В данном разделе будет публиковаться информация по нашему проекту, с помощью которого каждый частный дом будет обеспечен электроэнергией и теплом в нужном количестве, без подключения к внешним сетям. По мере реализации отдельных этапов проекта и получения первых практических результатов мы начнем привлекать внешних инвесторов.
Энергомодуль позволит любому сознательному гражданину построить свой собственный дом в любом месте, где есть транспортная доступность. Иными словами, единственное, что вам потребуется — это участок земли с подведенной к нему дорогой приемлемого качества. Рассмотрим энергомодуль на примере установки, работающей на сжиженном газе, как наиболее удобном и доступном виде топлива из имеющихся на российском рынке. Вариант с использованием магистрального газа рассматривать смысла нет, так как скорее всего, там где есть газопровод, будет и ЛЭП.
Время от времени будет производится заправка емкости сжиженным газом и техническое обслуживание. Расход газа при работе такой установки будет не намного больше, чем при работе обычного газового отопительного котла. Почему так? Да потому что КПД современных ДВС, используемых в составе генераторов, смехотворно мал — около 30%. Остальное рассеивается в виде тепла. Если использовать это тепло, то общий КПД установки значительно возрастает — например, до 90%. Такие установки освоены промышленностью и называются когенерационными. Проблема в том, что потребителю чаще всего не требуется электричество и тепло в пропорции, вырабатываемой таким генератором. Например, зимой для нужд отопления, которые значительны, и при том же уровне электропотребления, нерационально расходовать моторесурс. Кроме того, тепла, снимаемого с рубашки охлаждения двигателя, может оказаться недостаточно в пик отопительного сезона. Система дополняется так называемым пиковым газовым котлом. Летом тепло требуется только для нагрева воды в системе ГВС, и возможно, попутного тепла, вырабатывемого при работе генератора, будет достаточно для поддержания требуемой температуры в бойлере. Электрическая мощность потребляется в жилом доме крайне неравномерно, в основном ее уровень минимален, от нескольких десятков до нескольких сотен Ватт (при использовании современного светодиодного освещения, энергоэффективных бытовых приборов и пр.), с возможными пиковыми всплесками до 10-15 квт (такой порог обозначен в большинстве загородных садовых товариществ, коттеджных поселков и мы также на него ориентируемся). Значит, важнейшим компонентом системы станет система накопления электроэнергии. Генератор при такой компоновке будет включаться на время подзаряда батарей, остальное время он будет «отдыхать», а тепло вырабатывать пиковый котел, также включающийся по мере необходимости. Наша цель подобрать генератор таким образом, чтобы он включался ненадолго, на пару часов с сутки, или даже один раз в несколько суток. Это позволит продлить ресурс дорогостоящего поршневого агрегата на много лет, что выведет проект на требуемый уровень рентабельности. Всем этим «хозяйством» должна управлять умная автоматика. Понятно, что не стоит питать иллюзий по поводу стоимости такого комплекса — на начальном этапе она будет значительной. С другой стороны, большая часть компонентов, требуемых для создания комплекса, уже давно и успешно освоены промышленностью, нужно грамотно отобрать подходящие, скомпоновать и провести отладочные работы и ресурсные испытания. Это задача для стратегического инвестора, ставящего перед собой цели децентрализации энергетики, новых путей создания автономных поселений, не привязанных к существующим англомерациям.
Обрести энергетическую независимость — мечта любого здравомыслящего человека, объективно оценивающего тенденции развития современной экономики. Весь цивилизованный мир ориентирован на децентрализованную энергетику.
Преимущества производства энергии по месту требования — очевидны, прежде всего это более высокая эффективностьиспользования энергии топлива — известно, что кпд современных генераторов электроэнергии невелик (включая паро-газовые установки на самых современных ТЭЦ) и тепло, получаемое в результате рабочего цикла, сбасывается в атмосферу через градирни.
Огромные трубы, которые вы часто видите — это именно они. Да, в городах это тепло зимой частично направляется в тепловые сети, где оно распределяется на отопление и горячее водоснабжение близлежащих районов (с огромными потерями и не менее огромной стоимостью самих сетей), но владельцам загородных домов это тепло не достается.
Итак, посчитаем:
КПД генерации электроэнергии на ТЭЦ с паротурбинными или газотурбинными установками — 0,33 — данные взяты, например, отсюда
Ради справедливости отмечу, что кпд ТЭЦ с бинарным циклом (паро-газовые установки) побольше — 0,45, но в отличие от остального мира, в России такие примеры — большая редкость.
Кроме того, реальные кпд ниже из-за тотального износа оборудования.
Дальше. потери на транспортировке электроэргии и потери на трансформациях — допустим, 15%, т.е. суммарный кпд передачи 0,85
Как известно, кпд перемножаются — 0,33х0,85= 0,28, то есть потребителю достанется 28% от энергии сгорания топлива.
Получается, что остальные 72% рассеялись в атмосфере, нагревая нашу планету.
Что самое обидное, платить потребителя заставят за все 100%, а еще за реконструкцию, развитие (та самая плата за подключение), амортизацию и обслуживание всей этой масштабной инфраструктуры. Плюсом данного подхода является то, что у пользователя, как говорится, не болит голова за то, откуда берется электричество, плати по счетчику да живи в свое удовольствие. Поэтому, если на участке нет проблем с электричеством, потребитель, вне всякого сомнения, будет использовать эту возможность, как самую простую и удобную.
Итак, целесообразность применения энегомодуля необходимо рассматривать в комплексе с проблемой организации отопления дома. Тогда все моментально встает на места — общий кпд такой системы может достигать 96% эффективности, то есть топлива для производства того же количества электроэнергии расходуется в несколько раз меньше, так как нет бесполезного нагрева атмосферы — используется 96% теплоты сгорания топлива! При этом газ на отопление расходуется в любом случае, и пользователь в статье своих расходов вместо счета за электричество имеет несколько больший расход газового топлива. При этом добавляется позиция «обслуживание энергомодуля», но домовладелец в любом случае несет затраты по обслуживанию инженерных систем своего дома, например, отопления и горячего водоснабжения.
Данный комплекс особенно интересен будет для автономных поселений, но может стать и альтернативой электроэнергии по счетчику, особенно если домовладельцу еще предстоит платить за подключение, все зависит от роста аппетитов естественных монополий. Кроме того, качество электроснабжения во многих районах вынуждает хозяев задумываться о приобретении стабилизаторов напряжения, источников бесперебойного питания, резервных генераторов и т.п.
Целью проекта является сделать данный комплекс доступным по цене, надежным и недорогим в обслуживании, как реальную альтернативу системам централизованного электроснабжения, внося свой вклад в дело экологии.
«Энергомодуль» объединяет в себе:
— несущий контейнер;
— емкость со сжиженным газом;
— газогенератор, работающий по принципу когенерации;
— чиллер, работающий на тепловой энергии от генератора — тригенерация — опционально;
— блок акумуляторных батарей — накопитель энергии;
— инвертор и система автоматического пуска газогенератора (в настоящее время есть уже приемлемые по цене отечественные разработки);
— емкость для теплоностителя с теплообменником системы ГВС;
— радиатор охлаждения генератора;
— пиковый газовый котел (включается в случае, если батареи заряжены, а температура в контуре отопления упала ниже уставки);
— циркуляционный насос;
— запорно-регулирующая арматура и соединительные трубопроводы;
— система автоматизации.
— аварийный генератор
В целом данный модуль представляет из себя контейнер, устанавливаемый на участке, к которому необходимо будет подключить теплотрассу, трубопроводы холодной и горячей воды, линию электроснабжения.
Опционально энергомодуль возможно дополнить ветрогенератором, солнечными панелями и прочими устройствами альтернативной энергетики. При появлении более эффективных электро-теплогенераторов они, после соответствующих исследований и конструкторской разработки, они будут включены в состав комплекса.
В настоящее время таких устройств на рынке не существует, и мы предлагаем потенциальному Инвестору заблаговременно занять эту нишу. В продаже имеются так называемые когенерационные установки для выработки электричества и тепла, но они не наделены всем набором функций, присущих Энергомодулю. Цена данного оборудования в настоящее время весьма значительна.