Schetchiksg.ru

Счетчик СГ
1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Генераторы электрического тока из тепловой энергии

Альтернативная энергетика

В термоэлектрических генераторах (ТЭГ) в качестве источников тепла может быть использовано органическое либо ядерное топливо, радиоактивные изотопы, рассеиваемое тело отработавших газов двигателей внутреннего сгорания, промышленных установок и т.д.

Несмотря на относительно низкий КПД термоэлектрического преобразования энергии, который на текущий момент составляет 5-8%, благодаря отсутствию движущихся частей, бесшумности и надежности, позволяющей работать таким системам в необслуживаемом режиме в течение длительного срока эксплуатации, который может достигать десятилетий, ТЭГ нашли свое применение при создании резервных или аварийных источников электроэнергии в районах децентрализованного электроснабжения, в частности на Крайнем Севере, генераторов на органическом топливе для защиты трубопроводов от коррозии (станции катодной защиты) и питания газораспределительных пунктов. На сегодняшний день таким генераторам практически нет альтернативы при освоении дальнего космоса. Запущенные в 1977 году 2 аппарата программы Вояджер с радиоизотопными термоэлектрическими генераторами (РИТЭГ) на борту, успешно исследовав дальние планеты Солнечной системы, в настоящее время продолжают передавать данные для исследования переходных областей между солнечной и межзвёздной плазмой, являясь самыми удалёнными, долго и продуктивно работающим космическими объектами, созданным руками человека.

В настоящее время для будущих космических программ разрабатываются новые более эффективные радиоизотопные термоэлектрические генераторы с большей удельной электрической мощностью и сроком службы.

Успешное применение термоэлектрического преобразования энергии в космических системах, высокая надежность РИТЭГ, огромное количество тепла, рассеиваемого в атмосфере, а также наметившийся мировой тренд на повышение энергоэффективности и экологичности технологий побуждают исследователей к расширению областей применения термоэлектрических генераторов, поиску и разработке новых более эффективных термоэлектрических материалов, оптимизации конструкторско-технологических решений, снижению стоимости подобных систем. В 2006 году, например, для изучения Плутона и его спутника Харона запущена автоматическая межпланетная станция «Новые рубежи» с РИТЭГ на борту.

Одним из направлений работы НОЦ «Функциональные микро/наностстемы» (НОЦ ФМНС) МГТУ им. Н.Э. Баумана в данной области является разработка термоэлектрических генераторов, преобразующих рассеиваемое тепло транспортных энергетических установок и промышленных предприятий в электроэнергию.

В 2016 году совместно с кафедрой «Поршневые двигатели» был закончен проект по разработке экспериментального образца источника электрического питания с непосредственным преобразованием теплоты для транспортных систем различного назначения. Проект направлен на повышение эффективности работы двигателя путем утилизации части тепловой энергии, выделяющейся с выхлопными газами, доля которой составляет до 37% энергии сгораемого топлива. Часть этой энергии может быть преобразована в полезную работу путем установки в выпускной системе термоэлектрического генератора, который позволяет повысить его энергоэффективность, снизить расход потребляемого топлива до 7%, а в некоторых случаях отказаться от штатного генератора.

В рамках проекта была разработана математическая модель ТЭГ для ДВС, учитывающая в комплексе совокупность гидравлических, тепловых, электрических и механических процессов в силовой установке. Модель позволяет проводить расчет генераторов как с воздушным, так и водяным охлаждением, учитывает затраты электрической мощности на работу управляющей электроники, позволяет учитывать обратное влияния ТЭГ на ДВС за счёт создания гидравлического сопротивления в канале движения выхлопных газов, выбирать наиболее эффективные конструкции теплообменников для различных типов ДВС, включая стационарные установки.

Читайте так же:
Тепловое действие электрического тока используют в утюге

Разработан и изготовлен экспериментальный стенд, который позволяет определять параметры математической модели и проводить её верификацию, исследовать особенности работы и производить доводку термоэлектрического генератора при установке его на различные двигатели. Входящие в состав стенда ступичный мощностной стенд и нагрузочное устройство позволяют проводить испытания ТЭГ в составе транспортного средства, моделируя в лабораторных условиях различные режимы движения автомобиля. Разработаны и изготовлены макеты ТЭГ для легковых и грузовых автомобилей мощностью: до 500 Вт и до 1 кВт.

Стоит отметить, что разработку автомобильных термоэлектрических генераторов ведут практически все крупнейшие мировые автопроизводители, включая Ford, GM, Toyota, BMW, Mercedes. Вместе с тем в настоящее время отсутствуют серийные образцы таких генераторов, что обусловлено необходимостью разрешения при проектировании эффективных систем множества технических противоречий, как, например, обеспечение в ограниченных габаритах одновременно интенсивного потока тепла через термоэлементы и малого гидравлического сопротивления. Разрешение этих противоречий требует комплексного всего множества процессов преобразования энергии в таком генераторе.

В рамках выполненного проекта были предложены пути преодоление конфликта между положительным и негативным влиянием ТЭГ на ДВС, разработана методика рационального проектирования конструкции теплообменника, а также разработаны отельные конструкторско-технологические решения, повышающие эффективность установки автомобильных ТЭГ, включая применения теплообменника с изменяемой геометрией рёбер для снижения сопротивления при больших скоростях ОГ и повышения теплового потока при малых скоростях.

Помимо разработки законченных термоэлектрических систем преобразования энергии в НОЦ ФМНС также ведутся работы по разработке конструкторско-технологических решений, направленных на повышение эффективности и надежности термоэлектрических модулей как холодильного, так и генераторного назначения, разработке методик измерения физико-механических свойств полупроводниковых термоэлектрических материалов, термоэлементов и термоэлектрических батарей, а также разработке методик контроля технологического процесса их изготовления, включая оценку показателей надежности.

Электрический генератор

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ГЕНЕРАТОР – это электрическая машина, состоящая из двигателя внутреннего сгорания, синхронного генератора, защитного корпуса и автоматики. Электрогенераторы преобразовывают энергию топлива в электрическую. «АГТ» – это генераторы электрического тока, которые применяются не только для постоянного, но и для резервного энергоснабжения. Электрические генераторы способны вырабатывать не только электрический ток, но и тепловую энергию, благодаря системе когенерации, что поднимает общий уровень КПД генератора до 90%.

Содержание

Генераторы электрического тока

ГЕНЕРАТОР ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТОКА – это устройство, которое состоит из двигателя внутреннего сгорания и синхронного генератора. Генераторы постоянного тока существуют нескольких видов: газовые, дизельные, бензиновые. Самые экономичные генераторы, используют в качестве топлива природный газ, ведь себестоимость 1 кВт не превысит 2 рублей. Кроме электрического тока, генератор способен вырабатывать и тепловую энергию, благодаря системе когенерации, установленной на охлаждение рубашки двигателя или на выхлопные газы генератора. Генераторы электрического тока полезны в тех случаях, когда прекращается подача электрической энергии (использование в качестве резервного источника питания) или при постоянном режиме работы для экономии.

Электрогенераторы

ЭЛЕКТРОГЕНЕРАТОР – это электрический прибор, задача которого выработка электро-энергии, путем сжигания топлива. Генераторы можно использовать для снабжения электричеством и теплом дачу, частный дом, стройку, склад или промышленное предприятие.

Читайте так же:
Тепловая мощность тока через плотность тока

По своему назначению электрогенераторы разделяются на следующее применение:

  • Резервный источник электроэнергии (обычно работаю до 12 часов);
  • Постоянная подача электричества и тепла (можно использовать 24 часа в сутки).

Для резервного источника используется бензиновый или дизельный генератор. Его мощность может быть от 10 до 2000 кВт. Выбор происходит в конкретном случае, свой исходя из ваших нужд.

Для постоянной подачи электроэнергии, экономичнее газовых электрогенераторов не существует. В этом случае должна присутствовать газовая магистраль, с лимитами на газ исходя из мощности вашей газовой электростанции. Если магистраль отсутствует, то создать полностью автономную систему электроснабжения, не зависимую от централизованных источников можно при помощи сжиженного газы из баллонов или газгольдера.

Электрические генераторы для дома

Перебои подачи электричества являются основной причиной покупки электрических генераторов для дома, ведь остановка котла отопления или бытовых приборов могут вывести их строя, а вы останетесь без своих любимых благ. Компания «АГТ» рекомендует газовые электрические генераторы «Энергия» (Россия). Их мощность составляет от 10 до 35 кВт, а собираются они на базе двигателя ВАЗ. Такой электрический генератор для дома отличается минимальным уровнем шума, высоким КПД, простым обслуживанием и не дорогими расходными материалами и запасными частями, которые есть в любом автомобильном магазине.

Подключаются генераторы для дома «Энергия» к газовой магистрали, обеспечивая бесперебойность работы и не требуя постоянной заправки топливом. Электрическая электростанция имеет возможность подключения к газгольдеру или баллонам со сжиженным газом, обеспечивая полную автономную работу.

Каждый генератор электрического тока оснащен функциональной системой воздушного охлаждения. Это обеспечивает бесперебойность работы, надежно защищая силовой блок от перегрева. Такое оборудование способно работать длительное время без остановки, около 500 часов. Остановка требуется для замены фильтра и масла. Они собраны в России на высоком уровне и проверены. Поэтому надежность их работы обеспечена.

Электрический генератор переменного тока

Электрический генератор переменного тока – это электрическая машина, основное назначение которой выработка тока. Ток вырабатывается при помощи синхронного генератора, он крепится к двигателю внутреннего сгорания, который работает на разных видах топлива: газ, бензин или дизель.

Устройство электрического генератора включает в себя замкнутый контур, который вращается между полюсами магнита. Замкнутый контур состоит из многовитковой обмотки для получения ЭДС.

Самые экономичные электрические генераторы переменного тока, это газопоршневые установки таких мировых лидеров, как Googol, Perkins, Cummins, Capstore и т.д.

Наши консультанты найдут оптимальный для вас вариант. Мы выдерживаем демократичную ценовую политику и предлагаем различные опции для постоянных клиентов, чтобы сделать наше сотрудничество ещё более выгодным.

Электрический генератор переменного тока включает в себя:

  • Корпус, на котором закреплен статор, имеющий магнитную составляющую с разными полюсами;
  • Статор состоит из обмоток, при вращении которого создается магнитное поле;
  • Ротор с якорем, на котором крепится обмотка самовозбуждения.

Генератор электрической энергии

Электрическая энергия является самой востребованной на сегодняшний день в России. Она может передаваться на большие расстояния с минимальными потерями. При помощи различных устройств и генераторов, электрическую энергию можно преобразовать в тепловую, световую или механическую. Генератором электрической энергии могут выступать электростанции: атомные, гидро, ветряный, солнечные, а так же на разных видах топлива. Самое распространённое топливо (газ, дизель, бензин), на этом топливе работают: газовые турбины, газопоршневые электростанции, дизельные и бензиновые генераторы.

Читайте так же:
Тепловое действие тока механизм применение

Если вы являетесь владельцем частного дома или промышленного предприятия, и ваша задача получить не дорогую тепловую и электрическую энергию, компания «АГТ» рекомендует вам купить газовый генератор электрической энергии. Генераторы на газу имеют единичную мощность от 10 до 4300 кВт. Средний расход газа (природного) 0,35 м³/ч * 1 кВт, моторесурс от 20 000 до 45 000 часов. Тепловая энергия вырабатывается при помощи теплообменного оборудования, а так же котла утилизатора и является побочным продуктом, который для вас полностью бесплатный.

Нужна более подробная информация на электрический генератор?

Москва + 7 (499) 704-24-48
Санкт-Петербург + 7 (812) 389-23-48
Ростов на Дону + 7 (863) 303-48-46
Казань + 7 (843) 202-37-55
Красноярск + 7 (3919) 89-80-89
Краснодар + 7 (8612) 05-69-05
Калининград + 7 (4012) 65-80-99
Самара + 7 (846) 300-23-73
Новосибирск + 7 (383) 207-88-90
Екатеринбург + 7 (343) 226-02-11

Генераторы электрического тока из тепловой энергии

Термоэлектрические генераторы постоянного тока KIBOR предназначены для преобразования тепла в электричество. Мы представляем готовое решение по повышению общего кпд энергетической системы и утилизации избыточного тепла вырабатываемого в тепловых пунктах, котлах и котельных установках, ТЭЦ и ТЭС для выработки электроэнергии, что и позволяет реализовать когенерационные установки.

Термоэлектрический модуль KIBOR электрической мощностью 500 Вт/48 В

Цена 135 000 руб

Основные технические параметры:

Выходная электрическая мощность 500 W
Размеры (Д x Ш x В) 460×400×965 мм
Выходное постоянное напряжение 48 В

Выходной ток 12 А

Внутреннее сопротивление 4,0 Ом
Напряжение холостого хода 96 В

Входная температура и скорость потока (масло) 280℃ 0,25m³ /ч
Температура охлаждения (вода) 30℃ 0,5m³/ч
Диаметр коллектора 1 дюйм
Вес 72,5 кГ

Термоэлектрический генератор постоянного тока KIBOR преобразует бросовую тепловую энергию

высокотемпературные термоэлектрический генератор постоянного тока

в полезную электрическую. Термоэлектрический преобразователь KIBOR состоит из девяти

среднетемпературный преобразователь термоэлектрический

металлических секций. Через 3 секции циркулирует горячее масло, через 6 секций прокачивается

генератор термоэлектрический модуль цена

вода для охлаждения. В задней части модуля находится металлический резервуар с горячим

когенерационные установки цена

маслом. Выходные провода цвет: плюс – красный, минус — черный. Термоэлектрический

когенерационные установки малой мощности

преобразователь может генерировать более 500 Вт если источником тепла является температура более 280℃.

ДОСТОИНСТВА. Термоэлектрический генератор постоянного тока KIBOR:

+ Необслуживаемые системы со сроком службы не менее 10 лет.

+ Круглосуточная выработка электроэнергии.

ОТЗЫВЫ Термоэлектрические генераторы постоянного тока KIBOR

ЗАПРОСЫ, ВОПРОСЫ, ОТВЕТЫ, НОВОСТИ

1. Для каких тепловых станций подходят термоэлектрические генераторы постоянного тока?

— термоэлектрические генераторы подходят для всех типов тепловых станций, где есть температура более 350°С, например: газовые теплостанции, на угле, газотурбинные теплоэлектростанции, бензиновые и дизельные мини электростанции, на биогазе и пеллетах, электростанции на топливных элементах и даже заводы по утилизации мусора (мусоросжигающие заводы), там где можно реализовать когенерационные установки.

2. Какие перспективы применения высокотемпературных среднетемпературных термоэлектрических генераторов постоянного тока?

Читайте так же:
Количество теплоты выделенное проводником с током тем больше

— перспективно применение термоэлектрических генераторов постоянного тока для реализации когенерационных установок в автономных тепло электростанциях на дровах и опилках, ТЭЦ на угле, тепло электрогенераторах на пеллетах и торфе и других энергетических установках по утилизации древесных, бытовых и промышленных отходов.

3. Какой максимальный срок эксплуатации и есть ли скидки на термоэлектрические модули?

Эффективность термоэлектрических генераторов снижается через 10 лет на 5-10%, через 20 лет на 10-20%, через 30 лет снижение более 30%. Скидки на модули при заказе от 10 шт конечно есть!

4. Какие нормативные документы по энергосбережению?

— ФЗ РФ «О теплоснабжении» от 27 июля 2010 г. N 190

статья 3: Обеспечение приоритетного использования комбинированной выработки электрической и тепловой энергии для организации теплоснабжения.

— ФЗ РФ «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации» статья 14

— Постановление Правительства Российской Федерации от 31 декабря 2009 г. № 1225 «О требованиях к региональным и муниципальным программам в области энергосбережения и повышения энергетической эффективности».

Электрические генераторы

Генераторы — электрические машины производящие электроэнергию

Электрогенераторы — это электрические машины, преобразующие механическую энергию в электрическую энергию.

Действие электрических генераторов основано на принципе электромагнитной индукции: в проводе, движущемся в магнитном поле, наводится электродвижущая сила — ЭДС .

Электрические генераторы могут производить как постоянный , так и переменный ток . Слово генератор (generator) переводится с латыни как производитель.

Известными поставщиками генераторов на мировой рынок являются такие компании как: Mecc Alte , ABB , General Electric (GE) , Siemens AG .

Электрические генераторы постоянного тока

Долгое время электрические генераторы постоянного тока были единственными типом источника электроэнергии.

В обмотке якоря генератора постоянного тока индуктируется переменный ток, который преобразуется в постоянный ток электромеханическим выпрямителем — коллектором. Однако процесс выпрямления тока коллектором связан с повышенным износом коллектора и щеток, особенно при большой частоте вращения якоря генератора.

1– коллектор; 2 – щетки; 3 – магнитные полюса; 4 – витки; 5 – вал; 6 – якорь

Генераторы постоянного тока различают по характеру их возбуждения — независимого возбуждения и самовозбуждением. В генераторах с электромагнитным возбуждением обмотка возбуждения, располагаемая на главных полюсах, подключается к независимому источнику питания. Генераторы с магнитоэлектрическим возбуждением возбуждаются постоянными магнитами, из которых изготовляются полюсы машины. Генераторы постоянного тока находят применение в тех отраслях промышленности, где по условиям производства предпочтительным является постоянный ток — на предприятиях металлургической и электролизной промышленности, на транспорте, судах и др. Генераторы постоянного тока используются на электростанциях в качестве возбудителей синхронных генераторов и источников постоянного тока .

Мощность генераторов постоянного тока может достигать десятка мегаватт.

Генераторы переменного тока

Генераторы переменного тока позволяют получать большие токи при достаточно высоком напряжении. В настоящее время имеется несколько типов индукционных генераторов.

Они состоят из электромагнита или постоянного магнита, создающие магнитное поле, и обмотки, в которой индуцируется переменная ЭДС. Так как ЭДС, наводимые в последовательно соединенных витках, складываются, то амплитуда ЭДС индукции в рамке пропорциональна числу витков в ней. Она пропорциональна также амплитуде переменного магнитного потока через каждый виток. Для получения большого магнитного потока в генераторах применяют специальную магнитную систему, состоящую из двух сердечников, сделанных из электротехнической стали. Обмотки, создающие магнитное поле, размещены в пазах одного из сердечников, а обмотки, в которых индуцируется ЭДС, — в пазах другого. Один из сердечников (обычно внутренний) вместе со своей обмоткой вращается вокруг горизонтальной или вертикальной оси. Поэтому он называется ротором.

Читайте так же:
Применение теплового действия электрического тока в жизни

Неподвижный сердечник с его обмоткой называют статором. Зазор между сердечниками статора и ротора делают как можно меньшим. Этим обеспечивается наибольшее значение потока магнитной индукции. В больших промышленных генераторах вращается электромагнит, который является ротором, в то время как обмотки, в которых наводится ЭДС, уложены в пазах статора и остаются неподвижными.

Подводить ток к ротору или отводить его из обмотки ротора во внешнюю цепь приходится при помощи скользящих контактов. Для этого ротор снабжается контактными кольцами, присоединенными к концам его обмотки. Неподвижные пластины — щетки — прижаты к кольцам и осуществляют связь обмотки ротора с внешней цепью. Сила тока в обмотках электромагнита, создающего магнитное поле, значительно меньше силы тока, отдаваемого генератором во внешнюю цепь. Поэтому генерируемый ток удобнее снимать с неподвижных обмоток, а через скользящие контакты подводить сравнительно слабый ток к вращающемуся электромагниту. Этот ток вырабатывается отдельным генератором постоянного тока (возбудителем), расположенным на том же валу.

В маломощных генераторах магнитное поле создается вращающимся постоянным магнитом. В таком случае кольца и щетки вообще не нужны. Появление ЭДС в неподвижных обмотках статора объясняется возникновением в них вихревого электрического поля, порожденного изменением магнитного потока при вращении ротора.

Обмотки возбуждения синхронных генераторов бывают двух типов: с явнополюсными и неявнополюсными роторами. В генераторах с явнополюсными роторами полюса, несущие обмотки возбуждения, выступают из индуктора. Генераторы такого типа рассчитаны на сравнительно низкие частоты вращения, для работы с приводом от поршневых паровых машин, дизельных двигателей, гидротурбин. Паровые и газовые турбины используются для привода синхронных генераторов с неявнополюсными роторами. Ротор такого генератора представляет собой стальную поковку с фрезерованными продольными пазами для витков обмотки возбуждения, которые обычно выполняются в виде медных пластин. Витки закрепляются в пазах, а поверхность ротора шлифуется и полируется для снижения уровня шума и потерь мощности, связанных с сопротивлением воздуха.

Обмотки генераторов по большей части делают трехфазными — на выходных зажимах генератора вырабатываются три синусоидальных напряжения переменного тока, поочередно достигающих своего максимального амплитудного значения. В механике редко встречается подобное сочетание движущихся частей, которые могли бы порождать энергию столь же непрерывно и экономично.

Мощные синхронные генераторы охлаждаются водородом . Современный генератор электрического тока — это внушительное сооружение из медных проводов, изоляционных материалов и стальных конструкций. При размерах в несколько метров важнейшие детали генераторов изготовляются с точностью до миллиметра.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию