Системы генерации энергии с электрохимической ячейкой для объектов социального значения

Приведена оценка применения энергетических установок в режиме тригенерации (на входе газ, на выходе электроэнергия, тепло и холод), функционирующих в автоматическом режиме, отмечены положительные и отрицательные стороны их использования. Рассмотрены системы когенерации на основе газовой турбины с компрессионными или абсорбционными чиллерами, удовлетворяющие потребителей в электрической, тепловой и охлаждающей энергии в здании или группе зданий. Использование систем тригенерации позволяет эффективно утилизировать тепло зимой для отопления, а летом для кондиционирования помещений и технологических нужд, например, использование холода для морозильников в больницах. При этом в течение года не снижается коэффициент полезного действия. Технология тригенерации является прекрасной альтернативой традиционным энергоустановкам с получением большого количества электрической энергии, позволяет использовать абсорбционные холодильные машины в случае высокой стоимости или дефицита электроэнергии. Такие установки потребляют меньше электроэнергии, в сравнении с компрессорными установками и требует меньших расходов. При этом использование АБХМ целиком оправдано, при работе в режиме мини-ТЭЦ, которая вырабатывает тепло зимой (холод не нужен или нужен лишь малыми объёмами), а летом потребности в нем нет, но есть потребность в холоде. Срок окупаемости такой системы относительно низкий, чистая приведенная стоимость высокая, а индекс рентабельности, как правило, больше единицы. Холодильное хранение способствует экономической целесообразности тригенерационной системы. Поскольку срок окупаемости не учитывает временной фактор инвестиций, следует использовать чистую приведенную стоимость или еще лучше индекс рентабельности. Система тригенерации состоит из нескольких блоков с разным сроком службы и разным сроком эксплуатации инвестиционных результатов.

1. Соколов В. Ю., Митрофанов С. В., Садчиков А. В. Энергосбережение в системах жизнеобеспечения 2020: 200.

2. Овсянник А. В. Тригенерационные турбоустановки на основе низкокипящих рабочих тел. Известия высших учебных заведений и энергетических объединений СНГ. Энергетика 2022, 3: 263 – 275.

3. Тригенерация энергии в турбодетандерных установках на диоксиде углерода А. В. Овсянник, Н. А. Вальченко, П. А. Ковальчук, А. И. Аршунов. Вестник Гомельского государственного технического университета имени П. О. Сухого 2019, 2: 41 – 51.

4. Цветков О. Б., Бараненко А. В., Лаптев Ю. А. Энерго- и экологически эффективные технологии холода и теплоты 2018: 292.

5. Белкин А. П., Дубова А. В. Оценка эффективности перехода на децентрализованное энергоснабжение в Тюменской области. Вестник Ивановского государственного энергетического университета 2018, 2: 5 – 13.

6. Ata Chitsaz, Javad Hosseinpour, Mohsen Assadi. Effect of recycling on the thermodynamic and thermoeconomic performances of SOFC based on trigeneration systems; A comparative study. Energy 2017, 124: 613 – 624.

7. Dynamic Simulation and Thermoeconomic Analysis of a Trigeneration System in a Hospital Application F. Calise, F. L. Cappiello, M. Dentice d’Accadia, L. Libertini, M. Vicidomini. Energies 2020, 13: 3558. (In Eng.)

8. Fong K. F., Lee C. K. Investigation on zero grid-electricity design strategies of solid oxide fuel cell trigeneration system for high-rise building in hot and humid climate. Applied Energy 2017, 114: 426 – 433.

9. Аполлонский С. М. Энергосберегающие технологии в энергетике 2022: 436.

10. Беззубцева М. М., Волков В. С. Управление инновационными проектами в энергосистемах сельскохозяйственного потребителя 2017: 240.

11. Котомкин В. Н. Энергоаудит. Разработка энергосберегающих проектов для зданий 2023: 288.