогаза. Это актуально для животноводческих хозяйств: объединение метанового реактора, обогатительной установки и электростанции в один энергетический комплекс сделает производство независящим от поставок энергии.

Принцип действия газовых электростанций

По принципу устройства электростанции разделяют на два типа: газотурбинные и газопоршневые. Последние имеют более простую конструкцию, в процессе эксплуатации не нуждаются в дорогостоящем обслуживании и являются наиболее экономичным вариантом газовой установки. При этом они почти не имеют ограничения в максимальной мощности. Газотурбинные электростанции более технологичны и сложны по своей конструкции, но менее экономичны: их применение оправдывает себя только в масштабах промышленного производства. Главное их достоинство — высокая износостойкость узлов и полная неприхотливость к виду топлива: в отдельных случаях может быть использована даже угольная пыль, но требуется специальный модуль подготовки топливной смеси.

Газотурбинные электростанции (ГТЭ)

Основа ГТЭ — газовая турбина, устроенная по принципу реактивного самолетного двигателя. Она представляет собой цилиндрическую камеру сгорания, в которой размещено основное рабочее колесо газовой турбины. В камеру поступают воздух и пары топлива под высоким давлением, где они воспламеняются. В процессе сжигания топлива образуется поток раскаленных газов, который заставляет турбину вращаться. Она в свою очередь передает вращение на компрессор и генератор, обеспечивая таким образом выработку электроэнергии.

Характерно, что турбинные электростанции производят тепловой энергии почти вдвое больше, чем электрической. Поэтому их часто используют как составляющую ТЭЦ путем установки в вытяжной системе котла-утилизатора, обеспечивая таким образом не только выработку электроэнергии, но и теплоснабжение в большом объеме и по минимальной стоимости.

Газопоршневые электростанции (ГПЭ)

В газопоршневых электростанциях источником кинетической энергии является машинный блок, работающий по принципу двигателя внутреннего сгорания. Подача топлива осуществляется инжектором и контролируется электронным блоком управления, за счет чего поршневые электростанции имеют достаточно высокий КПД. Существенным минусом газопоршневой системы является высокий уровень шума и вибрации при работе из-за наличия большого числа подвижных частей. Преимуществом этих двигателей можно назвать высокую адаптивность к различным режимам и уровням нагрузки, чего невозможно достичь в газотурбинных установках, работающих практически на постоянной мощности.

Преимущество использования газопоршневых электростанций в индивидуальном хозяйстве

Автономные газогенераторы вызывают большой интерес и у индивидуальных предпринимателей, и у жителей частных секторов, коттеджей и небольших агломераций. На практике газовые электростанции полностью оправдывают свое применение, а их окупаемость достижима во вполне обозримые сроки. Единственным минусом можно назвать необходимость серьезных капиталовложений, кроме того, существуют следующие нюансы:

1. Преимущественно используются газопоршневые установки.
2. Срок окупаемости тем ниже, чем выше действительная мощность станции.
3. Для установки требуется отдельный земельный участок.
4. В случае коллективного пользования необходима развитая инфраструктура.
5. Работа установок невозможна без квалифицированного обслуживания.

Автономные газовые электростанции и ТЭЦ можно разделить на три группы.

Газогенераторы малой мощности

Внешне схожи с бензиновыми, имеют похожий принцип действия и наибольшую стоимость генерируемого электричества. Могут иметь защиту в виде всепогодного кожуха или требуют специального помещения. Не используются в качестве основного источника электроэнергии за очень редкими исключениями. На выборе таких генераторов останавливаются частные домовладения и производственные мастерские, нуждающиеся в резервном источнике электроэнергии и имеющие подвод на объект природного газа. Рассчитаны на баллонное топливо, но эта возможность редко используется. В отличие от более мощных установок имеют существенное ограничение на непрерывную работу (от 6 до 10 часов). Также имеют недостаток в низком качестве генерируемой электроэнергии.

Основные характеристики:

1. Тип двигателя: Одноцилиндровый четырехтактный карбюраторный с принудительным охлаждением.
2. Тип генератора: обычно асинхронный одно- или трехфазный генератор с самовозбуждением.
3. Выдаваемая мощность: до 20 кВт.
4. Топливо: природный газ, пропан-бутан.
5. Управление: аналоговый блок управления, релейная защита, АВР в большинстве моделей.
6. Ввод в работу: менее одной минуты.
7. Стоимость: от $2000 до $10000.

Это единственный тип газовых генераторов, который можно без усилий перемещать. Его часто задействуют на тех объектах строительства, где отсутствует электроснабжение или во время выездных мероприятий. За мобильное применение приходится расплачиваться высокой ценой портативной электростанции, которая делает использование бензинового топлива в таком случае более рациональным.

Электростанции модульного типа средней мощности

Представляют собой машинные блоки больших размеров, могут быть в открытом исполнении или же ограничены защитным шумопоглощающим корпусом. Преимущественно используются в качестве основных или резервных источников электроэнергии для загородных жилищных кооперативов, офисных и небольших производственных и торговых центров, складов. Производительность таких электростанций довольно высока, а стоимость выработанной электроэнергии сопоставима с электричеством от городской сети.

Основные характеристики:

1. Тип двигателя: V-образный карбюраторный или инжекторный двигатель с 6-16 цилиндрами, верхним расположением клапанов и водяным охлаждением.
2. Тип генератора: асинхронный трехфазный бесколлекторный генератор с самовозбуждением.
3. Выдаваемая мощность: до 1 МВт.
4. Топливо: природный газ, биометан, пропан-бутан.
5. Управление: цифровой контроллер, комбинированная многоуровневая защита, АВР, самодиагностика. Работа полностью автоматизирована.
6. Выход на номинальную мощность: до одного часа.
7. Стоимость: от $10000 до $250000.

Газопоршневые агрегаты такого класса являются наиболее рациональным методом автономного обеспечения электроэнергией жилых массивов и энергоемких предприятий. Установленный лимит моточасов позволяет использовать их на постоянной основе, останавливая дважды в год на одни сутки для проведения технического обслуживания. Электростанции комплектуются отдельными блоками подготовки газообразного топлива и ЗРУ для первичной коммутации.

Это оборудование является полностью стационарным и при установке требует специально оборудованных площадок или зданий, оснащенных подготовленным бетонным основанием, компенсирующим вибрацию, топливными бункерами, системами газоудаления и вентиляции. Благодаря автоматическому регулированию подачи топлива, стоимость выработанной электроэнергии значительно ниже сетевой.

Энергетические комплексы и мини-ТЭЦ

Хотя газопоршневые электростанции включают возможность работы в режиме когенерации начиная от 100 кВт электрической мощности, наибольшей эффективности следует ожидать от энергетических комплексов, имеющих потенциал в несколько мегаватт. Данные установки представляют собой миниатюрные теплоэлектроцентрали, укомплектованные водогрейными или паровыми котлами, либо тепловыми насосами. Самые продвинутые энергетические комплексы, ориентированные на ресурсосберегащую работу, используют одновременно несколько уровней снятия тепла: котел-утилизатор, экономайзер и контур снятия тепла низкого потенциала.

Основные характеристики:

1. Тип двигателя: 12 и более цилиндров, с принудительным нагнетанием воздуха, двухуровневым охладительным контуром и тепловым утилизатором на выпускном коллекторе.
2. Тип генератора: Асинхронный трехфазный бесколлекторный генератор.
3. Выдаваемая мощность: свыше 1 МВт.
4. Топливо: природный газ, биотопливо, пропан-бутан, попутный нефтяной газ.
5. Управление: полностью автоматизированный оперативный пост.
6. Выход на полную мощность: за 4-5 часов.

Проектирование, изготовление и монтаж энергетических комплексов производятся индивидуально. Задачей каждого проекта является наибольшая гармонизация тепловых и электрических нагрузок объекта с производственной мощностью комплекса. Строительство электростанций осуществляется, как правило, под ключ. Основные потребители — жилые комплексы, энергоемкие предприятия, дата-центры и вахтовые поселки. Стоимость 1 кВт произведенной энергии — не более полутора рублей.

Когенерация в малых масштабах

Мини-ТЭЦ, работающие на газообразном топливе, начали появляться в России относительно недавно, но тем не менее продемонстрировали превосходную эффективность. На сегодняшний день на территории РФ действуют более 200 установок, большая часть которых размещена в отдаленных регионах. Основной аргумент для установки мини-ТЭЦ на объекте — требование полной автономности или невозможность подключения к магистральным линиям энергообеспечения. В этом случае вопрос об экономической целесообразности выводится на второй план.

Преимущество мини-ТЭЦ заключается в том, что станция производит электрическую энергию, которая почти вдвое дешевле сетевой. Тепловая же энергия и вовсе является бесплатной в производстве, а потому ее потребительская стоимость состоит исключительно из затрат на обслуживание оборудования и транспортировку на небольшие расстояния.

Перспектива использования мини-ТЭЦ повсеместно — всего лишь вопрос времени. Так, при строительстве жилых комплексов нового поколения, вопрос о подключении к централизованным источникам тепла и электроэнергии вовсе не стоит. Поскольку качество и режим подачи этих ресурсов оставляют желать лучшего, новостройки комплектуются собственными энергосистемами, от чего выигрывают и владельцы объектов недвижимости, и их пользователи.

Переустройство линий инженерного обеспечения для использования мини-ТЭЦ связано с рядом трудностей. В первую очередь — это вопрос об объемных капиталовложениях. Реструктуризация отрасли энергообеспечения малого предприятия с тепловой и электрической нагрузкой в 2 МВт обойдутся администрации в 20 млн. рублей. Вторая причина низкого распространения — проблема отсутствия собственной сети инженерных коммуникаций: при отказе от центральных источников тепло- и электроснабжения предприятию придется либо выкупать всю имеющуюся инфраструктуру, либо создавать собственную. Рентабельно это только при условии продажи энергоресурсов сторонним потребителям.

Устройство комнаты генераторной для ГПЭ

Монтажные и пуско-наладочные работы провести своими силами не удастся при всем желании, если только речь не идет о генераторах малой мощности. Но подготовить помещение или площадку для установки электростанции вполне реально: это поможет частично сэкономить на дорогостоящих услугах монтажных организаций.

Открытое размещение. При монтаже установки с электрической мощностью более 500 кВт потребуется устройство бетонной площадки, оборудованной средствами пассивного виброгашения. Главный плюс открытого размещения энергоблока — эффективный отвод тепла и отсутствие необходимости в устройстве систем дымоудаления. Для повышения удобства работы обслуживающего персонала над оперативными панелями и механическим блоком сооружают навес.

Установка в помещении. Потребность в полной изоляции энергетической установки зависит от климатического исполнения оборудования. Помещение должно иметь продвинутую систему приточно-вытяжной вентиляции и пожаротушения. Система дымоудаления представлена спаренными общим коллектором дымососами. Потребуется установка вытяжной трубы, пропускная способность и высота которой выбирается в соответствии с рекомендациями производителя оборудования. Требования к зданиям тепловых электростанций регламентируется СНиП II-58-75.

Подключение и эксплуатация

Питание электростанции осуществляется либо от баллона через специальный редуктор, либо магистральным газом, давление которого соответствует требуемым параметрам. Для подключения к магистрали следует зарегистрировать электростанцию как дополнительный газовый прибор, что делается по стандартной процедуре с внесением изменений в проект домового газоснабжения.

К электрической сети газогенератор подключается через двухпозиционный переключатель, если сама установка не включает блок АВР, либо же через ограничитель мощности, автоматический выключатель или линейный разъединитель с комплексом РЗАиТ. Очень полезно организовать на линии генератора внутренний узел учета прямого включения или на токовых трансформаторах — это поможет контролировать стоимость генерируемой электроэнергии и оперативно отслеживать расход топлива.

В процессе эксплуатации важно соблюдать предписанный режим работы, выраженный в числе моточасов в сутки. Электростанции свыше 100 кВт имеют постоянный режим работы на протяжении 361 дня в год, менее мощные могут работать от 6 до 20 часов в сутки. Во время работы практически все параметры контролируются автоматически, в случае неисправности либо остановится двигатель, либо генератор отключит подачу напряжения. Дальнейшая диагностика проводится в соответствии с руководством по эксплуатации.

Техническое обслуживание и допуск

Большинство газопоршневых установок мощностью до 5 МВт не требуют постоянного присутствия оперативного персонала. Наблюдение и контроль параметров можно наладить через линию беспроводной связи, но периодический осмотр нужно проводить лично. Техническое обслуживание станции заключается в проведении плановых ремонтов силами специалистов сервисных компаний и поддержании нормального уровня масла в двигателе. Самостоятельное вмешательство в конструкцию станции не допускается условиями гарантийного обслуживания. Все что требуется от владельца — остановить работу генератора на время планового ремонта или транспортировать маломощную станцию до сервисного центра при необходимости.

Заключение

Отрасль локального производства электрической и тепловой энергии считается потенциальной для развития на глобальном уровне. Выработка энергии таким способом является существенным вкладом в сбережение мировых запасов ископаемого топлива и даст достаточно времени на полный переход к добыче электричества и тепла из возобновляемых источников.

Главная проблема локального использования электростанций — поддержание экологической безопасности в черте городской застройки. Но и этот недостаток очень легко устранить при использовании установок, сорбирующих продукты горения природного газа

Для рядовых же граждан газовые электростанции предоставляют отличную возможность снизить цену на электроэнергию практически вдвое, а при необходимости пользоваться почти бесплатным централизованным отоплением.