Газотурбинная установка для частного дома: принцип работы и преимущества
В настоящее время автономное отопление становится все более популярным и практичным решением, особенно для частных домов. Размышления об отоплении и горячем водоснабжении актуальны не только в зимний период, но и летом. Одним из современных решений является использование газотурбинной установки (ГТУ) для обеспечения электроэнергией и теплом.
Анимация работы газотурбинной установки
Принцип работы газовой электростанции
Принцип работы газовой электростанции заключается в сгорании топлива под высоким давлением, которое приводит к вращению турбины. Турбина, в свою очередь, обеспечивает выработку энергии за счет движения компрессора и генератора.
Газогенераторы малой мощности пользуются огромным спросом при обустройстве частных домовладений, малых предприятий, мастерских и магазинов, имеющих постоянный подвод природного газа. Газовая электростанция на природном газе может использоваться как для дома, так и на всевозможных строительных объектах, во время выездных мероприятий.
Газовые электрические станции предоставляют уникальную возможность снижения цены за электроэнергию, поэтому станут отличным решением для каждого покупателя. Качество жизни современного человека определяется возможностью государства или общества генерировать доступную тепловую и электрическую энергию.
Преимущества газотурбинных установок для частного дома
Использование микротурбин в быту является наиболее выгодным экономически и удобным. Данный вид установок имеет электрическую мощность от 30 до 1000 кВт, размеры таких агрегатов весьма малы по сравнению с поршневыми аналогами, к примеру, их можно уместить в большой шкаф.
Современные домашние электростанции энергоэффективны и имеют высокий КПД. Контроль над работой микротурбин осуществляет компьютер, что исключает необходимость в обслуживающем персонале. Датчики газовых утечек, пожарная и охранная системы делают эксплуатацию домашних микротурбин-электростанций максимально безопасной.
Рассмотрим основные преимущества газотурбинных установок для частного дома:
- Малая стоимость электричества: Транспортировать газ гораздо дешевле, нежели электрическую энергию, поставляемую от городских сетей.
- Универсальность размещения.
- Долговечность эксплуатации.
- Полностью автоматизированный режим эксплуатации.
- Обширный диапазон мощности: Газовая электрическая станция способна обеспечить энергией небольшие предприятия и загородные дома.
- Возможность применения в качестве резервного источника питания.
Учитывая стремительный рост тарифов на электроэнергию, приобретение и монтаж микротурбинных электростанций для автономного энергоснабжения становится более чем целесообразным мероприятием. Через непродолжительное время цены на электроэнергию станут окончательно свободными.
Когенерация и использование тепловой энергии
При производстве электричества выделяется значительное количество тепловой энергии. Имея собственную, домашнюю мини-электростанцию, можно на 100% использовать тепловую энергию для отопления и горячего водоснабжения. В летний период избыток тепла можно превратить в холод для кондиционирования помещений.
Газовые электростанции не загрязняют окружающую среду и практически бесшумны в работе. Домашние, автономные электростанции потребляют для производства 1 кВт электричества порядка 0,23-0,35 м3/час газового топлива.
Сравнение с газопоршневыми установками
В диапазоне мощностей от 20 до 30 МВт(э) газопоршневые когенерационные установки стабильно показывают лучшие результаты по сравнению с другими технологиями. Для мощностей 3-5 кВт(э) ничто не может с ними конкурировать.
Наивысшие значения электрического КПД (у газовой турбины до 30 %, а у газопоршневого двигателя около 40 % ) оборудование достигает только при работе со 100%-ной нагрузкой. Снижение нагрузки даже до 50%, уменьшает электрический КПД используемой газовой турбины почти в 3 раза.
Схема сравнения газотурбинных и газопоршневых установок
Ресурс газовой турбины до первого капитального ремонта составляет от 20 000 до 30 000 рабочих часов, в то время как ресурс газопоршневого двигателя значительно больше и равен 60 000 рабочих часов. Полный капремонт газовой турбины - значительно более сложный процесс, чем капремонт необходимый газовому двигателю. Ремонт газовой турбины можно выполнить только на заводе-изготовителе, что увеличивает время простоя и стоимость ремонта.
Также важно учитывать, что давление газа в газопроводной сети, как правило, не превышает 4-х атмосфер, что вполне достаточно для работы газового двигателя. А для работы газовой турбины давление подаваемого газа должно быть не меньше 6-10 атмосфер.
Таблица сравнения газотурбинных и газопоршневых установок
| Характеристика | Газовая турбина | Газопоршневой двигатель |
|---|---|---|
| Электрический КПД (макс.) | 30% | 40% |
| Ресурс до капремонта | 20 000 - 30 000 часов | 60 000 часов |
| Сложность капремонта | Высокая, завод-изготовитель | Относительно простая |
| Требуемое давление газа | 6-10 атмосфер | До 4 атмосфер |
Автономная газификация как альтернатива
Автономная газификация частного дома - это газоснабжение сжиженным углеводородным газом (СУГ) индивидуального использования, состоящая из газгольдера (резервуара для хранения сжиженного газа со всей необходимой предохранительно-запорной арматурой) и регуляторной группы, для подачи газа к газопотребляющему оборудованию (газовый котел, газовая плита, газовый резервный электрогенератор).
Состоит система всего из нескольких элементов:
- Газгольдер - ключевой компонент системы - это подземный герметичный резервуар для сжиженного газа.
- Вспомогательное оборудование газгольдера, которое предназначено для быстрой и безопасной его дозаправки, а также подачи газа в распределительную систему.
- Наружный газопровод низкого давления - проходит под землей, непосредственно от газгольдера к дому, где затем монтируют стальной цокольный ввод с шаровым краном.
- Внутренний газопровод - ведет от цокольного ввода к газопотребляющему оборудованию.
Схема автономной газификации частного дома