Как выбрать электростанцию: Как выбрать дизельную электростанцию (ДЭС)
Как правильно выбрать генератор для дома и дачи
Итак, вы хотите выбрать генератор для дома и дачи, который идеально подходит именно вам. Изучите представленную ниже информацию и сделайте выбор.
Вы даже не представляете насколько зависите от электроэнергии, пока не лишитесь её на долгое время. У вас нет света, вы не можете готовить себе еду, не работает телевизор, нет горячей воды, не работает кондиционер.
Вы живете в России и знаете, что летом у нас бывают наводнения, зимой обильные снегопады. Электричество часто отрубают на короткие и продолжительные периоды времени. Вы не можете контролировать матушку Природу. Но вы можете подготовиться.
Итак, чтобы правильно выбрать электростанцию необходимо рассмотреть следующие моменты
Правильный расчет мощности
Чтобы правильно выбрать источник питания для частного дома или дачи запишите все приборы, которые вам необходимы, когда у вас нет электричества. Приборы, которые нужны вам дома, на стройке или при выездах на природу.
В интернете полно таблиц с электропотреблением самых необходимых домашних приборов. Воспользуйтесь такой таблицей мощности электроприборов и просуммируйте показатели мощности всех приборов. Вы можете использовать эту таблицу, но для получения более достоверных сведений вам следует изучить инструкцию от производителя каждого прибора, который вы хотите подключить.
Такую информацию часто размещают на самой электростанции. Если вместо мощности указана сила тока, то умножите силу тока на напряжение и получите мощность вашего прибора. Дальше вам необходимо вычислить стартовую мощность.
Чтобы запустить такие устройства, как холодильник или морозилку на даче вам потребуется в несколько раз больше производительности . Не нужно суммировать все активные мощности . Достаточно взять в расчет самое большое значение, так как маловероятно, что вам потребуется подключить все потребители одновременно.
Помните, что всегда нужно делать запас, дабы не было перегрузки электростанции. Кроме того, большинство агрегатов автоматически выключатся прежде, чем максимальная производительность будет достигнута. Добавьте не менее 20% к общей сумме.
Совет: Для увеличения срока жизни источника питания, не нагружайте его более чем на 75-80 процентов от его номинальной мощности.
В начало
Выбор по типу
Чтобы выбрать модель, подходящую именно вам, то определитесь с производительностью. Источники автономного электропитания могут быть:
малой, средней и большой мощности. К агрегатам первых двух типов вы можете просто подключить электроприборы, используя встроенные в розетки. Электростанции обязательно должны использоваться на улице, на расстоянии от 10 метров от дома.
Маломощные (от 1000 до 4000 Ватт)
Выбирайте эти модели для дачи и в случае экстренных ситуаций. К ним можно подключить несколько приборов. Например, холодильник, микроволновую печь, телевизор, водяные насосы. Средняя цена на портативные маленькие электроагрегаты колеблется от 500 до 800 долларов.
Средние (от 4500 до 8000 Ватт)
Вы можете запитать все мелкие приборы плюс переносные обогреватели и кондиционеры. Средние электрогенераторы стоят от 800 до 1000 долларов.
Большие (от 8500 до 15000 ватт)
Вы можете подключать все основные устройства одновременно.
Стационарные генераторы (от 10000 до 45000 Ватт)
Такие электроагрегаты работают на пропане, природном газе или дизеле. Кроме того, они не требуют постоянного вмешательства с вашей стороны. Вы даже можете подключить их к существующей газовой линии, если такая линия есть на даче, чтобы не заправлять их каждые несколько часов. Данные модели включаются автоматически в течение 15-20 секунд после сбоя в электросети. Стационарные установки предназначены для энергообеспечения всех приборов у вас на даче или дома. Стоимость стационарных моделей от 3000 до 15000 $ и выше. К тому же, вам нужно будет заплатить за установку профессиональным электрикам.
Стоимость установки доходит до 2000$.В начало
Как обычный генератор отличается от инвертора?
Когда большинство людей решают выбрать электростанцию в дом или на дачный участок, они думают, что самая важная часть устройства это двигатель. На самом деле — это генератор. Двигатель генерирует энергию, а генератор преобразует эту энергию в электричество. Существует два типа генераторов: инверторные и обычные.
Обычные производят «грязную» электроэнергию. Они должны работать на постоянной скорости (3600 оборотов в минуту) чтобы генерировать переменный ток. Такие установки работают на максимальных оборотах вне зависимости от текущей нагрузки. Как результат, они намного громче и используют для работы намного больше топлива, чем инверторные. Есть один минус — вы не сможете подключать чувствительные приборы (компьютеры, телевизоры) к таким генераторам, так как они могут быть повреждены. Достоинством же является цена. Они существенно дешевле инверторов.
Инверторы производят очень чистый переменный ток. Они работают на разных оборотах в зависимости от текущей нагрузки. Поэтому, инверторы, намного эффективнее, меньше, тише и могут использоваться для чувствительной электроники. Но инверторы стоят намного дороже обычных электростанций.
В начало
Как выбрать по типу топлива
Генераторные установки бывают на бензине, пропане, дизельном топливе и на природном газе. Ниже представлены достоинства и недостатки каждого вида топлива.
Бензин
Достоинства
- Бензин общедоступен, приобрести его не составляет никаких проблем;
- Рекомендуем выбрать бензиновую электростанцию для дачи, для того чтобы не объезжать все возможные заправки в округе, а перевозить бензин со своим агрегатом.
Недостатки
- Имеет ограниченный срок годности;
- При природных катаклизмах заправки, скорее всего, не будут функционировать;
- Хранить бензин нужно далеко от дома в проветренном помещении.
Пропан
Достоинства
- Не загрязняет атмосферу;
- Долго и легко хранится.
Недостатки
- Возможно, вам понадобится специальное конвертирующее устройство, если источник питания работает на бензине. Такие примочки стоят несколько сотен долларов;
- Эффективность пропана меньше, чем бензина.
Природный газ
Достоинства
- Если загородный дом подключен к газу, вы можете использовать эту линию;
- Экологически чистый вид топлива.
Недостатки
- Возможно, вам понадобится специальное конвертирующее устройство;
- Эффективность природного газа меньше, чем бензина и пропана.
Дизель
Достоинства
- Дизельное топливо является наименее воспламеняемым топливом.
Недостатки
- Эффективность дизеля меньше, чем бензина.
В начало
Замена и дозаправка масла
Довольно трудно отследить момент, когда нужно дозалить масло, если вы не ведете записи или модель не оборудована счётчиком моточасов, который показывает, сколько часов работает двигатель. Если вы долго не использовали электроустановку, то вы можете забыть, когда вы в последний раз заливали масло.
Так что советуем вам выбирать генераторы с автоматической системой отключения двигателя при низком уровне масла. Эта система отключит мотор, когда масло будет заканчиваться и сохранит в сохранности все детали.
Следует выбирать центробежный масляный фильтр, который очищает масло от механических примесей, циркулирующего в системе двигателя. В таких фильтрах масло очищается под действием центробежных сил. Использование такого масляного фильтра позволит вам уменьшить расходы на техническое обслуживание и увеличить срок службы двигателя в несколько раз.
Смотрите, как работает этот фильтр
Современные генераторы могут быть оснащены таким фильтром за дополнительную плату.
В начало
Уровень шума
Уровень шума генератора – это очень важная характеристика. Не стоит её игнорировать. Вы будете использовать установку на улице, поэтому вам придется побеспокоиться о том, чтобы агрегат не мешал соседям по даче.
Рекомендуем выбрать генераторы с низким уровнем шума и проверяйте этот уровень при полной нагрузке. Большинство электростанций работают при уровне шума от 45 до 80 дБ.
90 дБ – Очень громкий шум, можно сравнить с проезжающим мимо грузовиком без глушителя.
80 дБ – проезжающий мимо автомобиль на большой скорости.
70 дБ – это нормальный, привычный, городской шум.
60 дБ – звук обычного разговора.
50 дБ – умеренный звук, который вы можете услышать в обычном офисе.
В начало
Послушайте уровень шума у разных электростанций Honda
Еще несколько дополнительных особенностей при выборе
- Электрический старт. Бывает, что источник питания трудно завести вручную. Также, пусковой шнур может прийти в негодность. Поэтому для дома советуем выбрать генератор с электрическим стартом.
- Искрогаситель. Если электрогенератор оборудован искрогасителем, то это поможет вам предотвратить возможные пожары.
- Розетки. Несколько розеток переменного тока и одна розетка постоянного тока позволит вам правильно распределить нагрузку на весь генератор.
- Индикатор уровня топлива.
- Большой топливный бак. Большой топливный бак облегчит вам эксплуатацию электрогенератора.
В начало
Как выбрать электростанцию.
Как выбрать электростанцию
В настоящее время на российском рынке представлено достаточно большое разнообразие энергогенерирующего оборудования бытового класса, а также полупромышленного и промышленного назначения. Однако в каждом конкретном случае выбор электростанции необходимо начинать, определяя области применения генератора, с последующим выделением необходимых технических и эксплуатационных характеристик. Попробуем разобраться, как правильно выбирать автономный источник энергоснабжения в зависимости от его назначения.
Бытовые электростанции малой мощности в подавляющем большинстве случаев представлены генераторами с бензиновым двигателем, что позволяет обеспечивать выработку электроэнергии достаточно высокого качества, более чем достаточную для нужд обычных потребителей, Однако необходимо понимать, что любая современная бензиновая электростанция не предназначена для длительной беспрерывной работы. Данные решения требуют обязательных остановок для охлаждения двигателя.
Бензиновые электростанции будут незаменимы на рыбалке или отдыхе на природе. Именно они чаще всего используются для автономного резервного энергоснабжения дач и небольших частных домов и в целом являются достаточно востребованным энергогенерирующим оборудованием, что определяется, прежде всего, ценой, значительно более низкой по сравнению с дизельными аналогами.
В основном генераторы бытового уровня – это электростанции мощностью от 0,7 до 4-6 кВт, которой более чем достаточно для обеспечения питания основного набора электропотребителей: ламп освещения, домашней техники и т.д. Однако следует иметь ввиду, что если вы собираетесь подключать мощный электроинструмент, насосы или другую подобную технику, требующую при запуске пусковых токов, в несколько раз превышающих их номинальную мощность, необходимо выбирать более мощную электростанцию.
Другими неоспоримыми достоинства генераторов бытового уровня является их малый вес и компактность, благодаря чему данные решение достаточно просто перевозить с места на место в багажнике любого легкового автомобиля. При этом все бензиновые электростанции, при невысокой цене, отличаются надежностью и долговечностью, так как строятся на основе двигателей ведущих мировых производителей, и могут прослужить достаточно долго, если не перегружать генератор, а также обязательно соблюдать правила и режимы его эксплуатации, определенные заводом-изготовителем.
Электростанции полупромышленного и промышленного назначения, как правило, являются энергогенерирующим оборудованием с дизельными двигателями и в большинстве своем походят для длительного непрерывного использования, особенно генераторы с жидкостной системой охлаждения. Однако среди всего разнообразия техники данных классов также можно выделить несколько основных направлений их применения.
Полупрофессиональные решения мощностью до 15 кВА активно используются для обеспечения автономного питания любых небольших объектов, таких как: магазины, торговые палатки, а также коттеджи и частные дома. Данное оборудование может спокойно работать без остановок в течение 8-10 часов и комплектуется как дизельными, так и бензиновыми силовыми установками.
Выбирая электростанцию данного типа необходимо обратить внимание на тип установленного генератора. При прочих равных условиях лучше выбирать технику с асинхронным генератором, обеспечивающим более высокое качество выработки электроэнергии. Другим немаловажным фактором является надежность мотора, а также само качество изготовления основных узлов и агрегатов, качество сборки. При этом многие дополнительные опции, такие как топливный бак большего объема, 12-вольтовый выход, возможность запуска от электростартера, шумоизолирующий кожух, обязательно отражаются на конечной стоимости генераторной установки, но непосредственного влияния на её надежность, долговечность и качество работы не оказывают. Таким образом, выбирая электростанцию, вы должны четко понимать основные направления её использования, убирая те опции и дополнительные функции, которые вряд ли будут использоваться, но которые негативным для вас образом влияют на конечную стоимость изделия.
Выбирая между бензиновыми и дизельными электростанциями следует знать, что несмотря на более высокую стоимость дизельных электростанций по сравнению с бензиновыми, дизель-генераторные установки потребляют меньше топлива, а также обладают более высоким показателем по времени непрерывной работы, поэтому их стоит выбирать в том случае, если эксплуатировать систему автономного энергоснабжения планируется на протяжении достаточно долгого периода времени. Однако дизельные моторы шумнее и почти в два раза тяжелее бензиновых силовых установок.
Стационарные дизельные электростанции бытового и полупромышленного назначения выпускаются в диапазоне мощностей до 30 кВА и используются в качестве основных или резервных систем энергоснабжения самых разнообразных объектов. Данные решения могут строиться на основе бензиновых или дизельных двигателей и, как правило, имеют систему воздушного охлаждения. Соответственно, они не предназначены для длительной беспрерывной эксплуатации, но прекрасно работают в течение 8-10 часов.
Выбирая энергогенерирующего оборудование данного класса необходимо определить основной тип потребителей, ведь в том случае, если вы не планируете подключать трехфазное электрооборудование, то более чем достаточно будет приобрести однофазный генератор.
Электростанции средней и высокой мощности – это стационарные решения полупромышленного и промышленного класса строящиеся только на основе дизельных двигателей с жидкостным охлаждением, что позволяет эксплуатировать данные системы в круглосуточном круглогодичном режиме, с остановками только для дозаправки и проведения обязательного технического обслуживания.
Все оборудование данного типа можно условно разделить в зависимости от режима работы двигателя: низкооборотные (1 500 оборотов в минуту) и высокооборотные (3 000 оборотов в минуту). При этом низкооборотные моторы отличаются большей экономичностью, длительным сроком службы (их ресурс составляет до 40 000 моточасов) и меньшим шумом, но стоят они дороже.
Еще один отдельный класс автономных источников электроснабжения – это сварочные электростанции, предназначенные для выработки электроэнергии с характеристиками питания, необходимыми для проведения сварочных работ. Однако в большинстве своем данные решения являются универсальными генераторными установками, имеют выходы на 220В и 400В, поэтому они могут использоваться как при проведении сварочных работ, так и в качестве обычных автономных источников питания.
Источник: пресс-центр Группы Компаний AllGen.
04.01.2012
Последние статьи на схожую тему
Как выбрать дизель-генератор для дома или дачи
При выборе дизель-генератора следует определить, для каких целей он будет использоваться. Автономные источники энергии бывают резервными и аварийными. Аварийный генератор используется эпизодически, непродолжительное время и рассчитан на малое количество моточасов. Идеально подходит для людей, которые даже на время редких отключений не хотят отказаться от благ цивилизации. Если же от генератора требуется обеспечивать электроэнергией продолжительное время – выбор за резервным генератором, имеющим соответствующий «запас» моточасов.
Советы по эксплуатации дизельных генераторов
Очень часто владельцы электростанций лишь бегло прочитывают основные положения, касающиеся правил и рекомендаций по содержанию дизельного оборудования. В результате пользователь не придерживается установленных компанией-производителем параметров работы устройства, а также игнорирует требования к использованию столь сложной и дорогостоящей техники. Со временем это может привести не только к поломке самого дизельного генератора, но и стать причиной получения производственной травмы кем-либо из обслуживающего персонала.
Бензиновая электростанция как альтернативный источник электрической энергии
Отличным решением при выборе мобильной электростанции является силовая установка, работающая на бензиновом двигателе. Она предназначается для работы в условиях, которые требуют удобства в эксплуатации и экономии. Бензиновые электростанции мощностью около 3 кВт отлично справляются с обеспечением электрической энергией дачи или небольшого загородного дома во время строительства. Более мощные электростанции от 5 кВт и выше способны обеспечить потребителей при аварийных ситуациях.
Возможно, Вас заинтересуют следующие разделы нашего сайта
как выбрать электрогенератор для частного дома? Какая домашняя электростанция лучше? Автономные электрические модели от 3 кВт
В современном мире электрические приборы делают жизнь в загородных домах такой же комфортной, как и в квартирах. Однако нередко в жилых или дачных поселках возникают проблемы с поставкой электричества, из-за чего в сети происходят различные сбои. Чтобы не ожидать в темноте, пока включат свет, стоит установить дома электрогенератор. Зачастую его бывает сложно выбрать, поэтому для начала стоит поближе познакомиться с тем, что представляет собой устройство, а также разобраться, какие критерии важно учитывать при покупке.
Устройство и назначение
Генератор – это специальное устройство, предназначенное для обеспечения дома необходимым питанием. Выделяют два типа генераторов по выработке тока:
- устройства постоянного тока;
- устройства переменного тока.
Между ними есть несколько отличий, однако каждый агрегат содержит в своей конструкции двигатель внутреннего сгорания определенного типа. Он отвечает за вращение вала генератора, преобразуя механическую энергию в электрическую, за счет чего и удается добиться нужного результата.
Генератор представляет собой надежное устройство. Он бывает разных конфигураций, однако в любом случае агрегат способен выдержать повышенные вибрации двигателя, перемены температур в процессе работы, а также различные воздействия извне.
Виды генераторов
Сегодня производители выпускают огромное количество бытовых генераторов для снабжения электричеством загородных домов, дач, коттеджей. Существует несколько классификаций столь мощных устройств. Стоит рассмотреть наиболее популярные.
По типу топлива
Аккумуляторные генераторы могут работать на разном топливе. В большинстве случаев основными видами топлива выступают:
- дизель;
- бензин;
- газ.
При этом последний может быть как баллонным, так и магистральным.
На твердом топливе агрегатов не выпускают, так как это не слишком практично.
Большая часть конструкций работает на одном виде горючего, однако в последнее время стали выпускать модели, способные работать с использованием двух видов топлива. Такие машины стоят дороже, но их цена вполне оправдана.
По мощности
Эта классификация подразумевает разделение генераторов на три основных типа:
- Синхронные. Большая часть моделей относится именно к этой категории. Отличительная особенность – выдача тока более высокого качества. Такие устройства надежны в эксплуатации и спокойно реагируют на повышение нагрузки.
- Асинхронные. Отличаются небольшой ценой и закрытым корпусом, что позволяет устанавливать оборудование в пыльном помещении. Таким генераторам не страшны короткие замыкания.
- Инвекторные. В подобных генераторах ток выдается не напрямую, а посредством выпрямителя и аккумулятора. Преимуществом устройств является бесшумная работа и компактные размеры.
Наибольшей популярностью пользуется первый вариант, однако последние два тоже востребованы среди потребителей электричества.
По функциям
Каждая электростанция имеет свои особенности. Поэтому существует еще одна классификация – разделение генераторов по функциям, которые в них предусмотрены:
- Однофазный и трехфазный режим работы. Первый тип устройств предназначен для сетей, в которых напряжение равняется 220 В, второй используют для 380 В.
- Громкость работы. Предпочтение принято отдавать генераторам с практически бесшумной работой. Большинство из них работает на бензине.
Чтобы снизить уровень шума, необходимо защитить мобильную электростанцию кожухом.
- Наличие или отсутствие кожуха. Это дополнение встречается не во всех моделях, поэтому при необходимости установить его можно самостоятельно.
По выработке тока и мощности
Еще один вариант классификации генераторов – это их деление по выработке тока и мощности работы. В этом случае устройства стоит делить на двухтактные и четырехтактные. Первые не отличаются особой мощностью, однако они просты в эксплуатации и стоят дешевле.
Если требуется генератор для регулярного использования, то лучше покупать четырехтактные агрегаты. Они способы справиться с высокими нагрузками и обеспечить электроэнергией большое количество устройств.
Лучшие модели
С каждым годом генераторов становится все больше, производители добавляют различные функции, модернизируют конструкции и улучшают работу устройств. Поэтому покупатели при выборе нередко теряются, не зная, какую модель приобрести.
Чтобы ускорить процесс покупки, приведем обзор лучших моделей генераторов.
DDE GG950Z
Это устройство нельзя назвать особо мощным и бесшумным, однако оно отлично справится с работой в случае непредвиденного отключения электричества в доме. Модель относится к классу маломощных мобильных электростанций, которые стоит иметь в любом доме на всякий случай.
Honda EU20i
Одна из лучших моделей, отличается мощностью и качеством исполнения.
Преимущества генератора:
- бесшумная работа;
- долгий срок службы;
- большое количество вырабатываемого тока.
Устройство отлично подходит в качестве долговечного источника электроэнергии для загородных домов средних размеров.
Wert G 3000D
Недорогой, но эффективный агрегат, созданный китайскими производителями. Компания, в которой была выпущена эта модель, специализируется на производстве электрооборудования. Среди особенностей генератора выделяют высокую мощность, а также надежную конструкцию. Небольшие габариты агрегата позволяют использовать его в любом месте. В случае необходимости устройство можно без особых проблем транспортировать.
Huter DY4000L
Еще одна популярная модель, которая нравится многим покупателям. Производится генератор в Китае.
Особенности:
- небольшая цена;
- высокие эксплуатационные характеристики;
- экономичное расходование топлива.
Агрегат быстро запускается и обеспечивает электричеством большое количество приборов. Работает практически бесшумно.
FUBAG TI 6000
Производством модели занимается фирма из Германии. Немецкий генератор имеет высокую мощность и подходит тем, кто планирует обеспечивать электричеством большие площади загородного дома.
Среди преимуществ модели выделяют:
- ток высокого качества;
- безопасность эксплуатации;
- возможность транспортировки;
- два режима работы.
Агрегат заключен в звукоизоляционный кожух, что делает его работу практически бесшумной.
Критерии выбора
Выбор подходящего домашнего генератора для обеспечения загородного коттеджа электроэнергией – задача сложная, но выполнимая. Чтобы купить надежный агрегат, необходимо учитывать ряд параметров, которые помогут выбрать качественную модель:
- Тип топлива. Стоит определиться, на чем должен работать будущий генератор. Сегодня мобильные электростанции работают на бензине, дизеле и газе. Сложно сказать, какой вариант будет лучшим, выбор в этом случае зависит от индивидуальных условий эксплуатации. Бензиновые помогут обеспечить электроэнергией внушительные пространства и вполне могут сойти в качестве основного бесперебойного источника тока. Газ позволяет задействовать специальные баллоны, цена которых ниже других видов топлива. Дизель подходит для тех, кто решил купить генератор в качестве дополнительного источника тока.
- Мощность. Для правильного выбора рекомендуется рассчитать нагрузку, которую испытывает основная сеть при включении максимального количества электроприборов. При этом стоит учитывать, что в доме может стоять плита на 5 кВт, а также мощный погружной насос. Если генератор требуется в качестве резервного источника питания, то можно отдать предпочтение электростанциям мощностью в 3-5 кВт, однако если требуется автономное электроснабжение внушительного пространства частного дома, то мощность генератора не должна быть ниже 10 кВт.
- Дополнительные функции. К таким функциям относят количество режимов работы, наличие защитного кожуха и уровень шума, который издает устройство во время работы. Существуют и другие дополнительные опции, предусмотренные в конструкции генератора. Поэтому стоит опираться на то, как планируется использовать мобильную электростанцию в будущем.
Это основные параметры, которые помогут подобрать надежную станцию. Но есть и несколько дополнительных нюансов:
- Объем топливного бака. Чем больше объем, тем дольше будет работать генератор.
- Наличие защиты от перенапряжения в случае высоких нагрузок. Такая защита способна предотвратить короткие замыкания в процессе работы.
- Тип системы охлаждения. Выделяют воздушную и жидкостную системы. Вторая считается более дорогой и встречается преимущественно на габаритных генераторах.
- Тип запуска. Выделяют ручной, электрический, а также автозапуск. Предпочтение рекомендуется отдавать недорогим вариантам со шнуром. Такие агрегаты не вызывают трудностей в эксплуатации. Автозапуск же поможет предотвратить аварийное состояние конструкции.
В большинстве случаев генераторы приобретают с целью обеспечения загородного дома дополнительным источником тока в случае сбоев в электрической сети.
Поэтому рекомендуется не гнаться за профессиональными моделями, а купить небольшое компактное устройство, способное обслужить нужное количество электроприборов.
Советы по установке
Существует два варианта установки генератора:
Чтобы эксплуатация устройства осуществлялась правильно, каждый из вариантов требует учета определенных условий. Если планируется поместить мобильную электростанцию дома, то нужно предусмотреть для нее отдельное помещение с повышенной звукоизоляцией. Дополнительно следует позаботиться об отводе выхлопа и предотвращении проникновения осадков внутрь помещения.
Дополнительные требования к комнате, в которой будет стоять генератор:
- температура не ниже 5 градусов по Цельсию;
- возведение отдельного фундамента;
- обеспечение виброизоляции за счет специальных прокладок.
В случае установки генератора на улице потребуется обеспечить его обогрев, решить проблему шума и отвода выхлопных газов, климатических осадков.
Загородный дом или дача станут более уютными с появлением генератора. В случае перебоев в сети не возникнет желания тут же покинуть жилье, так как не придется сидеть в темноте и ждать, пока заново запустят электричество. Преимущество мобильной электростанции – выработка тока, способного обеспечить комфортное пребывание в доме.
Выбрать наиболее эффективный и качественный генератор для вашего дома или дачи вам поможет следующее видео.
Как правильно выбрать дизельный генератор (электростанцию, ДГУ, ДЭС)
Руководство по подбору дизельной электростанции от экспертов в автономной генерации энергии
ПСМ проектирует и создает электростанции на базе дизельных двигателей с 2005 года. Дизель-генераторы – наша профессия.
За все время существования компании мы поделились десятками рекомендаций по выбору дизельных генераторов и накопили несколько сотен решенных кейсов.
Конечно, универсального рецепта поиска необходимой энергоустановки не существует. И никто не сможет составить строгий свод правил под названием «Как правильно выбрать дизельный генератор». В этом деле все зависит от множества нюансов и условий: места и режима эксплуатации, погодных условий и уровня сервиса в вашем регионе. Учитывать нужно все: от задач, которые предстоит решать оборудованию, до ваших предпочтений в вопросах дизайна и экологичности.
Тем не менее, мы собрали коллекцию материалов, которые помогают не заблудиться в мире ДГУ. Это набор базовой информации, рассказывающей об основных элементах процесса организации автономного энергоснабжения. Он кропотливо собирался в течение нескольких лет и уже послужил опорным пунктом для многих, кто задавался вопросом, как выбрать дизельную электростанцию.
1. Мощность
Подбор дизельного генератора обычно начинается с исследования его основных характеристик. Ведущая и определяющая среди них — мощность.
Как подобрать мощность дизельной электростанции?
«Сколько киловатт мне потребуется?» — чуть ли не первый вопрос, который задают клиенты. Мы рассмотрели популярные случаи подбора мощности ДГУ на примере нескольких реальных заявок. В первой задаче станции требовалась для загородного дома, во второй – для запуска буровой установки с высокими пусковыми токами, в третьей – для котельной, где нагрузка варьируется в зависимости от сезона.
Эти истории помогут вам разобраться в основополагающих принципах расчета мощности дизельной электростанции. И расскажут о деталях, которые нельзя упускать, если вы хотите, чтобы дизель-генератор служил долго и гладко.
2. Двигатель
Подбор ДГУ, конечно, не обходится без обсуждения главной составляющей любой установки – дизельного двигателя.
Выбираем дизельные генераторы: какой двигатель лучше?
Особенности конструкции и топливный режим, ресурс, определенный производителем, и ремонтопригодность, адаптированность к холодам и некачественному топливу, распространенность и габариты. Какой из этих факторов считать определяющим для двигателя, установленного в составе ДГУ? Как найти баланс между хорошей репутацией бренда и вашими реальными потребностями? Мы выделили основные аспекты, которые нужно обязательно учесть при выборе двигателя для электроустановки. А также привели параметры некоторых распространенных марок, которые можно часто увидеть в составе электростанций. Все сильные и слабые стороны двигателей – в одном материале.
Экспертный рейтинг дизель генераторов ПСМ
Специфические характеристики и особенности двигателей положены в основу всего серийного ряда дизельных электростанций ПСМ. В нашей линейке – целых 7 серий. Каждая базируется на своем двигателе: отечественном ЯМЗ, южнокорейском Doosan, шведском Volvo Penta, японском Mitsubishi, китайском FAW, немецком MTU, британском Perkins. Если у вас разбегаются глаза от выбора, используйте путеводитель по продукции ПСМ. Мы оценили каждый дизель-генератор по 6 параметрам и составили сравнительные таблицы. Ориентируясь на эти данные, выбрать дизельный генератор, подходящий именно вам, гораздо легче.
Долой б/у: как не нарваться на ремонтный двигатель ЯМЗ
Будьте особенно внимательны, если склоняетесь к покупке дизель-генератора, собранного на базе отечественного двигателя. Очень часто недобросовестные компании берут за основу своих установок двигатели, уже побывавшие в ремонте.
Специалисты ПСМ по пунктам разобрали, как вычислить контрафакт и избежать обмана.
3. Генератор
Следующий пункт, волнующий всех, кто задается вопросом, как выбрать дизельный генератор – это марка синхронного генератора, установленного в составе станции.
Генераторы проблем: почему одни работают, а другие — ломаются?
От генератора напрямую зависит качество вырабатываемой энергии и долговечность всей установки. Мы провели мини-расследование и выяснили, почему одни синхронные генераторы отрабатывают свою изначальную цену, а другие – требуют регулярного ремонта и со временем становятся дороже нового. Не ошибитесь с выбором!
4. Исполнение
Как подготовить помещение для монтажа ДГУ?
Страшно экономичные: как сокращение цены прицепа сокращает его век
Тишина дороже денег: почему не всякий капот защищает от шума?
Подбор дизельной электростанции обычно не ограничивается рассмотрением базовых характеристик установки и параметров комплектующих, установленных в составе. Чаще всего клиентов также интересует внешний вид оборудования.
Если техника будет установлена в подсобном помещении, то как подготовить здание для размещения ДГУ? Если электростанцию планируется перемещать, то как оценить качество прицепа, на который монтируют агрегат? Если установку собираются разместить на улице, то как защитить от шума жителей близлежащих домов?
На все эти вопросы специалисты ПСМ ответили в нескольких статьях, посвященных самым популярным видам исполнения ДГУ: открытому, передвижному и защищенному от шума.
5. Поставщик
Ваш поиск идеального источника энергии не должен заканчиваться вопросом, какой дизельный генератор выбрать. Важно также уделить внимание тому, кто именно предлагает вам оборудование: дилер известного бренда, российский производитель или владелец выдуманной марки, существующей только на бумаге?
Как выбрать поставщика дизель-генераторных установок
Из чего складывается цена дизельного генератора (ДГУ)?
Есть ли у вашего поставщика собственное производство, предусмотрен ли сервис, есть ли возможность доработать дизель-генератор под конкретную задачу? Стоит ли техника тех подозрительно больших или наоборот – слишком малых денег, которые у вас запрашивают?
В трех статьях эксперты ПСМ делятся подробным списком признаков действительно надежного партнера, советуют, как не споткнуться на псевдо-европейских «китайцах» и разбирают все факторы, формирующие стоимость дизель-генераторов.
Дизель-генератор – технически сложный товар. Ошибка при выборе такого оборудования может стоить вам лишних проблем и впустую потраченных денег. Этот сборник статей подготовили специалисты ПСМ, люди, знающие отрасль изнутри. Они перечислили главные этапы выбора ДГУ, остановились на самых важных аспектах и поделились собственным опытом решения нестандартных задач. Надеемся, эта коллекция статей поможет вам ответить на вопрос «Какой дизельный генератор выбрать» и укажет путь к удачной покупке.
Как выбрать электростанцию для частного дома: рекомендации
Последнее время все больше горожан стараются сменить квартирный образ жизни на проживание в собственном доме. При этом они стараются окружить себя все средствами комфорта, которые могут им быть доступны. Но самое главное во всем этом заключается в том, чтобы обеспечить дом бесперебойной подачей электрической энергией.
К сожалению, современная реальность такова, что далеко не везде подача электроэнергии подается без перебоев. И потому многие собственники частных домов вынуждены покупать такое оборудование, как электростанция. Такие агрегаты бывают самыми разными, а потому выбор порой бывает очень непростым. Особенно, когда за дело берется новичок.
Ведь здесь важно не просто подобрать дешевый, дорогой или эксклюзивный генератор электричества. Важно подобрать его в соответствии с потребностями. Поэтому в нашей сегодняшней статье мы расскажем вам о том, какие виды электростанций существуют и не только.
Какой должна быть мощность
Определяя мощность электрогенератора, необходимо учитывать и оценивать большое количество параметров. Первым делом необходимо решить, какие именно постройки на участке будут запитаны от генератора. Это могут быть отдельные точки или же все строения. Это важно, так как может потребоваться перекоммутация нагрузок и дополнительных работ, которые связаны с разводкой сети.
Также следует выяснить, есть ли оборудование среди запитанных от генератора точек, которое не соответствует мощностным возможностям электростанции. К примеру, насосы и разные электродвигатели имеют такой нюанс, как пусковые токи. Они на короткий период времени в несколько раз увеличивают потребляемую мощность, что может стать причиной быстрого выхода из строя электрогенератора. Это не единственный специфический момент, а потому необходимо учитывать, планируется ли повышение мощности или увеличения количества точек, потребляющих электроэнергии.
В идеале лучше проконсультироваться на эту тему с опытным специалистом. Он должен осмотреть ваш земельный участок со всеми его объектами, чтобы оценить размер потребляемой мощности. Это позволит разрешить задачи, которые должен будет выполнять двигатель, а также подобрать место для его установки.
Какие виды существуют
Все электростанции имеют схожую конструкцию. разница заключается только в том, какой источник питания они используют для своей работы. При этом запускаться двигатель может вручную, то есть с помощью шнура. Также запуск может производится в автоматическом режиме – в этом случае станция запустится самостоятельно, если в основной сети пропадет напряжение. Еще один вариант – это запуск посредством ключа. В этом случае агрегат оснащается электростартером.
Если же говорить о том, насколько долговечным является генератор, то это в большей степени зависит от того, насколько надежным является ее двигатель. Что же касается видов, то они являются следующими:
- Бензогенераторы.
- Дизельгенераторы.
- Газогенераторы.
- Двухтопливные.
Рассмотрим вкратце детальнее каждый из этих видов, чтобы лучше разобраться в их особенностях.
Бензиновые генераторы
Бензиновые генераторы бывают двух типов – двухтактные и четырехтактные. Первые отличаются тем, что в процессе их работы происходит смешение масла и бензина. Работать такие станции могут не более пятисот часов, а потому они относятся к категории компактных и маломощных. Второй вариант – это более мощные агрегаты, которые имеют более длительный срок работы и могут выдержать большую нагрузку.
Отметим, что электростанции, работающие в течение продолжительного времени, обязательно должны быть оснащены профессиональными и высококлассными двигателями. Клапан у них всегда располагается сверху, а еще они обязательно оснащаются автоматической системой остановки. Это сделает работу агрегата более безопасной в том случае, если понизится уровень масла. Такие электростанции относятся к самым надежным и способны проработать больше четырех тысяч часов. Кроме того, они имеют большой запас мощности.
О дизельных генераторах
В данном случае речь идет о станциях, работающих за счет дизельного топлива. Они так же, как и бензиновые модели, делятся на два типа по способу охлаждения, которое может быть жидкостным и воздушным.
Воздушные дизельные генераторы относятся к категории маломощных. Хотя при этом они намного мощнее, чем обычные маломощные бензиновые агрегаты. Однако у обоих видов довольно много общих параметров. Так, маломощные дизельные агрегаты с воздушных охлаждением являются очень надежными, но при этом они потребляют довольно большое количество топлива и стоят достаточно дорого.
Дизельный генератор с жидкостным охлаждением более долговечен и надежен. В целом такой агрегат может прослужить больше двадцати тысяч часов. Поэтому их нередко устанавливают на электростанциях, относящихся к индустриальному классу, которые всегда оснащаются самыми совершенными видами генераторов и имеют массу дополнительных опций.
О газовых генераторах
Еще один вариант – это газовые генераторы. Первое, чем они отличаются от прочих моделей – это высокий уровень экономичности. А еще они работают очень тихо и их предельно просто обслуживать. Однако стоит понимать, что установить такой агрегат можно только на том участке, который газифицирован. Если центрального газопровода нет, то придется позаботиться о том, чтобы голубое топливо имелось в специальных баллонах.
В любом случае газовые генераторы не пользуются большим спросом. И причина не только в том, что далеко не все поселки в нашей стране могут похвастаться наличием центрального газопровода. Все потому, что они стоят очень дорого. Кроме того, подключение такого агрегата требуют помощи квалифицированного специалиста.
О двухтопливных моделях
Такие агрегаты, как правило, выбирают люди думающие и экономные. Такие станции отличаются тем, что могут работать двух видах топлива – газе или бензине. Для того, чтобы переключаться между разными топливными источниками, имеется встроенный газовый модуль.
Двухтопливные агрегаты отличаются высокой экономичностью, в чем и заключается их главное преимущество. Ведь газ, особенно баллонный стоит на порядок дешевле, чем тот же бензин. Однако самое главное преимущество их заключается в том, что они полностью безопасны, а качество подачи электрического тока остается неизменным при любом топливе.
Видео. Как выбрать генератор или электро станцию
Холодильные установки | Использование воды на электростанции для охлаждения
(Обновлено в сентябре 2020 г.)
- Объем охлаждения, необходимый для любой электростанции с паровым циклом (заданного размера), определяется ее тепловым КПД. По сути, это не имеет никакого отношения к тому, работает ли он на угле, газе или уране.
- Однако действующие в настоящее время атомные электростанции часто имеют несколько более низкий тепловой КПД, чем угольные аналоги того же возраста, и угольные станции сбрасывают часть отработанного тепла с дымовыми газами, тогда как атомные станции используют воду.
- Атомные электростанции имеют большую гибкость в размещении, чем угольные электростанции, благодаря логистике топлива, что дает им больше возможностей для определения их местоположения с учетом соображений охлаждения.
Наиболее распространенные типы атомных электростанций используют воду для охлаждения двумя способами:
- Для передачи тепла от активной зоны реактора к паровым турбинам.
- Для удаления излишков тепла из этого парового контура. (На любой электростанции с паровым циклом / циклом Ренкина, такой как современные угольные и атомные электростанции, происходит потеря около двух третей энергии из-за внутренних ограничений преобразования тепла в механическую энергию.)
Чем больше разница температур между внутренним источником тепла и внешней средой, куда сбрасывается избыточное тепло, тем эффективнее процесс выполнения механической работы — в данном случае поворот генератора на . Следовательно, желательно иметь высокую температуру внутри и низкую температуру во внешней среде. Это соображение приводит к желательному размещению электростанций рядом с очень холодной водой. *
* Многие электростанции, ископаемые и атомные, зимой имеют более высокую полезную мощность, чем летом из-за разницы в температуре охлаждающей воды.
1. Теплопередача парового цикла
Для передачи тепла от активной зоны вода непрерывно циркулирует в замкнутом паровом цикле и практически не теряется. b . Он превращается в пар первичным источником тепла, чтобы заставить турбину выполнять работу по выработке электричества, а затем он конденсируется и под давлением перенастраивается на источник тепла в замкнутой системе c . В любой такой системе требуется очень небольшое количество подпиточной воды.Вода должна быть чистой и достаточно чистой. г
Эта функция практически одинакова, независимо от того, является ли электростанция ядерной, угольной или газовой. Так работает любая электростанция парового цикла. Таким образом производится не менее 90% электроэнергии, не связанной с гидроэнергетикой, в каждой стране.
В атомной станции есть дополнительное требование. Когда завод по производству ископаемого топлива останавливается, источник тепла удаляется. Когда атомная станция останавливается, некоторое количество тепла продолжает вырабатываться в результате радиоактивного распада, хотя деление прекратилось.Это должно быть надежно удалено, и установка спроектирована таким образом, чтобы обеспечить и обеспечить это, как с обычным охлаждением, так и с системами аварийного охлаждения активной зоны (САОЗ), предоставляемыми в случае серьезной проблемы с первичным охлаждением. Обычное охлаждение первоначально происходит с главным контуром подачи пара в обход турбины и отвод тепла в конденсатор. После падения давления полагается на систему отвода остаточного тепла с собственным теплообменником. Интенсивность этого разлагающегося тепла со временем уменьшается, сначала быстро, а через день или два перестает быть проблемой, если циркуляция поддерживается.*
* Когда ядерный реактор Касивадзаки-Карива 7 автоматически остановился из-за сильного землетрясения в 2007 году, потребовалось 16 часов, чтобы температура охлаждающей жидкости снизилась с 287 до 100 ° C, чтобы он больше не закипал. «Холодный останов» — это когда первичный контур находится при атмосферном давлении и не кипит.
Остаточное тепло в топливе на реакторах Фукусима-дайити
2. Охлаждение для конденсации пара и отвода избыточного тепла
Вторая функция воды на такой электростанции — охлаждение системы с целью конденсации пара низкого давления и его рециркуляции.Поскольку пар во внутреннем контуре конденсируется обратно в воду, избыточное (отработанное) тепло, которое удаляется из него, необходимо отводить путем передачи в воздух или в водоем. Это главное соображение при выборе площадок для электростанций, и в исследовании выбора площадок для АЭС в Великобритании в 2009 году все рекомендации касались площадок в пределах 2 км от обильных водоемов — моря или устья.
Эту функцию охлаждения для конденсации пара можно выполнить одним из трех способов:
- Прямое или «прямоточное» охлаждение.Если электростанция находится рядом с морем, большой рекой или большим внутренним водоемом, это можно сделать, просто пропустив большое количество воды через конденсаторы за один проход и сбросив ее обратно в море, озеро или реку. на несколько градусов теплее и без особых потерь от выведенной суммы. e Это самый простой способ. Вода может быть соленой или пресной. Некоторое небольшое количество испарений будет происходить за пределами участка из-за того, что вода на несколько градусов теплее.
- Рециркуляционное или непрямое охлаждение. Если у электростанции нет доступа к обильному количеству воды, охлаждение может быть выполнено путем пропускания пара через конденсатор, а затем с помощью градирни, где восходящий поток воздуха через капли воды охлаждает воду. Иногда для охлаждения воды может быть достаточно пруда или канала. Обычно охлаждение происходит в основном за счет испарения, простая передача тепла воздуху имеет меньшее значение. Градирня испаряет до 5% потока, а охлажденная вода затем возвращается в конденсатор электростанции.От 3 до 5% или около того эффективно расходуются, и их необходимо постоянно заменять. Это основной тип рециркуляционного или непрямого охлаждения.
- Сухое охлаждение. Некоторые электростанции охлаждаются просто воздухом, не полагаясь на физику испарения. Это могут быть градирни с замкнутым контуром или поток воздуха с высокой принудительной тягой через ребристый узел, такой как автомобильный радиатор.
В электростанции, работающей на ископаемом топливе, часть тепла выделяется с дымовыми газами.На большой угольной электростанции около 15% отработанного тепла проходит через дымовую трубу, тогда как на атомной электростанции практически все отходящее тепло должно сбрасываться в охлаждающую воду конденсатора. Это приводит к некоторой разнице в потреблении воды на атомной и угольной электростанциях. (Газотурбинная установка выбрасывает большую часть отходящего тепла в выхлопные газы.)
Помимо этого, любые различия между установками связаны с термическим КПД , то есть тем, сколько тепла должно быть выброшено в окружающую среду, что, в свою очередь, в значительной степени зависит от рабочей температуры парогенераторов.В электростанции, работающей на угле или обычном газе, можно эксплуатировать внутренние котлы при более высоких температурах, чем котлы с тонко сконструированными ядерными топливными сборками, которые должны избегать повреждений. Это означает, что эффективность современных угольных электростанций, как правило, выше, чем у атомных электростанций, хотя это внутреннее преимущество может быть нивелировано средствами контроля выбросов, такими как десульфуризация дымовых газов (FGD) и в будущем улавливание и хранение углерода (CCS). .
Атомная или угольная электростанция, работающая с тепловым КПД 33%, должна будет сбрасывать примерно на 14% больше тепла, чем электростанция с КПД 36%. f Строящиеся в настоящее время атомные станции имеют тепловой КПД около 34-36%, в зависимости от площадки (особенно температуры воды). Более старые часто эффективны только на 32-33%. Относительно новая угольная электростанция Stanwell в Квинсленде работает на 36%, но некоторые новые угольные электростанции приближаются к 40%, а один из новых ядерных реакторов требует 39%.
Некоторые тепловые КПД различных угольных технологий
Страна | Технологии | Тепловой КПД | Прогнозируемая эффективность с CCS |
---|---|---|---|
Австралия | Черный сверхсверхкритический унитаз | 43% | 33% |
Черный сверхкритический переменный ток | 39% | ||
собственный сверхсверхкритический туалет | 35% | 27% | |
Коричневый сверхкритический туалет | 33% | ||
Коричневый Викторианский 2009 WC | 25.6% | ||
Бельгия | Черный сверхкритический | 45% | |
Китай | Черный сверхкритический | 46% | |
Чешская Республика | Коричневый PCC | 43% | 38% |
Коричневый IGCG | 45% | 43% | |
Германия | Черный PCC | 46% | 38% |
Коричневый PCC | 45% | 37% | |
Россия | Черный сверхсверхкритический PCC | 47% | 37% |
США | Черный PCC и IGCC | 39% | 39% |
Прогнозируемые затраты на производство электроэнергии, ОЭСР, 2010 г. , таблицы 3.3; Викторианский бурый уголь из отчета ESAA 2010
PCC = сжигание пылевидного угля, AC = с воздушным охлаждением, WC = с водяным охлаждением
(В этом отчете нет данных по ядерной эффективности, но сопоставимая эффективность поколения III часто указывается как около 36%, см. Таблицу ниже)
Избранные примеры действующих ядерных энергетических реакторов
Реактор | Мощность (МВт нетто) | Тип / способ охлаждения | пуск | тепловой КПД | |
---|---|---|---|---|---|
Канада | Дарлингтон 1 | 881 | PHWR / озеро, прямоточный | 1977 | 31.2% |
Франция | Chooz B1 | 1455 | PWR / башня, естественная тяга | 1983 | 29,5% |
США | Низ персикового цвета 2 | 1055 | BWR / река, раз через (башня, осадка в режиме ожидания) | 1973 | 32,3% |
Япония | Охи 4 | 1127 | PWR / морские прямоточные | 1992 | 34.3% |
Южная Корея | Hanbit / Yonggwang 6 | 996 | PWR / морские прямоточные | 2002 | 37,4% |
Россия | Белоярск 3 | 560 | FBR / озеро, прямоточный | 1980 | 41,5% |
Справочник по ядерной инженерии Данные за 2010 год.Чистая мощность (МВтэ) — это за вычетом потерь от фактического потребления энергии станцией. BWR = реактор с кипящей водой, PWR = реактор с водой под давлением, PHWR = реактор с тяжелой водой под давлением (CANDU). FBR = реактор-размножитель на быстрых нейтронах (при более высокой температуре).
В Европе (особенно в Скандинавии) низкая температура воды — важный критерий для размещения электростанции. Для планируемой турецкой атомной электростанции есть один процент прироста мощности, если какая-либо конкретная станция будет расположена на побережье Черного моря с более прохладной водой (в среднем на 5 ° C ниже), чем на побережье Средиземного моря.Для новых атомных электростанций в ОАЭ, поскольку морская вода в заливе в Браке составляет около 35 ° C, а не около 27 ° C, как в эталонных блоках Shin Kori 3 и 4, потребуются более крупные теплообменники и конденсаторы.
Согласно отчету Министерства энергетики (DOE) за 2006 год, обсуждаемому в Приложении, в США 43% тепловых электрических генерирующих мощностей используют прямоточное охлаждение, 42% влажное рециркуляционное охлаждение, 14% бассейны-охладители и 1% сухое охлаждение (это только газовый комбинированный цикл). Спреды для угля и для атомной энергии одинаковы.Для 104 АЭС США: 60 используют прямоточное охлаждение, 35 используют мокрые градирни, а 9 используют двойные системы, переключающиеся в зависимости от условий окружающей среды. Это распределение, вероятно, аналогично для континентальной Европы и России, хотя АЭС Великобритании используют только прямоточное охлаждение морской водой, как и все электростанции в Швеции, Финляндии, Канаде (вода Великих озер), Южной Африке, Японии, Кореи и Китае. По данным МАГАТЭ, 45% атомных станций используют море для прямоточного охлаждения, 15% используют озера, 14% реки и 26% используют градирни.
Газовые установки с комбинированным циклом (газовая турбина с комбинированным циклом — CCGT) нуждаются в примерно одной трети меньше инженерного охлаждения, чем обычные тепловые установки (много тепла выделяется в выхлопе турбины), и они часто используют сухое охлаждение на второй стадии.
* Установки ПГУ имеют газовую турбину (реактивный двигатель), работающую на жидком топливе или газе, соединенную с генератором. Выхлоп пропускается через парогенератор, а пар используется для привода другой турбины. Это приводит к общему тепловому КПД более 50%.Пар во второй фазе должен конденсироваться либо с помощью конденсатора с воздушным охлаждением, либо с помощью влажного охлаждения.
Установки комбинированного производства тепла и электроэнергии (ТЭЦ), очевидно, нуждаются в меньшем количестве технических средств охлаждения, чем другие, поскольку побочное тепло фактически используется для чего-то, а не рассеивается бесполезно.
Из-за потерь тепла через дымовые газы в дымовой трубе угольные электростанции простого цикла имеют более низкую нагрузку отвода тепла через конденсатор и систему охлаждения, чем атомные станции простого цикла.Однако они также нуждаются в воде для очистки и удаления угольной золы, что уменьшает разницу между потребностями в воде для атомных и угольных электростанций. Основное различие, оцениваемое Институтом исследований в области электроэнергетики США (EPRI), как правило, составляет 15-25%, не является достаточно значительным, чтобы быть фактором при выборе между атомной энергетикой и углем. EPRI считает, что в целом доступная экономия воды за счет таких подходов, как воздушное охлаждение, нетрадиционные источники воды, потоки сточных вод заводов по переработке и повышение эффективности преобразования тепловой энергии, намного перевешивает любые различия между потребностями в воде для атомных станций и угля.
График в World Energy Outlook 2016 показывает, что для прямоточного охлаждения атомные и традиционные угольные электростанции очень похожи как по потреблению, так и по расходу в литрах на МВтч, но газовая ПГУ и сверхкритический уголь значительно меньше. Для влажного градирни атомная энергия имеет больший объем извлечения, но меньшее потребление, чем обычный уголь.
EPRI 2010 (около 15% отработанного тепла угольных электростанций отводится через дымовую трубу, а не через охлаждающую воду).NB галлон США = 3,79 литра
Прямое или прямоточное влажное охлаждение
Если угольная или атомная электростанция находится рядом с большим объемом воды (большая река, озеро или море), охлаждения можно добиться, просто пропустив воду через станцию и выпустив ее при немного более высокой температуре. В этом случае вряд ли есть смысл в смысле потребления или истощения на месте, хотя некоторое испарение будет происходить при охлаждении ниже по потоку. Требуемое количество воды будет больше, чем в рециркуляционной установке, но вода будет забираться и возвращаться, а не потребляться испарением.В Великобритании потребность в водозаборе для атомного блока мощностью 1600 МВт составляет около 90 кубических метров в секунду (7,8 GL / день).
Многие атомные электростанции имеют прямоточное охлаждение (OTC), поскольку их местоположение вообще не определяется источником топлива и зависит, во-первых, от того, где требуется мощность, а во-вторых, от наличия воды для охлаждения. Использование морской воды означает, что для предотвращения коррозии необходимо использовать материалы более высокого качества, но охлаждение часто оказывается более эффективным. Согласно исследованию французского правительства 2008 года, размещение РОП на реке, а не на побережье, снизило бы его производительность на 0.9% и увеличьте стоимость кВтч на 3%.
Любая атомная или угольная электростанция, которая обычно охлаждается за счет забора воды из реки или озера, будет иметь ограничения на температуру возвращаемой воды (обычно 30 ° C) и / или на разницу температур между входом и выходом. В жарких летних условиях даже поступающая вода из реки может приближаться к установленному пределу для сброса, и это будет означать, что установка не сможет работать на полную мощность. В середине 2010 года TVA пришлось снизить энергопотребление на своих трех установках Browns Ferry в Алабаме до 50%, чтобы поддерживать температуру воды в реке ниже 32 ° C, что обошлось клиентам примерно в 50 миллионов долларов.На этой неделе температура Рейна и Неккара в Баден-Вюртемберге приблизилась к критическим 28 ° C, а атомные и угольные электростанции оказались под угрозой закрытия. В августе 2012 года один блок электростанции Миллстоун в Коннектикуте был закрыт из-за того, что морская вода в проливе Лонг-Айленд превысила 24 ° C, но в 2014 году NRC разрешил использовать морскую воду до 26,7 ° C. Атомная электростанция Турция-Пойнт во Флориде использует 270 км открытых каналов для охлаждения воды конденсатора, а в 2014 году NRC одобрил увеличение предельной температуры на входе до 40 ° C с 37.8 ° С.
Иногда для помощи используется дополнительная градирня, что дает двойную систему, как, например, на заводах TVA Browns Ferry и Sequoyah в США, на многих заводах во Франции и Германии, а также на заводе Huntly в Новой Зеландии, но это означает, что немного воды затем теряется при испарении. В упомянутой выше ситуации с паромом Brown’s Ferry в середине 2010 года шесть «сезонных» градирен с механической тягой высотой 18-24 м работали на полную мощность и проработали большую часть лета. TVA потратила 160 миллионов долларов на добавление одной более крупной (около 50 м) градирни с механической тягой, введенной в эксплуатацию в 2012 году, и постепенно заменяет четыре существующие градирни улучшенной конструкции.
Рециркуляционное или непрямое влажное охлаждение
Если электростанция не имеет большого количества воды, она может отводить излишки тепла в воздух, используя системы рециркуляции воды, которые в основном используют физику испарения.
Градирни с рециркуляцией воды — обычная визуальная особенность электростанций, часто наблюдаемая с шлейфами конденсированного водяного пара. Иногда в прохладном климате можно использовать просто пруд, из которого испаряется горячая вода.
Большинство ядерных энергетических (и других тепловых) станций с рециркуляционным охлаждением охлаждаются водой в конденсатном контуре, а горячая вода затем направляется в градирню.При этом может использоваться либо естественная тяга (эффект дымохода), либо механическая тяга с использованием больших вентиляторов (позволяющая получить гораздо более низкий профиль, но с использованием мощности *). Охлаждение в градирне происходит за счет передачи тепла от воды воздуху, как напрямую, так и за счет испарения части воды. В Великобритании потребность в воде для атомного блока мощностью 1600 МВт составляет около 2 кубических метров в секунду (173 МЛ / сутки), это примерно половина для испарения и половина для продувки (см. Ниже).
* Chinon B во Франции (4×905 МВт) и предлагаемая электростанция Calvert Cliffs в США (1650 МВт) используют низкопрофильные градирни с наддувом.В Chinon B одна градирня на блок имеет высоту 30 м (вместо 155 м, необходимых для этой системы с естественной тягой), диаметр 155 м и использует 8 МВт (эл.) Для своих 18 вентиляторов (0,9% мощности). На Calvert Cliffs вентиляторы градирни будут потреблять около 20 МВт (1,2%) мощности.
Chinon B, Франция, с низкопрофильными градирнями с наддувом
Кредит: EDF / Марк Мурсо
Самая распространенная конфигурация градирен с естественной тягой называется противоточной.Эти башни имеют большую бетонную оболочку с теплообменной «заливкой» в слое над входом холодного воздуха в основании оболочки. Воздух, нагретый горячей водой, поднимается вверх через кожух за счет конвекции (эффект дымохода), создавая естественную тягу, обеспечивающую поток воздуха для охлаждения горячей воды, распыляемой сверху. Другие конфигурации включают поперечный поток, когда воздух движется поперечно через воду, и прямоток, когда воздух движется в том же направлении, что и капли воды. Эти башни не требуют вентиляторов и имеют низкие эксплуатационные расходы, но значительные затраты на техническое обслуживание.Для крупного растения они могут быть высотой более 200 метров. Они используются на крупных атомных и угольных электростанциях в Европе, восточной части США, Австралии и Южной Африке
Градирни с механической тягой имеют большие осевые вентиляторы, выполненные из дерева и пластика. Вентиляторы обеспечивают воздушный поток и могут обеспечивать более низкую температуру воды, чем градирни с естественной тягой, особенно в жаркие засушливые дни. Однако у них есть недостаток, заключающийся в том, что для них требуется вспомогательная энергия, обычно около 1% от мощности установки, но не более 1.2% от этого. Вытяжные градирни с механической вытяжкой используются исключительно в центральной и западной части США, поскольку они могут обеспечивать более контролируемую производительность в широком диапазоне условий, от замораживания до жарких и сухих. К тому же они менее заметны, их высота не превышает 50 метров.
Такие градирни приводят к расходу воды, при этом испаряется до 3,0 литров на каждый произведенный киловатт-час г , в зависимости от условий ч . Эта потеря воды при испарении из-за фазового превращения нескольких процентов ее из жидкости в пар отвечает за отвод большей части тепла из охлаждающей воды за счет лишь небольшой части объема циркулирующей жидкости (хотя и довольно большой доли воды, фактически забираемой из озера или ручья).Считается, что потребление воды при испарении обычно примерно вдвое больше, чем при прямом охлаждении.
Градирни с рециркуляцией воды снижают общий КПД электростанции на 2-5% по сравнению с прямоточным использованием воды из моря, озера или большого ручья, количество зависит от местных условий. Согласно исследованию Министерства энергетики США в 2009 году, они примерно на 40% дороже, чем прямая прямоточная система охлаждения.
Вода, испаряющаяся из градирни, приводит к увеличению концентрации примесей в оставшейся охлаждающей жидкости.Некоторый стравливание — известное как «продувка» — необходимо для поддержания качества воды, особенно если вода для начала перерабатывается из городских сточных вод — как, например, в Пало-Верде, штат Аризона *, и предложена для завода в Иордании Мадждал. Таким образом, необходимая замена воды примерно на 50% больше, чем фактическая замена испарителя, поэтому система такого типа потребляет (за счет испарения) до 70% забираемой воды.
* Около 220 мл очищенных сточных вод в день перекачивается в 70 км от Феникса, Азия, на трехблочную станцию мощностью 3875 МВт.Испарение составляет 76 мл / день на единицу, а продувка 4,7 мл / день при солености примерно такой же, как у морской воды, сбрасываемой в пруды-испарители, следовательно, используется около 2,6 л / кВтч. Он имеет три градирни с механической тягой для каждого блока.
Даже при относительно низкой чистой потребности в воде для рециркуляционного охлаждения большие электростанции могут превосходить то, что летом легко достается из реки. На атомной электростанции Civaux мощностью 3000 МВт (эл.) Во Франции в плотинах выше по течению хранится 20 GL воды, чтобы обеспечить адекватное снабжение в условиях засухи.
На некоторых атомных станциях используются бассейны-охладители, которые представляют собой другой тип охлаждения с замкнутым циклом, снижающий потери на испарение, связанные с градирнями. Пруды-охладители требуют значительного количества земли и могут оказаться невозможными по другим причинам. Преимущество пруда-охладителя заключается в том, что он передает больший процент отработанного тепла в атмосферу посредством конвекции или более медленного испарения из-за более низких перепадов температур, что снижает скорость испарения и, таким образом, скорость потребляемых потерь воды по сравнению с градирнями.Кроме того, их воздействие на окружающую среду обычно меньше, чем прямое охлаждение.
Несмотря на то, что на многих угольных и атомных электростанциях используются мокрые градирни, в США на производство электроэнергии приходится только около 3% всего потребления пресной воды, согласно Геологической службе США — около 15,2 гигалитра в день (5550 GL / год). Это было бы просто для внутренних угольных и атомных станций без доступа к обильному количеству воды для прямоточного охлаждения. Австралийские угольные электростанции потребляют около 290 GL / год и , что эквивалентно двум третям водоснабжения Мельбурна.
Сухое охлаждение
В тех случаях, когда доступ к воде еще более ограничен или приоритетом являются экологические и эстетические соображения, для обычных реакторов могут быть выбраны методы сухого охлаждения. Как следует из названия, в этом случае в качестве среды передачи тепла используется воздух, а не испарение из контура конденсатора. Сухое охлаждение означает минимальную потерю воды. Доступны два основных типа технологий сухого охлаждения.
Одна конструкция работает как автомобильный радиатор и использует принудительную тягу с высоким потоком через систему ребристых труб в конденсаторе, через которые проходит пар, просто передавая свое тепло напрямую окружающему воздуху.Тогда вся электростанция потребляет менее 10% воды, необходимой для установки с влажным охлаждением j , но некоторая мощность (около 1–1,5% выходной мощности электростанции) потребляется необходимыми большими вентиляторами. k Это прямое сухое охлаждение с использованием конденсатора с воздушным охлаждением (ACC), и единственная атомная электростанция, на которой он обычно используется, — это очень маленькие реакторы в Билибино в арктическом регионе вечной мерзлоты в Сибири, хотя THTR-300 экспериментальный реактор в Германии в 80-е годы также имел воздушное охлаждение.
В качестве альтернативы может все еще существовать контур охлаждения конденсатора, как в случае с влажным рециркуляционным охлаждением, но вода в нем закрывается и охлаждается потоком воздуха, проходящим через оребренные трубы в градирне. * Тепло передается воздуху, но неэффективно. Эта технология не является предпочтительной, если возможно влажное охлаждение в зависимости от испарения, но потребление энергии составляет всего 0,5% от выхода.
Резервная система отвода остаточного тепла, вводимая в эксплуатацию на атомной электростанции Ловииса в Финляндии в 2015 году, имеет две градирни: одна для системы отвода остаточного тепла, подключенной к парогенераторам, а другая — для других нужд, включая топливо. бассейны.Они могут сначала перевести установку в режим горячего, а затем в холодный режим.
* Некоторые градирни с механической тягой представляют собой гибридную конструкцию, включающую сухую часть над мокрой. Используемый режим охлаждения зависит от сезона, при этом предпочтительнее сухое охлаждение в более холодные месяцы.
В обоих случаях нет зависимости от испарения и, следовательно, потерь охлаждающей воды на испарение. Использование вентиляторов также позволяет лучше контролировать охлаждение, чем просто использование естественной тяги.Однако теплопередача намного менее эффективна и, следовательно, требует гораздо более крупной охлаждающей установки, которая механически более сложна. Компания Eskom в Южной Африке указывает на установки с сухим охлаждением, у которых общее потребление воды составляет менее 0,8 л / кВтч, что соответствует потерям в паровом цикле (сравните примерно 2,5 л / кВтч для установок с влажным охлаждением). Eskom строит две из крупнейших угольных электростанций в мире — каждая мощностью 6 x 800 МВт, — и одна из них станет крупнейшей в мире электростанцией с сухим охлаждением.
Вряд ли какие-либо генерирующие мощности в США используют сухое охлаждение, а в Великобритании оно было исключено как непрактичное и ненадежное (в жаркую погоду) для новых атомных станций.В исследовании Министерства энергетики США в 2009 году говорится, что они в три-четыре раза дороже, чем рециркуляционная система влажного охлаждения. Во всех заявках на получение лицензии на новые предприятия в США сухое охлаждение отвергалось как неосуществимое или неприемлемое из-за потери эффективности выработки электроэнергии и значительно более высоких капитальных и эксплуатационных затрат. Для больших блоков также существуют последствия для безопасности, связанные с отводом остаточного тепла после аварийного останова с потерей мощности. В Иране четыре немецких реактора мощностью 1300 МВт, запланированные в 1970-х годах в Исфахане и Савехе, должны были использовать сухое охлаждение с двумя градирнями высотой 260 м и диаметром 170 м каждая.Маловероятно, что в обозримом будущем крупные атомные станции перейдут на сухое охлаждение.
Однако два американских малых модульных реактора (SMR) — Holtec SMR-160 и B&W mPower — используют сухое охлаждение или могут использовать его, что дает гораздо большую гибкость при выборе места установки. B&W заявляет о 31% тепловом КПД при использовании конденсатора с воздушным охлаждением, а также о снижении мощности со 180 МВт для водяного охлаждения до 155 МВт для охлаждения с воздушным конденсатором в результате снижения термодинамической эффективности.В модуле реактора NuScale мощностью 60 МВт, который планируется построить в Национальной лаборатории Айдахо, будет использоваться сухое охлаждение, что снизит потребление воды примерно на 90% и снизит выходную мощность на 5-7%.
Оба типа сухого охлаждения связаны с большими затратами на установку охлаждения и намного менее эффективны, чем водяные градирни, использующие физику испарения l , поскольку единственное охлаждение осуществляется за счет относительно неэффективной передачи тепла от пара или воды к воздуху через металл плавники, а не испарением. В жарком климате температура окружающего воздуха может составлять 40 градусов C, что сильно ограничивает охлаждающий потенциал по сравнению с температурой по влажному термометру, составляющей примерно 20ºC, что определяет потенциал для влажной системы.Однако, если модернизируются сухие системы, влажная система по-прежнему доступна для жаркой погоды.
Австралийские прогнозируемые цифры по углю * показывают снижение теплового КПД воздушного охлаждения на 32% по сравнению с водяным, например. с 33% до 31%.
* В ОЭСР Прогнозируемые затраты на производство электроэнергии 2010 г. Таблицы 3.3.
Вода является ограничением для выработки электроэнергии на угле во внутреннем Китае, большая часть которого находится в регионах с дефицитом воды. Модернизация воздушного охлаждения снижает эффективность на 3-10% и, как сообщается, стоит около 200 миллионов долларов на 1000 МВтэ мощности * — около 2.5c / кВтч. World Energy Outlook 2015 сообщает, что более 100 ГВт угольных электростанций в северном Китае (12% всего угольного парка) используют сухое охлаждение, и ожидается, что потребность в нем будет расти. В частности, около 175 ГВт установленной мощности по сжиганию угля необходимо модернизировать с использованием сухого охлаждения. Из-за высокой стоимости транспортировки угля, более чем в три раза превышающей стоимость добычи из Синьцзяна до восточного побережья, рядом с шахтами на севере строится много новых мощностей, а энергия передается на юг по линиям HVDC.Прирост стоимости сухого охлаждения показан примерно на уровне 0,7 долл. США / МВт-ч, как и стоимость HVDC.
* Финансовый отчет Bloomberg New Energy от 25.03.13.
Китай планирует построить небольшие модульные реакторы на расплаве соли в качестве энергетического решения на северо-западе страны, где мало воды и низкая плотность населения. Применение безводного охлаждения в засушливых регионах с использованием реакторов TMSR-SF предусматривается в конце 2020-х годов. Помимо твердотопливных конструкций, планируется установить МСР на жидком топливе мощностью 168 МВт.Отвод остаточного тепла пассивный, путем охлаждения полости.
Экологические и социальные аспекты охлаждения
Каждый из различных методов охлаждения влечет за собой свой набор местных экологических и социальных воздействий и подлежит регулированию.
В случае прямого охлаждения, воздействия включают количество забираемой воды и воздействие на организмы в водной среде, особенно на рыбу и ракообразных. Последнее включает в себя как улов из-за столкновения (отлов более крупной рыбы на экранах) и вовлечения (вытягивание более мелкой рыбы, икры и личинок через системы охлаждения), так и изменение условий экосистемы, вызванное повышением температуры сбрасываемой воды.
В случае мокрых градирен воздействия включают потребление воды (в отличие от простого забора) и эффекты визуального шлейфа пара, выбрасываемого из градирни. Многие люди считают такие шлейфы помехой, в то время как в холодных условиях некоторые конструкции башен допускают образование льда, который может покрывать землю или близлежащие поверхности. Другая возможная проблема — это унос, когда в каплях воды могут присутствовать соль и другие загрязнители.
Со временем знания об этих эффектах расширились, воздействия были определены количественно и были разработаны решения.Технические решения (такие как рыбные сетки и каплеуловители) могут эффективно смягчить многие из этих воздействий, но с соответствующими затратами, которые возрастают со сложностью.
На атомной станции, за исключением незначительного хлорирования, охлаждающая вода не загрязняется при использовании — она никогда не контактирует с ядерной частью станции, а только охлаждает конденсатор в машинном зале.
В региональном и глобальном масштабе менее эффективные средства охлаждения, особенно сухое охлаждение, приведут к увеличению связанных выбросов на единицу отправляемой электроэнергии.Это больше беспокоит электростанции, работающие на ископаемом топливе, но, возможно, имеет последствия и для ядерной энергетики с точки зрения образующихся отходов.
Что касается политики, то в одном отчете Министерства энергетики США отмечается, что основным эффектом Закона США о чистой воде является регулирование воздействия использования охлаждающей воды на водную флору и фауну, и это уже приводит к выбору рециркуляционных систем вместо прямоточных для пресная вода. Это увеличит потребление воды, если не будут использоваться более дорогие и менее эффективные системы сухого охлаждения.Это поставит атомную энергетику в невыгодное положение по сравнению со сверхкритическим углем, хотя требования по десульфуризации дымовых газов (FGD) для угля выровняют водный баланс, по крайней мере, до некоторой степени, и любое будущее улавливание и хранение углерода (CCS) еще больше ухудшит уголь.
В августовском отчете Национальной лаборатории энергетических технологий (NETL) Министерства энергетики США были проанализированы последствия введения новых экологических норм для угольных электростанций в США. Ожидается, что надвигающееся нормотворчество Агентства по охране окружающей среды в феврале 2011 года обяжет использование градирен в качестве «наилучшей доступной технологии» для минимизации воздействия на окружающую среду от водозаборов, вместо того, чтобы позволять проводить оценки для конкретных участков и анализ рентабельности для определения наилучшего варианта из возможных. ряд проверенных технологий для защиты водных видов.Это может означать, что на всех новых заводах — и, возможно, на многих существующих установках — необходимо установить градирни вместо использования прямоточного охлаждения, которое требует много воды, но около 96% ее возвращается, немного теплее. Градирни, будучи более дорогими, работают за счет испарения большого количества воды, создавая нагрузку на запасы пресной воды — согласно отчету, они потребляют 1,8 л / кВтч, по сравнению с менее 0,4 л / кВтч для прямоточного охлаждения. . В отчете NETL отмечается, что прогнозируемое увеличение использования воды угольными электростанциями в течение следующих двух десятилетий, если прямое охлаждение больше не разрешено на новых станциях, не влияет на вероятность того, что многие угольные электростанции добавят технологию улавливания и хранения углерода (CCS) в ограничивают выбросы углерода в США, тем самым увеличивая потребление воды еще на 30-40%.
Исследование, проведенное в 2010 году Исследовательским институтом электроэнергетики (EPRI), показало, что общая стоимость модернизации электростанций США с градирнями превысит 95 миллиардов долларов. Стоимость только 39 АЭС (63 реактора) составит почти 32 миллиарда долларов. Исследование EPRI охватывало 428 электростанций США с прямоточными системами охлаждения, которые потенциально подпадали под действие пересмотренных правил Агентства по охране окружающей среды США, якобы для защиты водных организмов от попадания в водозаборные сооружения охлаждающей воды.Как отмечалось выше, в соответствии с предлагаемыми поправками к Закону о чистой воде EPA могло бы потребовать, чтобы охлаждение замкнутого цикла было «наилучшей доступной технологией» для сведения к минимуму неблагоприятного воздействия на окружающую среду для водных организмов. В исследовании EPRI рассматривались капитальные затраты, потери доходов от продолжительных отключений, необходимых для изменения систем, и затраты, связанные с потерями в эффективности установки, включая увеличение потребления энергии вентиляторами и насосами в системах охлаждения с замкнутым циклом. Такое изменение обойдется 311 миллионам граждан США в 305 долларов на человека, чтобы модернизировать все электростанции с прямоточной системой охлаждения, «чтобы устранить практически несуществующее воздействие на окружающую среду, согласно научным исследованиям популяций водных организмов на этих станциях», — говорится в сообщении. Институт ядерной энергии, промышленная ассоциация США.
В мае 2014 года EPA издало окончательное правило для водозаборов, охватывающее 1065 заводов и фабрик, которое позволяет существующим предприятиям использовать ряд средств защиты водных организмов, хотя новым потребуются системы замкнутого цикла. *
* NEI прокомментировал: «Градирни потребляют вдвое больше воды из водоемов, которые мы хотим защитить, по сравнению с прямоточными системами охлаждения. Этот факт очень важен с учетом прогнозов, что большая часть нашей страны столкнется с проблемой нехватки водных ресурсов.Технологические решения для водозабора охлаждающей воды электростанции могут быть очень эффективными в защите рыб и могут учитывать экологическое разнообразие различных участков. Как EPA ранее указывало, такие решения, как передвижные экраны с системой сбора и возврата, сопоставимы с градирнями в защите водных организмов в водоемах, используемых для охлаждения электростанций ».
Во Франции все атомные электростанции EdF, кроме четырех (14 реакторов), находятся внутри страны и требуют пресной воды для охлаждения.Одиннадцать из 15 внутренних станций (32 реактора) имеют градирни с испарительным охлаждением, остальные четыре (12 реакторов) напрямую используют речную или озерную воду. При нормативных ограничениях на повышение температуры в водоприемниках это означает, что в очень жаркое лето выработка электроэнергии может быть ограничена. *
* Например, в Бугее максимальное повышение температуры воды летом обычно составляет 7,5 ° C и 5,5 ° C летом, при максимальной температуре нагнетания 30 ° C (34 ° C летом) и максимальной температуре ниже по течению 24 ° C (26 ° C допускается до 35 лет. дней).Для установок, использующих прямое охлаждение с моря, допустимое повышение температуры на море составляет 15ºC.
В США заводы, использующие прямое охлаждение от рек, должны снижать мощность в жаркую погоду. Три агрегата Browns Ferry компании TVA работают на 50%, в то время как температура в реке превышает 32 ° C.
За одним исключением, все атомные электростанции в Великобритании расположены на побережье и используют прямое охлаждение. В исследовании 2009 года, проведенном в Великобритании по выбору места для нового строительства атомной электростанции, все рекомендации касались площадок в пределах 2 км от обильных водоемов — моря или устья.
Австралийское исследование, предлагающее возобновляемые источники энергии (ветряные и солнечные) для объекта в Южной Австралии, предлагает цифру 0,74 GL / год использования воды для очистки зеркал (гелиостатов) на установке CSP общей мощностью 540 МВт, 2810 ГВт / год, следовательно, 0,26 L / кВтч.
При сравнении потребности в воде атомных электростанций и электростанций, работающих на угле, необходимо учитывать использование воды помимо охлаждения. Часто при очистке и транспортировке угля, а также при удалении золы используется много воды. Это может вызвать загрязнение, как и стоки с угольных складов.
Будущие последствия требований к охлаждению для ядерной энергетики
Пресная вода — ценный ресурс в большинстве частей света. Там, где его совсем мало, общественное мнение поддерживает политику правительства, основанную на здравом смысле, чтобы свести к минимуму ее растрату.
Помимо близости к основным центрам нагрузки, нет причин размещать АЭС вдали от берега, где они могут использовать прямоточное охлаждение морской водой. При размещении угольных заводов необходимо учитывать логистику поставок топлива (и связанный с этим эстетический вид), поскольку на каждую станцию мощностью 1000 МВт в год требуется более трех миллионов тонн угля в год.
«Потребление воды атомными станциями является значительным, но лишь немного выше, чем потребление воды угольными станциями. Атомные станции работают при относительно более низких температуре и давлении пара, и, следовательно, более низкий КПД цикла, что, в свою очередь, требует более высоких расходов охлаждающей воды. Угольные заводы с более высокой эффективностью могут охлаждаться немного меньшим количеством воды на единицу мощности, но разница небольшая. *
* Проблемы и возможности охлаждающей воды на АЭС США, октябрь 2010 г., INL / EXT-10-2028.
Если какую-либо тепловую электростанцию - угольную или атомную — необходимо разместить на суше, наличие охлаждающей воды является ключевым фактором при размещении. Там, где количество охлаждающей воды ограничено, большое значение имеет высокий тепловой КПД, хотя любое преимущество, скажем, сверхкритического угля над ядерным, вероятно, будет значительно уменьшено из-за потребности в воде для FGD.
Даже если количество воды настолько ограничено, что ее нельзя использовать для охлаждения, тогда установка может быть размещена вдали от требований нагрузки и там, где имеется достаточно воды для эффективного охлаждения (принимая некоторые потери и дополнительные расходы на передачу) м
Атомные станциипоколения III + имеют высокий тепловой КПД по сравнению с более старыми, и не должны находиться в невыгодном положении по сравнению с углем по соображениям использования воды.
Соображения по ограничению выбросов парниковых газов, конечно, будут накладываться на вышесказанное. Данные Министерства энергетики США показывают, что улавливание CO2 увеличит использование воды на угольных и газовых электростанциях на 50-90%, что сделает первые более водоемкими, чем атомные. *
* «Требования к воде для существующих и новых технологий термоэлектрических установок» DOE / NETL-402/080108, август 2008 г.
Еще одно значение связано с когенерацией, использующей отходящее тепло атомной электростанции на побережье для опреснения MSF. В большинстве случаев опреснения на Ближнем Востоке и в Северной Африке уже используется отходящее тепло от нефтегазовых электростанций, и в будущем ряд стран ожидают использования ядерной энергии для этой роли когенерации. См. Также информационный документ о ядерном опреснении.
ПРИЛОЖЕНИЕ: Комментарий к отчетам США
Очевидно, что кроме тепла, отводимого с дымовыми газами от угольной установки, и любой разницы в тепловом КПД, которая влияет на количество тепла, сбрасываемого в систему охлаждения, нет реальной разницы в количестве воды, используемой для охлаждение атомных электростанций по сравнению с угольными электростанциями того же размера.Однако в некоторых исследованиях в США указывается на существенное различие между угольными и атомными станциями, очевидно, связанное с (неустановленным) тепловым КПД выбранных примеров. Исследования исключают атомные станции на побережье, которые используют для охлаждения соленую воду.
Технический отчет EPRI за март 2002 года: Вода и устойчивость (том 3): Потребление воды в США для производства электроэнергии — следующие полвека. направлен на оценку будущего потребления воды, связанного с производством электроэнергии в США, примерно до 2020 года.Он использует некоторые «типичные» цифры забора и потребления воды, которые показывают заметные различия между углем и атомной электростанцией, без указания источника и объяснения их величины. Он ориентирован только на пресную воду и игнорирует растения с охлаждением морской водой. Его выводы представлены на региональной основе в свете прогнозируемого увеличения количества поколений и вероятных изменений в технологиях производства, таких как переход от угля к газу комбинированного цикла.
EPRI указывает, что этот отчет за 2002 год заменен отчетом за 2008 год: «Использование воды в производстве электроэнергии», но он недоступен.Отчеты за 2002 и 2008 годы основаны на примерах из общедоступных данных и баз данных EPRI, которые предоставляют информацию об использовании охлаждающей воды и отклонении тепла для нескольких объектов. Цифры, приведенные в этих отчетах и приведенная выше гистограмма, в целом представляют потребности в водопользовании. Полученные EPRI числа постоянно были примерно на 10% ниже, чем аналогичные числа, предоставленные DOE, поскольку DOE использует теоретические расчеты для получения показателей водопользования, а не усреднение фактических данных по растениям, как в подходе EPRI.
Другие отчеты по оценке потребностей в пресной воде взяты из Национальной лаборатории энергетических технологий Министерства энергетики США в 2006 году с обновлением за 2008 год и более общие отчеты за 2009 год. Первые два ориентированы на 2030 год и используют пять сценариев охлаждения, применяемых к региональные прогнозы прироста и выбытия. Здесь предположения для будущих угольных электростанций: 70% сверхкритических n и 30% подкритических, причем первые имеют очень высокий тепловой КПД, по сравнению с любой атомной станцией поколения III.Однако предполагается, что угольные электростанции нуждаются в десульфуризации дымовых газов (ДДГ), что обычно увеличивает потребление воды.
Требования к охлаждающей воде для каждого типа установок были рассчитаны на основе данных NETL и представлены в следующей таблице для «модельных» заводов потребления пресной воды:
Уголь прямоточный, докритический, мокрая ДДГ | 0,52 л / кВтч |
Уголь прямоточный, сверхкритический, мокрая ДДГ | 0.47 литров / кВтч |
Ядерная, прямоточная, подкритическая | 0,52 л / кВтч |
Уголь рециркуляционный, докритический, мокрая ДДГ | 1,75 л / кВтч |
Уголь рециркуляционный, сверхкритический, мокрая ДДГ | 1,96 л / кВтч |
Ядерная, рециркуляционная, докритическая | 2,36 л / кВтч |
Цифры озадачивают, поскольку для сверхкритического угля следует использовать значительно менее эффективные докритические угольные электростанции, а для рециркуляционного использования градирен большая разница между докритическим углем и ядерной энергией необъяснима.Очевидно, что существуют важные переменные, которые не учитываются, хотя они, безусловно, должны иметь отношение к прогнозам NETL.
Отчет DOE / NETL за 2009 год показывает диаграмму (рис. 3-6), в которой приводится отчет EPRI за 2002 год, где указано чистое потребление с использованием градирен от 2,27 до 3,8 л / кВтч для атомной энергетики *. Это намного больше, чем цифры на диаграмме докритического сжигания угля с FGD (рис. 3-2) — 1,9–2,5 л / кВтч (0,505–0,665 галлонов / кВтч) с аналогичной продувкой.
* Подпитка охлаждающей воды 3.От 0 до 4,1 л / кВтч (0,8-1,1 галлона / кВтч), без промывки 0,06-0,20 галлона / кВтч.
Другая диаграмма (рис. 3-1) со ссылкой на EPRI 2002 дает нетто 2,7 л / кВтч (0,72 галлона / кВтч) для атомной энергетики и 2,0 л / кВтч (0,52 галлона) для субкритического угля. В пояснении в тексте говорится: «Атомные электростанции имеют более высокую нагрузку на градирню по сравнению с чистой выработкой электроэнергии. Это связано с тем, что условия пара ограничиваются эффектами хрупкости металла от ядерного реактора, что снижает эффективность». Однако ни он, ни отчет EPRI не оправдывают большую разницу, которая должна быть напрямую связана с потерями тепла в дымоходе на угольных электростанциях и с тепловым КПД.
Примечания и ссылки
Банкноты
а. При теоретической полной эффективности и с учетом только паровой фазы это известно как цикл Карно. Эффективность Карно системы относится к разнице между уровнями тепла на входе и выходе и в более общем смысле называется термической эффективностью. [Назад]
г. Этот термодинамический процесс превращения тепла в работу также известен как цикл Ренкина или, в более простом смысле слова, как цикл пара, который можно рассматривать как практический цикл Карно, но с использованием насоса для возврата текучей среды в виде жидкости к источнику тепла.[Назад]
г. Конденсатор предназначен для конденсации отработавшего пара из паровой турбины за счет потери скрытой теплоты парообразования охлаждающей воде (или, возможно, воздуху), проходящей через конденсатор. Температура конденсата определяет давление на той стороне конденсатора. Это давление называется противодавлением турбины и обычно представляет собой частичный вакуум. Снижение температуры конденсата приведет к снижению противодавления турбины, что увеличит тепловой КПД турбины.Типичный конденсатор состоит из трубок внутри кожуха или кожуха.
Могут быть первичный и вторичный контуры, как в реакторах с водой под давлением (PWR) и двух или трех других типов. В этом случае первый контур просто передает тепло от активной зоны реактора к парогенераторам, а вода в нем остается жидкой под высоким давлением. В реакторах с кипящей водой и в реакторах другого типа вода закипает в активной зоне или рядом с ней. То, что сказано в основной части статьи, относится к последней ситуации или вторичной цепи, где их два.[Назад]
г. В ядерном реакторе вода или тяжелая вода должна поддерживаться под очень высоким давлением (1000-2200 фунтов на квадратный дюйм, 7-15 МПа), чтобы она оставалась жидкой при температуре выше 100ºC, как в современных реакторах. Это имеет большое влияние на реакторную технику.
Более подробная информация о различных теплоносителях первого контура представлена в документе Nuclear Power Reactors . [Назад]
e. В отчете Геологической службы США за 1995 г. говорилось, что 98% изъятия обычно возвращается в источник.[Назад]
ф. Для данной электрической мощности, поскольку установка должна быть больше (для данной мощности при 36% необходимо сбросить в 1,78 раза больше тепла, при 33% необходимо сбросить в 2,03 раза больше тепла — разница в 14%). Если просто посмотреть на долю тепла, потерянного на конкретном заводе при двух значениях эффективности, разница составит 5%, а вырабатывается на 8% меньше электроэнергии. [Назад]
г. На каждый кВтч электроэнергии при тепловом КПД 33% необходимо сбросить 7,3 МДж тепла.При тепловом КПД 36% сбрасывается 6,4 МДж. При скрытой теплоте парообразования 2,26 МДж / л это приводит к испарению 3,2 литра или 2,8 литра на кВт · ч соответственно, если весь охлаждающий эффект является просто испарительным. Это составило бы 77 или 67 мегалитров в день соответственно для станции мощностью 1000 МВт, если бы все охлаждение было только испарительным. На практике около 60-75% испаряется, в зависимости от атмосферных факторов. Другие расчетные цифры для более высокой эффективности: для сверхсверхкритического парового цикла (USC) с использованием градирни потребуется около 1.Произведено 5-1,7 л / кВтч; Современная ПГУ составляет около 0,9-1,1 л / кВтч. [Назад]
ч. В отчете Министерства энергетики за 2006 год, который подвергается критике ниже, указано типичное значение 2,9 л / кВтч. Другие источники в США указывают 1,5 л / кВтч для прямоточного охлаждения и 2,7 или 3,0 л / кВтч для испарительных градирен (, например, NEI 2009, примечание 11; NEI 2012). [Назад]
и. На основе 50% от общего объема производства 261 ТВтч при расходе воды 2,25 литра / кВтч (60% электроэнергии вырабатывается из угля, в основном с использованием испарительного охлаждения).Согласно более авторитетной, но более ранней оценке, общие потери от испарения для внутренних электростанций составляют 225 GL / год (Hunwick 2008). В Мельбурне используется около 440 GL в год. [Назад]
Дж. Около 0,18–0,25 л / кВтч на заводе Коган-Крик в Квинсленде, включая небольшое дополнительное количество влажного охлаждения, и 0,15 л / кВтч на заводе Миллмерран. [Назад]
к. 48 вентиляторов на Коган-Крик диаметром 9 метров каждый. [Назад]
л. В Австралии на угольных электростанциях Коган-Крик (750 МВт в сверхкритическом состоянии) и Милмерране (в сверхкритическом состоянии 840 МВт) используется сухое охлаждение с использованием АСС, как и на электростанциях Матимба и Маджуба в Южной Африке.Новый завод Medupi будет использовать его и станет крупнейшей в мире станцией с сухим охлаждением (4800 МВт). Кендал в Южной Африке использует систему непрямого сухого охлаждения. Судя по всему, сухое охлаждение также используется в Иране и Европе. Южноафриканский опыт оценивает стоимость ACC примерно на 50% больше, чем рециркуляционное влажное охлаждение и косвенное сухое охлаждение на 70–150% больше. [Назад]
г. В них используется вода в сверхкритическом состоянии с давлением около 25 МПа, температура пара от 500 до 600 ° C и тепловая эффективность 45%. По всему миру работает более 400 таких заводов.Одним из направлений разработки ядерных реакторов поколения IV являются сверхкритические конструкции с водяным охлаждением. На сверхкритических уровнях (30+ МПа) может быть достигнут 50% тепловой КПД.
Сверхкритические флюиды — это флюиды, превышающие термодинамическую критическую точку, определяемую как наивысшие температура и давление, при которых газовая и жидкая фазы могут сосуществовать в равновесии как однородная флюид. У них есть свойства между газом и жидкостью. Для воды критическая точка находится при 374 ° C и 22 МПа, что дает ей плотность «пара», составляющую одну треть от плотности жидкости, так что она может приводить в движение турбину так же, как и обычный пар.[Назад]
п. В Великобритании все атомные станции находятся на берегу, и общие потери при передаче в системе составляют 1,5%. [Назад]
Источники
Агентство по охране окружающей среды Великобритании, 2010 г., Варианты охлаждающей воды для атомных электростанций нового поколения в Великобритании.
EPRI 2002, Вода и устойчивость (том 3): Потребление воды в США для производства электроэнергии — следующие полвека, Технический отчет EPRI
DOE / NETL 2006: Оценка потребностей в пресной воде для удовлетворения будущих требований к производству термоэлектрической энергии, DOE / NETL-2006/1235
DOE / NETL 2008: Оценка потребностей в пресной воде для удовлетворения будущих требований к производству термоэлектрической энергии, обновление, DOE / NETL-400/2008/1339
DOE / NETL 2009: Требования к воде для существующих и новых технологий термоэлектрических станций, DOE / NETL-402/080108
Использование воды в производстве электроэнергии, отчет Института электроэнергетики 1014026 (февраль 2008 г.)
EPRI 2011, Национальная смета затрат на модернизацию U.S. Электростанции с замкнутым циклом охлаждения, Технический бюллетень EPRI 1022212; и исследование модернизации замкнутого цикла: оценка капитальных затрат и производственных затрат, технический отчет EPRI 1022491.
DOE / NETL, август 2010 г., Уязвимость воды для существующих угольных электростанций, отчет 1429. DOE / INL 2010, Проблемы и возможности охлаждающей воды на атомных электростанциях США, октябрь 2010 г., INL / EXT-10-2028.
Ханвик, Ричард 2008, Австралийские внутренние электростанции: уменьшение их жажды
Международное энергетическое агентство и Агентство по ядерной энергии ОЭСР, Прогнозируемые затраты на производство электроэнергии, издание 2010 г.,
Международное энергетическое агентство, World Energy Outlook 2015
Международное энергетическое агентство, World Energy Outlook 2016 — глава 9 о воде
Справочник по ядерной инженерии 2010
ESAA, Electricity Gas Australia 2010
МАГАТЭ 2012, Эффективное управление водными ресурсами в реакторах с водяным охлаждением, Серия изданий МАГАТЭ по ядерной энергии No.НП-Т-2.6.
Уильям Скафф, Институт ядерной энергии, водопользование, электроэнергия и ядерная энергия: целостный подход к охране окружающей среды, представленный на Ежегодном форуме Совета по охране подземных вод (GWPC) 2009, 14-16 сентября 2009 г.
Информационный бюллетень Института ядерной энергии, водопользование и атомные электростанции (ноябрь 2013 г.)
ThinkClimate & Brown & Pang, Опции с нулевым выбросом углерода (для электростанции Порт-Огаста), 2012 г.
Как определить эффективный блок питания
Как определить эффективный блок питания?
Руководящие принципы, правила и нормы
Одним из наиболее важных показателей эффективности блока питания является его соответствие стандарту Energy Star 5.0, а также соответствует ли он требованиям уровня эффективности 80 PLUS. Последнее касается в первую очередь компьютерных блоков питания и признано во всем мире. Кроме того, если вы находитесь в европейской стране, следует обратить внимание на соответствие CE и директиву ErP.
Блоки питания 80 PLUS более эффективны
Все упомянутые нами спецификации, нормы и рекомендации требуют высокой эффективности, а также улучшенного качества электроэнергии. Источники питания, которые соответствуют этим строгим правилам, пройдя определенный набор тестов, могут быть затем помечены значком 80 PLUS, соответствующим их уровню эффективности.Хотя нагрузочные / стресс-тесты могут не соответствовать тем, которые определены в спецификации ATX, в данном случае это приемлемо. Вот несколько хороших новостей для наших европейских читателей: поскольку испытания проводятся с использованием более низких напряжений в США, эти блоки питания достигают еще более высокого уровня эффективности в сети 230 В.
80 PLUS: титан, платина, золото, серебро, бронза
Исходная концепция сертификации 80 PLUS была пересмотрена, добавлены новые, более строго определенные уровни эффективности.У каждого сертификата Bronze, Silver, Gold и Platinum есть свои требования. Таким образом, блок питания с сертификатом «80 PLUS Gold» или «80 PLUS Platinum» более эффективен, чем не имеющий сертификата. С другой стороны, более сложные схемы, необходимые для достижения этих уровней, также обычно приводят к более высокой цене.
Ниже вы найдете таблицу, в которой показано, каких уровней эффективности должен достичь блок питания при заданной нагрузке, чтобы соответствовать определенному уровню сертификации.
КПД при нагрузке 10% | КПД при нагрузке 20% | КПД при нагрузке 50% | КПД при 100% нагрузке | — | 80% | 80% | 80% (PF> 0.9) | ||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
80 PLUS Bronze | — | 82% | 85% (PF> 0,9) | 82% | |||||
80 PLUS Silver | — | % % (PF> 0,9) | 85% | ||||||
80 PLUS Gold | — | 87% | 90% (PF> 0,9) | 87% | |||||
80 PLUS Platinum19 80 PLUS Platinum19 — | 90% | 92% (PF> 0.95) | 89% | 80 PLUS Titanium | 90% | 92% (PF> 0,95) | 94% | 90% | |
Сначала организация 80 PLUS сертифицировала только блоки питания с входом 115 В, однако недавно были добавлены сертификаты 230 В с повышенными требованиями, поскольку потери энергии значительно ниже при более высоких нагрузках с этим входом напряжения. В таблице ниже вы найдете внутренние сертификаты 80 PLUS 230V ЕС.