Биогаз для чайников. Часть 5.3. Электроэнергия.
 1. Что такое биогаз.
2. Анаэробное брожение.
3. Распространенные заблуждения.
4. Кому это нужно.
5. Что можно получить.
5.1. Биогаз.
5.2. Тепловая энергия.
5.3. Электроэнергия.
5.4. Биогумус.
6. Хранение продуктов, произведенных биогазовой установкой.
7. С чего начинать.
8. Делаем сами.
8.1. "Китайская" яма.
8.2. Гибкий ферментатор.
8.3. "Всепогодная" установка.
9. Промышленные конструкции.
Самым широко распространенным способом получения электрической энергии из
биогаза является использование газопоршневых генераторов на базе двигателей
внутреннего сгорания. В данном случае топливом для такого двигателя служит
биогаз. С выходным валом такого двигателя соединен электрический генератор. Чаще
всего это генератор переменного тока. В большинстве случаев, а для генераторов
мощностей от 10 кВт и выше - поголовно, генератор этот вырабатывает трехфазный
переменный ток той частоты и напряжения, которые приняты в качестве стандартных
в стране применения этого генератора. Так, например, для европейских стран, в
т.ч. и стран бывшего СССР, это 50 Гц 400 В. Почему 400 В, а не 380 В? Потому что
обычно такой генератор подсоединяют к общей электрической сети, соответственно,
напряжение на выходе генератора должно быть немного больше (в холостом режиме),
чем напряжение в этой сети, чтобы ток пошел из генератора в сеть, а не обратно.
Частота вращения электрогенератора 50 Гц
обеспечивается электронной системой управления двигателя
внутреннего сгорания, регулирующей подачу топлива в
зависимости от скорости вращения выходного вала. Эта
система также может синхронизировать частоту вращения
вала с частотой в общественной сети, к которой подключен
генератор.
Вторым способом получения электрической энергии из
биогаза является использование газотурбинного двигателя.
Частота вращения вала турбины в газотурбинном двигателе
на порядки выше, чем частота вращения вала поршневого
двигателя внутреннего сгорания. Из-за большого момента
инерции турбины невозможно резко изменять частоту ее
вращения. Поэтому обычно турбина вращает генератор
постоянного тока. Постоянный ток проходит через
электронный инвертор и на выходе формируется ток
заданного напряжения, частоты и фазности. Точно такие же
инверторы ставятся для получения электроэнергии от
ветряков и солнечных панелей. И точно так же, как и в
этих случаях, в газотурбинных генераторах применяются
еще и аккумуляторные батареи, которые демпфируют
неравномерность потребления электрического тока
переменной нагрузкой у потребителя. Поэтому удельная
стоимость одного киловатта электрической мощности
газопоршневого генератора существенно ниже, чем
газотурбинного. Но при этом стоимость технического
обслуживания газопоршневых генераторов существенно выше,
а срок службы до капитального ремонта – существенно
ниже.
Газопоршневые двигатели чувствительны к примесям,
содержащимся в биогаза. Остатки таких агрессивных газов,
как аммиак или сероводород, вызывают коррозию
металлических поверхностей цилиндра и поршня, выхлопных
труб, окисляют масло, циркулирующее в системе смазки,
из-за чего оно теряет свои смазывающие свойства. От
содержания углекислого газа в биогазе зависят
детонационные свойства горючей смеси воздуха с биогазом
(для бензинов характеризуется октановым числом),
соответственно, усложняется система регулировки угла
опережения зажигания, нарушается оптимальное соотношение
степени сжатия и объема камеры сгорания и т.д. И, хотя
режим работы на газообразном топливе является более
щадящим для поршневых двигателей внутреннего сгорания,
чем режим работы на жидком топливе, вышеописанные
факторы заметно ограничивают моторесурс газопоршневых
генераторов, работающих на биогазе. Для промышленных
устройств моторесурс обычно не превышает 5 лет
непрерывной работы, предусматривающей лишь остановки для
проведения ТО и регламентных работ (замена масла,
свечей, прокладок и т.п.). Маломощные генераторы имеют
моторесурс не более 1 года, и обычно не рассчитаны на
непрерывную работу.
Газотурбинные генераторы выпускаются только большой
мощности. Преимуществом их является нечувствительность к
примесям в биогазе, минимальная потребность в ТО.
Из одного кубометра биогаза можно получить 1,8-2,3
кВт*ч электроэнергии, в зависимости от содержания метана
в биогазе и типа примененного генератора.
Павел Северилов
.
|
Идёт загрузка...