Су ағынының қуаты жаңартылатын табиғи ресурс, бұл сізге дерлік тегін электр энергиясын алуға мүмкіндік береді. Табиғат сыйлаған энергия үнемдеуге мүмкіндік береді мемлекеттік қызметтержәне жабдықты қайта зарядтау мәселесін шешу.
Үйіңіздің жанында ағын немесе өзен ағып кетсе, оларды пайдалану керек. Олар учаскені және үйді электр қуатымен қамтамасыз ете алады. Ал өз қолыңызбен су электр станциясы салынса, экономикалық әсербірнеше есе артады.
Ұсынылған мақалада жеке гидротехникалық құрылыстарды өндіру технологиялары егжей-тегжейлі сипатталған. Біз жүйені орнату және оны тұтынушыларға қосу үшін не қажет екендігі туралы айттық. Мұнда сіз импровизацияланған материалдардан жиналған миниатюралық энергия жеткізушілерінің барлық нұсқалары туралы білесіз.
Су электр станциялары су қозғалысының энергиясын электр энергиясына айналдыра алатын құрылымдар. тек Батыста ғана белсенді түрде пайдаланылды. Біздің еліміздің аумағында бұл перспективалы салатек алғашқы ұялшақ қадамдарды жасайды.
Суреттер галереясы
Бұл мақалада мен сізге шағын автономды электр станциясын күн панельдерінде қалай өз бетіңізше жинауға болатынын, бұл үшін сізге не қажет екенін және неліктен таңдау электр станциясының кейбір компоненттеріне түскенін айтқым келеді. Бізге электр қуатын жасау керек делік (сарайда, күзет трейлерінде, гаражда және т.б.), бірақ бюджет шектеулі және біз ең аз ақшаға кем дегенде бірдеңе алғымыз келеді. Кем дегенде бізге жарық, қуат және шағын электрониканы зарядтау қажет, кейде біз, мысалы, электр құралын қолданғымыз келеді.
күн электр станциясы
Үйдің төбесіндегі күн батареяларының фотосы, 100 ватт екі панельМұны істеу үшін, кем дегенде, 200-300 Вт күн батареялары қажет, әрине, сіз жалпы 100 Вт пайдалана аласыз, ал егер сізге өте аз энергия қажет болса, одан да аз. Бірақ оны маржамен қабылдаған дұрыс және жүйені қандай кернеуде салу керектігі дереу анықталады. Мысалы, егер сіз барлығын 12 вольт кернеуінен қуаттандырғыңыз келсе, онда 12 вольтқа арналған панельдерді сатып алған дұрыс, ал егер бәрі инвертор арқылы қоректенетін болса, онда жүйені 24/48 вольтке бағалауға болады. Мысалы, әрқайсысы 100 Вт болатын екі панель, олар күндізгі жарық сағатына 700-800 ватт энергия бере алады. Бұл жерде күн болған кезде және бір панельден энергия көп болса, бірақ бұлтты ауа-райында және қыста қуат болуы үшін бірден 2-3 бөлікті алған дұрыс, өйткені бұлтты ауа-райында өнімділік 5-ке төмендейді. 20 есе және көп панельдер соғұрлым жақсы болады.
12 вольтқа арналған көптеген электроника және әртүрлі зарядтағыштар бар, біздің автомобильдердің көпшілігінде 12 В борттық желі бар және бұл кернеу үшін барлығы дерлік бар және ол қол жетімді. Мысалы, жарықдиодты жолақтар 12в-тан жұмыс істейді, олар жарықтандыруға жақсы сәйкес келеді, кез келген дүкенде 12в жарықдиодты шамдар бар. Сондай-ақ телефондар мен планшеттерді зарядтауға арналған автомобиль адаптерлері бар, олар 12 / 24в-тен 5в құрайды. Мұндай адаптерлерде бір немесе екі немесе одан да көп USB шығыстары немесе белгілі бір телефон немесе планшет үлгісіне арналған сым бар; жалпы алғанда, электрониканы 12 вольттан зарядтауда ешқандай проблемалар жоқ.
Егер сізге ноутбукті 12 вольттан қуаттандыру қажет болса, онда бұл үшін 12 В-дан 19 В құрайтын автомобильді зарядтау адаптерлері де бар. Жалпы, он екі вольттан қуат алу үшін барлығы дерлік, тіпті қазандықтар, тоңазытқыштар мен электр шайнектері бар. Сондай-ақ, диагональ бойынша 15-19 дюйм болатын және әдетте ас үйге орналастырылған 12 вольтты теледидарлар бар. Бірақ, әрине, егер күн батареяларының қуаты аз болса және батареяның сыйымдылығы да аз болса, сіз жазда ғана емес, қуатты тұтынушыларға үнемі сене алмайсыз. 12в үшін фото тұтынушылар
12в үшін құрылғылар мен адаптерлер
Мысалы, түрлендіргіштердің кейбір түрлері 12 вольтпен жұмыс істейді, ал кейбір құрылғылар шайнек, қазандық, тоңазытқыш сияқты 12 вольтпен жұмыс істейді. 12 вольтты жарықтандыруЕгер бәрі 12в-де жасалса, онда электр энергиясын үнемдеудің артықшылығы бар, өйткені 12/220 вольтты инвертордың тиімділігі шамамен 85-90% құрайды, ал арзан инверторлар бос тұрғанда 0,2-0,5 А тұтынады, бұл 3 -6 құрайды. ватт/сағ немесе тәулігіне 70-150 Вт. Күніне 70-150 ватт энергия жұмсағыңыз келмейтінімен келісесіз, мысалы, бұл жарық диодты шамның тағы бірнеше сағат жарқырап тұруы үшін жеткілікті, теледидар 5-7 сағат жұмыс істеді, сіз өзіңізді зарядтай аласыз. осы қуатпен жиырма рет телефон соқты. Сонымен қатар, инверторда жұмыс істегенде де, энергияның 10-15% жоғалады, нәтижесінде инверторда жоғалған энергияның жалпы мөлшері айтарлықтай болады. Бұл әсіресе 12 вольттан 220 вольт жасап, содан кейін розеткаға 12 вольт немесе 5 вольт қуат көзін қосқанда ұтымды емес. Бұл жағдайда бүкіл жүйенің тиімділігі өте төмен, өйткені түрлендіргіштерге көп энергия жұмсалады.
Жалғыз ыңғайсыздық - 12 вольтқа арналған электр құралдарының аздығы және бұл жиі емес, сонымен қатар тоңазытқыштарды, сорғыларды және т.б. сатуда табу қиын.Сондықтан, автономияңыздан кез келген басқа нәрседен басқа нәрсені қуаттандыру керек болса. шағын электроника, содан кейін инверторсыз 12/220 вольт қажет. Және бұл жерде инвертордың өзінде тиімділік коэффициенті бар екенін ескеру қажет, ал кейбір құрылғылар әсіресе үнемді емес. Мұның бәрі батареялардың сыйымдылығын тұтынуға пропорционалды және күн батареяларының қуатын арттыру қажеттілігін тудырады.
12 вольт төмен кернеу үшін барлығын оңтайландыру немесе содан кейін бәрін бірден 220 вольтке ауыстыру үшін екі нұсқа бар. Сондай-ақ, сіз жай ғана инверторды орнатып, оны қажет кезде пайдалана аласыз және үнемі жұмыс істейтін барлық нәрсені (жарық, теледидар, зарядтағыш) 12 вольттан қуаттай аласыз. Бұл жағдайда тіпті модификацияланған синус толқыны бар арзан инвертор қолайлы болуы мүмкін.
Сорғылар мен тоңазытқыштар жиі модификацияланған синусинверторлар арқылы жұмыс істеуден бас тартады, өйткені жиілік пен кернеудің пішіні талап етілетін жабдыққа сәйкес келмейді. Бірақ мұндай инверторлар арқылы кез келген 220 вольтты шамдар, электр құралдары (бұрғылар, тегістеуіштер және т.б.) және коммутациялық қуат көздері бар электроника (қазіргі теледидарлар және басқа электроника) қалыпты жұмыс істейді. Тұтастай алғанда, проблемалар туындамас үшін бірден шығуда таза синус толқыны бар инверторды алған дұрыс, әйтпесе инвертордың салдарынан бірдеңе істен шықса, үнемдеуден гөрі көп шығын болады.
Аккумулятор зарядын реттегіш, инверторлар
Мысалы, бізде күн батареяларының сыйымдылығы аз болғанына қарамастан, қос қуат қоры бар контроллерді алған дұрыс, әсіресе арзан контроллер сатып алсаңыз. Контроллердің істен шығуы көптеген басқа мәселелерге әкелуі мүмкін, ол батареяларды бұзуы немесе дұрыс зарядтамауы мүмкін, соның салдарынан олар сыйымдылығын тез жоғалтады. Сондай-ақ, егер контроллер бірлескен кәсіпорыннан желіге барлық кернеуді беретін болса, онда 12в токпен жұмыс істейтін электроника нашарлауы мүмкін, өйткені бірлескен кәсіпорын бос тұрғанда 20 вольтқа дейін береді. Контроллерлер туралы толығырақ - Күн батареяларына арналған контроллерлерАйтпақшы, егер сіз бәрін инвертор арқылы тамақтандыратын болсаңыз, онда жүйе тек 12 вольтта ғана емес, сонымен қатар, мысалы, 24 немесе 48 вольтта да салынуы мүмкін. Бұл жағдайда негізгі айырмашылық сымдардың қалыңдығын әлдеқайда аз талап етеді, өйткені сымдар арқылы өтетін ток аз болады. Мысалы, егер бізде 12 вольтты жүйе болса, онда сымдар арқылы зарядтау тогы 12 Амперге дейін жетеді, ал MPPT контроллері арқылы болса, 18А дейін. Ал сымдар қызып кетпеуі және шығын болмауы үшін сым бөлігі қалың болуы керек, ал күн батареялары батареялардан неғұрлым алыс болса, сым қалың болуы керек.
Мәселен, мысалы, 6 Ампер ток үшін сым бөлімі 4-6кв болуы керек. ал егер бізде 12А ток болса, онда бізге қазірдің өзінде 10-12кВ сым қажет. Ал егер бізде 50 Ампер болса, онда сымдар дәнекерлеуден (50 шаршы) қалың болуы керек, сонда олар қызып кетпейді және жоғалмайды. Мұнда қалыңдықты үнемдеу және энергияны жоғалтпау үшін жүйе 24в 48в бойынша салынған. 48 вольт жағдайында сымның қалыңдығын төрт есеге азайтуға және бұл үшін көп ақша үнемдеуге болады. 24в және 48в үшін инверторлар бар. Сондай-ақ контроллерлер бар, менің ойымша, сіз түсінесіз, ең бастысы - сымдарды үнемдеу және күн батареяларынан батареяларға электр энергиясын беруде аз жоғалту.
Контроллердің екі түрі бар, олар MPPT және PWM контроллері. Бірінші түрі күн панельдерінен қуаттың 98% -на дейін сығып алады, бірақ ол қымбатырақ. Ал PWM контроллерлері қарапайым және токпен зарядталады, яғни олардан қуат алады күн панельдерітек 60-70%. MPPT контроллері жарқын күн сәулесінде жақсы жұмыс істейді және бірлескен кәсіпорынның жоғары кернеуінен ол төменірек 14в және одан да көп ток жасайды. Кәдімгі PWM түрлендіре алмайды, бірақ бұлтты ауа-райында, панельдерден ток өте аз болған кезде, мұндай контроллер батареяларға аздап көбірек қуат береді.
Менің ойымша, бұл жерде қандай контроллерді сатып алу керектігін нақты анықтау мүмкін емес, біреу барлық энергияны күннен алуы керек, ал біреуде күннің маржасымен жеткілікті энергия бар, бірақ бұлтты ауа-райында мен аз болса да, бірақ көбірек. Негізінде, егер сіз қымбат MPPT орнына басқа күн панелін сатып алсаңыз, онда MPPT артықшылығы өтеледі және бұлтты ауа-райында мағыналы болады. Мен кәдімгі контроллерлерге көбірек бейіммін, өйткені күн болған кезде энергияны салатын жер жоқ, ал ол жоқ кезде қосымша күн панелі көп көмектеседі. Мысалы, әрқайсысы 100 ватт үш панель әдеттегі контроллермен 18А, ал MPPT бар 27А береді. Бірақ ауа-райы бұлтты болған кезде, MPPT арқылы үш панель, мысалы, 3А береді, ал кәдімгі контроллермен бұл шамамен 3,6А, ал MPPT орнына төртінші панельді сатып алсаңыз, онда 4,8А.
Мен мұның бәрін мысал ретінде келтіремін, әрине, 18 және 27 А күндізгі күннің айырмашылығы үлкен, бірақ 18А болса да, батареялар күндіз зарядталса, контроллер жұмыс істеп тұрған кезде неге көбірек қуат керек. зарядталған болса, панельдер өшеді және оларға күн сәулесі түседі. Бірақ күн болмаған кезде, сіз қосымша амперге қуанасыз, сондықтан көп панельдер қымбат контроллерге қарағанда жақсы.
Автономды жүйелерге арналған батареялар туралы
Батареялар, бәлкім, жүйенің ең қымбат және маңызды бөлігі болып табылады, олар өте капризді және тез нашарлайды, олардың көптеген түрлері бар және оларға жұмсақ қарау керек, әйтпесе олар тез сыйымдылығын жоғалтады және нашарлайды. Сондықтан, әртүрлі типтерге конфигурациялануы үшін смарт контроллерді сатып алу керек немесе батареялардың әртүрлі түрлерімен жұмыс істеу үшін алдын ала орнатылған параметрлер болуы керек.Мысалы, автомобильдің стартер батареялары автономды жүйелерде өте тез сыйымдылықты жоғалтады, бар болғаны 1-2 жыл және олар қазірдің өзінде сыйымдылығының 90% жоғалтады. Бұл терең разрядтарға байланысты, өйткені арзан контроллерлер тұтынушыларды 10 вольтпен өшіреді, ал автомобиль батареялары бұған арналмаған, сондықтан оларды пайдалансаңыз, оларды 110,8-12,0 вольттан артық зарядтамаңыз.
Сілтілік батареялар өте берік, бірақ сонымен бірге өте қымбат. Ал қорғасын батареяларының ПӘК-і 85-90% болса, сілтілі аккумуляторлар бұл жерде аздап жоғалтады, ал егер олар жоғары токпен зарядтау және разрядтау арқылы жұмыс істесе, онда олардың тиімділігі айтарлықтай нашарлайды. Мұндай аккумуляторлар тиімді емес, әсіресе қыста, мұнда энергия аз, тіпті батареялар күн батареяларынан алатын энергиядан 30% аз береді. Тиімділігі жақсартылған сілтілі батареялар қазір пайда болған сияқты, жалпы көрініс мынада.
Литий-темір-фосфатты аккумуляторлар автономды жүйелер үшін ең перспективалы болып табылады, олар 95-98% жоғары тиімділікке ие және сонымен бірге олар аз зарядтаудан, терең разрядтан және жоғары зарядты зарядтаудан қорықпайды. Бірақ олар да қымбат және қосымша BMS жасушаларының күйін бақылау жүйесін қажет етеді. Егер мұндай аккумулятор белгіленген деңгейден төмен зарядталса немесе зарядсыздандырылса, онда ол өзінің сыйымдылығын қайтарымсыз жоғалтады немесе ұяшық толығымен жұмысын тоқтатады. Бірақ BMS батареяның күйін бақылайды және ол сондай-ақ аккумулятордың зарядын теңестіреді, сондықтан бірдеңе дұрыс болмаса, ол аккумуляторды қорғайды және бәрін өшіреді және ол нашарламайды.
Сіз бір мақалада бәрін сипаттай алмайсыз, бірақ мен бұл туралы мүлдем білмейтіндерге түсінікті болу үшін ең бастысын атап өтуге және сипаттауға тырыстым. Толығырақ ақпаратты бөлімдегі басқа мақалалардан табуға болады. Бірақ жалпы алғанда осы сәтМенің тәжірибем бойынша, инверторсыз шағын электр станциясын салу және барлық электрониканы 12 вольттан қуаттандыру тиімдірек, ал егер бәрі 220 вольтке ауыстырылса, онда 48 вольт жүйесін құрыңыз. Әсіресе қыста аз да болса қосымша қуат өте қажет. Сондай-ақ, осы қыста менің аккумуляторларым литий-темір-фосфат (lifepo4) және жалпы алғанда автомобиль батареяларын пайдаланғанға қарағанда айтарлықтай көп энергия бар, сонымен қатар lifepo4 мүлдем нашарлаған жоқ және сыйымдылық жоғалмайды, бірақ оларда болмаса да. аяқталғанға дейін бір ай бойы зарядталған және тоқтау үшін үнемі зарядсызданған.
Электр энергиясының өзіндік құнының тұрақты өсуі жағдайында көптеген ірі тұтынушылар: энергиямен жабдықтау мәселелерінде электр энергиясын жеткізушілерге тәуелді болмаймын және өз қажеттіліктерім үшін электр энергиясын өз бетімен өндіріп, нарықтық конъюнктура мен электр энергиясының құны туралы ойламаймын ба? және осылайша электр энергиясын тұтынуды және электр энергиясына шығындарды азайту, яғни. кәсіпорында өз ұрпағы болуы. Бұл ретте кәсіпорында өз өндіретін электр энергиясының бағасы оны маған жеткізуші сататын бағадан айтарлықтай төмен болуы керек.
Иә мүмкін. Жауап – электр станциясын салу, яғни. өз қажеттіліктері үшін электр энергиясын өндіруді ұйымдастыру. Бірақ кез келген жобаға келетін болсақ, электр станциясын салу үшін алдын ала барлық оң және теріс жақтарын таразылап, «кәсіпорындағы меншікті ұрпақ» жобасының құнын бағалау керек (бұл, әрине, әртүрлі болады. тұтынушылардың әртүрлі типтері), сондай-ақ құрылыс шығындарының өзіндік генерациясының болжамды өтелу мерзімі. Айта кету керек, тұтынушы екеуі де болуы мүмкін үлкен зауыт(сондықтан, бұл жағдайда көп қуат қажет болады, сондықтан жоба жоғары құны және өте ұзақ өтелу мерзімі болады), сондықтан тұтынушы орташа болуы мүмкін (мысалы, үлкен сауда орталықтары) электр қуатын азырақ қажет етеді. Мұндай тұтынушылар үшін бұл жобаларды жүзеге асыру арзанырақ, ал өтелу мерзімі әлдеқайда қысқа.
Мысалы, белгіленген қуаты 1000-нан 10000 кВт-қа дейін электр энергиясын өндіруге арналған жеке электр станциясын салу құны 20-дан 50 мың рубльге дейін. кВт. Осылайша, автономды электр станциясының құрылысы – жылжымалы газ турбиналық электр станциясы немесе белгіленген қуаты 2000 кВт жылжымалы газ поршенді электр станциясы тұтынушыға 40-тан 100 миллион рубльге дейін шығын әкеледі.Сонымен бірге 17,5 млн. кВт/сағ мұндай электр станциясында жылына өндірілуі мүмкін. электр энергиясы. Жеткізушіден осындай көлемдегі электр энергиясының құны шамамен 60 миллион рубльді, ал өз электр станциясында оны өндіру құны шамамен 35 миллион рубльді құрауы мүмкін. Осылайша, мұндай электр станциясының өтелу мерзімі 5 жылға дейін болуы мүмкін. Сонымен қатар, мұндай электр станцияларының (жылжымалы газ турбиналы электр станцияларының) артықшылығы электр энергиясын өндірудің жанама өнімі жылу энергиясының айтарлықтай бөлінуі болып табылады, оны тұтынушының қажеттіліктері үшін де пайдалануға болады.
Осылайша, кәсіпорында меншікті генерацияны салу кәсіпорындар үшін электр энергиясының бірлігінің өзіндік құнын төмендетіп қана қоймайды, сонымен қатар кәсіпорынның қажеттіліктері үшін жылу энергиясын өндіруді ұйымдастыруға мүмкіндік береді.
Бірақ сонымен бірге электр энергиясын өндіретін кәсіпорында өз генерациясын құру туралы шешім қабылдағанға дейін ескеру қажет бірқатар тармақтар бар:
1. Кәсіпорынның меншікті генерациялау объектілерінде (жылжымалы газ турбиналық электр станциясы немесе жылжымалы газ поршенді электр станциясы) өндірілетін электр энергиясының құны электр энергиясын жеткізушіден немесе WECM электр энергиясының және электр энергиясының көтерме нарығында сатып алынатын электр энергиясынан айтарлықтай төмен болады. Себебі, тұтынушы электр энергиясын жеткізу қызметтері (тасымалдау ақысы) мен жеткізушінің сату маржасы үшін ақы төлеуді қажет етпейді. Айта кету керек, тасымалдау қызметтері мен сату үстеме ақы кәсіпорындар үшін электр энергиясының соңғы тарифінің 60% дейін болуы мүмкін.
2. Кәсіпорында өз ұрпақтарын құру (электр станциясын салу) үшін жанармай көзіне қосылу қажет (осы жерде электр станциясы). Көбінесе бұл отын табиғи газ. Газ құбырына қосылудағы мүмкін қиындықтарды және жеткізілетін табиғи газ бағасының мүмкін өсуін ескере отырып ішкі нарықәлемдік баға деңгейіне дейін бұл мәселе өте мұқият бағалауды және одан әрі зерттеуді қажет етеді. Яғни, қазіргі уақытта Ресей Федерациясында табиғи газдың бағасы әлемдік бағадан айтарлықтай төмен, бірақ қазір бәрі осы бағалардың өсуіне қарай жылжып келеді, және объектілерде өндірілген электр энергиясының құнын ескере отырып. Кәсіпорынның өз өндірушісі газ құнының басым бөлігін құрайды, содан кейін оның бағасы өскен сайын электр энергиясының құны да өседі.
3. Өзіндік генерацияны (мысалы, жылжымалы газ турбиналық электр станцияларын) салу кезінде электрмен жабдықтау сенімділігіне ерекше назар аудару керек: ерте ме, кеш пе, кәсіпорында сол немесе өз генерациясының блоктары қойылуы керек. жоспарлы жөндеуге немесе станцияларды өшіруді талап ететін кез келген төтенше жағдай туындауы мүмкін. Бұл мәселені шешу үшін не белгілі бір резерві бар генерациялау ғимаратын есептеу керек, не сыртқы электрмен жабдықтау көздеріне қосылу шараларын қабылдау қажет, ол арқылы электр энергиясы өз өндірісінің қалыпты жұмысына берілмейді. Алайда, бұл жағдайда электр желісіне қосылу құны, сондай-ақ 2013 жылдың 1 шілдесінен бастап шешілуі мүмкін электр желісіндегі қуат резервін төлеу мәселесі туралы сұрақ туындайды. Бұл іс жүзінде нені білдіреді: бірақ тұтынушы электрмен жабдықтаудың сенімділігін қамтамасыз ету үшін (өзі электр энергиясын өндіре алмайтын жағдайларда) сыртқы электр желілеріне қосылуы керек, содан кейін ол болмаса да. осы сыртқы желілер арқылы тұтынатын болса, ол қуат резервін төлеуі керек (немесе одан бас тарту). Айта кету керек, бұл жаңалық Ресей Федерациясы Үкіметінің 05.04.2012 жылғы No 442 қаулысымен енгізілген және әлі күшіне енген жоқ. Сондай-ақ, резервке төленетін төлемнің бағасы әлі анықталған жоқ. Дегенмен, электр желісіне технологиялық қосылуды ұйымдастыру кезінде (қосылу сыртқы көзэлектрмен жабдықтау) және бірқатар жүзеге асыру техникалық шаралар, электр станциясының иесі келісім-шарт жасап, артық өндірілген электр энергиясын басқа тұтынушыларға сата алады. Бұл плюс.
4. Өзіндік электр станциясын салу кезінде тұрақты пайдалану шығындары болады, оның мөлшері өндірілетін электр және жылу мөлшеріне байланысты емес ( еңбекақы қызмет көрсететін персонал, жоспарлы техникалық қызмет көрсету және жөндеу және т.б.).
5. Электр станциясын салу кезінде когенерация және тригенерация бар нұсқаны таңдауға болады: бұл жағдайда тұтынушы электр станциясын салған кезде электр энергиясын өндіруде жанама әсер пайда болады - жылу бөлінуі - жылыту үшін пайдаланылуы мүмкін, және салқын босату - жазда кондиционер үшін.
6. Жеке электр станциясы бар тұтынушы артық өндірілген электр энергиясын электр энергиясының бөлшек сауда нарығында келісілген баға бойынша басқа тұтынушыларға сата алады.
Осылайша, электр станциясын салып, барлық қажетті шараларды аяқтағаннан кейін, электр энергиясының құны заңды тұлғаларайтарлықтай азайтуға болады.
Жер қойнауынан өндіріліп, адамзаттың энергетикалық ресурстар ретінде пайдаланатын пайдалы қазбалары, өкінішке орай, шексіз емес. Жыл сайын олардың құны өсуде, бұл өндіріс деңгейінің төмендеуімен түсіндіріледі. Энергиямен қамтамасыз етудің баламалы және өсіп келе жатқан нұсқасы жел электр станцияларыүйге арналған. Олар жел энергиясын айнымалы токқа түрлендіруге мүмкіндік береді, бұл кез келген электр энергиясына деген барлық қажеттіліктерді қанағаттандыруға мүмкіндік береді тұрмыстық техника. Мұндай генераторлардың басты артықшылығы - абсолютті экологиялық тазалық, сондай-ақ электр энергиясын шексіз жылдар бойы тегін пайдалану. Жел генераторының үй үшін тағы қандай артықшылығы бар, сондай-ақ оның жұмыс істеу ерекшеліктері, біз әрі қарай талдаймыз.
Тіпті ежелгі адамдар желдің көптеген жұмыстарды жүзеге асыруда тамаша көмекші бола алатынын байқаған. Астықты өз күшін жұмсамай ұнға айналдыруға мүмкіндік берген жел диірмендері алғашқы жел қондырғыларының негізін салушылар болды.
Жел электр станциялары жел энергиясын қабылдауға, түрлендіруге және айнымалы токқа сақтауға қабілетті генераторлардың белгілі бір санынан тұрады. Олар бүкіл үйді жоқ жерден келетін электр қуатымен қамтамасыз етуі мүмкін.
Дегенмен, бұл туралы айту керек жабдық пен техникалық қызмет көрсету шығындары әрқашан арзан бола бермейдіорталық электр желілерінің құнынан.Артылықшылықтар мен кемшіліктер
Сонымен, бос энергияны жақтаушыларға қосылмас бұрын, жел электр станцияларының тек артықшылықтары ғана емес, сонымен қатар белгілі бір кемшіліктері бар екенін түсіну керек. бастап оң жақтары
Күнделікті өмірде жел энергиясын пайдалану, мыналарды бөлуге болады:
- әдіс мүлдем экологиялық таза және қоршаған ортаға зиян келтірмейді;
- дизайнның қарапайымдылығы;
- пайдаланудың қарапайымдылығы;
- электр желілерінен тәуелсіздік.
Үйдегі шағын генераторлар электр энергиясын ішінара қамтамасыз ете алады немесе электр станцияларына айнала отырып, оның толыққанды алмастырғышы бола алады.
Дегенмен, ұмытпау керек шектеулер, олар:
- жабдықтың жоғары құны;
- өтелу мерзімі 5-6 жыл пайдаланудан кейін ерте емес;
- салыстырмалы түрде шағын тиімділік факторлары, бұл қуаттың зардап шегуіне әкеледі;
- қымбат жабдықты қажет етеді: батарея мен генератор, оларсыз станцияның тыныш күндері жұмыс істеуі мүмкін емес.
Барлығын сатып алмас бұрын, көп ақша жұмсамау үшін қажетті құрал-жабдықтар, электр станциясының рентабельділігін бағалау керек. Мұны істеу үшін үйдің орташа қуатын есептеңіз (бұл барлық қолданылатын электр құрылғыларының қуатын қамтиды), жылына желді күндердің санын есептеңіз, сондай-ақ жел диірмендері орналасатын аумақты бағалаңыз.
Негізгі құрылымдық элементтер
Электр станциясының құрылысының қарапайымдылығы құрылымдық элементтердің қарабайырлығымен түсіндіріледі.Жел энергиясын пайдалану үшін бұл мәліметтер қажет:
- жел қалақтары - жел генераторына импульсті бере отырып, жел ағынын ұстайды;
- жел генераторы және контроллер - импульсті тұрақты токқа түрлендіруге ықпал етеді;
- батарея - энергияны сақтайды;
- инвертор - тұрақты токты айнымалы токқа түрлендіруге көмектеседі.
Біріктірілген жылу электр станциясының (ЖЭО) жұмыс істеу принципі су буының бірегей қасиетіне - жылу тасымалдағыш болуға негізделген. Қыздырғанда, қысыммен, ол жылу электр станцияларының (ЖЭС) турбиналарын қозғалысқа келтіретін қуатты энергия көзіне айналады - мұндай алыстағы бу дәуірінің мұрасы.
Бірінші жылу электр станциясы Нью-Йоркте Перл-стритте (Манхэттен) 1882 жылы салынды. Бір жылдан кейін Санкт-Петербург бірінші ресейлік жылу станциясының отаны болды. Біртүрлі болып көрінгенімен, біздің жоғары технологиялар заманында да жылу электр станциялары толыққанды алмастырғыш болып табылған жоқ: олардың әлемдік энергетикалық сектордағы үлесі 60%-дан асады.
Және бұл үшін жылу энергиясының артықшылықтары мен кемшіліктерін қамтитын қарапайым түсініктеме бар. Оның «қаны» – органикалық отын – көмір, мазут, сланец, шымтезек және табиғи газ бұрынғысынша салыстырмалы түрде бар және олардың қоры айтарлықтай көп.
Үлкен кемшілігі - жанармайдың жану өнімдері ауыр зиян келтіреді. қоршаған орта. Иә, табиғи қойма бір күні таусылып, мыңдаған ЖЭО өркениетіміздің тот басқан «ескерткіштеріне» айналады.
Жұмыс принципі
Бастау үшін «ЖЭО» және «ЖЭС» терминдері туралы шешім қабылдаған жөн. сөйлесу қарапайым тіл- олар әпкелер. «Таза» жылу электр орталығы – ЖЭС тек электр энергиясын өндіруге арналған. Оның басқа атауы «конденсациялық электр станциясы» - IES.
Біріктірілген жылу электр станциясы – ЖЭО – жылу электр станциясының бір түрі. Ол электр қуатын өндірумен қатар, орталықтандырылған жылу жүйесіне және тұрмыстық қажеттіліктерге ыстық су береді.
ЖЭО-ның жұмыс істеу схемасы өте қарапайым. Пеш бір мезгілде отын мен қыздырылған ауаны алады - тотықтырғыш. Ресейлік жылу электр станцияларында ең көп таралған отын - ұнтақ көмір. Жанудан пайда болатын жылу көмір шаңықазандыққа түсетін суды буға айналдырады, содан кейін ол қысыммен бу турбинасына беріледі. Қуатты бу ағыны механикалық энергияны электр энергиясына түрлендіретін генератор роторын қозғалысқа келтіре отырып, оны айналдырады.
Әрі қарай, бастапқы көрсеткіштерін - температура мен қысымды айтарлықтай жоғалтқан бу конденсаторға түседі, онда суық «су душынан» кейін ол қайтадан суға айналады. Содан кейін конденсат сорғы оны регенеративті жылытқыштарға, содан кейін деаэраторға жібереді. Онда су газдардан - оттегі мен СО 2-ден босатылады, бұл коррозияға әкелуі мүмкін. Осыдан кейін су қайтадан бумен қызады және қайтадан қазандыққа беріледі.
Жылумен қамтамасыз ету
Екіншіден, кем емес маңызды функцияЖЭО - жақын орналасқан елді мекендердің орталықтандырылған жылу жүйелеріне және тұрмыстық қажеттіліктерге арналған ыстық сумен (бумен) қамтамасыз ету. Арнайы жылытқыштарда суық су жазда 70 градусқа дейін және қыста 120 градусқа дейін қызады, содан кейін ол желілік сорғылар арқылы жеткізіледі. жалпы камераараластырады, содан кейін жылу магистральдық жүйесі арқылы тұтынушыларға барады. Жылу электр орталығындағы су қоры үнемі толықтырылып отырады.
Газбен жұмыс істейтін жылу электр станциялары қалай жұмыс істейді
Көмірмен жұмыс істейтін ЖЭО-мен салыстырғанда газ турбинасы бар ЖЭО әлдеқайда ықшамды және экологиялық таза. Мұндай станцияға бу қазандығы қажет емес екенін айту жеткілікті. Газ турбиналық қондырғы - бұл негізінен бірдей турбореактивті ұшақ қозғалтқышы, онда одан айырмашылығы реактивті ағын атмосфераға шығарылмайды, бірақ генератор роторын айналдырады. Бұл ретте жану өнімдерінің шығарындылары минималды.
Көмір жағудың жаңа технологиялары
Заманауи ЖЭО-лардың тиімділігі 34%-бен шектелген. Жылу электр станцияларының басым көпшілігі әлі күнге дейін көмірде жұмыс істейді, мұны өте қарапайым түсіндіруге болады - Жердегі көмір қоры әлі де үлкен, сондықтан өндірілген электр энергиясының жалпы көлеміндегі жылу электр станцияларының үлесі шамамен 25% құрайды.
Көптеген ондаған жылдар бойы көмірді жағу процесі іс жүзінде өзгеріссіз қалады. Дегенмен, мұнда жаңа технологиялар да келді.
Бұл әдістің ерекшелігі көмір шаңын жағу кезінде ауаның орнына ауадан бөлінген таза оттегі тотықтырғыш ретінде пайдаланылады. Нәтижесінде түтін газдарынан зиянды қоспа – NOx жойылады. Қалған зиянды қоспалар тазалаудың бірнеше сатысында сүзіледі. Шығуда қалған СО 2 жоғары қысыммен резервуарларға айдалады және 1 км-ге дейінгі тереңдікте көмуге жатады.
«оттекті отынды алу» әдісі
Мұнда да көмір жағу кезінде тотықтырғыш ретінде таза оттегі қолданылады. Тек алдыңғы әдістен айырмашылығы, жану сәтінде турбинаны айналу күйіне келтіретін бу пайда болады. Содан кейін күл мен күкірт оксидтері түтін газдарынан шығарылады, салқындату және конденсациялау жүргізіледі. Қалған көміртегі диоксиді 70 атмосфера қысымында ол сұйық күйге айналады және жер астына орналастырылады.
«алдын ала жану» әдісі
Көмір «қалыпты» режимде - ауамен араласқан қазандықта жағылады. Осыдан кейін күл және SO 2 - күкірт оксиді жойылады. Содан кейін СО 2 арнайы сұйық сіңіргіш көмегімен жойылады, содан кейін ол полигонға шығарылады.
Әлемдегі ең қуатты бес жылу электр станциясы
Чемпионат 2,5 шаршы метр аумақты алып жатқан қуаттылығы 6600 МВт (5 ен/бірлік x 1200 МВт) қытайлық Tuoketuo жылу электр станциясына тиесілі. км. Одан кейін оның «жерлесі» - қуаттылығы 5824 МВт Тайчунг ЖЭС тұр. Үздік үштікті Ресейдегі ең ірі Сургутская ГРЭС-2 - 5597,1 МВт тұйықтады. Төртінші орында польшалық Белхатов ЖЭС – 5354 МВт, ал бесінші – Futtsu CCGT электр станциясы (Жапония) – қуаты 5040 МВт газбен жұмыс істейтін ЖЭС.
