Меню Рубрики

Установки для получения электроэнергии из газа

Выработка электроэнергии из природного газа

Природный газ является общим термином, используемым для смеси углеводородов, которые являются результатом разложения растительных и животных материалов в течение миллионов лет.

Энергия природного газа представляет ископаемое топливо и, следовательно, представляет невозобновляемые источники энергии. Она образовалась, когда доисторические останки животных и растений находились под землей и подвергались высоким температурам и давлениям в течение миллионов лет. Эта энергия наряду с нефтью и углем считается ископаемым топливом и, подобно нефти и углю, встречается в подземных резервуарах, расположенных во многих районах мира.

Основные компоненты природного газа представляют углеводороды: метан с формулой CH4, а также этан с формулой C2H6, пропан с формулой C3H8, бутан с формулой C4H10.

Запасы энергии природного газа, как и другие виды ископаемого топлива, ограничены и поэтому не являются возобновляемым ресурсом. Применение природного газа производит относительно малую долю оксидов азота и углекислого газа по сравнению с нефтью и углем, а также в результатах практически нет твердых частиц или выбросов диоксида серы. Поэтому он становится привлекательным “переходным” топливом по мере того, как энергоснабжение уходит от загрязняющих источников, таких как уголь и ядерные источники в сторону более чистых возобновляемых технологий.

Как генерируется газовая энергия?

Есть два основных типа электростанций, используемых для преобразования энергии природного газа в электричество – открытый цикл и комбинированный цикл. Самое простое: открытый цикл, в котором природный газ горит для создания давления. Давление приводит в действие лопасти газовой турбины, вызывая ее вращение и преобразование тепловой энергии в механическую. Вал соединяет газовую турбину с газотурбинным генератором, поэтому, когда турбина вращается, генератор тоже. Генератор использует электромагнитное поле для преобразования механической энергии в электрическую. Приводя в действие турбину, которая соединена с генератором она заставляет магниты генератора крутиться и создавать электрический ток.

По этой причине газопоршневые электростанции комбинированного цикла, как правило, используются для обеспечения ежедневной базовой нагрузки, в то время как открытые станции работают во время пикового спроса.

Турбины сгорания основаны на принципе реактивных двигателей. С технологией турбины горит природный газ, создавая перегретый воздух, который после этого закачивается в трубы и используется для того чтобы управлять турбиной.

Энергия природного газа может также использоваться в технологиях топливных элементов, которые опираются на химические реакции для создания электричества при гораздо более высоких уровнях эффективности, чем это может быть получено при сжигании ископаемого топлива.

Каковы экологические проблемы?

Природный газ оказывает значительно меньшее воздействие на окружающую среду, чем уголь. На основе данных сжигание природного газа генерирует примерно вдвое меньше углекислого газа или CO2, чем уголь , меньше твердых частиц и очень мало двуокиси серы или токсичных выбросов в атмосферу. Однако сжигание природного газа может привести к образованию оксидов азота и окиси углерода в количествах, сопоставимых со сжиганием угля. Продолжающееся использование этих ресурсов неизбежно приводит к выбросам метана, который является мощным парниковым газом, способствующим глобальному изменению климата. Бурение и разведка природного газа может негативно повлиять на среду обитания дикой природы, дикую природу и общее состояние атмосферы. Среди возможных негативных последствий, связанных с этим топливом, можно назвать эрозию, снижение продуктивности почв, увеличение стока, оползни и наводнения.

Если сравнивать природный газ со сжиганием угля, выбросы CO2 значительно ниже, но сжигание природного газа по-прежнему приводит к чистому увеличению выбросов CO2 и, следовательно, может способствовать изменению климата.

В зависимости от типа технологии сжигания и конструкции установки газовая установка может оказать значительное воздействие на водные ресурсы. Турбины сгорания не используют значительных количеств воды, но электростанции комбинированного цикла имеют участок для охлаждения пара который может требовать значительных количеств воды.

Подход компаний к энергии газа

Газовые электростанции как источники электрической энергии улучшают надежность нашего общего энергоснабжения. Когда погодные условия ограничивают возможности непостоянных источников энергии, таких как ветер, для выработки электроэнергии, газовые электростанции могут повысить свою производительность, чтобы восполнить дефицит. Это гарантирует, что всегда есть достаточно электричества, чтобы удовлетворить спрос.

Читайте также:  Установка зеркал политех 2107

Сжигание газа также выделяет парниковые газы. Технология улавливания и хранения углерода может представлять собой возможное решение, но пока еще не доказана работа в промышленных масштабах. Ожидается, что технология улавливания и хранения углерода также увеличит стоимости строительства газовой электростанции, а также снизит её эффективность.

Вполне вероятно, что в обозримом будущем газовые электростанции будут оставаться частью электроэнергетического комплекса мира, а в долгосрочной перспективе газ может играть заметную роль.

Преимущества газовых электростанций

Одним из основных преимуществ использования газа для производства электроэнергии является то, что газовые электростанции имеют чрезвычайно быстрое время запуска, поэтому они часто используются для удовлетворения пиковых потребностей в электроэнергии. Газотурбинная электростанция занимает всего 10-20 минут для достижения максимальной мощности по сравнению с несколькими часами для угольных электростанций и до двух дней для ядерных станций.

Выводы

Энергия природного газа является невероятно универсальным топливом, а также используется как эффективный источник в своем собственном праве для отопления, приготовления пищи и горячей воды, это также средство для производства электроэнергии.

Газовые электростанции преобразуют тепловую энергию от сжигания природного газа в электроэнергию, которую можно использовать в жилых домах и на предприятиях.

При большей эксплуатационной гибкости и более чистом сжигании, чем угольные электростанции, все больше и больше газовых электростанций строятся по всему миру, и сегодня природный газ производит около 15% электроэнергии мира.

источник

Установки для получения электроэнергии из газа

Генераторы на газу любого типа нужны для аварийного питания дач и домов. Также они могут обеспечивать постоянное энергообеспечение, если домостроение находится далеко от централизованных электросетей участков, там, где прокладка кабеля слишком дорогостоящая. Мощность таких устройств напрямую зависит количества предполагаемых потребителей и схемы использования станции. Например, аварийное питание обычно используется для ограниченного количества объектов потребления. А для основного стоит предусмотреть запас.

Делая выбор в пользу газовых электрогенераторов, люди руководствуются экологичной составляющей — они в этом плане превосходят дизельные и бензиновые модели, у них:

  • более низкий уровень шума;
  • более высокий КП;
  • универсальность.

При этом, подключив такой генератор к газовой трубе, можно не беспокоиться о перезапусках и дозаправках. Так, как получить электричество из газа и какую модель выбрать?

Характеристики и преимущества моделей генераторов для дома

В первую очередь при выборе бытового электрогенератора, важно определиться с его режимом работы. Для полного автономного электроснабжение дома подойдут модели, которые конструктивно приспособлены эксплуатироваться в непрерывном режиме и имеют для этого жидкостное охлаждение ДВС. Если выбрать резервные модели, которые применяются в случаях краткосрочных отключений электроэнергии, то важно помнить — их лимит работы не превышает предел 10-20 часов. После этого они нуждаются в несколько часовом перерыве и требуют более частого сервисного обслуживания.

Еще одно важное требование к модели газового генератора для дома — он должен иметь низкий уровень шума, так как обычно такое оборудование размещают в самом доме или рядом с жилым объектом. Традиционно такие агрегаты имеют кожухи, задача которых — поглощение звуков и рабочей вибрации. Не на последнем месте стоит и внешний вид оборудования, его габариты — генератор должен вписаться в интерьер домостроения, не нарушая его гармонию.

Идеальный вариант — выбор устройства, оснащенного автоматической системой запуска генератора. При необходимости она может переключить на него электросеть частного дома или подключиться к сети общего электропитания, когда генератор будет отключен.

Кроме этого газовый генератор в доме может работать на сжиженном пропан-бутане или метане — природном газе. К магистралям с природным газом подключают все устройства для основного энергоснабжения дома, а для резервных завозят сжиженный газ в баллонах. Современные модели универсальны по большей части — они могут работать на любом виде топлива (даже на бензине), что позволяет получать электроэнергию в любой критической ситуации.

источник

Выбираем газогенератор для выработки электроэнергии на природном газе

Некоторые хозяева загородной недвижимости пытаются организовать автономное отопление и электроснабжение своего жилья. Им на помощь могут придти газогенераторы для выработки электроэнергии на природном газе. В нашей статье опишем принцип работы такого устройства, ознакомимся с основными видами и некоторыми техническими характеристиками.

Читайте также:  Установка картофелекопалки на мотоблок агат

Как работает

Работа генератора заключается в преобразовании мощности потока воздуха, который образуется от сгорания рабочей смеси в электрическую энергию. Как известно, газовые генераторы могут работать и на дровах, но в нашем случае основным видом топлива считается природный газ. В состав самого простого механизма входят следующие элементы:

  • Основной компонент — турбина;
  • Компрессор для сжатия воздуха;
  • Камера сгорания.

Принцип действия установки следующий: после попадания воздуха в компрессор происходит его сжатие, после чего потоки кислорода транспортируются в камеру сгорания. На этом участке определённые дозы топлива попадают в потоки кислорода, происходит загорание смеси.

Доведённый до высоких температур газ попадает в турбину, его потоки используются для вращения лопаток. Чуть больше половины вырабатываемой электроэнергии используются для работы компрессора, остальная часть служит для включения генератора. В состав одного рабочего цикла входит два изобарных процесса, которые происходят в выхлопной трубе и камере сгорания.

Принцип работы турбины следующий:

  • Сжатие воздуха в компрессоре до получения давления в одну атмосферу;
  • Увеличение температуры рабочей смеси в камере сгорания;
  • Расширение газов в турбине;
  • Освобождение отработанных газов через выхлопную трубу.

Поршневые

Самыми дешёвыми моделями считаются поршневые генераторы, работающие на газе. По внешнему виду такие установки напоминают бензиновые аналоги. Некоторые приборы могут работать как на бензине, так и на газе. У подобных приборов имеется дополнительный карбюратор и бензобак, что даёт возможность оператору заливать любой из указанных видов топлива для дальнейшего получения электроэнергии.

Поршневой газген состоит из газового редуктора, продуктивность которого выставлена производителем. Выходное отверстие этого приспособления имеет блокировку, что позволяет предотвратить утечку газа при внезапной остановке двигателя.

Следует также обратить внимание на минус использования пропана в качестве топлива в зимнее время года. Дело в том, что рассматриваемый газ плохо испаряется при отрицательных температурах, поэтому редуктор нужно подогревать. В газовых генераторах обычно используют водяное охлаждение вместо воздушного (в бензиновых двигателях). В этом случае горячая вода будет постоянно подогревать редуктор.

Турбинные

Газовый генератор может оборудоваться ещё одним видом двигателя – это турбина. Такое приспособление состоит из трёх основных деталей:

  • Компрессор или центробежный нагнетатель с огромным количеством лопаток. Основной задачей этого прибора считается подача сжатого воздуха в камеру сгорания;
  • Вторая часть газгена — камера сгорания, выполнена в виде полости. Здесь установлена форсунка для подачи топлива и свеча. Последний элемент в отличие от бензинового двигателя служит для запуска турбины, ведь процесс горения происходит в генераторе постоянно. При нестабильном горении, например, во время запуска турбины, процесс управления зажиганием берёт на себя термопара, которая вмонтирована в камеру сгорания;
  • В камере сгорания давление рабочей смеси возрастает в несколько раз. Далее поток газов направляется на лопасти турбины. Лопатки двигателя похожи на нагнетатель компрессора, но их изготавливают из жаропрочного материала. Под высоким давлением газа происходит вращение турбины и лопастей компрессора.

Достоинством газовой турбины по сравнению с поршневым генератором считается повышенная мощность и значительный срок службы оборудования. Если в поршневых двигателях рабочий цикл занимает только четверть времени, то в турбине крутящий момент присутствует всегда. Здесь происходят меньшие вибрации, но рассматриваемое оборудование изготавливают из дорогих комплектующих, что в конечном итоге увеличит стоимость прибора.

Себестоимость электроэнергии газогенератора

Многие покупатели перед приобретением газового генератора обращают внимание на срок окупаемости или себестоимость электроэнергии. По информации, полученной от производителей, стало ясно, что для вырабатывания киловатта электроэнергии потребуется примерно 0,3м3 природного газа. Если превратить эти цифры в стоимость энергоресурсов, то можно придти к следующему выводу. В нынешнем году киловатт электроэнергии в России стоит 3,5 рублей, куб газа – 6,5 рублей.

Установка газогенератора в помещении

Читайте также:  Установка замка в калитку гранд лайн

Расход газа

Газовые генераторы считаются достаточно экономным оборудованием. В зависимости от модели на выработку одного киловатта электроэнергии уходит от 0,3 до 0,4м3 природного газа. Мощность таких установок колеблется от 2 до 300 киловатт в час, но для обеспечения загородного дома электроэнергией достаточно генератора с мощностью от 3 до 5 киловатт. Именно на такие модели обращает внимание большинство покупателей.

Вопрос стоимости актуален для многих потребителей, поэтому опишем технические характеристики некоторых популярных моделей газовых генераторов, особое внимание обратим на их стоимость.

Газогенератор KIPOR KNE5500Е

Газген Kipor KNE5500E – это малогабаритное энергооборудование с поршневым двигателем, который может выработать до 4,5 кВт электроэнергии в час. Топливо должно подаваться на рабочий агрегат под давлением не меньше 2кПа.

Здесь можно использовать баллонный газ и природный, который находится в центральном газопроводе. Средняя стоимость Kipor KNE5500E — 70000 рублей. Указанная установка используется в качестве автономного источника электроснабжения в тёплое время года.

Gazlux СС2500B — один из самых дешевых газогенераторов для выработки электроэнергии на природном газе

Вторая модель газового генератора Gazlux CC2500B считается одной из самых популярных на рынке. Стоит такое оборудование около 47 000 рублей, но его мощность ограничена 2,5 кВт, моторесурс не более 3000 часов беспрерывной работы. Установка может использоваться для работы отопительного насоса во время отключения электроэнергии. Устройство имеет воздушное охлаждение, поэтому используется в тёплое время года или при положительных температурах воздуха в помещении.

Ещё один газовый генератор китайского производства Gazlux CC5000D имеет достаточную мощность для обеспечения электроэнергией небольшого коттеджа или загородного дома. Эта установка оснащена звукоизолирующим материалом, её рекомендовано эксплуатировать внутри помещений. Стоит Gazlux CC5000D 95000 рублей.

источник

Электроэнергия напрямую из газа — изобретение уральских ученых

Экология познания.Наука и техника: Современное изобретение может обеспечить энергией многоквартирный дом и даже поднять в воздух самолет. Эта электростанция нового поколения, на шаг вперед опережающая все то, что уже создано. В ее основе — твердотопливный элемент, состоящий из неприхотливой керамики.

Современное изобретение может обеспечить энергией многоквартирный дом и даже поднять в воздух самолет. Этот синий ящик – изобретение уральских ученых.

Оно еще не имеет названия, но совершенно точно изменит всю нашу жизнь. Прибор весом не больше 10 килограмм может обеспечить энергией дом, дачу или подсобное хозяйство. По сути, это электростанция нового поколения, на шаг вперед опережающая все то, что уже создано. В ее основе — твердотопливный элемент, состоящий из неприхотливой керамики. «Срок службы такой станции 10-15 лет. Полная экологическая безопасность. Основой для топлива может служить любой углеводород, бензин, керосин», — рассказал разработчик электростанции Сергей Красильников.

Подойдут и уголь, и дрова, и даже органические отходы. Все дело не в том, чем заправлять электростанцию, а в том, как она это будет перерабатывать. Топливный элемент, пропуская через себя любое вещество, создает температуру в 900 градусов. За счет мгновенной реакции и образуется электроэнергия. Электростанция размером побольше может снабжать даже многоквартирный дом. «Если мы будем иметь в каждом доме батареи ТОТЭ и воду, мы сможем вырабатывать киловатты энергии для получения электричества, горячей воды и отопления», — пояснил ведущий научный сотрудник института электрофизики УрО РАН Александр Липилин.

Топливные элементы широко применяются в других странах, но они маломощны и недолговечны. Изобретение уральских ученых почти не имеет срока годности и выдает такую мощность, что электродвигатели на их основе теперь могут вполне заменить устаревшие двигатели внутреннего сгорания.

Уральский топливный элемент длиной всего 10 сантиметров может вырабатывать 100 Ватт энергии. Если соединить 1200 таких элементов получится агрегат способный поднять в воздух пассажирский самолет.

Разработчики готовы двигать прогресс и дальше, правда пока на масштабные исследования денег нет. А вот бизнесу проект понравился. Вскоре мир увидит автобус, не загрязняющий окружающую среду. опубликовано econet.ru

Понравилась статья? Напишите свое мнение в комментариях.
Подпишитесь на наш ФБ:

источник