Микро-ТЭЦ на основе многоступенчатого термоакустического двигателя с бегущей волной

Целью проекта является создание коммерческого образца микро-ТЭЦ с электрической мощностью 3 кВт и тепловой мощностью 10 кВт. К микро-теплоэлектроцентралям относятся устройства, электрическая мощность которых лежит в диапазоне 1-100 кВт. Микро-ТЭЦ, предназначены для работы в домах, небольших коммерческих зданиях и автономных пунктах. Они призваны удовлетворить потребности в тепловой и электрической энергии. На данный момент Микро-ТЭЦ в основном основаны на нескольких различных технологиях: 1) двигатель внутреннего сгорания, 2) двигатель Стирлинга, 3) паровая турбина, 4) газовая турбина. В данном проекте предлагается использовать для микро-ТЭЦ технологию термоакустического преобразования энергии.

В термоакустическом (ТАД) двигателе благодаря реализации термодинамического цикла происходит преобразование тепловой энергии в акустическую. Затем, акустическая волна высокой интенсивности преобразуется в электроэнергию при помощи нескольких турбогенераторов.

Проведём сравнение электрических КПД существующих микро-ТЭЦ. Эффективность преобразования растёт с увеличением мощности. Электрический КПД для микро-ТЭЦ на основе: 1) двигателя внутреннего сгорания – 26%–35%, 2) двигателя Стирлинга – 11%-15%, 3) паровой турбины – 22%, 4) газовой турбины – 15% – 32%.

Ожидаемый электрический КПД устройства на основе ТАД - 20%. С учетом использования (например, для обогрева помещений) выделяемой тепловой энергии, суммарный ожидаемый КПД равен аналогичному показателю существующих устройств и равен ~ 90%.

Проведём сравнение интервалов техобслуживания самых лучших по данному показателю существующих микро-ТЭЦ. Для микро-ТЭЦ на основе: 1) двигателя внутреннего сгорания – 1 год, 2) двигателя Стирлинга – 5,7 лет, 3) паровой турбины – 2,85 лет, 4) газовой турбины - 1,14 года

Ожидаемый интервал техобслуживания на основе ТАД – 10 лет.

Благодаря тому, что в ТАД двунаправленные турбины находятся в области низкой температуры (30-50 0С), ресурс турбин предполагается значительно выше, чем в паровом цикле (учитывая минимизацию износа механических узлов при низких температурах и отсутствии высокой влажности).

Проведём сравнение начальной стоимости существующих микро-ТЭЦ за 1 кВт электрической мощности. Начальная стоимость за 1 кВт уменьшается с увеличением мощности. Для микро-ТЭЦ на основе: 1) двигателя внутреннего сгорания с электрической мощностью 1кВт - 573 тыс. руб./кВт, с мощностью 20 кВт - 194 тыс. руб./кВт, 2) двигателя Стирлинга с электрической мощностью 1кВт – 650 тыс. руб./кВт, 3) паровой турбины – неизвестно, 4) газовой турбины с электрической мощностью 15 кВт – 184 тыс. руб./кВт.

При использовании технологии термоакустического преобразования энергии предполагается снижение стоимости микро-ТЭЦ в диапазоне электрической мощности 1-10 кВт до 300 тыс. руб./кВт при 1кВт мощности, и до 70 тыс. руб./кВт при 10кВт мощности. Стоимость разрабатываемой в данном проекте микро-ТЭЦ оценивается в 400 тыс. руб., то есть 133 тыс. руб./кВт.

Таким образом, основные преимущества реализации проекта - это увеличение ресурса, надёжности и уменьшение стоимости микро-ТЭЦ.

Рейтинг проекта +2

Команда

+ Вступить в команду
Показать еще

Обсуждения

В чем нуждается проект

В финансировании, поиске инвесторов, доведении прототипа до коммерческого образца.

Комментарии

Комментариев пока нет.

Добавление комментария