Энергетическая установка на альтернативных источниках энергии

Scientific-Engineering Center P.O.B. 3682, Ma’alot, 2 105 906, ISRAEL Phone: +972−50−8 509 416; Fax: +972−4-9 971 336 E-mail: naumir@yandex.ru

3R-Технологии 108 840, Троицк, Москва, Россия Тел: +7−910−404−6904; +7−905−782−2040 E-mail: miily@yandex.ru; pd6@bk.ru

Технико-экономическое предложение

Предлагаемая энергетическая установка предназначена для выработки электрической и тепловой энергии. Установка позволяет:

— Получать электрическую и тепловую энергию без использования какого-либо органического топлива;

— Абсолютно экологически чистая выработка электрической и тепловой энергии;

— Установка может быть использована на объектах (жилье, промышленные и сельскохозяйственные), расположенные далеко от центров электроснабжения;

— Энергетическая установка может функционировать практически во всех районах от северных до южных широт.

Для выработки электрической энергии используют ветросиловой двигатель и фотоэлектрические панели. Тепловую энергию получают с помощью солнечных коллекторов комбинированного типа. Солнечный коллектор комбинированного типа состоит из тепловоспринимающей панели, теплообменника и фотоэлектрической панели.

Энергетической установка содержит: ветросиловой двигатель, генераторный блок, блок фотоэлектрических панелей, солнечные коллекторы комбинированного типа и блок преобразования энергии для зарядки аккумуляторов. Энергетическая установка включает в себя аккумулятор тепловой энергии накопительной тепловой мощностью 6−7 кВт. Установка также снабжена баком для теплоносителя (вода или водный раствор этиленгликоля).

Солнечные панели и коллектора, а также рабочее колесо ветряного двигателя монтируют на разборном основании. Основание из облегченных металлоконструкций монтируют на крыше рабочего или жилого помещения. Разработан вариант установки в виде отдельного блока. Генераторный узел и блок преобразования установлены в отдельном контейнере.

1. Основные отличия предлагаемой энергетической установки:

1.1. Рабочее колесо ветросилового двигателя выполнено с вертикальной осью. Лопасти рабочего колеса имеют конический профиль и свободное крепление, обеспечивающее поворот лопасти во время вращения на 2−3°;

1.2. Солнечный коллектор комбинированного типа состоит из тепловоспринимающей панели, теплообменника и фотоэлектрической панели, которая обеспечивает подогрев теплоносителя в ночное время или ненастную погоду;

1.3. Энергетическая установка снабжена малогабаритным аккумулятором тепловой энергии, которая аккумулируется эвтектическим раствором;

1.4. Тепловоспринимающая панель солнечного коллектора и теплопередающие элементы аккумулятора теплоты выполнены из тепловых трубок или замкнутых двухфазных термосифонов;

1.5. В зависимости от места расположения энергетической установки используют фотоэлектрические панели плоской или конической формы, и могут быть изготовлены из гибких тонкопленочных материалов

1.6. Энергетическая установка может комплектоваться холодильной машиной (компрессорной или абсорбционной) производительностью 10−12 кВт с температурой кипения холодильного агента в испарителе −10°С и температуре конденсации +35°С.

2. Основные технические параметры и преимущества энергетической установки:

2.1. В зависимости от требований потребителя суммарная мощность установки может составить от 5.2 кВт до 16 кВт. Один солнечный коллектор комбинированного типа (стандартных размеров) вырабатывает 1.8−2.2 кВт тепловой энергии и 0.125 кВт электрической энергии. Ветросиловой двигатель с минимальными размерами рабочего колеса (диаметром и высотой до 0.5 м) позволяет получить 1.5−2.1 кВт электрической энергии. А двигатель с рабочим колесом диаметром 1.0 м и высотой 2.0 м вырабатывает порядка 6 кВт электроэнергии. Минимальное количество фотоэлектрических панелей

10−12 единиц и их мощность составляет 1.3−1.4 кВт электрической энергии.

2.2. Основное преимущество энергетической установки заключается в использовании альтернативных источников энергии: ветровую и солнечную;

2.3. Солнечный коллектор комбинированного типа с тепловоспринимающей поверхностью 1.7 м² имеет термический коэффициент полезного действия Р = 550 Вт/ м² (в зимний период) и Р = 510 Вт/м² (летний период);

2.4. Фотоэлектрическая панель солнечного коллектора рабочей поверхностью 1.1 м² обеспечивает за световой день накопление электрической энергии порядка 55−65 А*час;

2.5. Ветросиловой двигатель может вырабатывать, электрическую энергию при скорости ветра от 0.7 до 7.5 м/сек;

2.6. Высокие теплотехнические показатели солнечных коллекторов и аккумулятора тепловой энергии обеспечиваются использованием тепловых трубок или двухфазных термосифонов;

2.7. Для повышения тепловой эффективности тепловых трубок и двухфазных термосифонов, а также расширения температурного диапазона их работы в них используют бинарные теплоносители;

2.8. Энергетическая установка работает в автономном режиме. Контроль и регулирование работы может осуществляться дистанционно;

2.9. Расход вырабатываемой электрической энергии на собственные нужды (привод насосов, вентиляторов) не превышает 1−3%.

3. Области использования:

3.1. Жилые, сельскохозяйственные и промышленные объекты, расположенные далеко от центров электроснабжения;

3.2. Релейные подстанции радио и телевизионных линий;

3.3. Контейнерные холодильные камеры для охлаждения и временного хранения овощей и фруктов;

3.4. Контейнеры для перевозки продуктов, устанавливаемые на автомобильных шасси;

3.5. Полевые медицинские учреждения и передвижные пищевые блоки;

3.6. Для лагерей геологических отрядов.

4. Экономическая целесообразность использования и изготовления энергетических установок:

4.1. Для предприятия разработчика и изготовителя экономическая эффективность определяется следующим образом:

4.1.1. Для завода изготовителя, который выпускает 2−3 типа энергетических установок в месяц (в зависимости от предназначения использования и места размещения) и количестве 4−5 единиц в месяц прибыль составит порядка $ 100,000−150,000 в год;

4.1.2. При изготовлении энергетической установки, например, для контейнерной холодильной камеры с компрессорной или абсорбционной холодильной машиной в количестве 12 единиц в год, ориентировочная годовая прибыль составит $ 190,000−200,000;

4.1.3. Прибыль предприятия может быть увеличена на 15−20% при организации выпуска заменяемых деталей и узлов, а также организации монтажных и пусконаладочных работ;

4.1.3. Срок окупаемости от приобретения нового оборудования и отработки технологии при изготовлении серийных образцов энергетических установок для предприятия изготовителя составит порядка 2.0−2.4 года;

4.2. Для фирмы или предприятия, которая приобретает энергетическую установку, экономическая эффективность складывается из следующих показателей:

4.2.1. Энергетическая установка со средней суммарной мощностью 14 кВт может выработать 87,600 кВт*час электрической энергии и 24,190 кВт*час тепловой энергии;

4.2.2. Для установки со средней суммарной мощностью 14 кВт при стоимости 1 кВт*час покупной электрической энергии $ 0.08 и $ 0.16 тепловой энергии минимальная годовая экономия предприятия составит порядка $ 11,000;

4.2.3. При использовании энергетической установки для выработки холода (с компрессионной или абсорбционной холодильной машиной) годовая экономия составит порядка $ 25.000−27,000;

4.2.4. Срок непрерывной эксплуатации (без механических повреждений и при плановых сроках проверки) составляет 12−15 лет

4.2.5. Срок окупаемости энергетической установки зависит от целей использования и места размещения и может составить: 2.3−2.8 года;

5. На конструкции ряда элементов энергетической установки имеются патентные заявки Израиля № 204 394 от 10.03.2010, № 220 297 от 11/06/2012, патент Литовской республики LT № 6312 от 12.09.2016;