Ջերմային և էլեկտրական էներգիայի համակցված միկրո աղբյուրներ
 | |
| Տեսակ | էլեկտրաէներգիայի արտադրություն |
|---|---|
Ջերմային և էլեկտրական էներգիայի համակցված միկրո աղբյուրներ սա ներկայումս լայն տարածում ունեցող էներգիայի արտադրության գաղափարի իրականացման տարբերակ է, մեկ բազմաբնակարան տների և փոքր գրասենյակային շենքերի համար։
Ակնարկ[խմբագրել | խմբագրել կոդը]
Քանի որ շատ դեպքերում սպառողները միաժամանակ երկու տեսակի էներգիայի կարիք ունեն՝ ջերմային և էլեկտրական, հայտնվեցին նաև ջերմային և էլեկտրական էներգիայի համակցված կայաններ[1]։ Այն կոչվում է նաև Կոգեներացիա։ Օգտվելով այն փաստից, որ էլեկտրաէներգիայի արտադրության բոլոր համակարգերը հիմնված են վառելիքի այրման վրա, ունեն առավելագույն արդյունավետություն, թելադրված են թերմոդինամիկայի օրենքներով։ Ջերմային և էլեկտրական էներգիան օգտագործվում է որպես ջերմության աղբյուր թափոնների ջերմություն էլեկտրաէներգիայի արտադրությունից։ Թափոնների ջերմությունը տարվում է այրման գազերով, որոնք կարող են ամբողջությամբ ապահովել ցածր ջերմաստիճանի կարիք ունեցող համակարգերի ջեռուցում։ Թափոնների ջերմությունը կարող է օգտագործվել նաև համակցված ցիկլում լրացուցիչ էլեկտրական էներգիա առաջացնելու համար, բայց դա միշտ չէ, որ գործնական է։ Որպես այդպիսին, ջերմային և էլեկտրական էներգիայի համակցված միկրո աղբյուրները գնալով ավելի տարածված են արդյունաբերական համայնքում, քանի որ դրանք կարող են բարելավել վառելիքի օգտագործման ընդհանուր էներգիախնայողությունը։ Օրինակ ՝ զուտ գեներացնող համակարգերում, ինչպիսիք են ավանդական էլեկտրակայանները, որոնք էլեկտրաէներգիա են մատակարարում սպառողներին, առաջնային էներգիայի աղբյուրի՝ ածուխի, բնական գազի կամ միջուկային էներգիայի, հավանական ջերմության միայն մեկ երրորդն է մատակարարվում սպառողին։ Սակայն արդյունավետությունը կարող է հին բույսերի համար մի փոքր ցածր լինել, իսկ նորերի համար՝ զգալիորեն բարձր։ Ի տարբերություն դրա, ջերմային և էլեկտրական էներգիայի համակցված միկրո աղբյուրներ կայանները սովորաբար վերափոխում են էներգիայի առնվազն երկու երրորդը և հաճախ էներգիայի առաջնային աղբյուրի ջերմության մինչև 90% էներգիայի օգտակար ձևերի մեջ, ինչպիսիք են էլեկտրաէներգիայի, գոլորշու, տաք ջրի կամ ջեռուցման արտադրությունը։ Չնայած արդյունաբերությունը զգալիորեն օգտվում է ջերմային և էլեկտրական էներգիայի, որոշ առանձնահատկություններ, որոնք նրանց գրավիչ են դարձնում արդյունաբերության համար, խոչընդոտ են հանդիսանում այս տեխնոլոգիայի անհատական օգտագործման համար[2]։
Կոգեներացիայի համակարգերի ճնշող մեծամասնությունը որպես վառելիք օգտագործում է բնական գազը։ Դա պայմանավորված է նրա էժանությամբ և(չնայած վերջին տարիներին գինն աճում է) այրման մաքրությամբ։ Շատ տարածքներում այն մատչելի է և արդեն տեղադրված խողովակաշարերով տներ տեղափոխելը հեշտ է[3]։ Բացի այդ, բնական գազը կարող է գործարկվել գազային տուրբիններում, որոնք օգտագործվում են մեծ և փոքր ջերմային և էլեկտրական էներգիայի կայաններում `բարձր արդյունավետության, փոքր չափի, մաքուր այրման և գործառնական նվազագույն ծախսերի պատճառով։ Գազային տուրբինները նախագծված են փայլաթիթեղով ծածկված առանցքակալներով և օդային հովացմամբ։ Դրանք գործում են առանց յուղի յուղման և հովացման միջոցների[4]։ Դրանցում գազի տուրբինների այրման արտադրանքի թափոնները վերականգնվում են, իսկ փոքր համակարգերի հիմնական այլընտրանքի` մխոցային շարժիչների թափոնների ջերմությունը բաշխվում է դրանց վերականգնման և հովացման համակարգերի միջև։ Ապագայում ջերմային և էլեկտրական էներգիայի կայանների ազդեցությունը բնակելի շենքերի և փոքր բիզնեսի վրա կբարձրանա, եթե բնական գազի գները շարունակեն աճել։ Չնայած էլեկտրակայանների թափոնների ջերմությունը, օգտագործելով կենսազանգվածը որպես էներգիայի աղբյուր, արևային էներգիա, ածուխ, դիզելային վառելիք կամ այլ ծանր նավթամթերք և ատոմային էներգիա, կարող է օգտագործվել համակցման համար։ Այդպիսի էներգիայի աղբյուրները պակաս հարմար են, ավելի դժվար են տեղափոխվում, ավելի թանկ տնային օգտագործման համար են, իսկ միջուկային էներգիայի դեպքում անիրագործելի և անվտանգ են[5]։
Միկրոէլեկտրակայան[խմբագրել | խմբագրել կոդը]
Միկրոէլեկտրակայանների և էլեկտրակայանների միջև ամենակարևոր տարբերությունը գործառնական ռեժիմների մեջ է։ Շատ դեպքերում արդյունաբերական կայանները հիմնականում արտադրում են էլեկտրաէներգիա և ջերմություն։ Ի տարբերություն դրա, միկրոէլեկտրակայանների էլեկտրակայանները, որոնք գործում են տներում և փոքր առևտրային շենքերում, բավարարում են ջերմային էներգիայի կարիքները ՝ որպես ենթաարտադրանք արտադրելով էլեկտրաէներգիա[6]։ Գործառնական ռեժիմի այս առանձնահատկության և միկրոէլեկտրակայանների՝ բնակելի շենքերի և փոքր առևտրային շենքերի օգտագործելու ձգտող կառույցների կողմից էլեկտրաէներգիայի սպառման տատանումների պատճառով միկրոէլեկտրակայանը հաճախ արտադրելու է ավելի շատ էլեկտրաէներգիա, քան պահանջում է սպառողը։ Այսօր միկրոէլեկտրակայանների էլեկտրակայանները գրավիչ են սպառողների համար «զուտ հաշվառման» մոդելի շնորհիվ, որի արդյունքում առաջացած էներգիան գերազանցում է ակնթարթային սեփական պահանջարկը և իրացվում էներգիահամակարգում։ Հիմնական կորուստները, որոնք կապված են աղբյուրից սպառողին փոխանցման հետ, սովորաբար ավելի քիչ կլինեն, քան տեղական էներգիայի կուտակման կամ գագաթնակետից ցածր էներգիայի արտադրման հետևանքով կորուստները։ Այսպիսով՝ տեխնիկական տեսանկյունից «ցանցի հաշվառման» մոդելը շատ արդյունավետ է։ Այս մոդելի մեկ այլ դրական կետն այն է, որ կազմաձևելը շատ հեշտ է[7]։ Օգտագործողների էլեկտրական հաշվիչները ունակ են նույնքան հեշտությամբ գրանցել էլեկտրաէներգիայի արտադրությունը, որքան տան կամ բիզնեսի կողմից սպառվածը։ Դրանք գրանցում են տան կամ գրասենյակի կողմից սպառված էներգիայի «զուտ» քանակը։ Համեմատաբար փոքր միկրոէլեկտրակայանների փոքր էլեկտրակայաններով էլեկտրահամակարգերը չեն պահանջում կառուցվածքային փոփոխություններ։ Միացյալ Նահանգներում դաշնային օրենսդրությունը կոմունալ տնտեսվարողներից պահանջում է բոլորին փոխհատուցել ցանցին վերադարձվող էլեկտրաէներգիան[8]։ Ցանցային օպերատորների տեսանկյունից այդ պահանջները ներկայացնում են գործառնական, տեխնիկական և վարչական բեռ։ Արդյունքում, ցանցային օպերատորների մեծ մասը փոխհատուցում է ոչ արդյունաբերական էներգիա արտադրողների ծախսերը ավելի փոքր կամ հավասար չափով, քան նրանք վաճառում են իրենց հաճախորդներին։ Առաջին հայացքից փոխհատուցման սխեման կարող է թվալ գրեթե արդարացի, դա միայն սպառողների համար նշանակում է չգնված կոմունալ էներգիայի գումարի գնի իջեցում` համեմատած օպերատորների արտադրության և ծառայությունների իրական արժեքի հետ[9]։ Այսպիսով՝ միկրոէլեկտրակայանների օպերատորների տեսանկյունից, «ցանցի հաշվառման» մոդելը իդեալական չէ։ Մինչ այժմ «ցանցի հաշվառման» մոդելը միկրոջերմային էներգիայի կողմից առաջացած ավելցուկային էներգիայի օգտագործման շատ արդյունավետ մեխանիզմ է։ Այն զերծ չէ քննադատությունից։ Քննադատողների հիմնական փաստարկներից առաջինն այն է, որ չնայած էլեկտրահամակարգերի արտադրության հիմնական աղբյուրը խոշոր առևտրային գեներատորներն են, իսկ «զուտ չափիչ» գեներատորները թափում են էներգիան ցանցում պատահականորեն և անկանխատեսելի։ Ազդեցությունն աննշան է, եթե սպառողների միայն մի փոքր մասն է էլեկտրաէներգիա արտադրում, և նրանցից յուրաքանչյուրն առաջացնում է համեմատաբար փոքր քանակությամբ էներգիա։ Երբ վառարանը միացված է, էլեկտրական ցանցից մատակարարվում է մոտավորապես նույն քանակությամբ էլեկտրաէներգիա, որը առաջացնում է տնային գեներատոր։ Եթե գեներացնող համակարգ ունեցող տնային տնտեսությունների տոկոսը մեծանա, ապա նրանց ներդրումը էներգահամակարգում կարող է նշանակալից դառնալ[10]։ Դրանից հետո տներում գեներացնող համակարգերի համակարգումը և ցանցի պահպանումը կարող է անհրաժեշտ լինել կայունությունը պահպանելու և վնասները կանխելու համար։
Տեխնոլոգիաներ[խմբագրել | խմբագրել կոդը]
Միկրոէլեկտրակայանների էլեկտրակայանները հիմնված են մի քանի տարբեր տեխնոլոգիաների վրա.
Շուկայի վիճակը[խմբագրել | խմբագրել կոդը]
Միացյալ թագավորություն - ներկայումս Եվրոպայում և հավանաբար աշխարհում ամենազարգացածը միկրո CHP շուկան է։ 2002 թվականի դրությամբ գնահատվել է մոտ 1000 միկրոէլեկտրակայաններ։ Առաջին հերթին դա Ստիռլինգի շարժիչը անգլ.՝ Whispergen և Մխոցային շարժիչն Senertec Dachs է։ Շուկան օրինականորեն աջակցվում է կառավարության կողմից։ Կառավարության որոշ հետազոտություններ ֆինանսավորվել են անգլ.՝ Energy Saving Trust- ի[11] միջոցով։ Պետական մարմինները նույնպես աջակցում են Մեծ Բրիտանիայում էներգիայի արդյունավետությանը։ 2005 թվականի ապրիլի 7-ին Միացյալ Թագավորության կառավարությունը նվազեցրեց ավելացված արժեքի հարկ միկրոէլեկտրակայանի համար 17.5%-ից 5%, որպեսզի այս տեխնոլոգիայի պահանջարկը աջակցեն գոյություն ունեցող, ավելի քիչ էկոլոգիապես մաքուր տեխնոլոգիաների հաշվին։ 12,5% ավելացված արժեքի հարկի իջեցումը դարձել է արդյունավետ սուբսիդիավորում միկրոէլեկտրակայանների համար ավանդական համակարգերի դեմ, ինչը կօգնի նրանց ավելի մրցունակ դառնալ և էապես խթանել տեղակայանքների վաճառքը Միացյալ Թագավորությում[12]։ Միացյալ Թագավորության 24 միլիոն տնային տնտեսություններից 14-ից 18 միլիոնը քննարկում են իրենց սեփական միկրոէլեկտրակայանի վերազինումը։
Տես նաև[խմբագրել | խմբագրել կոդը]
- Բաշխված էներգիա
- Ջերմամատակարարում
- Ջերմաֆիկացում
- Միկրոէնորգիա
Ծանոթագրություններ[խմբագրել | խմբագրել կոդը]
- ↑ «EUR-Lex - 32012L0027 - EN - EUR-Lex». eur-lex.europa.eu (անգլերեն). Վերցված է 2021 թ․ մարտի 24-ին.
- ↑ De Paepe, Michel; D’Herdt, Peter; Mertens, David (2006 թ․ նոյեմբերի 1). «Micro-CHP systems for residential applications» (անգլերեն). էջեր 3435–3446. doi:10.1016/j.enconman.2005.12.024. Վերցված է 2021 թ․ մարտի 24-ին.
- ↑ Rosato, A.; Sibilio, S. (2012 թ․ դեկտեմբերի 1). «Calibration and validation of a model for simulating thermal and electric performance of an internal combustion engine-based micro-cogeneration device» (անգլերեն). էջեր 79–98. doi:10.1016/j.applthermaleng.2012.04.020. Վերցված է 2021 թ․ մարտի 24-ին.
- ↑ Çengel, Yunus A. (2015). «Thermodynamics : an engineering approach». Վերցված է 2021 թ․ մարտի 24-ին.
- ↑ «State Electricity Profiles - Energy Information Administration». www.eia.gov. Վերցված է 2021 թ․ մարտի 24-ին.
- ↑ «Experimental investigation of residential cogeneration devices and calibration of Annex 42 models : a report of Subtask B of FC+COGEN-SIM, the Simulation of Building-1ntegrated Fuel Cell and Other Cogeneration Systems, Annex 42 of the International Energy Agency Energy Conservation in Buildings and Community Systems Programme». [Natural Resources Canada]. 2007. Վերցված է 2021 թ․ մարտի 24-ին.
- ↑ Thomas, Bernd (2008 թ․ նոյեմբերի 1). «Benchmark testing of Micro-CHP units». Selected Papers from the 10th Conference on Process Integration,Modelling and Optimisation for Energy Saving and Pollution Reduction (անգլերեն). էջեր 2049–2054. doi:10.1016/j.applthermaleng.2008.03.010. Վերցված է 2021 թ․ մարտի 24-ին.
- ↑ «Sorry, this page has moved» (PDF). www.platinum.matthey.com. Վերցված է 2021 թ․ մարտի 24-ին.
- ↑ «Wayback Machine» (PDF). web.archive.org. 2016 թ․ մարտի 4. Արխիվացված է օրիգինալից (PDF) 2016 թ․ մարտի 4-ին. Վերցված է 2021 թ․ մարտի 24-ին.
- ↑ «Micro CHP report powers heated discussion about UK energy future - Renewable Energy Focus». www.renewableenergyfocus.com. Վերցված է 2021 թ․ մարտի 24-ին.
- ↑ «Carbon Trust» (անգլերեն). 2021 թ․ մարտի 24. Վերցված է 2021 թ․ մարտի 24-ին.
- ↑ «Fuel Cell Works Supplemental News Page». web.archive.org. 2007 թ․ սեպտեմբերի 27. Արխիվացված է օրիգինալից 2007 թ․ սեպտեմբերի 27-ին. Վերցված է 2021 թ․ մարտի 24-ին.
Արտաքին հղումներ[խմբագրել | խմբագրել կոդը]
- «Wayback Machine» (PDF). web.archive.org. 2007 թ․ հուլիսի 14. Արխիվացված է օրիգինալից (PDF) 2007 թ․ հուլիսի 14-ին. Վերցված է 2021 թ․ մարտի 24-ին.
- «Wayback Machine» (PDF). web.archive.org. 2014 թ․ օգոստոսի 14. Արխիվացված է օրիգինալից (PDF) 2014 թ․ օգոստոսի 14-ին. Վերցված է 2021 թ․ մարտի 24-ին.
- «Netherlands-embassy.org» (PDF). www.netherlands-embassy.org. Վերցված է 2021 թ․ մարտի 24-ին.
- «It heats. It powers. Is it the future of home energy?». 2006 թ․ նոյեմբերի 14. Վերցված է 2021 թ․ մարտի 24-ին.
- «micro combined heat & power». www.microchap.info. Վերցված է 2021 թ․ մարտի 24-ին.
- «WADE : World Alliance for Decentralized Energy - Localpower.org». www.localpower.org. Վերցված է 2021 թ․ մարտի 24-ին.
