На промышленной площадке газораспределительной станции ООО «Газпром трансгаз Екатеринбург» успешно проведены приемочные испытания опытного образца источника тока «ТОТЭ ЭХГ-1500» мощностью 1,5 кВт на основе твердооксидных топливных элементов, разработанного и изготовленного Научно-производственным объединением «Центротех» (г. Новоуральск, входит в состав Топливной компании Росатома «ТВЭЛ»).
По заключению приемочной комиссии, разработка НПО «Центротех» соответствует требованиям технического задания заказчика в лице ПАО «Газпром».
«Источники тока на твердооксидных топливных элементах, предназначены для электроснабжения объектов магистральных газопроводов, для электропитания и теплоснабжения объектов, удаленных от сетевого электроснабжения, станций катодной защиты и объектов инфраструктуры газотранспортной системы», - прокомментировал проведенные испытания генеральный директор НПО «Центротех» Андрей Галата. - Источники тока, произведенные по технологии НПО «Центротех», могут также использоваться для электропитания удаленных станций сотовой связи, при решении вопросов с доставкой топлива».
В 2018 году Топливная компания Росатома «ТВЭЛ» планирует продолжить работы по наработке ресурса «ТОТЭ ЭХГ-1500» на новом месте промышленной эксплуатации с целью определения показателей надежности, ресурса и объемов работ по техническому обслуживанию.
Для справки:
Уникальность разработки заключается в преобразовании химической энергии природного газа (метана) в электрическую энергию путем окисления метана и восстановление кислорода воздуха, для получения электрической и тепловой энергии непосредственно у потребителя, в тех местностях, где по трубопроводу приходит природный газ и нецелесообразно строить линии электропередачи. Кроме того, источники тока на твердооксидных топливных элементах имеют максимальную универсальность по многим видам газифицированного топлива, высокий коэффициент полезного действия (для установок такого типа), минимальную потребность в техническом обслуживании - периодичность планового ТО составляет всего один раз в год.
Работы по данному направлению ведутся в Топливной компании Росатома «ТВЭЛ» с 2012 года. Испытаниям опытного образца «ТОТЭ ЭХГ-1500» предшествовали предварительные испытания в 2015 году (наработка составила 1500 часов), опытно-промышленная эксплуатация в 2015-2016 годах (наработка 4200 часов), контрольные испытания в 2016 году и ресурсные испытания с мая по ноябрь 2016 года. Суммарная наработка опытного образца сейчас составляет почти 10 000 часов.
Комментарии
топливный элемент что ли?
Угу. Твёрдооксидный - высокотемпературный. Зато "всеядный".
Это прямой КПД. А если посчитать на круг - с учётом затрат на обслуживание и т.д. - то при таком "щадящем" ТО, как - раз в год - КПД хороший. Ведь на всякие плановопредупредительные ремонты и прочий сервис и т.д. - тоже энергия тратится... (пусть и не метан).
Объясните мне, как рядовому потребителю. Вот я, к примеру, купил (ну, в перспективе) такой генератор, поставил на участке. Сможет ли оно обеспечить энергией мой дом (10-12 кВт в пиках) и будет ли оно в перспективе дешевле дизельного генератора? Или в чем преимущество, кроме твердотопливности (сие огромный плюс, конечно)?
Сравните печку на мазуте с газовым котлом для отопления дома и горячего водоснабжения. В этом и преимущество.
Газ по трубам к вам попадает сам, без ваших забот. А вод ДЗ нужно привозить и переливать... ну ещё, если около дома, то звук работающего дизеля - это не есть хорошо.
Наоборот же, газ нужен, какое твердое топливо?
Установка 1,5 кВт при КПД 0,3 даёт ещё сверху 3,5 кВт тепла. Пару-тройку таких установок - небольшой дом может жить без э/э только на газе круглогодично.
Стоимость - хз. По идее, газ дешевле э/э раза в три-четыре, но это в России. Правда, в России к э/э подключиться на порядки проще, чем к газу...
А лично мне было бы интересно, можно ли эти элементы к газогенератору приспособить. Если да - это явно претендент на самый доступный источник э/э для автономного дома в России.
Судя по конструкции, понадобится очень серьёзная очистка газа из газгена, иначе ресурс работы снизится на порядок(ки).
Никакой "твердотопливности". Топливо - газ или жидкие углеводороды (хотя да, почти любые, но без серы).
По сравнению с дизелем - бОльший КПД (на 10-20%, в пределе - на 30-40%), бесшумность, очень чистый выхлоп (практически идеальный - вода и СО2), в разы и на порядки (хотя бы в теории, не знаю, как у конкретного) выше ресурс до ремонта, нет обслуживания, нет смазки.
Сбросное тепло из охлаждения легко утилизируется и сравнительно высокопотенциальное, может быть легко использовано в отоплении/ГВС.
А главное - КПД почти не зависит от нагрузки. У недогруженного дизеля КПД очень далёк от паспортного, а ЭХГ ест почти столько же, сколько потребляет нагрузка.
...
Для покрытия пиков, как и дизелю, лучше будет система с аккумулятором, если оптимизировать по деньгам. Но её размер (из-за возможности держать генератор рабочим 24х7) будет меньше.
мой вам совет - если на участке есть газ поставьте обычную "газовую электростанцию" с поршневым ДВС, а лучше две(на 5 кВт и на 10 кВт) - они есть на 5-10-15 кВт и выдают порядка 25-26кВт тепла которое можно через простейший "погружной теплообменник" - "а-ля спираль" отвести в систему отопления - реально выйдет и дешевле и надежнее.
Не, у меня и лепистричество есть, только дорого чтой-то сильно.. Уже рассматривал вопросы по солнечной генерации и ветряной, имхо, овчинка выделки не стоит, вложения не окупаются.
Промышленный топливный элемент - интересно :)
КПД бы ему побольше и исполнение для "бытовых" нужд - по границе участка проходит газ, делаешь ответвление и ставишь такую установку, а дальше в дом гонишь электричество. Выгода- не нужно тянуть "золотые" трубы к дому и платить бешенные бабки за все подряд, соблюдать правила безопасности в котельной/бойлерной и нет прочего геморроя с газовиками :)
Таки соглашусь, это треш с этим вводом газа. Я денег и нервов потратил на пятиметровый ввод в дом больше, чем на довод трубы за 3 сотни метров. С другой стороны, я отказался от установки газовой плиты, и значительно всё упростилось. Сразу и нормы на кухню стали другие и по деньгам меньше, и газ разводить по дому не надо, а только в бойлерную. А для готовки решил поставить индукционку, очень они мне понравились.
восстановление кислорода?
PS а, наверно я туплю, восстановление с восстановителем попутал
Все правильно. Кислород + метан - это типичная окислительно-восстановительная реакция. И, если С окисляется, то О - восстанавливается.
спасибо, забывать стал, что восстановитель окисляется, а окислитель восстанавливается
Локальная электорогенерация - очень удобно для зимнего домика. Не нужно платить за резервную мощность подстанции. Интересно.
Эту установку для ЭХГ лет десять перепинывали разные коллективы. Наконец допилили хоть что-то. Основная проблема это ресурс элементов. При низкой температуре реакции требуются драгметаллы(которые надо охранять), при высокой температуре - маленький ресурс. Эксплуатация покажет будущее этой технологии.
Эту конкретную пинал один очень конкретный коллектив.
Этот ТОТЭ не имеет катализаторов. Он высокотемпературный.
Таки оксиды редкоземельных элементов и есть катализатор
Ну, если матрицу мембраны считать "катализатором"... :)
Нет. Там достаточно температуры.
Раз ты в курсе, где про него можно почитать подробней?
И как у него с устойчивостью к примесям?
В публикациях ИВТЭ по ТОТЭ.
К сере? Хреново, как и у всех ТОТЭ. Там без чудес: матрица - оксид циркония, покрытая оксидами лантаноидов для устойчивости. С серой всё это дело превращается в сульфиды и сульфаты и подыхает.
Но покуда топливо для них - метан и биоэтанол, это не критично.
....В отличие от "убер"-дизеля, у данной фичи НЕТ высоконагруженных механических узлов - трущихся, вращающихся, с их требованиями по смазке (например). Всякие вентиляторчики и насосики по перекачке воздуха и метана - не всчёт, это сравнительно маленькие механизмы, настолько небольшие, что их можно по два-три резервных ставить при изготовлении агрегата!))). ....Да и НЕ КАЖДЫЙ дизель сможет вот так похвастаться ТО в режиме "раз в год". Там ещё бы прикинуть КПД по производству ДВС -виа-ТОТЭ. А ввообще-то, УВАЖАЕМЫЕ КАМРАДЫ, знакомтесь с "приблудой" - это и есть перспективная замена "вундервафельным" аккумуляторам в автомобилях-электричках. На этом будут ездить наши жоповозки в средне- и долгосрочной перспективе. А нефтя уйдёт туда, где ей и надлежит быть - в химию.
На сколько я знаю, в данной установке всё равно нужны аккумуляторы. Т.к. при прерывании подачи газа следует ещё долго держать напряжение, пока охлаждается установка.
...Там сравнительно легко реализуема "двухступенчатая" система. Такая себе "ВСУ" - вспомогательная силовая установка. Она и обеспечит "горячий" режим для основной установки, а топлива потребляет в разы/порядки меньше. Резервный газ - в баллонах, на несколько суток/недель. При затягивании с возобновлением централизованной подачи газа можно подвезти пропан или другое подходящее топливо. ПМСМ, основная там ресурсная проблема как раз в тепловых ударах при разогреве/охлаждении, и это может решить ВСУ малым расходом топлива.
Как бы в теории оно да... да только эта теория известна была вся уже в 60-е. Без шуток: оксид циркония как матрицу для ТОТЭ подобрали ещё в 60-е, и до сих пор ничего лучшего не нашли, хотя 60 лет искали.
А матрица важна потому, что она (и температура) ограничивает скорость миграции ионов и удельную плотность мощности. Получается вилка: повышаем температуру или утоньшаем мембрану - снижаем ресурс. Утолщаем мембрану или снижаем температуру - теряем плотность мощности.
А плотность мощности важна потому, что вот этот агрегат на 1.5кВт - нефиговый такой агрегат, в его габаритах и массе дизель в сто (ну или в десятки - точно) раз мощнее утолкать можно.
Поэтому тут "не так всё однозначно"(с). По крайней мере, пока кто-то не продемонстрирует явно, что вопрос с удельной мощностью и ресурсом как-то решается или обходится.
Химический реактор))
Самое интересное в этой новости: разработчик. Не первая разработка Росатома, которая для него совсем непрофильная вроде как. Дальше можно думать самим...
Интересно, а как он с чистым кислородом работает? Ведь по идее это именно то, что надо для подводных лодок на едином движителе(полностью бесшумное устройство без движущихся узлов для выработки электроэнергии). Причём для увеличения ресурса топливной ячейки в качестве топлива при этом может использоваться не соляр, а пропан или даже метан - раз уж на лодке будет криогенная ёмкость с жидким кислородом, то вполне могут сделать и термос - матрёшку: внутри кислород а снаружи метан для снижения тепловых потерь и уменьшения испарения газов.
Если пойдет в массы то интересно, должно быть что то небольшое, не по заоблачной цене, для загорода.