Преимущества ВТЭС как автономной электростанции нового типа

ВТЭС — это совершенно новый вид автономной электростанции, и на сегодня у нее нет прямых аналогов на российском рынке малой энергетики. В то же время, существует много прочих типов «домашних» электростанций, предназначенных для снабжения частных потребителей — работающих на жидком топливе, на газе, использующих солнце и ветер и т. д. Но кажущийся избыток предложения различных источников электричества не всегда может покрыть все потребности и ответить на все запросы потребителей. Далее будут разобраны преимущества ВТЭС перед другими видами автономных электростанций и какие качества ВТЭС позволяют ей лучше выполнять роль «домашней энергоустановки».

ВТЭС или ДВС?

Если потребитель нуждается в автономном электричество, то на сегодня самый простой путь — использовать электрогенератор с приводом от ДВС (двигатель внутреннего сгорания). Проще говоря, это дизель- или бензогенератор, или газопоршневая установка (генератор на газовом топливе). Такие агрегаты сравнительно недороги и хорошо знакомы потребителю, но чем ВТЭС лучше них?

 

Основное отличие ВТЭС — применение двигателя внешнего сгорания (парового), работающего от парового котла. А главное достоинство парового котла — в его способности использовать любое сгораемое топливо — жидкое, газовое или твердое. А это значит, что ВТЭС может работать на дровах, пеллетах, угле, различных отходах сельхозпереработки и деревообработки и многом другом. И у потребителя появляется выбор — тратиться на дорогое топливо для генератора с ДВС или использовать доступное местное твердое топливо и получать электричество от ВТЭС.

 

Кроме разницы в стоимости топлива, ВТЭС помогает дополнительно экономить в отопительный период (зимой и просто в холодные месяцы). В отличие от ДВС-генераторов, которые при работе «бесполезно» рассеивают выделяемое тепло в атмосфере, у ВТЭС система охлаждения все это тепло собирает для использования для потребительских нужд. То есть ВТЭС работает с тепловым КПД, близким к 100%. Это значит, что энергия, выделившаяся при горении топлива, частично идет на производство электричества, а оставшаяся часть направляется потребителю в виде горячей воды — для отопления и горячего водоснабжения. Это так называемый режим когенерации, и его экономический смысл упрощенно можно выразить так: платим за отопление, а электричество бесплатно! Или так — платим только за топливо для электричества, а отопление — в подарок!

 

Кроме экономии на топливе, у ВТЭС есть и другие преимущества перед электрогенераторами на ДВС. Это и гораздо меньший уровень шума (отсутствует выхлоп двигателя), и гораздо больший ресурс (расширение пара в двигателе ВТЭС не несет ударные нагрузки, как при сгорании топливной смеси в ДВС). Также немаловажно, что выхлопные газы ДВС необходимо специально отводить от жилых строений из-за их вредности, или размещать сами генераторы на большом расстоянии. А сгорание топлива в котле ВТЭС сравнимо с работой обычного отопительного котла или печки, и значит, что ее можно разместить в доме и вывести дымовые газы в обычную домовую трубу.

Отдельно стоит рассказать о газопоршневых установках (ГПУ). Это малые электростанции на ДВС, работающих на магистральном природном газе. В принципе, это газовый аналог обычных электрогенераторов на ДВС, но обычно ГПУ называют установки большой мощности для предприятий и целых поселков, рассчитанные на долгую непрерывную работу в качестве постоянного источника автономного электричества. Как правило, ГПУ имеют электрическую мощность в несколько десятков, а то и сотен киловатт, иногда встречаются и агрегаты с мегаваттной мощностью. ГПУ для частных потребителей с мощностью несколько киловатт присутствуют на рынке, но довольно малопопулярны из-за большой стоимости, малого ресурса (из-за ДВС малой мощности), и узкой рыночной ниши - мало найдется частных домов с подключением к магистральному газу и отсутствием электросети в доступности.

Но нас интересуют ГПУ с возможностью отвода тепла для различных целей: отопление, горячее водоснабжение, сушка каких-то материалов, технологические процессы и т.д. Такие ГПУ часто называют когенерационными установками - КГУ. Это более сложные (то есть дорогостоящие) электростанции, чем обычные ГПУ, но и более эффективные - ведь энергия сгорания топлива может быть использована почти на 100%, как при работе отопительного котла. Как и в случае с прочими ГПУ, в России (да и в мире) в большинстве своем КГУ используются в среднем и большом сегменте по мощности -  десятки и сотни киловатт, вплоть до мегаватт. Как правило, покупатели таких КГУ - предприятия, желающие сэкономить на дорогостоящем подключении к электросети и на больших постоянных  платежах за "мощность" и за саму электроэнергию.

Но для сравнения с ВТЭС нужно взять КГУ "домашнего" класса - с электрической мощностью сотни ватт и единицы киловатт. На сегодня несколько таких моделей производятся только в странах ЕС и в Японии - там, где высокая стоимость сетевого электричества вынуждает потребителей искать любые, даже довольно проблемные способы сэкономить. Но КГУ потребляет газ, который также является дорогостоящим топливом в этих странах. Так что ВТЭС, работающая на дешевом твердом топливе, заметно превосходит газовые КГУ-ГПУ в первую очередь по стоимости эксплуатации (из-за топлива), не считая других преимуществ перед ДВС, к которым относится и двигатель газового КГУ.

ВТЭС в сравнении с ветряными (ВЭС) и солнечными (СЭС) электростанциями

Довольно часто потребитель выбирает «бестопливные» источники автономного электричества — это, в первую очередь солнечные и ветряные электростанции (микрогидроэлектростанции и прочее не будем рассматривать по причине их малочисленности). Иногда по причине их экологичности, иногда для экономии на дорогом жидком топливе, которое нужно ДВС-генераторам. Немаловажно и удобство пользования и минимум обслуживания, а также возможные финансовые стимулы от государства для ВИЭ (возобновляемых источников энергии). Какие есть преимущества у ВТЭС перед такими электростанциями?

 

Для начала, ВТЭС также может быть 100% экологически чистой электростанцией. А именно, при работе ВТЭС на любом биотопливе — дровах, пеллетах, биогазе и т. д. - в атмосферу выделяется столько же СО2, сколько поглощается растениями, используемыми для производства биотоплива. В этом случае ВТЭС является ВИЭ, и это зафиксировано в нормативных актах, касающихся классификации ВИЭ-электростанций.

 

Но, во-первых, в отличие от «классических ВИЭ», ВТЭС полностью независима от внешних условий — погоды, времени суток, сезона года и т. д. ВТЭС может выдавать нужную потребителю мощность постоянно и неограниченно по времени.

Во-вторых, ВТЭС может хранить очень большой запас энергии в виде топлива — а это просто и экономично, достаточно небольшого по площади сухого места. Обычные же ВИЭ нуждаются в большом количестве дорогостоящих аккумуляторов, которых все равно не хватает на весь период отсутствия солнца или ветра.

В-третьих, ВТЭС может полностью обеспечить потребителя отоплением, наряду с электричеством и без дополнительных затрат. В случае с другими ВИЭ-станциями вопрос с отоплением не решен, особенно для средней полосы в зимний период.

И в-четвертых, размещение ветряных и солнечных электростанций часто сопряжено с трудностями — нужны достаточно большие площади земли для необходимой мощности (СЭС) или реконструкция крыши, требуется удаленность от жилых строений и соседских участков (ВЭС) по причине шума и вибраций. Для сравнения — ВТЭС может быть просто установлена в доме вместо отопительного котла.

ВТЭС и внешняя электрическая сеть

Если узнать мнение обычного владельца частного дома, то в подавляющем большинстве случаев он ответит, что самым удобным и беспроблемным способом получить электричество является пользование услугами внешней электросети. На первый взгляд это так, но если разобрать этот вопрос более детально, то становится ясно, что и перед электросетью у ВТЭС есть свои преимущества.

Самое очевидная причина, по которой домовладелец может выбрать ВТЭС при наличии подключения к электросети - это частые (и долгие) перебои в поставке электричества. Особенно сильной проблемой это может быть в зимний период, когда солнечные панели как резервный источник почти не работают, а бензогенератор нуждается в постоянном надзоре (который часто нельзя обеспечить) и дорогом топливе.

Также ВТЭС может быть именно резервным (и надежным) источником автономного электричества и отопления. В последнее время многие домовладельцы хотят подстраховаться от возможных катастроф - техногенных аварий, погодных катаклизмов, политических волнений - и предусмотреть возможность полного отключения всех сетей, электрических, газовых и т.д. В этом случае ВТЭС подходит как нельзя лучше, поскольку может использовать любое топливо - например, различную древесину.

И нельзя не отметить еще одну возможное преимущество ВТЭС. Пока что об этом нельзя говорить как о прошедшем проверку аргументе, но предварительные данные испытаний ВТЭС указывают на такую возможность. Сейчас мы говорим об экономических выгодах - вполне вероятно, что общая стоимость эксплуатации ВТЭС в течение года будет ниже, чем суммарная стоимость потребления электричества из "розетки" и пользования обычным тепловым котлом для отопления и горячего водоснабжения. Конечно, в этом случае топливом для ВТЭС должно служить недорогое твердое топливо - дрова, уголь, сельхозотходы и т.д.

© 2020 «KROPAT».  Сайт создан на Wix.com