Аккумулятор для ВИЭ просто и дешево

Аватар пользователя KDV

Тема ВИЭ в последнее время на слуху - просто вал новостей из этой области из-за границы. Докатилась она и до пространства бывшего СССР – на том же «Сделано у нас» регулярно появляются анонсы о вводе очередной ветрофермы или поля солнечных панелей. Говоря об альтернативной энергетике подразумевают следующую схему: ветряки (панельки) генерируют э/э, которую «запихивают» в существующую энергосистему и, таким образом, доставляют ее до потребителей. Но, учитывая прерывистый характер генерации мощности таких источников, в энергосистеме постоянно возникают периоды то избытка, то недостатка мгновенной мощности. Несоответствие мощностей генерации и потребления стремится изменить частоту и напряжение в энергосистеме, поэтому последняя вынуждена поддерживать основные параметры сети за счет маневрирования мощностью традиционных электростанций. Что, естественно, приводит к уменьшению ресурса оборудования, повышенному расходу топлива и прочим негативным последствиям, по сравнению со стабильным (проектным) режимом работы электростанций. Не говоря уже о рисках «развалить» целостную энергосистему на автономные районы генерации, что может произойти при достаточно больших потоках мощности, «гоняемых» по сетям в волнообразном режиме. Подтверждение вышесказанного часто обсуждалось на АШ (наиболее яркие примеры - Германия, Австралия). Выхода (если предположить необходимость внедрения ВИЭ) пока видится два: первое - демпфировать «пилу» за счет традиционной, но высокоманевренной, генерации (что не есть хорошо из-за постоянного раздергивания энергосистемы), и второе – применение аккумуляторов (в том числе новомодной водородной энергетики). Вот последний вариант и предлагаю рассмотреть.

Как известно, в начале ХХ века на территории СССР был реализован план ГОЭЛРО. Советские ученые и инженеры были далеко не дураки, и прекрасно понимали преимущества крупной централизованной генерации по сравнению с распределенной мелочью. Так, один генератор, например, 300МВт выгоднее экономически чем 300 генераторов по 1 МВт каждый, поскольку имеет больший КПД, дешевле монтаж, эксплуатация (нужно меньше персонала) и т.д. Поэтому крупные единичные энергоблоки – основа современного электрохозяйства. Но параллельно ГОЭЛРО развивался и другой процесс – теплофикация страны, что, учитывая климат, было весьма необходимо. И велась она на тех же принципах, поэтому строилась одна районная котельная (к ТЭЦ это не относится, т.к. там свое соотношение электро и тепловой нагрузки, заданное диспетчером) вместо тысяч индивидуальных котлов в каждой квартире. Опыт эксплуатации показал, что, даже несмотря на порой гигантские потери в теплосетях, такой вид отопления безопасней, выгоднее энергетически чем иные варианты.

Схема адаптации ВИЭ может выглядеть так: ветропарки гонят электроэнергию на генераторном напряжении (при больших мощностях/длинах ЛЭП, может понадобиться поднять напряжение и, соответственно, оконечить трассу передачи трансформаторами) по отдельной, никак не связанной с основной энергосистемой, ЛЭП (это самое важное условие) до районной котельной. Там это «рваное» электричество потребляется дополнительно установленными ТЭНами между входом обратки в котельную и, собственно котлом-нагревателем. «Волнообразность» нагрева обратки перед котлом прекрасно компенсируется регулятором температуры самой котельной штатными средствами (модулируемые горелки в котле, подмес горячей воды из бака-накопителя и т.д.) за счет большой инерционности теплоносителя, т.е. поддержание постоянства температуры подачи не является проблемой. Но, повторюсь, самое важное - наличие ВЫДЕЛЕННОЙ ЛЭП (необходимо разделить «хорошее» сетевое электричество и «рвань» ВИЭ), поскольку отпадает необходимость во всяких преобразователях/стабилизаторах/ограничителях у ВИЭ – вся сгенерированная энергия используется напрямую с максимальным КПД. Вложения тоже минимальны: просто врезать группу ТЭНов по мощности равной ВИЭ. Новая ЛЭП строится и для подключения к электросетям, поэтому ее стоимость можно не учитывать. Вне отопительного сезона всегда есть потребность в горячем водоснабжении (опять же, централизованном), поэтому поток энергии перенаправляется туда.

А где же здесь аккумулятор, упомянутый в названии? А им является то органическое топливо, которое не было сожжено (разбазарено) для получения дешевого низкопотенциального тепла и осталось в хранилищах или вовсе на месторождениях. Его в любой момент можно превратить в высоколиквидный товар – электроэнергию ГОСТовского качества традиционным способом или заправить машины или просто оставить потомкам. Емкость такого аккумулятора, учитывая, что тепловая нагрузка как минимум, сопоставима с электрической, превосходит всякие супербатарейки Маска. А с другой стороны, не требуется гигантских инвестиций как во вновь создаваемой инфраструктуре водородной энергетики. По сути, перенаправив энергетический поток ВИЭ из розетки в радиаторы отопления и магистрали ГВС, можно пользоваться всеми преимуществами альтернативки, не создавая никаких проблем существующей инфраструктуре.

P.S. При комментировании, чтобы уйти от «распильной», субсидируемой экономики, давайте примем, что стоимость 1 Гкал ВИЭ= стоимости 1 Гкал из классических источников энергии (прогресс ведь не стоит на месте), и обсудим сугубо технические вопросы. Конструктивная критика приветствуется.

Авторство: 
Авторская работа / переводика
Комментарий автора: 

Писал статью https://aftershock.news/?q=node/845168 по этой же теме, а комментаторы почему-то написали, что это старо – обычная ГАЭС. Хотя идея была в другом – у каждой ГЭС есть пиковая (паводковая) мощность и средняя (обычная), и если ВИЭ смогут из нижнего бъефа перекачивать в верхний воду с энергопотоком, вплоть до разницы между этими расходами, то без переделки ГЭС (или постройки дорогой ГАЭС) можно получить дополнительно электроэнергию стандартных параметров. Поэтому извиняюсь за много букв в этой статье – постарался расписать так, чтобы не было разночтений.

Комментарии

Аватар пользователя Mike1975
Mike1975(3 года 3 дня)

На газовые котлы с модулируемой горелкой можно рассмотреть вместо контура рециркуляции. Нужно считать чистую и грязную (с аккумуляторами) себестоимость электроэнергии, насколько она повлияет на конечный тариф. Боюсь, что всё таки в большую сторону. А вот запитать угледробилки, работающие на суточный склад в периодическом режиме и насосы подпитки резервуара запаса воды - очень даже годно. Также можно и с насосами водонапорных башен Рожневского поиграть.

Аватар пользователя KDV
KDV(1 год 9 месяцев)

Нужно считать чистую и грязную (с аккумуляторами) себестоимость электроэнергии, насколько она повлияет на конечный тариф. Боюсь, что всё таки в большую сторону.

Не совсем понял, можете поподробнее?

Аватар пользователя Mike1975
Mike1975(3 года 3 дня)

Себестоимость ВИЭ (EROI) сейчас выше традиционной, точно не скажу, с аккумуляторами или без. Догрев ТЭНами повысит себестоимость тепла на выходе. На паровых ТЭС питательная вода на входе в котёл греется дешёвым паром с этого же котла. Лучше не воду греть, заменяя дешёвый нагрев от угля и газа, а вытеснять дорогую электроэнергию с ЛЭП. 

Аватар пользователя KDV
KDV(1 год 9 месяцев)

Речь не про ТЭС, а про котельные

Аватар пользователя Mike1975
Mike1975(3 года 3 дня)

Да без разницы, там просто идёт подмес подачи в обратку, чтобы котлы не гнили.

Аватар пользователя KDV
KDV(1 год 9 месяцев)

Нагрев за счет сгорания топлива происходит, а не подмеса

Аватар пользователя ND
ND(3 года 2 месяца)

А можно КПД цикла: ВИЭ - передача, хз куда - превращение в тепло - электрогенерация. 

Аватар пользователя KDV
KDV(1 год 9 месяцев)

0,95-0,95-1-?

Аватар пользователя ND
ND(3 года 2 месяца)

А можно тогда схему тепловой машины с КПД 1

Аватар пользователя KDV
KDV(1 год 9 месяцев)

возьмите кипятильник

Аватар пользователя ND
ND(3 года 2 месяца)

У кипятильника далеко не 1. Но Вы предлагаете делать из тепла электричество. А не наоборот. Так расскажите, как. 

Аватар пользователя KDV
KDV(1 год 9 месяцев)

У кипятильника далеко не 1.

А сколько? Где потери?

Но Вы предлагаете делать из тепла электричество

нет такого

Аватар пользователя ND
ND(3 года 2 месяца)

Где потери?

Медь в подводящих проводах отводит тепло на порядок лучше, чем вода. 

 Там это «рваное» электричество потребляется дополнительно установленными ТЭНами между входом обратки в котельную и, собственно котлом-​нагревателем.

Это чьё? 

Аватар пользователя KDV
KDV(1 год 9 месяцев)

Медь в подводящих проводах отводит тепло на порядок лучше, чем вода. 

Ну закипятите Вы стакан воды. Сильно кабель нагрелся? 

Это чьё? 

В упор не вижу преобразования тепла в электричество. Наоборот-да.

Аватар пользователя ND
ND(3 года 2 месяца)

Сильно кабель нагрелся? 

Достаточно, чтобы КПД отличался от 1.

А, то есть электричество, полученное по цене на порядок превышающей таковую обычной генерации, переводить в тепло, которое от неё (обычной генерации) выходит производственным отбросом? Это очень мудро, поступайте так. Нам такие нужны.

Аватар пользователя KDV
KDV(1 год 9 месяцев)

Хорошо, кпд 99,9999%, не 1 устроит? Статью по диагонали читали? Там сделано допущение , что стоимости Гкал равны.

Аватар пользователя ND
ND(3 года 2 месяца)

Ага, особенно зимней ночью, когда виэ даёт явный избыток. Да.

Аватар пользователя ВладиславЛ
ВладиславЛ(3 года 1 месяц)

Лажа что один мощный выгоднее мелких. Зависит не от этого, а от того есть или нет при когенеративной установке прокладки между потребителей и производителем.

Это как с ГЭС ну какой хрен что менее рубля кВт стоит? Реально его могут продавать в 4 раза дороже. Как и с теплом в 3 раза и более переплата.

Будущее скорее домашняя генерация в смысле у конечного потребителя и без всяких ТЭЦ. Ненужны вечно гнилые трубы, отопление когда и сколько НУЖНО, а не когда захотят энергетики.

При наличии буферной энергоёмкости для квартиры 70-100м достаточно иметь 0,7-1кВт всего генератор длительной мощности. Если это стирлинг и адекватная звукоизоляция его шум не более чем от вытяжки в ванной или холодильника. Причём КПД выше 25% не очень то и нужен есть ГВС а также можно иметь имея тепло охлаждение, если у вас 3кВт тепла есть то порядка 2 достижимо. Комната с энергоэффективным остеклением метров на 15. Если два генератора то будет на 2-3 комнатную квартиру + до 2кВт+до десятка кВт с буферного аккумулятора.

 В основном режиме ваша квартира до 100м2 вам будет обходится по ГВС и отоплению/охлаждению в первые тысячи рублей.

Если южнее Воронежа вплоть до солнечных накопительных систем годового цикла иметь можно в доме. В квартире как отопление так и охлаждение как раз солнцем. Две трубы на крышу или если солнечная сторона то без неё в наиболее жаркий перидо кондюк почти без подвижных частей - можно и без подвижных, ломаться нечему вовсе, будет обеспечивать ещё 3-5кВт охлаждения.

Если у вас крупный отель или офисное здание то примерно такой вариант пойдёт. Китайцы навострились АБХМ делать так что рынок предложения завален ими:

Если надо 200кВт и более иметь электричества то целесообразнее иметь паровую винтовую турбину 2шт - много тише и работают на гораздо более холодном паре чем обычные. Механический КПД 60-75%.

Вживую просто вместо одних котлов в котельной две или более таких стоят:

Что важно можно и АБХМ и уже ПВМ 100% делать в России.

Аватар пользователя mastak
mastak(8 лет 12 месяцев)

Теперь будем еще и дома отапливать этим, и так не дешевым ВИЭ.

Обычной ЭЭ отапливать дороже чем тем же газом. И при этом ЭЭ ВИЭ в несколько раз дороже.

 

"Дедушка мороз, ухадииии" (с)

Аватар пользователя KDV
KDV(1 год 9 месяцев)

Ну может когда-нибудь подешевеют ВИЭ и энергия с них?

Аватар пользователя Mike1975
Mike1975(3 года 3 дня)

Ветряные точно нет, панельки могут и должны за счёт увеличения срока жизни и КПД.

Аватар пользователя KDV
KDV(1 год 9 месяцев)

Дык я ж не против. ВИЭ стараются внедрять, а так хоть негатива для электросетей не будет.

Аватар пользователя micro
micro(5 лет 1 месяц)

Тем не менее вы обозначили - "дёшево". Значит обозначили выгодность постройки таких ВИЭ именно для этой цели, а не просто направить э/э с уже существующих ВИЭ на котельные.

Аватар пользователя KDV
KDV(1 год 9 месяцев)

Нет. Дешево относится к аккумулятору энергии, а не к ВИЭ в целом

Аватар пользователя micro
micro(5 лет 1 месяц)

Ну, значит и к ВИЭ в целом - потому что их дороговизна этим и обусловлена. По крайней мере это касается ветряков.

Аватар пользователя KDV
KDV(1 год 9 месяцев)

дороговизна ВИЭ в низкой плотности энергопотока+ дополнительно тех решения по вписыванию в инфраструктуру

Аватар пользователя micro
micro(5 лет 1 месяц)

Низкая плотность энергопотока решается увеличением размера (и мощности) ветряка. Для России территориальные проблемы не существенны.

Аватар пользователя KDV
KDV(1 год 9 месяцев)

все верно, но увеличение размер=увеличение стоимости и эта зависимость может быть совсем не линейной

Аватар пользователя k0lun
k0lun(9 лет 10 месяцев)

Есть древняя поговорка - Не надо пробовать гавно, что бы понять что оно не вкусное.
Просто не до всех она доходит и люди его настойчиво пробуют.

Аватар пользователя irodriges
irodriges(1 год 8 месяцев)

Не совсем понимаю, автор предлагает подводить ненужную "зеленую" энергию на ТЭС, где нагревать котлы в помощью ТЭНов, чтобы ... генерировать электрическую энергию? Да еще с дополнительными ЛЭП. Не напоминает ли это барона Мюнхаузена который тащил себя за волосы из болота? Странная схема, хождение кругами, и совсем не видно в чем же будет экономия энергии.

Аватар пользователя KDV
KDV(1 год 9 месяцев)

Не на ТЭС, а в районные котельные и генерировать ТЕПЛОВУЮ энергию

Аватар пользователя irodriges
irodriges(1 год 8 месяцев)

Но это просто равносильно быстрому отключению котлов ТЭЦ. Что тогда мешает просто "быстро" отключать котлы ТЭС, при избытке энергии в сети?

Аватар пользователя KDV
KDV(1 год 9 месяцев)

Речь не про ТЭЦ, а про котельные. Там важна только температура подачи и объем прокачки теплоносителя

Аватар пользователя micro
micro(5 лет 1 месяц)

Была такая же идея для собственного дома - поставить ветряк и подключить его к ТЭНу отопления.

 

Тут возникает ограничение по мощности ВИЭ - его изначально нужно планировать не больше того минимума, который нужен в летний "низкий" сезон. Хотя с другой стороны - отопление даже в средней полосе европейской части страны начинается уже в середине сениября (детсады, больницы), а заканчивается к маю - то есть длится 7 месяцев. Севернее - все 9 месяцев. А летний период можно под профилактический период определить.

Аватар пользователя KDV
KDV(1 год 9 месяцев)

Совершенно верно. Ну так не стоит строить пару мегаферм - раскидать по всем райцентрам поля ВИЭ соответствующей мощности.

Аватар пользователя irodriges
irodriges(1 год 8 месяцев)

Лишняя энергия подведенная к водяному бойлеру, если он не отключится, просто вызовет испарение воды и паровой взрыв бойлера. Никаких возможностей хранить энергию в бойлере сверх его установленной температуры нет.

Аватар пользователя KDV
KDV(1 год 9 месяцев)

Энергию нет смысла хранить-она подводится к циркулирующей в контуре воде и сразу рассеивается в радиаторах отопления

Аватар пользователя micro
micro(5 лет 1 месяц)

Это когда радиаторы функционируют - то есть отдают тепло. А если это лето? Или если тепло на улице и потребители краники прикрыли в квартирах? Тоже фактор.

Аватар пользователя KDV
KDV(1 год 9 месяцев)

Тогда скидываем в контур ГВС

Аватар пользователя micro
micro(5 лет 1 месяц)

Там расход меньше. Не все же льют воду. А ночью его вообще нет.

Аватар пользователя KDV
KDV(1 год 9 месяцев)

Зато есть постоянная циркуляция в самом контуре для нагрева бойлера

Аватар пользователя micro
micro(5 лет 1 месяц)

Есть. Но тогда эффект - мизер.

Аватар пользователя ZIL.ok.130
ZIL.ok.130(4 года 5 месяцев)

Вот.

Циркуляци постоянной там нет.

И никогда не было.

Здесь циркуляция такая же рваная как и в сетях ВИЭ.

Пики нагрузки, причём охрененные -- утром когда все умываются и вечером -- когда приходят с работы.

Готовка вечером - ещё один пик.

А у вас пики ВИЭ не синхронизированы с пиками потребления ГВ.

И что мы получим?

Наложение разбалансированное одних пиков на другие.

гениально...

записывает ТС'а в диверсанты

smile13.gif

Аватар пользователя Lokki
Lokki(6 лет 8 месяцев)

Греем реки, озёра, пруды.

Аватар пользователя micro
micro(5 лет 1 месяц)

Типа того. Либо отключать ВИЭ на такое время (а значит уменьшать его КИУМ), либо изначально строить не очень большую по мощности станцию ВИЭ (но тогда в сезон большого спроса она будет оказывать малый эффект).

Аватар пользователя KDV
KDV(1 год 9 месяцев)

Нет. Добавка энергии от ВИЭ компенсируется положением регулятора подачи топлива-никаких проблем

Аватар пользователя micro
micro(5 лет 1 месяц)

А если вода в контуре набрала нужную температуру за счёт ВИЭ, но при этом мощность энергии от ВИЭ избыточна в данный момент и стремится поднять температуру ещё выше?

Аватар пользователя KDV
KDV(1 год 9 месяцев)

Вода постоянно охлаждается в домах, поэтому при правильной мощности ВИЭ большого избытка мощности не будет, а небольшой можно сдемпфировать поднятием температуры теплоносителя на несколько градусов

Аватар пользователя micro
micro(5 лет 1 месяц)

Ну, тогда как раз второй мною обозначенный вариант:

либо изначально строить не очень большую по мощности станцию ВИЭ (но тогда в сезон большого спроса она будет оказывать малый эффект).

 

Аватар пользователя KDV
KDV(1 год 9 месяцев)

что значит не очень большую по мощности? поинтересуйтесь мощностями районных котельных. К тому же они дают не только тепло в дома-многие питают паром производства(ЖБИ и т.д.) -работают круглогодично

Страницы