​Исследователи разработали новаторскую схему работы теплоэлектроцентралей (ТЭЦ) – тепловых электростанций, которые наряду с электричеством производят тепло для отопления и горячего водоснабжения. Статья о разработке опубликована в журнале Energy Procedia. Исследование выполнено при поддержке Российского научного фонда. 

 
Более 45% всего ископаемого топлива в России тратится на теплоснабжение жилых районов и промышленных объектов. Наиболее эффективный способ производства тепла в российском климате – теплоэлектроцентрали (ТЭЦ). Тепло от сжигаемого топлива на них используется для превращения воды в пар, приводящий в действие турбину, которая обеспечивает производство электроэнергии. В отопительный сезон часть пара из турбины используется для теплоснабжения.

 

Ученые из Института систем энергетики имени Л. А. Мелентьева Сибирского отделения РАН в Иркутске предложили способ сокращения необходимого для работы ТЭЦ количества топлива за счет энергии ветра. Соединение ветрогенератора с паротурбинной ТЭЦ может стать эффективным вариантом включения возобновляемого источника энергии в традиционную энергосистему. Обычно в подобных ситуациях предполагается, что произведенная энергия сразу направляется в общую энергосеть. При таком подходе зависимость потока энергии от силы ветра нередко приводит к нестабильности всей системы, и требуется установка на ветрогенератор дополнительных компенсирующих или стабилизирующих устройств.

Авторы предложили альтернативный вариант: ветрогенератор не работает параллельно с ТЭЦ и не подменяет ее, а напрямую включается в цикл ее работы. Электроэнергия с ветрогенератора направляется на перегрев пара, полученного за счет сжигания топлива в котле. Это позволяет не тратить на перегрев пара дополнительное топливо, как это происходит в традиционной схеме ТЭЦ. Кроме того, избыток электроэнергии с ветрогенератора можно направить на предварительный разогрев воды и за счет этого еще больше сократить расход топлива. Если же ветер ослабевает и производимой энергии не хватает для перегрева пара, включается резервный источник энергии – аккумулятор любого типа или энергоустановка на органическом топливе. Таким образом, производство электричества и тепла при этом останется независимым от изменений в силе ветра. Ветрогенератор может работать совместно не только с паротурбинной, но и с более эффективной парогазовой ТЭЦ: в этом случае электроэнергия ветроустановки может использоваться при подогреве сжатого воздуха для газовой турбины. Описанная разработка защищена патентом.

Расчеты авторов показывают, что включение в схему ТЭЦ ветрогенератора мощностью 500 кВт позволить экономить в год до 187 тонн дизельного топлива или 380 тонн угля даже при небольшой среднегодовой скорости ветра 6 м/с. Если средняя скорость ветра составит 10 м/с, то будет сэкономлено до 468 тонн дизельного топлива или 950 тонн угля. Количество выбросов углекислого газа в атмосферу при этом сократится на 1500 тонн в год.

«Предлагаемая технология позволяет как выдавать высококачественную электроэнергию независимо от изменения силы ветра, так и существенно снизить потребление органического топлива на ТЭЦ или котельных. Это поможет сэкономить затраты и снизить выбросы СО2, – говорит ведущий автор статьи старший научный сотрудник Института систем энергетики имени Л. А. Мелентьева СО РАН Иван Постников. — Вместе с тем схема не исключает передачу электроэнергии от ветроустановок в энергосистему, что делает ее универсальной и маневренной. По нашим оценкам, срок окупаемости такого гибридного энергоисточника мощностью 500 кВт не превышает пять лет при среднегодовой скорости ветра 10 м/с. Мы планируем продолжать исследования по гибридным энергосистемам с внедрением возобновляемых источников энергии и традиционных технологий. В частности, с применением воздухоаккумулирующих газотурбинных установок, различных типов и конструкций ветрогенераторов, их использованием для получения водорода и так далее».

Источники

Российские ученые придумали, как сделать тепловые электростанции экологичнее
Teneta news (teneta.ru), 16/04/2019
Российские ученые придумали, как сделать тепловые электростанции экологичнее
Real Armenia (lratvakan.com), 16/04/2019
Российские ученые придумали, как сделать тепловые электростанции экологичнее
Народная медицина (medata.org), 16/04/2019
Российские ученые придумали, как сделать тепловые электростанции экологичнее
Новости со всего мира (newsn.ru), 16/04/2019
Российские ученые придумали, как сделать тепловые электростанции экологичнее
Margust (gazeta-margust.ru), 16/04/2019
Российские ученые придумали, как сделать тепловые электростанции экологичнее
Газета.Ru, 16/04/2019
Российские ученые придумали, как сделать тепловые электростанции экологичнее
Новости@Rambler.ru, 16/04/2019
Российские ученые придумали, как сделать тепловые электростанции экологичнее
Kp.crimea.ua, 17/04/2019
Ученые нашли способ сделать тепловые электростанции экологичнее
Индикатор (indicator.ru), 17/04/2019
Российские ученые придумали, как сделать тепловые электростанции экологичнее
Российский научный фонд (рнф.рф), 17/04/2019
Российские ученые придумали, как сделать тепловые электростанции экологичнее
Российский научный фонд (rscf.ru), 17/04/2019
Ученые нашли способ сделать тепловые электростанции экологичнее
Новости@Rambler.ru, 17/04/2019
Ученые сделали тепловые электростанции экологичнее
Индикатор (indicator.ru), 17/04/2019
Ученые нашли способ сделать тепловые электростанции экологичнее
livejournal.com, 19/04/2019
Гибридные электростанции ТЭЦ+ВЭС помогут побороть глобальное потепление
Погода и Климат (pogodaiklimat.ru), 19/04/2019

Похожие новости

  • 17/12/2018

    Компания En+ Group подвела итоги конкурса проектов молодых ученых «Лаборатория энергетики»

    ​Компания En+ Group, ведущий вертикально интегрированный производитель алюминия и электроэнергии, подвела итоги конкурса для молодых ученых из иркутских вузов «Лаборатория энергетики». В финал вышли 9 проектов улучшений по теме «Цифровые технологии в энергетике».
    808
  • 22/12/2017

    Новосибирские физики сконструируют для лунной базы солнечные батареи

    ​Освоение других планет - давняя мечта человечества. Но ее невозможно реализовать, не решив энергетическую проблему. Новосибирские физики предложили способ усовершенствовать солнечные батареи для работы в космосе.
    726
  • 29/08/2018

    В Новосибирске собираются построить аэродинамическую трубу для изучения обледенения самолетов

    ​Аэродинамическую трубу для изучения процессов обледенения при взлете и посадке самолетов планируется построить в новосибирском Академгородке, сообщил агентству "Интерфакс-Сибирь" научный руководитель Института теоретической и прикладной механики им.
    775
  • 21/01/2017

    Что может рассказать один квазар?

    Ученые, занимающиеся космическими исследованиями, — настоящие детективы. Как Шерлок Холмс, используя метод дедукции и косвенные наблюдения, вычислял убийцу, так и они, собирая и анализируя данные излучений в различных спектрах, могут рассказать, что происходило во Вселенной много-много лет назад и как возникли известные нам сегодня феномены.
    1689
  • 13/04/2018

    Дилатометр измерит деформации космических материалов в вакууме

    Ученые из Института физики им. Л.В. Киренского Федерального исследовательского центра Красноярский научный центр СО РАН (ФИЦ КНЦ СО РАН) разработали измерительную ячейку для исследования свойств материалов при температурах близких к абсолютному нулю.
    564
  • 18/09/2018

    Директор ИАиЭ СО РАН Сергей Бабин принял участие в заседании научно-технического совета АУ «Технопарк – Мордовия»

    13-14 сентября в Саранске прошло VI заседание Научно-технического совета (НТС) АУ «Технопарк - Мордовия». Мероприятие было посвящено рассмотрению вопроса «Цифровая повестка в волоконной оптике». Ведущие российские учёные и специалисты в сфере научно-технической и инновационной деятельности обсудили завершение проекта по созданию Инжинирингового центра волоконной оптики, работа которого напрямую связана с задачей по построению цифровой экономики, поставленной Президентом России.
    477
  • 06/09/2017

    В Новосибирске расмотрели альтернативы «мусорному» концессионеру

    ​Альтернативные предложения по сбору и утилизации отходов были рассмотрены в рамках "Городской ассамблеи" в Новосибирске. Местные разработчики предложили новые современные технологии переработки ТКО.
    1267
  • 24/04/2018

    Как сделать жилье более доступным и экологичным?

    ​​Дом - это что-то теплое, уютное и, на первый взгляд - очень консервативное. Но на самом деле и строительство попевает за техническим прогрессом. Как сделать жилье более доступным, дешевым, экологичным? Мы создали краткий обзор тенденций и технологий будущего, которые появляются уже сейчас.
    870
  • 04/12/2018

    В новосибирском Академгородке внедрили инновационную систему освещения улиц

    "Установка новой системы наружного освещения в Академгородке - хороший пример эффективного применения разработок новосибирских инновационных компаний для городского хозяйства", - считает мэр Анатолий Локоть, который оценил преимущества нового светового оборудования в ходе выездного совещания.
    997
  • 27/03/2017

    Новосибирские ученые создали материал, обеспечивающий 30 лет непрерывной работы химического реактора

    Ученые из Института ядерной физики (ИЯФ) СО РАН и Новосибирского государственного технического университета (НГТУ) создали новую технологию сплавления титана и тантала, в результате чего получили особо стойкий к коррозии и агрессивным средам материал.
    1945