Теплоэнергетические установки на топливных элементах (топливных ячейках)
В рамках проведения системных мер по повышению энергетической эффективности экономики инжиниринговая компания ENCE GmbH (ЭНЦЕ ГмбХ) предлагает через сеть своих представительств в России (Москва, Нижний Тагил, Липецк, Череповец), Украине (Киев), Казахстане (Атырау, Алматы), Узбекистане (Ташкент) и в странах Балтии инновационные технологии энергосбережения – установки для генерации электроэнергии, тепла и холода (тригенерация) на основе топливных элементов.
Экстенсивный путь развития энергетики заключается в тривиальном увеличении объемов добываемых видов топливного сырья в отдаленных регионах, а также в количественном росте числа новых объектов энергетики, возводимых по старым технологиям. Интенсивный путь развития энергетики с акцентом на эффективное энергосбережение предусматривает использование инновационных технологий получения электрической энергии и тепла.
Инжиниринговая компания ENCE GmbH (ЭНЦЕ ГмбХ) предлагает решить задачу повышения уровня энергосбережения одновременно с задачами улучшения экологии, защиты природы, которые остро стоят во многих регионах. Новые потребители могут подключаться при минимальных затратах на развитие сопутствующей инфраструктуры. При этом отсутствует проблема с поиском участков земли для новых объектов энергетики, не требуется заниматься организацией санитарных и защитных зон.
Человечество в целом отрицательно влияет на окружающую природу. Существенно уменьшить это влияние возможно с помощью внедрения инновационных технологий получения энергии, которые не сопровождаются выбросом в атмосферу парниковых газов, вредных примесей, остатков процесса горения.
Компания ENCE GmbH (ЭНЦЕ ГмбХ) считает, что одной из самых перспективных технологий является инновационная технология получения электроэнергии, используемая в топливных элементах – окисление жидкого или газообразного топлива без его сжигания.
Теплоэнергетические установки на топливных элементах сейчас выпускаются для применения в промышленности и быту.
Топливный элемент представляет собой устройство, которое позволяет эффективно вырабатывать электрический ток и тепло из топлива с высоким содержанием водорода посредством бесшумной и беспламенной электрохимической реакции. В отличие от других типов устройств, генерирующих электроэнергию, таких как двигатели внутреннего сгорания, турбины, сжигающие газ, мазут, уголь в топливных элементах топливо не сжигается. Следовательно нет необходимости в шумных роторов высокого давления, высокого уровня шума при выхлопе, отсутствует вибрация. Химическая энергия топлива напрямую преобразуется в электричество, тепло и воду.
Существуют различные типы топливных элементов в зависимости от условий применения и типа топлива. В качестве топлива используется природный газ, пропан, синтез газ, метанол, дизельное топливо и чистый водород.
Благодаря ряду неоспоримых преимуществ перед традиционными источниками энергии и схемами энергоснабжения автономные теплоэнергетические установки на основе топливных элементов занимают все более значительное место в производстве «чистой» энергии и тепла. При этом они устанавливаются непосредственно у потребителя. Важным стимулом расширения их применения является и постоянный рост цен на газ, тарифы и услуги со стороны поставщиков газа и электроэнергии.
Утилизация попутного нефтяного газа (ПНГ)
Законодательство обязывает нефтяные компании довести утилизацию попутного нефтяного газа до 95%. Особенно эта проблема актуальна в России и Казахстане. Как известно, очистка и кондиционирование попутного нефтяного газа с целью доведения его до состояния природного газа при небольших объемах добычи нерентабельна. Поэтому попутный нефтяной газ просто сжигается, что, во-первых, вредно для природы и здоровья людей, а, во-вторых, просто расточительно. Именно на этом направлении становится чрезвычайно выгодным и перспективным применение теплоэнергетических установок на топливных элементах, которые используют в качестве топлива попутный нефтяной газ. Экономические выгоды от внедрения таких установок превосходят самые смелые ожидания. Ведь по сути, электроэнергия и тепло генерируются из топлива, которое ничего не стоит, от которого старались избавиться самым простым способом – сжигая в факелах.
Эта поистине революционная разработка открывает новую область применения для энергетических станций на топливных элементах.
Условно теплоэнергетические установки на топливных элементах можно разделить по номинальной выходной электрической мощности на несколько классов:
Инновации в энергетике: Установки переносного класса (до 1 кВт)
Топливные элементы этого класса находят применение в:
- бытовой электронике, средствах связи
- переносных устройствах
Переносные источники питания на топливных элементах характеризуются высоким уровнем энергосбережения. Самые маленькие из них предназначены для использования вместо батарей в мобильных телефонах, ноутбуках и других портативных электронных устройствах. Мощность их невелика, не более 100 Вт.
Их основное инновационное преимущество заключается в использовании метанола — дешёвого жидкого топлива, которое очень легко перевозится, хранится и распределяется и, к тому же, имеет крайне высокую удельную энергоёмкость. Более крупные установки предназначены для применения в энергетике малой мощности. Инновационные топливные элементы с прямым окислением метанола идеально подходят в качестве надёжного источника энергии для мобильных и переносных устройств мощностью до 250 Вт. Они получили широкое распространение во всём мире в качестве эффективного источника энергии для досуга и отдыха, электротранспортных средств, неэлектрифицированного промышленного оборудования, а также мобильной и стационарной аппаратуры специального назначения.
Инновации в энергетике: Установки малого класса (до 50 кВт)
Компания ENCE GmbH (ЭНЦЕ ГмбХ) выделяет следующие основные области применения установок малого класса на топливных элементах:
- беспроводной телекоммуникации
- сетях связи и передачи данных
- системах безопасности
- коммунально-бытовом отоплении и электро-генерации
- объектах МЧС
- одиночных объектах с неполной сезонной доступностью
Топливные элементы надежны, не производят шума, содержат меньше подвижных деталей, чем генератор, имеют более широкий диапазон рабочих температур, чем батарея: от -40°C до +50°C и, как результат, обеспечивают чрезвычайно высокий уровень энергосбережения. Кроме того, затраты на такую установку на протяжении срока эксплуатации ниже затрат на генератор. Более низкие затраты на топливный элемент являются результатом всего одного посещения с целью технического обслуживания в год и значительно более высокой производительностью установки. В конце концов, топливный элемент представляет собой экологически чистое технологическое решение с минимальным воздействием на окружающую среду.
Установки на топливных элементах обеспечивают резервное электропитание для критически важных инфраструктур сети связи для беспроводной, постоянной и широкополосной связи в системе телекоммуникаций, поддержки сетей засекреченной связи, сетей передачи данных, таких как сети высокоскоростной передачи данных и оптико-волоконные магистрали, систем мониторинга и контроля доступа с помощью системы видеонаблюдения (устройства чтения идентификационных карт, устройства для закрытия двери, техника биометрической идентификации и т.д.), систем автоматической пожарной сигнализации и пожаротушения, системы управления лифтами. В диапазоне мощности от 250 Вт до 15 кВт, они предлагают множество непревзойденных инновационных характеристик.
Надежные, энергетически эффективные и не дающие вредных выбросов теплоэнергетические установки для выработки электроэнергии и тепла из широко доступного природного газа и возобновляемых источников топлива используется на самых различных рынках, от домашней выработки электричества до поставок электроэнергии в удаленные районы, а также в качестве вспомогательных источников питания, универсальных теплоэнергетических установках, сочетающих в себе выработку электричества и тепла, и распределенных генераторных установках, которые вырабатывают как тепло, так и электроэнергию для домашнего пользования. Эти энергосберегающие установки производят тепло для отопления помещений и подогрева воды, а также электроэнергию, которая может быть использована в доме и отведена назад в электросеть.
Инновации в энергетике: Установки среднего класса (до 1 МВт)
Топливные элементы этого класса компания ENCE GmbH (ЭНЦЕ ГмбХ) предлагает использовать на следующих объектах:
- промышленных, городских и коммунальных объектах
- на предприятиях
- в холодильных складах
- офисах
- телекоммуникационных центрах
- супермаркетах
- спортивных сооружениях
- объектах в экологически чистых районах объектах, удалённых от инфраструктуры газовых и электрических сетей
- объектах, которые не могут получить энергоресурса в связи с ограничением условий и лимитов на объемы газа и энергии в данных местах
- объектах скрытого базирования
- автономных объектах, зданиях и сооружениях с большим и неравномерным автономным энергопотреблением
Децентрализованные стационарные установки предназначены для совместного производства тепла и электрической энергии, а в сочетании с охлаждающими устройствами абсорбционного типа – для комбинированного производства или тригенерации электрической энергии, тепла и холода.
Установки могут эксплуатироваться с использованием значительного количества разных газообразных или газифицированных видов топлива, которые характеризуются низкими выбросами загрязняющих веществ, а также высоким электрическим и тепловым КПД. Они выбрасывает в атмосферу на 35-40% меньше углекислого газа, чем обычная тепловая электростанция на газе (в расчёте на каждый киловатт-час выработанной энергии), или на 67% меньше, чем угольная станция. Они рассчитаны на непрерывную работу в течение нескольких лет. При этом выхлоп токсичных соединений (монооксид углерода, оксиды азота и так далее) в новой установке очень мал. Плюс — отсутствие потерь на переброску энергии по промышленным сетям, что обеспечивает высокий уровень энергосбережения.
Инновации в энергетике: Установки большого класса (свыше 1 МВт)
Компания ENCE GmbH (ЭНЦЕ ГмбХ) предлагает для данных установок следующее применение:
- на производствах и электростанциях средней мощности в подсистемах прямой генерации и резервных мощностях
- в гибридных системах генерации электроэнергии, тепла и холода
- системах топливного резервирования
Инновационные стационарные электростанции на основе топливных элементов вырабатывают высококачественную ультрачистую электроэнергию с 47% КПД 24 часа 7 дней в неделю. Предназначенные для коммерческого и промышленного использования, установки обеспечивают легкую транспортировку, бесшумную и надежную работу, легкую планировку производственной площадки.
В целом теплоэнергетические установки на топливных элементах обладают следующими отличительными чертами:
- Обеспечивают высокий КПД в диапазоне 60-95%
- Широкий диапазон электрической мощности от милливатт до мегаватт постоянного или переменного тока
- Низкая себестоимость электроэнергии
- Не требуют технического обслуживания в течение первых 5 лет эксплуатации
- В их конструкции отсутствуют вращающиеся, подвижные и быстроизнашивающиеся детали
- Для их монтажа не нужно изготавливать специальный фундамент
- Отсутствует шум и вибраций при работе
- Широкий диапазон климатического исполнения
- Низкий уровень выбросов, высокая экологичность
- Широкий модельный ряд, удовлетворяющий разным уровням потребности в электроэнергии
- Высокий уровень энергосбережения
- Надежность, безотказность и безопасность
- Полная автоматизация
Инжиниринговая компания ENCE GmbH (ЭНЦЕ ГмбХ) готова предложить инжиниринг по оптимальному применению топливных элементов в каждом конкретном случае, электрические и монтажные схемы привязки, шеф-монтаж или поставку под ключ, гарантийное и постгарантийное обслуживание в течение 20 лет. Инжиниринговая компания ENCE GmbH (ЭНЦЕ ГмбХ) через свои сервисные центры – ООО ИНТЕХ СА (LLC Intech SA) / Киев / Украина, ТОО ИНТЕХ СА (LLC Intech SA) / Алматы / Казахстан, ООО ИНТЕХ ГмбХ (LLC Intech GmbH) / Москва / Россия и ООО ЭНЦЕ инжиниринг (ENCE engineering) / Москва / Россия может предоставить широкий спектр услуг для локальных потребителей, в том числе сертификацию установок, растамаживание оборудования, гибкие условия оплаты и оплату с местной валюте, поставку оборудования непосредственно в место использования и ее монтаж собственными силами.
Энергосберегающие технологии: Теплоэнергетические установки на базе двигателей внешнего сгорания
Назначение: выработка электрической и тепловой энергии.
Установки находят широкое применение в сфере получения электрической и тепловой энергии, на некрупных промышленных объектах.
Основным рабочим агрегатом установки является двигатель внешнего сгорания, совершающий свою работу благодаря разнице температур между внешними источниками нагревания и охлаждения. Тепло может поставляться от внешнего источника тепла или производиться путем сжигания широкого спектра видов топлива внутри камеры сгорания (попутный нефтяной газ, природный газ, пропан, угольный газ, синтетический газ, биогаз).
Процесс приводит к вращению генератора, смонтированного на двигателе, посредством чего производится энергия. В двигателе внешнего сгорания нет клапанов. Он герметически запаян, а воздух подогревается и охлаждается при помощи теплообменных аппаратов горячего и холодного контура. Получаемое в процессе работы дополнительное тепло используется для производства электрической и тепловой энергии.
Установки производятся в виде компактных модулей размером (2.5 х 0.9 х 2.0 м, 1800 кг) — 1 модуль и обеспечивают электрическую мощность 38 кВт, а также производит 65 кВт-ч извлекаемого тепла с поставляемой по специальному заказу системой комбинированного производства тепла и электроэнергии с 1-го модуля. При этом общий КПД достигает 75%.
Компания ENCE GmbH (ЭНЦЕ ГмбХ) предлагает использовать данные энергосберегающие инновационные теплоэнергетические установки на основе двигателя внешнего сгорания для мелкомасштабного производства электроэнергии и тепла, используя в качестве топлива попутный нефтяной газ и другое газообразное топливо. В процессе сжигания разрушается почти 100% углеводородов при очень низком уровне вредных выбросов. Установки полностью автоматизированы, отличаются надежностью, долговечностью. Они мало обслуживаемы, устанавливаются на неподготовленные площадки, работают тихо и плавно без вибраций.
Более подробно на сайте компании ENCE GmbH (ЭНЦЕ ГмбХ) www.energy-units.ru
Энергосберегающие технологии: Водородные заправочные станции
Инжиниринговая компания ENCE GmbH (ЭНЦЕ ГмбХ) предлагает под заказ, разработку сборку, комплектацию, и поставку «под ключ» водородных заправочных станций. Производительность и рабочие характеристики станции проектируются под заказ индивидуально для каждого клиента и его потребностей. Станции изготавливаются по американским стандартам безопасности, благодаря чему являются крайне надежными и проверенными на практике техническими решениями.
Заправочные станции поставляются «под ключ», что подразумевает наличие всех необходимых внутренних подсоединений, полностью автоматизированный режим работы и простой монтаж.
Установка может быть легко интегрирована в существующую заправочную станцию или построена на новом объекте.
Отличительные особенности предлагаемых водородных заправочных станций:
- вся установка без эмиссии вредных веществ
- быстрая заправка (протокол заправки SAEJ 2601)
- высококачественный водород для топливной ячейки (99.999%, SAE J2719, ISO 14687)
- готовая, малогабаритная, модульная с возможностью расширения и увеличения производительности конструкция
- производство водорода на месте потребления в соответствии с потребностями
- полностью автоматизированные
- центральная система управления
- высокая эффективность
- универсальность пуско-наладки и после сервисного обслуживания
- разработаны по наивысшим стандартам безопасности водородных заправочных станций
- система регулирования мощности для соединений возобновляемых источников энергии
Более подробно узнать о предлагаемых технических решениях можно на профильном сайте компании ENCE GmbH (ЭНЦЕ ГмбХ) www.energy-units.ru
Электрическое оборудование
Компания ENCE GmbH (ЭНЦЕ ГмбХ) предлагает источники бесперебойного питания, преобразователи напряжения постоянного тока, преобразователи частоты тока и выпрямители тока различных мощностей.
Все предлагаемое оборудование произведено в соответствии с сертификатом качества ISO 9001. Имеется возможность удаленного контроля и наблюдения за устройствами.
Источники бесперебойного питания
Конструктивные особенности:
- Мощность 10-800 кВА
- КПД 95-98%
- Возможность удаленного контроля и мониторинга
- Контрольная ЖК панель (4 строки по 20 символов), с указанием данных о протекании процесса и неисправностях
Источник бесперебойного питания: Преобразователи напряжения постоянного тока
ВВОД
Напряжение, В:
различное, ±20%
Защита:
Преобразователь автоматически отключается при повышении или понижении пределов входного напряжения
ВЫВОД
Напряжение, В:
12-360 или другое значение ±4%
Ток, А:
10-300 или другое значение
Защита:
Преобразователь автоматически отключается при выходе за пределы по напряжению, по току и при перегреве
Источник бесперебойного питания: Преобразователи частоты переменного тока
Конструктивные особенности:
ВВОД
Мощность, кВА:
10-150
Напряжение:
115-440 перем. тока ±20%
Частота тока:
50-400 Гц ±5% (опционально)
Защита:
Ограничение напряжения на каждой фазе при вводе корректора + защита
Коэффициент мощности:
до 0.99
ВЫВОД
Мощность, кВА:
10-150
Напряжение:
115-440В перем. тока ±20%
Частота тока:
50-400 Гц ±0.5%
Коэффициент мощности:
0.8
Источник бесперебойного питания: Выпрямители тока
ВВОД
Мощность, кВА:
10-500
Напряжение:
115-440В перем. тока ±20%
Частота тока:
50-400 Гц ±5%
Защита:
Ограничение напряжения на каждой фазе при вводе корректора + защита
Коэффициент мощности:
до 0.99
ВЫВОД
Мощность, кВА:
10-500
Напряжение:
12-450В пост. тока ±1%
Защита напряжения:
Рабочие пределы установлены на передней части панели, вне этих пределов устройство отключено.
С представленной информацией о компании ENCE GmbH (ЭНЦЕ ГмбХ) и оборудовании на других языках можно ознакомиться на следующих страницах сайта:
English — www.ence.ch/eng/equipment_and_partners
Deutsch — www.ence.ch/deu/equipment_and_partners
Francais — www.ence.ch/fra/equipment_and_partners
Italiano — www.ence.ch/ita/equipment_and_partners
Espanol — www.ence.ch/esp/equipment_and_partners
или на сайтах нашей сервисной компании ООО ИНТЕХ ГмбХ (LLC INTECH GmbH) на различных языках:
English — www.intech-gmbh.com/equip_chemia
Deutsch — www.intech-gmbh-rus.de/equip_chemia
Francais — www.intech-gmbh.be/equip_chemia
Italiano — www.intech-gmbh-rus.ch/equip_chemia
Espanol — www.intech-gmbh.es/equip_chemia
Portugues — www.intech-gmbh.com.br/equip_chemia
???????? — www.intech-gmbh.jp/equip_chemia
????? — www.intech-gmbh.sg/equip_chemia
Источник: //www.ence.ch/rus/equipment_power_eng.php