Как получить электричество из газа

Как получить электричество из газа

Обновлено: 09.11.2018 10:54

 

Сфера применения газовых генераторов

Генераторы на газу любого типа нужны для аварийного питания дач и домов. Также они могут обеспечивать постоянное энергообеспечение, если домостроение находится далеко от централизованных электросетей участков, там, где прокладка кабеля слишком дорогостоящая. Мощность таких устройств напрямую зависит количества предполагаемых потребителей и схемы использования станции. Например, аварийное питание обычно используется для ограниченного количества объектов потребления. А для основного стоит предусмотреть запас.

 

Делая выбор в пользу газовых электрогенераторов, люди руководствуются экологичной составляющей — они в этом плане превосходят дизельные и бензиновые модели, у них:

• более низкий уровень шума;
• более высокий КП;
• универсальность.

При этом, подключив такой генератор к газовой трубе, можно не беспокоиться о перезапусках и дозаправках. Так, как получить электричество из газа и какую модель выбрать?

Характеристики и преимущества моделей генераторов для дома

В первую очередь при выборе бытового электрогенератора, важно определиться с его режимом работы. Для полного автономного электроснабжение дома подойдут модели, которые конструктивно приспособлены эксплуатироваться в непрерывном режиме и имеют для этого жидкостное охлаждение ДВС. Если выбрать резервные модели, которые применяются в случаях краткосрочных отключений электроэнергии, то важно помнить — их лимит работы не превышает предел 10-20 часов. После этого они нуждаются в несколько часовом перерыве и требуют более частого сервисного обслуживания.

Еще одно важное требование к модели газового генератора для дома — он должен иметь низкий уровень шума, так как обычно такое оборудование размещают в самом доме или рядом с жилым объектом.

Традиционно такие агрегаты имеют кожухи, задача которых — поглощение звуков и рабочей вибрации. Не на последнем месте стоит и внешний вид оборудования, его габариты — генератор должен вписаться в интерьер домостроения, не нарушая его гармонию.

Идеальный вариант — выбор устройства, оснащенного автоматической системой запуска генератора. При необходимости она может переключить на него электросеть частного дома или подключиться к сети общего электропитания, когда генератор будет отключен.

Кроме этого газовый генератор в доме может работать на сжиженном пропан-бутане или метане — природном газе. К магистралям с природным газом подключают все устройства для основного энергоснабжения дома, а для резервных завозят сжиженный газ в баллонах. Современные модели универсальны по большей части — они могут работать на любом виде топлива (даже на бензине), что позволяет получать электроэнергию в любой критической ситуации.

Установки по переработке газа в электричество появятся на 8 полигонах ТБО в Московской области

Источник: Министерство экологии и природопользования Московской области

Генерирующие установки, перерабатывающие свалочный газ в электроэнергию, планируется установить минимум на восьми полигонах твердых коммунальных отходов (ТКО) на территории Подмосковья, говорится в сообщении пресс-службы министерства энергетики Московской области.

Генерирующие объекты, функционирующие на основе возобновляемых источников энергии (свалочный газ, биогаз, щепа), будут установлены на полигонах. Они будут перерабатывать газ в «зеленую» электроэнергию. Первым станет полигон Торбеево, где генерирующую установку запустят уже этой весной.

«Такие объекты, функционирующие на основе использования возобновляемых источников энергии, появятся в Подмосковье впервые. Это позволит получать «зеленое электричество» и улучшить экологическую обстановку в регионе», – отметил министр энергетики региона Александр Самарин.

В период 2018-2019 годов было проведено восемь конкурсных отборов, на основании которых осуществляется реализация проектов по размещению генерирующих объектов, функционирующих на основе возобновляемых источников энергии с общей установленной мощностью 16,36 мегаватт и с общим прогнозируемым объемом вырабатываемой электроэнергии 108,2 миллиона киловатт-часов.

Долги за коммуналку в Подмосковье: взыскание через суд или мировое соглашение>>

Источник: РИАМО Темы: Рекультивация полигонов

Электричество из свалочного газа

Энергия из возобновляемых источников была направлена на замену нынешнего производства энергии из ископаемого топлива.

Свалочный газ имеет большой потенциал для выработки энергии, поскольку содержит от 40 до 60% метана. Использование свалочного газа в качестве топлива для электрогенератора также полезно для снижения выбросов парниковых газов со свалок, в противном случае он будет улетучиваться в атмосферу.

Учитывая растущий спрос на электроэнергию и сокращение потребления ископаемого топлива, возобновляемое топливо следует рассматривать как решение для обеспечения более экологически чистой электростанции.

Наравне со свалочным газом, еще одним новым возобновляемым источником энергии является биогаз, получаемый из отходов. При разложении твердых отходов образуется газ, состоящий из метана и углекислого газа. Метан обладает высоким содержанием энергии, которую можно использовать для выработки электроэнергии.

Процесс разложения органических отходов на свалке приводит к осаждению отходов и побочным продуктам, включающим фильтрат и свалочный газ (СГ). Свалочный газ в основном состоит из метана (40-60%), остальная часть состоит из углекислого газа и следовых газов.

Добыча газа на полигоне ТБО происходит в четыре этапа.

Фаза 1 — это фаза гидролиза, в которой органический субстрат разрушается аэробными бактериями с образованием углекислого газа.

Фаза 2 или фаза ацетогенеза в которой происходит истощение кислорода, и аэробные бактерии продолжают преобразовывать органические соединения и производить больше CO2 и водорода.

Фаза 3 — это метаногенез, когда анаэробные бактерии растут и производят много метана.

Фаза 4 — это стадия раннего созревания, когда добыча газа остается стабильной.

Состав получаемого свалочного газа составляет от 40% до 60% метана и от 40% до 60% углекислого газа. Эти газы будут вырабатываться непрерывно в течение 20 лет и прекратятся, когда полигон будет находиться в стадии созревания.

Затем свалочный газ собирается через пассивную или активную систему. Пассивная система включает скважины, аналогичные скважине подземных вод, где газ поступает в скважину из-за разного давления между полигоном и атмосферой. Активная система включала в себя вакуум в скважине для создания большего потенциала в скважинах и извлечения газа со свалки (Рисунок 1). Затем извлеченный газ очищается с помощью скруббера газа для удаления диоксида углерода и получения свалочного газа.

Рис. 1. активная система сбора газа на свалке

Производство электроэнергии из свалочного газа

Свалочный газ, собранный на полигоне, используется для производства электроэнергии. Газ откачивают и затем подвергают предварительной обработке для удаления CO2 и получения Ch5. Завод по сбору и переработке свалочного газа требует факельной станции для сжигания избыточного производства метана. Энергия из свалочного газа может быть преобразована в систему когенерации или направлена на электростанцию и трубопровод природного газа.

Двигатели для выработки энергии на сжигаемом газе разнообразны, и каждый из них имеет свои достоинства и недостатки. Ниже приведены краткие обзоры некоторых традиционных и современных технологий.

Производство электроэнергии

Три наиболее часто используемые технологии для проектов по выработке электроэнергии на свалочном газе — двигатели внутреннего сгорания, газовые турбины и микротурбины — могут использоваться для проектов самых разных размеров.

Большинство (более 75%) энергетических проектов с использованием свалочного газа, которые производят электричество, используются двигатели внутреннего сгорания, которые хорошо подходят для проектов мощностью от 800 кВт до 3 мегаватт (МВт). Несколько двигателей внутреннего сгорания могут использоваться вместе для проектов мощностью более 3 МВт. Газовые турбины, скорее всего, будут использоваться для крупных проектов, обычно мощностью 5 МВт или больше. Микротурбины, как следует из их названия, намного меньше газовых турбин, с одним блоком мощностью от 30 до 250 кВт и обычно используются для проектов мощностью менее 1 МВт. Небольшие двигатели внутреннего сгорания также доступны для проектов в этом диапазоне размеров.

В городе Газа после авиаударов Израиля пропало электричество :: Общество :: РБК

После ударов израильских военных по сектору Газа некоторые районы города Газа остались без электричества. Об этом сообщает агентство WAFA.

По данным агентства, в городе упало около 20 ракет. Они вызвали разрушения ряда зданий, а также обесточили северный район Римал. В результате обстрела погибли по меньшей мере два человека.

Associated Press со ссылкой на Электрическую компанию Израиля сообщило, что высоковольтные линии, снабжающие сектор Газа электричеством, были повреждены ракетным обстрелом палестинских военных. По данным агентства, на единственной электростанции в центральной части сектора наблюдается нехватка топлива, поэтому в секторе Газа часто происходят отключения электричества примерно на восемь часов. В последнее время периоды отключения электроэнергии увеличились до 12–15 часов в день, передает Associated Press.

Крупнейшее с 2014-го обострение палестино-израильского конфликта. Главное

Ранее ХАМАС запустил ракеты в направлении израильских городов Ашдод и Тель-Авив. В свою очередь, самолеты Военно-воздушных сил Израиля нанесли очередную серию ударов по сектору Газа.

ВИЭ стали в 2020 году главным источником электричества в ЕС, у газа выросла доля | Экономика в Германии и мире: новости и аналитика | DW

В электроэнергетике Европейского Союза произошла смена лидера: крупнейшим производителем электричества стала возобновляемая энергетика. В 2020 году 27 стран Евросоюза впервые получили больше электроэнергии из возобновляемых источников, чем из ископаемых. Доля угля, газа и нефти снизилась до 37%, тогда как ветер, солнце, гидроэнергия и биомасса обеспечили 38% суммарной генерации в ЕС, увеличив объемы производства на 10%.

Ветер и солнце обеспечили пятую часть всей электроэнергии в ЕС

К таким выводам пришли два аналитических центра, специализирующихся на вопросах энергетики и глобального энергетического перехода, — британский Ember и немецкий Agora Energiewende. В совместном докладе, опубликованном 25 января, они подчеркивают, что достигнут «важный рубеж при переходе Европы на чистую энергию». Это уже пятое исследование электроэнергетики ЕС, проведенное двумя организациями.

Титульный лист доклада Ember и Agora Energiewende

Возобновляемые источники энергии (ВИЭ) вышли в лидеры благодаря продолжающемуся быстрому росту ветряной и солнечной энергетики, увеличивших в 2020 году генерацию, несмотря на экономический кризис, соответственно на 9% и 15%. Вместе они обеспечили в прошлом году 19% (почти пятую часть!) всего электричества в ЕС: доля ветра составила 14%, солнца — 5%. Объемы производства в гидроэнергетике остались неизменными, развитие биоэнергетики застопорилось, отмечается в докладе. Добавим, что в Германии доля ВИЭ в прошлом году впервые превысила 50%.

Рост выработки электроэнергии с помощью ВИЭ произошел в ЕС в прошлом году в условиях снижения спроса на электричество на 4%, вызванного пандемией коронавируса и рецессией. Одновременно продолжилось стремительное сокращение производства электроэнергии на угольных электростанциях. За один только 2020 год оно упало на 20%, а по сравнению с 2015 годом снизилось наполовину. В результате доля каменного и бурого угля в генерации электроэнергии в ЕС уменьшилась до 13%.

Доля природного газа в электроэнергетике ЕС достигла 20 процентов

На этом фоне относительно немного — на 4% сократилось производство электроэнергии из природного газа. В докладе указывается, что удержанию позиций способствовали низкие цены на газ и удорожание сертификатов на выбросы CO2 в атмосферу. Это стимулировало энергетические компании активнее использовать голубое топливо: оно выделяет при сжигании значительно меньше парниковых газов, чем уголь.

Несмотря на некоторое сокращение потребления газа в прошлогодних специфических условиях, спрос на него по сравнению с 2015 годом увеличился на 14%, в результате доля газа достигла 20%, указывается в докладе. Получается, что в настоящий момент в Евросоюзе из газа вырабатывается приблизительно столько же электричества, что и с помощью ветра и солнца.

На рекордные 10% упало в 2020 году производство электроэнергии на атомных электростанциях. «Это был самый большой спад с 1990 года и, возможно, за всю историю. Он был даже больше, чем в 2011 году, когда Германия закрыла атомные станции после Фукусимы», — отмечают авторы доклада и объясняют это проблемами на АЭС во Франции и Бельгии, а также закрытием энергоблоков в Швеции и Германии.    

У европейского рынка угля нет перспектив

Доклад Ember и Agora Energiewende в очередной раз подтвердил бесперспективность европейского рынка для российских экспортеров угля – и, соответственно, для железнодорожных и морских перевозок, обслуживающих поставки этого энергоносителя в западном направлении. Потребление энергетического угля падало в 2020 году почти во всех странах ЕС, отмечается в докладе. Особо упоминаются Нидерланды, Греция и Испания, где процесс отказа от угля ускоряется благодаря успешному развитию ветряной и солнечной энергетики.

Отметим, что большинство стран ЕС намерены прекратить использование угля в электроэнергетике к 2030 году. В Германии это должно произойти, согласно принятому закону, самое позднее в 2038 году, однако уже в 2020 году производство электричества на немецких угольных электростанциях сократилось даже несколько больше, чем в среднем по ЕС — на 22%, указывается в докладе. Крупнейшим поставщиком угля в ФРГ является Россия.

«Газпром» конкурирует в Европе с ВИЭ и альтернативными поставщиками

Куда более благоприятными выглядят перспективы для российских экспортеров газа, причем как трубопроводного («Газпром»), так и сжиженного («Новатэк»). Этот энергоноситель увеличивает свою долю на европейском рынке электроэнергии, вместе с ВИЭ вытесняя уголь. В то же время возобновляемая энергетика становится для газа и его поставщиков все более серьезным конкурентом. 

Строительство трубопровода TAP в Греции. В конце 2020 года он вошел в строй

Одной из стран, увеличивших в прошлом году производство электроэнергии на газовых электростанциях, были Нидерланды, говорится в докладе. Эта страна получает российский газ по действующему трубопроводу «Северный поток» и имеет также мощности для приема сжиженного природного газа (СПГ) из России. В то же время именно в Нидерландах в прошлом году наблюдался самый большой рост выработки электроэнергии с помощью ветра и солнца, составивший 40%, подсчитали Ember и Agora Energiewende.

В Польше и Греции газовая генерация в прошлом году тоже выросла. Однако Польша намерена с 2023 года полностью отказаться от поставок «Газпрома» и для этого прокладывает сейчас газопровод из Норвегии Baltic Pipe. А в Грецию, получающую российское голубое топливо по «Турецкому потоку», с этого года поступает и азербайджанский газ из вошедшего в строй газопровода TAP. Так что увеличение доли природного газа в электроэнергетике ЕС вовсе не означает, что это автоматически приведет к увеличению закупок голубого топлива в России.

Смотрите также:

• Альтернативные ландшафты Германии

  Дисен-ам-Аммерзе (Бавария) • На прошлой июльской неделе мы опубликовали этот снимок из Баварии в нашей рубрике «Кадр за кадром» — причем, руководствуясь чисто эстетическими соображениями: не смогли пройти мимо столь живописного ландшафта. Публикация этого пейзажа с солнечными батареями вызвала оживленное обсуждение в соцсетях — о пользе и вреде возобновляемых источников энергии.

• Альтернативные ландшафты Германии

  Лемвердер (Нижней Саксония) • Поэтому сегодня продолжим тему солнечных панелей и ветряков на немецких просторах. На возобновляемые источники в Германии уже приходится более 40 процентов всего объема вырабатываемой электроэнергии.

• Альтернативные ландшафты Германии

  Ульм (Баден-Вюртемберг) • При этом официальная немецкая статистика в этих данных учитывает энергию ветра, солнца, воды, а также получаемую разными путями из биомассы и органической части домашних отходов.

• Альтернативные ландшафты Германии

  Якобсдорф (Бранденбург) • В 2018 году на наземные (оншорные) и морские (офшорные) ветроэнергетические установки и парки в Германии пришлась почти половина всего объема произведенной возобновляемой энергии — 41 % и 8 % соответственно.

• Альтернативные ландшафты Германии

  Пайц (Бранденбург) • Доля солнечных электростанций в этом возобновляемом энергетическом «коктейле» достигла 20 %.

• Альтернативные ландшафты Германии

  Юнде (Нижняя Саксония) • Ровно столько же, то есть 20 % пришлось на использование биомассы в качестве альтернативного источника электрической энергии. Еще три процента дает использование органической части домашних отходов.

• Альтернативные ландшафты Германии

  Хаймбах (Северный Рейн — Вестфалия) • Оставшиеся семь процентов возобновляемой энергии приходятся на ГЭС. Возможности для строительства гидроэлектростанций в Германии ограничены, но используются эти ресурсы уже очень давно. Эту электростанцию в регионе Айфель построили в 1905 году. Оснащенная современными турбинами, она исправно работает до сих пор.

• Альтернативные ландшафты Германии

  Халлиг Хооге (Шлезвиг-Гольштейн) • Для полноты картины приведем расклад по всем источникам в Германии за 2018 год: АЭС — 13,3 %, бурый уголь — 24,1 %, каменный уголь — 14,0 %, природный газ — 7,4 %, ГЭС — 3,2 %, ветер — 20,2%, солнце — 8,5 %, биомасса — 8,3 %.

• Альтернативные ландшафты Германии

  Гарцвайлер (Северный Рейн — Вестфалия) • В 2038 году в Германии намерены полностью отказаться от сжигания бурого угля для получения электроэнергии. Последний атомный реактор, согласно решению федерального правительства, должны вывести из эксплуатации в 2022 году. В прошлом году на АЭС и бурый уголь пришлось более 37 %, которые необходимо будет чем-то замещать.

• Альтернативные ландшафты Германии

  Сиверсдорф (Бранденбург) • По данным на конец 2018 года в Германии насчитывалось более 29 тысяч наземных ветроэнергетических турбин. В прибрежных морских водах Германии расположено еще около 1350 ветряков, однако более четырех десятков из них еще не были подключены в энергетическую сеть.

• Альтернативные ландшафты Германии

  Северное море (Шлезвиг-Гольштейн) • Серьезную проблему представляет необходимость строительства новых энергетических трасс для транспортировки энергии из северных регионов, где ветер дует чаще и сильнее (здесь много таких турбин), к потребителям в западные и южные части Германии.

• Альтернативные ландшафты Германии

  Лебус (Бранденбург) • Эти планы вызывают протесты жителей в тех густонаселенных регионах, по которым линии электропередач должны проходить. В некоторых местах люди требуют убирать высоковольтные ЛЭП под землю.

• Альтернативные ландшафты Германии

  Рюген (Мекленбург — Передняя Померания) • Планы установки новых ветроэнергетических турбин в разных регионах все чаще наталкиваются в Германии на сопротивление со стороны населения. Соответствующие судебные иски часто имеют успех, что уже заметно сказывается на годовых показателях роста отрасли — тем более, что подходящие места становится находить все труднее.

• Альтернативные ландшафты Германии

  Вормс (Рейнланд-Пфальц) • Согласно данным службы Deutsche WindGuard, в 2018 году в Германии было введено в эксплуатацию всего 743 новых ветряка. При этом предыдущий 2017 год оказался рекордным в истории развития этого вида возобновляемой энергии в ФРГ: почти 1849 новых установок.

• Альтернативные ландшафты Германии

  Дассов (Мекленбург — Передняя Померания) • Всего в Германии сейчас насчитывается около тысячи гражданских инициатив, выступающих против строительства новых ветряков. Их сторонники считают, что эти установки разрушают жизненное пространство птиц и летучих мышей, уродуют ландшафты, а инфразвук и прочий постоянный шум этих установок вредит здоровью людей, живущих по соседству.

• Альтернативные ландшафты Германии

  Восточная Фризия (Нижняя Саксония) • Эти инициативы требуют, в частности, в качестве альтернативы рассматривать газовые и паровые электростанции, повышать эффективность угольных станций, а также пересмотреть решение парламента и правительства Германии об отказе от атомной энергии.

• Альтернативные ландшафты Германии

  Зауэрланд (Северный Рейн — Вестфалия) • Представители отрасли обычно указывают на недоказанность негативного влияния инфразвука на здоровье. Что касается гибели птиц из-за ветровых установок, специалисты называют разные цифры, максимум — до 200 тысяч в год в целом по Германии. Для сравнения: в результате столкновений со стеклами окон и фасадов погибает около 18 миллионов птиц в год.

• Альтернативные ландшафты Германии

  Сиверсдорф (Бранденбург) • Летучих мышей гибнет более 100 тысяч в год (по некоторым оценкам, втрое больше) — не только от столкновений с лопастями, но и из-за травм, получаемых в результате завихрений воздуха, когда они пролетают рядом. Много гибнет во время сезонной миграции. Эксперты требуют учитывать эти факторы — в частности, отключать ветряки в часы особой активности летучих мышей.

• Альтернативные ландшафты Германии

  Бедбург-Хау (Северный Рейн — Вестфалия) • Правила выбора мест для ветряков регулируются земельными законами. Например, в Северном Рейне — Вестфалии минимальное расстояние до жилых построек составляет 1500 метров, в Тюрингии — 750 метров. В Баварии это расстояние вычисляется по формуле «Высота установки х 10», то есть, например, два километра между жилыми зданиями и двухсотметровым ветряком.

• Альтернативные ландшафты Германии

  Ренцов (Мекленбург — Передняя Померания) • Дискуссии о развитии возобновляемых источников энергии часто ведутся в Германии эмоционально и будут продолжаться в обозримом будущем. Чтобы повысить готовность населения видеть в окрестностях такие установки, предлагается, в частности, отчислять дополнительную часть доходов конкретным регионам на различные нужные и полезные для местных жителей проекты.

  Автор: Максим Нелюбин

 

Электричество из дождя, плазма против вируса и шахматы по-скандинавски

• Леонид Лунеев
• Би-би-си

15 февраля 2020

В очередной подборке интересных научных новостей недели:

Автор фото, HK Uni

Одна дождинка — это уже свет

Принцип использования воды для выработки электроэнергии не нов. Во всем мире действуют сотни приливных и гидроэлектростанций, однако эффективно утилизировать низкочастотную кинетическую энергию дождевых капель до сих пор не удавалось.

А теперь представьте себе одну-единственную каплю воды, которая вырабатывает достаточно энергии, чтобы зажечь 100 светодиодных лампочек.

«Как показывают наши эксперименты, капля объемом в 100 микролитров, упавшая с высоты в 15 сантиметров, способна выработать ток напряжением в 140 вольт», — утверждает автор проекта, профессор Гонконгского университета Цзуанькай Вон.

Капельные генераторы электричества известны давно, их работа основана на принципе, когда электроэнергия вырабатывается за счет контакта двух материалов, которые при трении обмениваются электронами (вспоминаем эбонитовую палочку).

К сожалению, КПД таких генераторов крайне низок, однако ученым из Гонконга удалось преодолеть этот недостаток.

Изобретатели применили политетрафторэтилен (ПТФЭ), который при ударе по нему капель воды способен постепенно накапливать заряд, совместив его с полевым транзистором из тех, что применяются в современной электронике.

Генератор состоит из двух электродов: один из них сделан из алюминия, другой — из оксида индия и олова и покрыт этим самым ПТФЭ. На нем, собственно, и генерируется заряд.

Падающие капли воды соединяют два электрода и превращают конструкцию в замкнутую электрическую цепь, высвобождая накопленный заряд и вырабатывая электрический ток.

По словам авторов изобретения, их миниэлектростанцию можно строить везде, где жидкость соприкасается с твердой поверхностью, а вода может быть как дождевой, так и морской.

Профессор Вон надеется, что новая технология утилизации водяных капель поможет в решении глобальной проблемы поиска возобновляемых источников энергии.

«Вырабатывая электричество из дождевых капель, мы могли бы поспособствовать гармоничному развитию мира на основе восполнения энергетических ресурсов», — считает он.

Плазмой по вирусу: новый способ борьбы с инфекциями

Автор фото, robertcoeliusmichiganengineeringcommunications-mar

На фоне вспышки китайского коронавируса перед учеными в очередной раз встала задача: как обезопасить людей от заражения в общественных местах.

Маски и фильтры способны решить эту проблему лишь отчасти, поскольку не в состоянии задерживать крошечные вирусы.

В качестве альтернативы ученые из Мичиганского университета предлагают бороться с заразой с помощью низкотемпературного плазменного реактора.

Плазма, или ионизированный газ, — это одно из четырех агрегатных состояний вещества, состоящего не из нейтральных атомов и молекул, а из электронов и заряженных ионов.

Существует сразу несколько теорий относительно того, как плазма низких температур убивает бактерии, однако убить вирус не так просто — хотя бы потому, что он изначально является лишь условно живым.

В ходе экспериментов выяснилось, что удар плазмы обеззараживает воздух на 99%: ДНК вирусов при этом не страдает, но у них пропадает способность к заражению. Ученые объясняют это тем, что плазма окисляет вирусы, отключая у них механизмы, с помощью которых они проникают в клетки.

Врачи пока не знают, почему некоторые вирусы и бактерии, находясь в воздухе, дольше сохраняют способность к заражению, но именно эта способность делает их более опасными. Ведь в замкнутых многолюдных пространствах — к примеру, в салоне самолета, — когда естественная концентрация патогенных частиц долгое время не спадает, опасность распространения инфекции особенно высока.

Поэтому применение плазменного реактора, а по сути — большого вентилятора с плазменной установкой, который способен за доли секунды убить бактерии и нейтрализовать вирусы, могло бы стать эффективным средством борьбы с инфекциями, которые распространяются воздушно-капельным путем.

Смерть на кончике хвоста

Автор фото, Getty Images

Никто уже не сможет с точностью сказать, отчего скончался этот динозавр, живший на территории современного канадского штата Альберта, но 66 миллионов лет назад он в последний раз взмахнул своим могучим хвостом.

Собственно, все, что осталось от этого гадрозавра — гигантского утконосого травоядного ящера, — это 11 хвостовых позвонков. И 8 из них явили ученым признаки болезни, ранее не наблюдавшейся у динозавров, зато встречающейся у современного человека.

«В двух позвонках мы обнаружили большие каверны, — объясняет специалист по эволюционной биологии Тель-Авивского университета Хила Мэй. — И они были очень похожи на каверны, возникающие при клеточном гистиоцитозе Лангерганса (КГЛ) — редком онкологическом заболевании, которое в наши дни встречается у людей».

Автор фото, Assaf Ehrenreich/Tel Aviv University

Результаты микротомографии подтвердили первоначальный диагноз ученых, доказав, что эта редкая форма рака существовала уже в конце позднего мелового периода.

По словам ученых, КГЛ и раньше находили у животных, в частности, у древесных землероек и тигров, но у динозавра признаки этого редкого заболевания выявлены впервые.

В наше время от КГЛ, который сопровождается сильными болями и опухолями, как правило, страдают дети. И хотя в большинстве случаев болезнь удается вылечить, врачи пока что мало знают о том, что именно ее вызывает.

Поэтому специалисты полагают, что открытие КГЛ у динозавров поможет понять эволюционные процессы этого заболевания и то, как динозавры научились с ним справляться и выживать. А это, в свою очередь, может привести к созданию эффективных методов лечения КГЛ.

Шахматы для викингов: партия, которая не закончится добром

Автор фото, Durham University

В промежутках между грабежами и насилием викинги, совершавшие первые набеги на Англию, любили посидеть за настольной игрой.

Об этом ученым из Даремского университета поведала очень редкая археологическая находка, сделанная на острове Линдисфарн у северо-восточного побережья Англии.

Судя по всему, эта фишка из белого и синего стекла размером с небольшую конфету была королем из древней скандинавской игры hnefatafl («Королевский стол»), которая чем-то напоминала шахматы.

Ценность находки заключается в том, что ей около 1200 лет, и это лишь вторая подобная фишка, обнаруженная в Британии.

Впрочем, не все историки убеждены в том, что викинги шли в бой с настольной игрой и фишка выпала из кармана захватчика во время рейда.

«Не исключено, что это была фигура из похожей игры, в которую играли представители элиты в северной Англии еще до того, как там появились викинги», — считает археолог Лиса Уэсткотт Уилкинз.

Если это в самом деле фигура из местной версии игры, то это еще более важно и интересно, поскольку свидетельствует о растущем влиянии скандинавской культуры на монахов Линдисфарна и на всю средневековую Нортумбрию.

Кстати, в этой игре короля тоже нужно защищать от других фигур. Что же касается настоящих шахмат, то первые резные фигурки появились в Европе чуть позже.

И еще это говорит о том, что средневековый Линдисфарн был оживленным местом, а вовсе не скучной и аскетичной обителью монахов, как мы часто представляем времена раннего христианства.

«Только вообразите: викинги, высадившиеся на Линдисфарне, могли, хотя бы теоретически, сыграть с местными монахами партию в игру, которая была известна обеим сторонами, хотя они почти наверняка заспорили бы о том, по чьим правилам играть», — говорит Уэсткотт Уилкинз.

Учёт ресурсов воды, газа, тепла, электричества

Как это работает

Ключевые компоненты системы — умные GSM/GPRS/UMTS-терминалы и облачный сервис управления.

Терминалы подключаются к системам учета на объекте и собирают все данные. Все счётчики и терминалы, установленные на конкретном объекте, заносятся в единую базу.

Данные с приборов учета отправляются на сервер через сети сотовых операторов. Для этого в терминал устанавливаются одна или две SIM-карты.

Все данные принимаются и обрабатываются в облачном сервисе с помощью специального программного обеспечения. Благодаря облачной структуре доступ ко всем данным возможен с компьютера из диспетчерского центра, с ноутбука или планшета с выходом в интернет.

При необходимости встроенное программное обеспечение обновляется удаленно по GPRS (TCP/IP).

Описание

Своевременный и точный сбор данных о потреблении энергии представляет собой большую проблему для поставщиков. Потребители могут несвоевременно сдавать данные, неправильные снимать показания приборов или не использовать приборы учета в принципе. Все это мешает поставщику получать точную картину о том, сколько ресурсов было поставлено и оплачено в итоге. Эту проблему призвана решить интеллектуальная система сбора и анализа данных со средств индивидуальных приборов учёта.

Smart metering — это комплекс аппаратных и программных средств, помогающий автоматизировать получение и обработку информации со средств учета энергии. На индивидуальные приборы учета в домах и квартирах устанавливается интеллектуальная система сбора и передачи данных. Вся информация круглосуточно отправляется по беспроводным или кабельным каналам. Компания «ЕвроМобайл» разрабатывает и внедряет системы учета ресурсов на базе GSM/GPRS/3G-терминалов Robustel M1000 Pro v2 и специализированной информационно-измерительной системы. Вместе они образуют надежный комплекс, основанный на актуальных научно-технических достижениях.

Облачные IoT-технологии позволяют проводить мониторинг работоспособности сетей снабжения, сообщают об аварийных и внештатных ситуациях, автоматически и удаленно снимают показания счётчиков. Система автоматически формирует удобные отчеты. Отчет предельно конкретный и настраивается под индивидуальные нужды.

Поставщик энергоресурсов получает более точные данные о потреблении, своевременно выявляет недочёты и аварии на линии, лучше прогнозирует спрос и анализирует свои ресурсы. Система учета ресурсов позволяет поставщику, ЖКХ или управляющей компании создать прозрачную и управляемую систему поставки.

Возможности

• Возможность учета любых ресурсов: газ, электричество, вода, тепло.
• Формирование отчетов в удобном формате: xml, csv, PDF, MHTML, Excel, TIFF, Word-файл.
• Облачная система интегрируется с распространенными офисным пакетом MS Office, классификатором адресов России (КЛАДР), 1С и Yandex-картами.
• Поддержка всех распространенных моделей счетчиков и вычислителей. Линейка поддерживаемого оборудования постоянно обновляется.
• Все данные регулярно копируются. Архивы могут храниться на личных и локальных ПК.
• Регулярное считывание показаний и просмотр данных счетчика в режиме онлайн.
• Защитой терминалов от перенапряжения и скачков напряжения.
• Терминалы Pro v2 передают данные без преобразования в другой протокол.

Газ на электричество

Природный газ — довольно хороший выбор для обеспечения Австралии стабильным и надежным энергоснабжением 24 часа в сутки (также известный как мощность базовой нагрузки), а также для удовлетворения пиковых потребностей в электроэнергии.

Итак, почему это хороший выбор? И как это помогает? Давайте начнем с самого начала и узнаем, как газ производит электричество…

Есть два основных типа электростанций, которые используются для производства электроэнергии из природного газа.

1. Открытый цикл — природный газ сжигается для получения сжатого газа, который вращает лопатки турбины, соединенной с генератором.Внутри генератора вращаются магниты, заставляя электроны в проводах двигаться, создавая электрический ток, генерируя электричество.
2. Комбинированный цикл — помимо сжигания газа для вращения турбины, электростанции комбинированного цикла также используют отходящее тепло для кипячения воды и производства пара, который приводит в действие вторую турбину, вырабатывая больше электроэнергии. Это означает, что электростанции комбинированного цикла обычно более эффективны, чем электростанции открытого цикла, вырабатывая примерно на 50 процентов больше электроэнергии.

Электростанции с комбинированным циклом обычно используются каждый день для подачи электроэнергии при базовой нагрузке.В то время как станции открытого цикла идеальны в периоды высокого пикового спроса, когда энергосистема работает на пределе своих возможностей, например, в жаркие летние дни.

Это короткое видео объясняет процесс.

Как природный газ используется для производства электроэнергии?

На национальном рынке электроэнергии Австралии природный газ производит около 12 процентов электроэнергии, в то время как большая часть (73 процента) по-прежнему производится из угля, а остальные 15 процентов — из возобновляемых источников энергии. ¹

В отличие от возобновляемых источников энергии, при использовании природного газа для производства электроэнергии выделяются парниковые газы; однако выбросы составляют примерно половину от выбросов, производимых традиционными угольными генераторами. Вот почему газ иногда называют «переходным» или «более чистым энергетическим» топливом.

Производство электроэнергии на национальном рынке электроэнергии Австралии ²

---

Газораспределительная система Восточной Австралии протянулась почти на 74 тысячи километров. ³

---

Для чего используется природный газ Origin?

Помимо использования природного газа для выработки электроэнергии, мы также исследуем и производим его. Фактически, мы являемся одним из крупнейших производителей газа в Австралии и держателями разрешений на запасы газа.

Часть производимого нами газа направляется на наши шесть газовых электростанций для производства электроэнергии. Мы также продаем наш газ бытовым и коммерческим клиентам и другим розничным предприятиям энергоснабжения.

В будущем мы будем переводить часть нашего газа в сжиженный природный газ (СПГ) для зарубежных потребителей.

Узнайте больше о различных типах природного газа и о том, как он образуется здесь.

Ссылки

1. На основе анализа, проведенного Origin Energy, данные о производстве на национальном рынке электроэнергии основаны на отчете о состоянии энергетического рынка за 2014 год, Австралийский регулятор энергетики, стр. 25-28.
2. На основе анализа, проведенного Origin Energy, данные о производстве на национальном рынке электроэнергии основаны на отчете о состоянии энергетического рынка за 2014 год, Australian Energy Regulator, p.25-28.
3. Австралийский орган регулирования энергетики (AER), Отчет о состоянии энергетического рынка 2012, AER.

Электростанция, работающая на природном газе — Энергетическое образование

Рисунок 1. Электростанция Сургут-2 в России является крупнейшей газовой электростанцией в мире. ^[1] (по состоянию на 2019 год)

Электростанции, работающие на природном газе, вырабатывают электроэнергию за счет сжигания природного газа в качестве топлива. Существует много типов электростанций, работающих на природном газе, которые вырабатывают электроэнергию, но служат для разных целей. Все газовые заводы используют газовые турбины; Добавляется природный газ вместе с потоком воздуха, который сгорает и расширяется через эту турбину, заставляя генератор вращать магнит, производя электричество. Из-за второго закона термодинамики в результате этого процесса возникает отходящее тепло. Некоторые заводы по производству природного газа также используют это отработанное тепло, что объясняется ниже.

Электростанции, работающие на природном газе, дешевы и быстро строятся. Они также обладают очень высокой термодинамической эффективностью по сравнению с другими электростанциями.Сжигание природного газа производит меньше загрязняющих веществ, таких как NOx, SOx и твердые частицы, чем уголь и нефть. ^[2] С другой стороны, газовые электростанции имеют значительно более высокие выбросы, чем атомные электростанции. Это означает, что качество воздуха имеет тенденцию улучшаться (т. Е. Уменьшает смог) при переходе на газовые электростанции с угольных электростанций, но атомная энергетика делает еще больше для улучшения качества воздуха.

Несмотря на улучшение качества воздуха, газовые заводы вносят значительный вклад в изменение климата, и этот вклад растет (см. «Загрязняющие вещества против парниковых газов»). ^[3] Электростанции, работающие на природном газе, производят значительное количество углекислого газа, хотя и меньше, чем угольные. С другой стороны, процесс доставки природного газа от места его добычи на электростанции приводит к значительному выбросу метана (природного газа, который просачивается в атмосферу). Пока газовые электростанции используются для производства электроэнергии, их выбросы будут опасным образом нагревать планету.

Типы

Есть два типа электростанций, работающих на природном газе: Газовые установки простого цикла и Газовые установки комбинированного цикла .Первый состоит из газовой турбины, соединенной с генератором, а второй состоит из установки простого цикла в сочетании с другим двигателем внешнего сгорания, работающим по циклу Ренкина — отсюда и название «комбинированный цикл».

Простой цикл проще, но менее эффективен, чем комбинированный. Однако электростанции простого цикла могут работать быстрее, чем угольные электростанции или атомные электростанции. Это означает, что их можно включать и выключать быстрее, чтобы удовлетворить потребности общества в электроэнергии. ^[4] Часто используется в сети с ветроэнергетикой и солнечной энергией, его цель — удовлетворить меняющиеся потребности общества в электроэнергии, известные как пиковая мощность. Установки с комбинированным циклом более эффективны, поскольку в них используются горячие выхлопные газы, которые в противном случае были бы выведены из системы. Эти выхлопные газы используются для превращения воды в пар, который затем может вращать другую турбину и производить больше электроэнергии. Тепловой КПД комбинированного цикла может достигать 60%. ^[5] Кроме того, эти станции производят одну треть отработанного тепла станции с КПД 33% (например, типичная атомная электростанция или старая угольная электростанция).Дополнительную информацию см. На странице термического КПД.

Стоимость электростанций с комбинированным циклом обычно выше, поскольку их строительство и эксплуатация стоят дороже. По оценкам EIA, стоимость установки простого цикла составляет около 389 долларов США / кВт, тогда как стоимость электростанций комбинированного цикла составляет 500-550 долларов США / кВт. ^[6]

На использование природного газа приходится около 23% мирового производства электроэнергии (см. Визуализацию данных ниже). Он уступает только углю, и ожидается, что в ближайшие годы доля природного газа будет расти.Это означает, что вклад природного газа в изменение климата будет продолжать расти.

Эксплуатация

Газовые турбины теоретически просты и состоят из трех основных частей, как показано на рисунке 2: ^[7]

1. Компрессор: Забирает воздух снаружи турбины и увеличивает его давление.
2. Камера сгорания: Сжигает топливо и производит газ под высоким давлением и высокой скоростью.
3. Турбина: Отводит энергию из газа, поступающего из камеры сгорания.

Рисунок 2. Схема газотурбинного двигателя. ^[8]

Комбинированный цикл

Простой цикл здесь останавливается, однако комбинированный цикл выходит за рамки этого, чтобы использовать больше энергии, создаваемой при сгорании. Выхлопные газы направляются к следующему агрегату, называемому парогенератором-утилизатором (HRSG). ^[9] HRSG — это, по сути, теплообменник, в котором горячие газы превращают предварительно нагретую воду в пар. Затем пар расширяется через турбину, вырабатывая электричество.Как только пар проходит, он конденсируется и возвращается в цикл.

Когенерация

Установки, работающие на природном газе, вырабатывают отходящее тепло, как и все тепловые двигатели. Иногда это отработанное тепло улавливается для обогрева домов или для промышленного использования. Этот процесс известен как когенерация.

Производство электроэнергии в мире: природный газ

На карте ниже показано, из каких первичных источников энергии разные страны производят электроэнергию. Природный газ отображается красным цветом. Нажмите на регион, чтобы увеличить группу стран, затем нажмите на страну, чтобы увидеть, откуда поступает электричество.Известные страны включают США, Россию, Саудовскую Аравию и Иран.

Для дальнейшего чтения

Список литературы

1. ↑ Wikimedia Commons [Online], Доступно: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/2/2e/Surgut_%28060%29.jpg
2. ↑ Исследовательский отчет Института права окружающей среды, «Чистая энергия — преимущества и издержки перехода от угольной генерации к современным энергетическим технологиям», 2-е издание, май 2001 г.
3. ↑ Выбросы углекислого газа и метана не включены в качество воздуха.При сжигании природного газа выделяются оба фактора, поэтому он способствует изменению климата, улучшая при этом качество воздуха.
4. ↑ Т. Джонсон и Д. Кейт, «Ископаемое электричество и секвестрация CO2: как цены на природный газ, начальные условия и модернизация определяют стоимость контроля выбросов CO2», Energy Policy, vol. 32, нет. 3. С. 367-382, 2004.
5. ↑ Siemens, Отчет об эффективности электростанции с комбинированным циклом [Онлайн], Доступно: http://www.siemens.com/innovation/en/news/2011/efficiency-record-of-combined-cycle-power-plant .htm
6. ↑ Пол Бриз. (2005) Power Generation Technologies [Электронная книга], Доступно: https://books.google.co.uk/books?id=D9qSDgTbRZoC&pg=PA59&dq=%22Simple+cycle+combustion+turbine%22&hl=en&sa=X&ei= 8A4sUYaND4vA9QSSqIDIDw # v = onepage & q =% 22Simple% 20cycle% 20combustion% 20turbine% 22 & f = false
7. ↑ Brain, Marshall. «Как работают газотурбинные двигатели» 01 апреля 2000 г. HowStuffWorks.com. [Онлайн], доступно: 28 мая 2015 г.
8. ↑ Wikimedia Commons [Online], доступно: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/4/4c/Jet_engine.svg
9. ↑ Wartsila, Установка комбинированного цикла для производства электроэнергии: Введение [Online], Доступно: http://www.wartsila.com/power-plants/learning-center/technical-comparisons/combined-cycle-plant-for- производство электроэнергии

Электростанция, работающая на природном газе — Энергетическое образование

Рисунок 1. Электростанция Сургут-2 в России является крупнейшей газовой электростанцией в мире. ^[1] (по состоянию на 2019 год)

Электростанции, работающие на природном газе, вырабатывают электроэнергию за счет сжигания природного газа в качестве топлива. Существует много типов электростанций, работающих на природном газе, которые вырабатывают электроэнергию, но служат для разных целей. Все газовые заводы используют газовые турбины; Добавляется природный газ вместе с потоком воздуха, который сгорает и расширяется через эту турбину, заставляя генератор вращать магнит, производя электричество. Из-за второго закона термодинамики в результате этого процесса возникает отходящее тепло.Некоторые заводы по производству природного газа также используют это отработанное тепло, что объясняется ниже.

Электростанции, работающие на природном газе, дешевы и быстро строятся. Они также обладают очень высокой термодинамической эффективностью по сравнению с другими электростанциями. Сжигание природного газа производит меньше загрязняющих веществ, таких как NOx, SOx и твердые частицы, чем уголь и нефть. ^[2] С другой стороны, газовые электростанции имеют значительно более высокие выбросы, чем атомные электростанции. Это означает, что качество воздуха имеет тенденцию к улучшению (т. Е.уменьшает смог) при переходе на природный газ с угольных электростанций, но атомная энергетика делает еще больше для улучшения качества воздуха.

Несмотря на улучшение качества воздуха, газовые заводы вносят значительный вклад в изменение климата, и этот вклад растет (см. «Загрязняющие вещества против парниковых газов»). ^[3] Электростанции, работающие на природном газе, производят значительное количество углекислого газа, хотя и меньше, чем угольные. С другой стороны, процесс доставки природного газа от места его добычи на электростанции приводит к значительному выбросу метана (природного газа, который просачивается в атмосферу).Пока газовые электростанции используются для производства электроэнергии, их выбросы будут опасным образом нагревать планету.

Типы

Есть два типа электростанций, работающих на природном газе: Газовые установки простого цикла и Газовые установки комбинированного цикла . Первый состоит из газовой турбины, соединенной с генератором, а второй состоит из установки простого цикла в сочетании с другим двигателем внешнего сгорания, работающим по циклу Ренкина — отсюда и название «комбинированный цикл».

Простой цикл проще, но менее эффективен, чем комбинированный. Однако электростанции простого цикла могут работать быстрее, чем угольные электростанции или атомные электростанции. Это означает, что их можно включать и выключать быстрее, чтобы удовлетворить потребности общества в электроэнергии. ^[4] Часто используется в сети с ветроэнергетикой и солнечной энергией, его цель — удовлетворить меняющиеся потребности общества в электроэнергии, известные как пиковая мощность. Установки с комбинированным циклом более эффективны, поскольку в них используются горячие выхлопные газы, которые в противном случае были бы выведены из системы.Эти выхлопные газы используются для превращения воды в пар, который затем может вращать другую турбину и производить больше электроэнергии. Тепловой КПД комбинированного цикла может достигать 60%. ^[5] Кроме того, эти станции производят одну треть отработанного тепла станции с КПД 33% (например, типичная атомная электростанция или старая угольная электростанция). Дополнительную информацию см. На странице термического КПД.

Стоимость электростанций с комбинированным циклом обычно выше, поскольку их строительство и эксплуатация стоят дороже.По оценкам EIA, стоимость установки простого цикла составляет около 389 долларов США / кВт, тогда как стоимость электростанций комбинированного цикла составляет 500-550 долларов США / кВт. ^[6]

На использование природного газа приходится около 23% мирового производства электроэнергии (см. Визуализацию данных ниже). Он уступает только углю, и ожидается, что в ближайшие годы доля природного газа будет расти. Это означает, что вклад природного газа в изменение климата будет продолжать расти.

Эксплуатация

Газовые турбины теоретически просты и состоят из трех основных частей, как показано на рисунке 2: ^[7]

1. Компрессор: Забирает воздух снаружи турбины и увеличивает его давление.
2. Камера сгорания: Сжигает топливо и производит газ под высоким давлением и высокой скоростью.
3. Турбина: Отводит энергию из газа, поступающего из камеры сгорания.

Рисунок 2. Схема газотурбинного двигателя. ^[8]

Комбинированный цикл

Простой цикл здесь останавливается, однако комбинированный цикл выходит за рамки этого, чтобы использовать больше энергии, создаваемой при сгорании. Выхлопные газы направляются к следующему агрегату, называемому парогенератором-утилизатором (HRSG). ^[9] HRSG — это, по сути, теплообменник, в котором горячие газы превращают предварительно нагретую воду в пар. Затем пар расширяется через турбину, вырабатывая электричество. Как только пар проходит, он конденсируется и возвращается в цикл.

Когенерация

Установки, работающие на природном газе, вырабатывают отходящее тепло, как и все тепловые двигатели. Иногда это отработанное тепло улавливается для обогрева домов или для промышленного использования. Этот процесс известен как когенерация.

Производство электроэнергии в мире: природный газ

На карте ниже показано, из каких первичных источников энергии разные страны производят электроэнергию.Природный газ отображается красным цветом. Нажмите на регион, чтобы увеличить группу стран, затем нажмите на страну, чтобы увидеть, откуда поступает электричество. Известные страны включают США, Россию, Саудовскую Аравию и Иран.

Для дальнейшего чтения

Список литературы

1. ↑ Wikimedia Commons [Online], Доступно: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/2/2e/Surgut_%28060%29.jpg
2. ↑ Исследовательский отчет Института права окружающей среды, «Чистая энергия — преимущества и издержки перехода от угольной генерации к современным энергетическим технологиям», 2-е издание, май 2001 г.
3. ↑ Выбросы углекислого газа и метана не включены в качество воздуха. При сжигании природного газа выделяются оба фактора, поэтому он способствует изменению климата, улучшая при этом качество воздуха.
4. ↑ Т. Джонсон и Д. Кейт, «Ископаемое электричество и секвестрация CO2: как цены на природный газ, начальные условия и модернизация определяют стоимость контроля выбросов CO2», Energy Policy, vol. 32, нет. 3. С. 367-382, 2004.
5. ↑ Сименс, Отчет об эффективности парогазовой электростанции [Онлайн], Доступно: http: // www.siemens.com/innovation/en/news/2011/efficiency-record-of-combined-cycle-power-plant.htm
6. ↑ Пол Бриз. (2005) Power Generation Technologies [Электронная книга], Доступно: https://books.google.co.uk/books?id=D9qSDgTbRZoC&pg=PA59&dq=%22Simple+cycle+combustion+turbine%22&hl=en&sa=X&ei= 8A4sUYaND4vA9QSSqIDIDw # v = onepage & q =% 22Simple% 20cycle% 20combustion% 20turbine% 22 & f = false
7. ↑ Brain, Marshall. «Как работают газотурбинные двигатели» 01 апреля 2000 г.HowStuffWorks.com. [Online], доступно: 28 мая 2015 г.
8. ↑ Wikimedia Commons [Online], доступно: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/4/4c/Jet_engine.svg
9. ↑ Wartsila, Установка комбинированного цикла для производства электроэнергии: Введение [Online], Доступно: http://www.wartsila.com/power-plants/learning-center/technical-comparisons/combined-cycle-plant-for- производство электроэнергии

Электростанция, работающая на природном газе — Энергетическое образование

Рисунок 1.Электростанция Сургут-2 в России — крупнейшая газовая электростанция в мире. ^[1] (по состоянию на 2019 год)

Электростанции, работающие на природном газе, вырабатывают электроэнергию за счет сжигания природного газа в качестве топлива. Существует много типов электростанций, работающих на природном газе, которые вырабатывают электроэнергию, но служат для разных целей. Все газовые заводы используют газовые турбины; Добавляется природный газ вместе с потоком воздуха, который сгорает и расширяется через эту турбину, заставляя генератор вращать магнит, производя электричество.Из-за второго закона термодинамики в результате этого процесса возникает отходящее тепло. Некоторые заводы по производству природного газа также используют это отработанное тепло, что объясняется ниже.

Электростанции, работающие на природном газе, дешевы и быстро строятся. Они также обладают очень высокой термодинамической эффективностью по сравнению с другими электростанциями. Сжигание природного газа производит меньше загрязняющих веществ, таких как NOx, SOx и твердые частицы, чем уголь и нефть. ^[2] С другой стороны, газовые электростанции имеют значительно более высокие выбросы, чем атомные электростанции.Это означает, что качество воздуха имеет тенденцию улучшаться (т. Е. Уменьшает смог) при переходе на газовые электростанции с угольных электростанций, но атомная энергетика делает еще больше для улучшения качества воздуха.

Несмотря на улучшение качества воздуха, газовые заводы вносят значительный вклад в изменение климата, и этот вклад растет (см. «Загрязняющие вещества против парниковых газов»). ^[3] Электростанции, работающие на природном газе, производят значительное количество углекислого газа, хотя и меньше, чем угольные. С другой стороны, процесс доставки природного газа от места его добычи на электростанции приводит к значительному выбросу метана (природного газа, который просачивается в атмосферу).Пока газовые электростанции используются для производства электроэнергии, их выбросы будут опасным образом нагревать планету.

Типы

Есть два типа электростанций, работающих на природном газе: Газовые установки простого цикла и Газовые установки комбинированного цикла . Первый состоит из газовой турбины, соединенной с генератором, а второй состоит из установки простого цикла в сочетании с другим двигателем внешнего сгорания, работающим по циклу Ренкина — отсюда и название «комбинированный цикл».

Простой цикл проще, но менее эффективен, чем комбинированный. Однако электростанции простого цикла могут работать быстрее, чем угольные электростанции или атомные электростанции. Это означает, что их можно включать и выключать быстрее, чтобы удовлетворить потребности общества в электроэнергии. ^[4] Часто используется в сети с ветроэнергетикой и солнечной энергией, его цель — удовлетворить меняющиеся потребности общества в электроэнергии, известные как пиковая мощность. Установки с комбинированным циклом более эффективны, поскольку в них используются горячие выхлопные газы, которые в противном случае были бы выведены из системы.Эти выхлопные газы используются для превращения воды в пар, который затем может вращать другую турбину и производить больше электроэнергии. Тепловой КПД комбинированного цикла может достигать 60%. ^[5] Кроме того, эти станции производят одну треть отработанного тепла станции с КПД 33% (например, типичная атомная электростанция или старая угольная электростанция). Дополнительную информацию см. На странице термического КПД.

Стоимость электростанций с комбинированным циклом обычно выше, поскольку их строительство и эксплуатация стоят дороже.По оценкам EIA, стоимость установки простого цикла составляет около 389 долларов США / кВт, тогда как стоимость электростанций комбинированного цикла составляет 500-550 долларов США / кВт. ^[6]

На использование природного газа приходится около 23% мирового производства электроэнергии (см. Визуализацию данных ниже). Он уступает только углю, и ожидается, что в ближайшие годы доля природного газа будет расти. Это означает, что вклад природного газа в изменение климата будет продолжать расти.

Эксплуатация

Газовые турбины теоретически просты и состоят из трех основных частей, как показано на рисунке 2: ^[7]

1. Компрессор: Забирает воздух снаружи турбины и увеличивает его давление.
2. Камера сгорания: Сжигает топливо и производит газ под высоким давлением и высокой скоростью.
3. Турбина: Отводит энергию из газа, поступающего из камеры сгорания.

Рисунок 2. Схема газотурбинного двигателя. ^[8]

Комбинированный цикл

Простой цикл здесь останавливается, однако комбинированный цикл выходит за рамки этого, чтобы использовать больше энергии, создаваемой при сгорании. Выхлопные газы направляются к следующему агрегату, называемому парогенератором-утилизатором (HRSG). ^[9] HRSG — это, по сути, теплообменник, в котором горячие газы превращают предварительно нагретую воду в пар. Затем пар расширяется через турбину, вырабатывая электричество. Как только пар проходит, он конденсируется и возвращается в цикл.

Когенерация

Установки, работающие на природном газе, вырабатывают отходящее тепло, как и все тепловые двигатели. Иногда это отработанное тепло улавливается для обогрева домов или для промышленного использования. Этот процесс известен как когенерация.

Производство электроэнергии в мире: природный газ

На карте ниже показано, из каких первичных источников энергии разные страны производят электроэнергию.Природный газ отображается красным цветом. Нажмите на регион, чтобы увеличить группу стран, затем нажмите на страну, чтобы увидеть, откуда поступает электричество. Известные страны включают США, Россию, Саудовскую Аравию и Иран.

Для дальнейшего чтения

Список литературы

1. ↑ Wikimedia Commons [Online], Доступно: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/2/2e/Surgut_%28060%29.jpg
2. ↑ Исследовательский отчет Института права окружающей среды, «Чистая энергия — преимущества и издержки перехода от угольной генерации к современным энергетическим технологиям», 2-е издание, май 2001 г.
3. ↑ Выбросы углекислого газа и метана не включены в качество воздуха. При сжигании природного газа выделяются оба фактора, поэтому он способствует изменению климата, улучшая при этом качество воздуха.
4. ↑ Т. Джонсон и Д. Кейт, «Ископаемое электричество и секвестрация CO2: как цены на природный газ, начальные условия и модернизация определяют стоимость контроля выбросов CO2», Energy Policy, vol. 32, нет. 3. С. 367-382, 2004.
5. ↑ Сименс, Отчет об эффективности парогазовой электростанции [Онлайн], Доступно: http: // www.siemens.com/innovation/en/news/2011/efficiency-record-of-combined-cycle-power-plant.htm
6. ↑ Пол Бриз. (2005) Power Generation Technologies [Электронная книга], Доступно: https://books.google.co.uk/books?id=D9qSDgTbRZoC&pg=PA59&dq=%22Simple+cycle+combustion+turbine%22&hl=en&sa=X&ei= 8A4sUYaND4vA9QSSqIDIDw # v = onepage & q =% 22Simple% 20cycle% 20combustion% 20turbine% 22 & f = false
7. ↑ Brain, Marshall. «Как работают газотурбинные двигатели» 01 апреля 2000 г.HowStuffWorks.com. [Online], доступно: 28 мая 2015 г.
8. ↑ Wikimedia Commons [Online], доступно: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/4/4c/Jet_engine.svg
9. ↑ Wartsila, Установка комбинированного цикла для производства электроэнергии: Введение [Online], Доступно: http://www.wartsila.com/power-plants/learning-center/technical-comparisons/combined-cycle-plant-for- производство электроэнергии

»В электричестве используется природный газ.org

Электрооборудование

Природный газ, благодаря своей природе экологически чистого горения, стал очень популярным топливом для производства электроэнергии. В 1970-х и 1980-х годах для большинства производителей электроэнергии были выбраны крупные угольные или атомные электростанции. Однако из-за экономических, экологических и технологических изменений природный газ стал предпочтительным топливом для новых электростанций, построенных с 1990-х годов. Фактически, Управление энергетической информации (EIA) оценивает, что в период с 2009 по 2015 год 96 человек.В США будет добавлено 65 гигаватт (ГВт) новых электрических мощностей, из которых более 20 процентов, или 21,2 ГВт, будет добавлено к природному газу. На приведенном ниже графике показано, как, согласно EIA, к 2035 году производство электроэнергии на природном газе будет составлять 80 процентов от всех добавленных мощностей по выработке электроэнергии.

Источник: EIA Annual Energy Outlook 2010

У такой растущей зависимости от природного газа для производства электроэнергии есть много причин.Хотя уголь является самым дешевым ископаемым топливом для производства электроэнергии, он также является самым грязным, выбрасывая в воздух самые высокие уровни загрязняющих веществ. По сути, электроэнергетика традиционно была одной из самых загрязняющих отраслей в Соединенных Штатах. Нормы, регулирующие выбросы электростанций, вынудили эти электрогенераторы разработать новые методы производства энергии, уменьшив при этом ущерб окружающей среде. Новые технологии позволили природному газу играть все более важную роль в экологически чистом производстве электроэнергии.Щелкните ссылку, чтобы получить дополнительную информацию об экологических преимуществах природного газа, включая его роль в качестве экологически чистого источника энергии для производства электроэнергии.

Парогенераторы

Природный газ можно использовать для выработки электроэнергии различными способами. Самая простая генерация электроэнергии на природном газе состоит из парогенератора, где ископаемое топливо сжигается в котле для нагрева воды и производства пара, который затем вращает турбину для выработки электроэнергии.Для этого процесса можно использовать природный газ, хотя эти базовые парогенераторы более типичны для крупных угольных или атомных электростанций. Эти базовые парогенераторы обладают довольно низкой энергоэффективностью. Как правило, только от 33 до 35 процентов тепловой энергии, используемой для генерации пара, преобразуется в электрическую энергию в этих типах агрегатов.

Централизованная газотурбинная генерирующая станция

Источник: Национальная лаборатория энергетических технологий, DOE

Централизованные газовые турбины

Газовые турбины и двигатели внутреннего сгорания также используются для выработки электроэнергии.В этих типах агрегатов, вместо нагрева пара для вращения турбины, горячие газы от сжигания ископаемого топлива (особенно природного газа) используются для вращения турбины и выработки электроэнергии. Газотурбинные установки и установки с двигателями внутреннего сгорания традиционно используются в первую очередь для работы при пиковых нагрузках, поскольку их можно быстро и легко включить. Эти заводы стали популярнее благодаря достижениям в технологиях и доступности природного газа. Однако они по-прежнему традиционно несколько менее эффективны, чем большие паровые электростанции.

Установки комбинированного цикла

Система поршневого двигателя

Источник: EnergySolutionsCenter.org

Многие из новых электростанций, работающих на природном газе, известны как блоки с комбинированным циклом. В этих типах генерирующих объектов есть и газовая турбина, и паровая установка, все в одном. Газовая турбина работает почти так же, как обычная газовая турбина, используя горячие газы, выделяющиеся при сжигании природного газа, для вращения турбины и выработки электроэнергии.В установках с комбинированным циклом отработанное тепло газотурбинного процесса направляется на выработку пара, который затем используется для выработки электроэнергии во многом подобно паровой установке. Благодаря такому эффективному использованию тепловой энергии, выделяемой из природного газа, парогазовые установки намного более эффективны, чем паровые установки или газовые турбины в отдельности. Фактически, парогазовые установки могут достигать теплового КПД от 50 до 60 процентов.

Распределенная генерация

Предлагаемая электростанция комбинированного цикла, работающая на природном газе, в Нью-Йорке

Источник: New York Power Authority

До недавнего времени методы производства электроэнергии обсуждались в контексте крупных централизованных электростанций.Однако с развитием технологий наблюдается тенденция к так называемой «распределенной генерации». Распределенная генерация относится к размещению индивидуальных, меньших по размеру электрических генерирующих блоков в жилых, коммерческих и промышленных зонах использования. Эти небольшие электростанции, которые в основном работают на природном газе, работают с небольшими газовыми турбинами, двигателями внутреннего сгорания или топливными элементами, работающими на природном газе.

Распределенная генерация может принимать различные формы: от небольших генераторов с малой мощностью, используемых для резервирования электроэнергии, получаемой от централизованных электроэнергетических компаний, до более крупных независимых генераторов, которые вырабатывают достаточно электроэнергии для питания всего завода.Распределенная генерация привлекательна тем, что предлагает электричество, которое более надежно, более эффективно и дешевле, чем покупательная способность у централизованного коммунального предприятия. Распределенная генерация также позволяет усилить местный контроль над электроснабжением и сократить потери электроэнергии при передаче. Ниже рассматриваются различные формы распределенной генерации, работающей на природном газе.

Природный газ — один из ведущих источников энергии для распределенной генерации. Благодаря разветвленной инфраструктуре поставок природного газа и экологическим преимуществам использования природного газа, он является одним из ведущих вариантов для производства электроэнергии на месте.Есть несколько способов использования природного газа на месте для выработки электроэнергии. Топливные элементы, газовые поршневые двигатели, промышленные турбины, работающие на природном газе, и микротурбины — все это популярные формы использования природного газа для электроснабжения на местах.

Промышленные турбины, работающие на природном газе

Промышленные турбины, работающие на природном газе, работают по той же концепции, что и более крупные централизованные газотурбинные генераторы, описанные выше. Однако вместо того, чтобы располагаться на централизованной установке, эти турбины располагаются в непосредственной близости от того места, где будет использоваться вырабатываемая электроэнергия.Промышленные турбины, вырабатывающие электричество за счет использования газа с высокой температурой и высоким давлением для вращения турбины, генерирующей ток, компактны, легки, легко запускаются и просты в эксплуатации. Этот тип распределенной генерации обычно используется в средних и крупных учреждениях, таких как университеты, больницы, коммерческие здания и промышленные предприятия, и может достигать эффективности до 58 процентов.

В отличие от распределенной генерации тепло, которое обычно теряется в виде отработанной энергии, можно легко использовать для выполнения других функций, таких как питание котла или обогрев помещений.Это известно как системы комбинированного производства тепла и электроэнергии (ТЭЦ). Эти системы используют тепло, которое обычно теряется в процессе выработки электроэнергии, тем самым повышая энергоэффективность всей системы.

Кроме того, местные газовые турбины могут использоваться в блоке с комбинированным циклом, как обсуждалось выше. Благодаря преимуществам этих типов генераторных установок, проводится большое количество исследований по разработке более эффективных и современных газовых турбин для распределенной генерации.

Для получения дополнительной информации о природном газе как топливе для выработки электроэнергии щелкните здесь, чтобы просмотреть исследование Ассоциации поставщиков природного газа.

Газовая микротурбина

Источник: Национальная лаборатория Окриджа

Микротурбины

Микротурбины — это уменьшенные версии промышленных газовых турбин. Как следует из названия, эти генерирующие установки очень малы и обычно имеют относительно небольшую электрическую мощность.Эти типы систем распределенной генерации способны производить от 25 до 500 киловатт (кВт) электроэнергии и лучше всего подходят для жилых или небольших коммерческих единиц.

Преимущества микротурбин: очень компактный размер (примерно такой же, как у холодильника), небольшое количество движущихся частей, легкий вес, низкая стоимость и повышенная эффективность. Используя новые методы утилизации отходящего тепла, микротурбины могут достигать КПД до 80 процентов.

Поршневые двигатели, работающие на природном газе

Газовый поршневой двигатель

Источник: Национальная лаборатория энергетических технологий, DOE

Поршневые двигатели, работающие на природном газе, также используются для выработки электроэнергии на месте.Эти типы двигателей также широко известны как двигатели внутреннего сгорания. Они преобразуют энергию, содержащуюся в ископаемом топливе, в механическую энергию, которая вращает поршень для выработки электричества. Поршневые двигатели, работающие на природном газе, обычно вырабатывают мощность от менее 5 кВт до 7 мегаватт (МВт), что означает, что они могут использоваться в качестве небольшого резервного генератора в жилых помещениях для генератора базовой нагрузки в промышленных условиях. Эти двигатели обеспечивают КПД от 25 до 45 процентов, а также могут использоваться в системе ТЭЦ для повышения энергоэффективности.

Топливные элементы становятся все более важной технологией для производства электроэнергии. Они очень похожи на аккумуляторные батареи, за исключением того, что вместо использования электрического зарядного устройства они используют топливо, такое как природный газ, для выработки электроэнергии, даже когда они используются. Топливные элементы для распределенной генерации предлагают множество преимуществ и являются захватывающей областью инноваций и исследований для приложений распределенной генерации.

Электроэнергия от газа | Газовая установка

Благодаря постоянным инвестициям в исследования и разработки, газовые двигатели Jenbacher остаются лидерами рынка газовых двигателей.Двигатели очень эффективны при преобразовании энергии газа в полезную электрическую мощность. В случае локального использования тепла альтернативная комбинированная теплоэнергетическая конфигурация может быть более полезной конфигурацией двигателя.

Преимущества электроэнергии с высоким КПД

Высокая эффективность означает:

• Пониженный расход топлива
• Сниженные выбросы
• Снижение эксплуатационных расходов на каждый произведенный киловатт-час

Производство электроэнергии

Газовый двигатель Jenbacher соединен с электрическим генератором с помощью приводной муфты для производства электроэнергии, обычно в качестве генераторной установки.Генератор соединен с электрическим выключателем, чтобы подключить его к электрической системе объекта. Этот автоматический выключатель используется для синхронизации генератора с сетью, если он должен работать параллельно с сетью. Двигатель вращается с постоянной скоростью 1500 оборотов в минуту независимо от нагрузки. Генератор имеет 4 полюса, которые при 1500 оборотах в минуту работают с частотой 50 Гц, чтобы соответствовать частоте сети, или 1600 об / мин / 60 Гц (США)

Типы электрогенераторов

Электрогенерирующие установки бывают двух основных видов:

• Стабильная базовая нагрузка (постоянная) поколение
• Электроэнергия пиковая

Электроэнергия при базовой нагрузке Генерация при базовой нагрузке полезна там, где есть стабильный источник топлива, такой как природный газ, свалочный газ или угольный газ для питания генераторов.Газовые двигатели Jenbacher известны своей надежностью в полевых условиях и при работе с тяжелыми газами. Производство только электроэнергии обычно происходит там, где нет местной потребности в обогреве и охлаждении. Вырабатываемая энергия может быть либо экспортирована в местную электрическую сеть, либо, в качестве альтернативы, использоваться в автономном режиме для питания местных объектов.

Электрические пиковые станции Электрические пиковые станции, также называемые установками пиковых значений, представляют собой электростанции, разработанные для того, чтобы помочь уравновесить колеблющиеся потребности электросети.Пиковые станции обычно работают в режиме ожидания, а затем, когда наблюдается пик спроса на электроэнергию из электросети; газовые двигатели получают сигнал о начале работы. Благодаря своей гибкости и надежности они могут быстро реагировать на колебания спроса. Затем они отключаются по мере снижения спроса. Если вы хотите узнать больше о производстве электроэнергии с помощью газовых двигателей, обратитесь в местное представительство Clarke Energy.

Резервный или резервный дизельный двигатель рабочим объемом .Газовые двигатели, вырабатывающие электричество, можно использовать в качестве более чистого резервного источника энергии, чем дизельные двигатели.

Многодвигательная силовая установка. Фильм

Электричество 101 | GE Газ Пауэр

1) Топливо производит энергию:

• Производство электроэнергии начинается с источника топлива, которое можно использовать для производства энергии.
• Типы топлива включают ископаемое (уголь, нефть, природный газ), ядерное и возобновляемое (например, солнечная энергия, энергия ветра, падающая вода для гидроэнергетики и даже мусор и сельскохозяйственные отходы).Возобновляемые источники энергии также сокращают выбросы при производстве электроэнергии.

2) Турбина и генератор преобразуют энергию:

• На электростанции турбина и генератор преобразуют механическую энергию в электрическую.
• Сначала топливо производит пар, газ или жидкость, которые вращают лопасти турбины, поэтому они вращаются быстро — более 3000 раз в минуту.
• Вращающаяся турбина соединена со стержнем генератора, который вращает большой магнит, окруженный витками медной проволоки.

3) Магнит генератора заставляет электроны двигаться и вырабатывает электричество:

• Быстро вращающийся магнит генератора заставляет электроны вокруг медных катушек двигаться.
• Движение этих электронов по проводу — это электричество.

4) Трансформатор увеличивает напряжение питания:

• Толстые провода переносят электрический ток от генератора к трансформатору, который увеличивает напряжение электрического тока до 500 000 вольт или более, прежде чем электричество можно будет отправить в электросеть.

5) Линии высокого напряжения проводят ток к подстанциям в электросети:

• От электростанции электрический ток проходит по высоковольтным линиям электропередачи к взаимосвязанной сети подстанций по всей стране, называемой сетью.
• На каждой подстанции трансформаторы снижают напряжение электрического тока до уровней, которые могут использоваться фабриками, торговыми центрами и другими потребителями.

6) Линии электропередач распределяются между местными трансформаторами:

• Распределительные линии, проложенные под землей или смонтированные на опорах, подают электроэнергию от подстанций к местным трансформаторам меньшего размера.
• Местные трансформаторы, установленные на столбах или на бетонных основаниях, дополнительно снижают электрическое напряжение до 110–220 вольт, что позволяет безопасно использовать их на предприятиях и в жилых домах.

7) Измерители и средства управления для электроснабжения потребителей:

• Электроэнергия обычно поступает в ваш офис или дом через счетчик, который измеряет количество потребляемой вами электроэнергии. Там панель управления распределяет мощность по проводам в стенах, а затем к настенным выключателям и розеткам.
• Когда вы включаете или подключаете оборудование или бытовой прибор, вы замыкаете цепь от электростанции, а электричество управляет вашими приборами и освещением.

  No related posts.