Ищем эдвайзера в энергопроект

Долговременное температурное хранилище способно хранить тепловую и вырабатывать электроэнергию. Фактически любую тепловую ТЭС можно превратить в ВИЭ. 

Вы хотите производить электроэнергию за счет суточного или годового перепада температур, например, день - ночь или лето - зима?

А как в этом случае можно использовать оборудование закрытых тепловых ТЭС, которые рассчитаны на работу по термодинамическому циклу (по водяному пару) с другими температурами?

Михаил Лурье пишет:

Долговременное температурное хранилище способно хранить тепловую и вырабатывать электроэнергию. Фактически любую тепловую ТЭС можно превратить в ВИЭ. 

Вы хотите производить электроэнергию за счет суточного или годового перепада температур, например, день - ночь или лето - зима?

А как в этом случае можно использовать оборудование закрытых тепловых ТЭС, которые рассчитаны на работу по термодинамическому циклу (по водяному пару) с другими температурами?

Здравствуйте Михаил, способ генерации не зависит от перепада температур, сезонов года и времни суток. 

Термодинамиченский цикл остается прежний, но на ТЭС демонтируется котел, а на его месте возводится thermal energy storagy. 

Александр Ерошенко пишет:
Термодинамиченский цикл остается прежний, но на ТЭС демонтируется котел, а на его месте возводится thermal energy storagy. 

Thermal energy storage (TES) - это Аккумулирование тепловой энергии с целью ее дальнейшего использования.

А какую тепловую энергию Вы будете аккумулировать?

Это можно использовать если на действующих ТЭС, работающих в единой сети, вырабатывается больше тепловой энергии, чем нужно в данный момент или при работе с солнечной энергией.

В Вашем случае, что имеется в виду?

Кстати, если TES заменяет паровой котел, то он должен быть высокотемпературным. Например, Пар100 (100 атм) имеет температуру около 500˚C. Значит TES должен обеспечивать выработку пара с такой температурой. В ТЭС может использоваться пар более высоких параметров.

Кроме того, насколько я знаю, в Европе в отличии от стран бывшего СССР тепловые сети обычно не используют.

Александр, Вы в топике упомянули ВИЭ - возобновляемые источники энергии, так что работа с выработанной из каких-то ресурсов тепловой энергией к ВИЭ не относится.

Михаил, вы совершенно верно всё понимаете. 

Песок карбида кремния разогрет до 1000 гр.С.

А для выработки перегретого пара 440 гр. требуется 660 гр.С. 

Михаил Лурье пишет:
Александр, Вы в топике упомянули ВИЭ - возобновляемые источники энергии, так что работа с выработанной из каких-то ресурсов тепловой энергией к ВИЭ не относится.

А если использовать биомассу?  Щепа, или биодизель. Это относится к ВИЭ?

То что я предлагаю, это не космические технологии.  На западе уже есть экспериментальные установки, и они идут семимильными шагами вперед. 

Швейцарская компания реконструирует две закрыте ТЭС в Сербии. Но у них не сыпучий аккумулятор, а твердый, из больших блоков. http://e2s-power.com/ 

Кстати, оговорюсь, чтобы вы не кидали в меня копья, я не адепт зеленой энергетики в виде фотопанелей или ветряков)  Я прекрасно понимаю, что делать на них ставку в качестве опоры мировой экономики это безумие.  Ветряки и фотопанели должны занять своё место не более. Т.е. там где их разумно ставить.  И на сегдяншний день подходящие земельные участки, для требуемой мощности, в мире практически кончились. 

Александр Ерошенко пишет:
А если использовать биомассу?  Щепа, или биодизель. Это относится к ВИЭ?

Если это отходы, то это можно отнести к ВИЭ. А если специально рубим лес, то уже не знаю.

Александр Ерошенко пишет:
То что я предлагаю, это не космические технологии.  На западе уже есть экспериментальные установки, и они идут семимильными шагами вперед.  Швейцарская компания реконструирует две закрыте ТЭС в Сербии.

Но у них не сыпучий аккумулятор, а твердый, из больших блоков.

http://e2s-power.com/ 

Я посмотрел это, их предложение основано на том, что есть какой-то производитель тепла (на щепе или еще на чем-то), который нуждается в средствах хранения тепла и его дальнейшего преобразования в электроэнергию.

То есть это фактически Заказчик для данного предложения (или Поставщик ресурса). Причем он должен быть размещен вблизи этой реконструируемой ТЭС.

А на самом деле такие Заказчики есть?

А почему они не хотят напрямую преобразовать вырабатываемую тепловую энергию в электричество?

Почему не стоит вопрос о переводе этих закрытых ТЭС на другое топливо? Понятно, что для этого нужна серьезная реконструкция, замена или серьезная переделка котельного оборудования.

Насчет щепы, а почему не использовать горение в кипящем слое?

Александр Ерошенко пишет:
Кстати, оговорюсь, чтобы вы не кидали в меня копья, я не адепт зеленой энергетики в виде фотопанелей или ветряков)  Я прекрасно понимаю, что делать на них ставку в качестве опоры мировой экономики это безумие.  Ветряки и фотопанели должны занять своё место не более. Т.е. там где их разумно ставить.  И на сегодняшний день подходящие земельные участки, для требуемой мощности, в мире практически кончились. 

Я копья не в кого не кидаю, просто пытаюсь разобраться.

Но в Вашем стартапе речь не идет о вертяках или солнечных панелей, так как они напрямую вырабатывают электричество, для них проблема неравномерность выработки электричества.

Договорились с Энергетическим институтом г.Санкт-Петербург  на проведение мат.моделирования физических процессов, создания цифровой модели ТЭС...

Ищем грант...

Направление мейнстримное, но экономики под ним не просматривается. Биотопливо нужно в товарныйх объёмах десятки и сотни тон в сутки. 

Энергетика щепы слабая много золы и воды. Тут экономика может быть только если только брать деньги за утилизацию деревянных отходов и дожигать с обычным топливом.

Алексей Уланов пишет:
Энергетика щепы слабая много золы и воды. Тут экономика может быть только если только брать деньги за утилизацию деревянных отходов и дожигать с обычным топливом.

Разумеется, топливо из отходов хуже чем обычное топливо. Но есть разные способы использования такого топлива, например, биоконверсия с выделением метана (с примесями), который уже используется как топливо.

Вопрос я вижу в другом. Насколько целесообразно использовать топливо из отходов для производства электроэнергии не для локального потребителя, а для сети.

Топливо из отходов более целесообразно использовать для выработки пара низких параметров для отопления или технологических целей.

Если же его использовать для выработки пара высоких параметров для генераторной турбины, то возможно есть смысл не смешивать плохое топливо и хорошее для улучшения качества первого, а делать двухступенчатое производство пара, предварительный подогрев питательной воды делать на плохом топливе, а окончательное производство пара на хорошем топливе.

В любом случае, все это надо рассматривать на базе анализа всей установки от сырья на входе до получения энергопродукта на выходе.

Я боюсь что мы Михаил упускаем важную деталь. Для нас она очевидна. Чем выше энергетика и температура сгорания топлива тем выше кпд по выработке электроэнергии. 

То есть нужно не просто тепло, а очень высокотемпературное. Даже условно бесплатные дрова могут дать худшую экономику чем уголь или газ.

В моем городе был завод по производству газов. Основной товар азот, а кислород частично в баллоны, частично на ТЭЦ для того что бы хоть немного поднять температуру. То есть даже небольшая прибавка температуры оправдывала вложения на строительство трубопроводов, межхозяйственные отношения и тд.

Алексей Уланов пишет:
Я боюсь что мы Михаил упускаем важную деталь. Для нас она очевидна. Чем выше энергетика и температура сгорания топлива тем выше кпд по выработке электроэнергии.  То есть нужно не просто тепло, а очень высокотемпературное. Даже условно бесплатные дрова могут дать худшую экономику чем уголь или газ.

Алексей, если рассуждать с этой позиции, то использование TES (Аккумулятор тепловой энергии) будет снижать термодинамический КПД.

Если у нас пар производится в котле, то тепло от дымовых газов, образующихся в топочной части, передается питательной воде и пару, между этими двумя средами должен быть перепад температур, обеспечивающий передачу тепла.

А если мы использум TES, то дымовые газы передают тепло TES, а TES передает тепло питательной воде и пару. То есть между дымовыми газами и TES должен быть надлежащий перепад температур, и между TES и водо-паровой средой должен надлежащий перепад температур.

Значит при той же самой температуре сгорания в топочной части температура пара будет ниже. Или наоборот для обеспечения той же самой температуры пара потребуется более высокая температура в топочной части.

А энергетический выход цикла напрямую зависит от параметров пара перед турбиной.

Кроме того, в предлагаемой схеме с TES отсутствует эконамайзер - подогреватель питательной перед котлом уходящими из котла дымовыми газами. То есть уже более холодные дымовые газы отдают свое тепло питательной воде перед котлом.

Это нужно не только для того, чтобы утилизировать тепло дымовых газов, но и для того чтобы охладить их перед выбросом через дымовую трубу в окружающую среду.

Если, например, пар должен быть 440˚C, то температура дымовых газов после котла будет выше этой температуры, а в трубу надо подавать дымовые газы с температурой около 100˚C.

Тут надо заметить, что помимо экономайзера дымовые газы после котла отдают тепло еще воздухоподогревателям, которые подогревают воздух перед топочной частью для экономии топлива. Воздухоподогреватели в предлагаемом варианте могут быть в составе установки сжигания топлива.

Комментируя схему с TES я ориентировался на схему на сайте, на который ссылался автор топика:

https://e2s-power.com/wp-content/uploads/2022/05/2022-Photo-from-PPT.png

К сожалению, на этой схеме не показана установка сжигания топлива (отходов).

Алексей Уланов пишет:
В моем городе был завод по производству газов. Основной товар азот, а кислород частично в баллоны, частично на ТЭЦ для того что бы хоть немного поднять температуру. То есть даже небольшая прибавка температуры оправдывала вложения на строительство трубопроводов, межхозяйственные отношения и тд.

Тут могла быть еще одна причина для повышения температуры в топке котла.

Дело в том, что температура пара перед турбиной должна быть выше определенной уставки. Это связано с тем, что при более низкой температуре пара в турбине могут сложиться условия, когда давление и температура пара станут такими, что начнется капельная конденсация пара (обычно в последних ступенях), и эти капли могут привести к эрозии лопаток турбины, то есть повредить турбину.

Как разработчик систем автоматики могу заметить, что для паровых турбин почти всегда есть уставка по низу для температуры пара на входе для аварийного останова.

Если существующая работа котла не позволяла обеспечить надлежащую температуру пара перед турбиной, то небольшое повышение температуры в топке котла могло обеспечить устойчивый режим работы турбины.

Ну а кроме того, это же ТЭЦ, которая должна обеспечивать еще теплофикационную нагрузку (отбор пара "Т" турбины). А с этим, особенно зимой, тоже могла быть проблема. Бывает, что реальная нагрузка ТЭЦ и расчетная нагрузка отличаются, со времени проектирования и строительства увеличилось потребление.

Михаил Лурье пишет:
Если у нас пар производится в котле, то тепло от дымовых газов, образующихся в топочной части, передается питательной воде и пару, между этими двумя средами должен быть перепад температур, обеспечивающий передачу тепла.

В нашей схеме вообще нет котла и газов, его роль выполняет сам аккумулятор.

К сожалению пока большего сказать не могу. Патента ещё нет. 

Александр Ерошенко пишет:
В нашей схеме вообще нет котла и газов, его роль выполняет сам аккумулятор. К сожалению пока большего сказать не могу. Патента ещё нет. 

Ну у Вас же не вечный двигатель, должен же быть источник энергии. Что-то же должно нагревать TES (аккумулятор тепла).

Закон сохранения энергии или первое начало термодинамики никто пока не отменял, если я чего-то не пропусил.

И это как Вы сказали, не ветер, не Солнце, не температурные перепады окружающей среды.

Гейзеры и вулканы (естественные источники тепла) тоже вряд ли используются.

Возможно использование химической энергии или ядерной энергии, ну тогда должно быть какое-то топливо.

Хорошо, в любом случае это дело Ваше.

Но что тогда можно обсуждать?

Вот Вы ищете грант, грантодателю Вы же будете должны сообщить на что конкретно Вы просите деньги.

Михаил Лурье пишет:

Александр Ерошенко пишет:
В нашей схеме вообще нет котла и газов, его роль выполняет сам аккумулятор. К сожалению пока большего сказать не могу. Патента ещё нет. 

Ну у Вас же не вечный двигатель, должен же быть источник энергии. Что-то же должно нагревать TES?

И это как Вы сказали, не ветер, не Солнце, не температурные перепады окружающей среды.

Гейзеры и вулканы (естественные источники тепла) тоже вряд ли используются.

Хорошо, в любом случае это дело Ваше.

Но что тогда можно обсуждать?

Вот Вы ищете грант, грантодателю Вы же будете должны сообщить на что конкретно Вы просите деньги.

Михаил, я так понимаю в евросоюзе когда дует ветер электроэнергия почти бесплатна в связи с особенностью ценообразования. Ею разогревают рабочую среду тепло аккамулятора. Когда ветра нет энергия дорогая, имеет смысл ее продавать. 
Выбор карбида кремния связан с его дешевизной, хорошей теплопроводностью и уменренной электропроводностью из него делают нагревательные элементы электроприборов. 

У нас рынок электроэнергии с другим ценообразованием и интеграция подобных моделей генерации может не иметь место быть в принципе. Мне не понятно где экономика и в чем она может быть в РФ. 

Алексей Уланов пишет:
Михаил, я так понимаю в евросоюзе когда дует ветер электроэнергия почти бесплатна в связи с особенностью ценообразования. Ею разогревают рабочую среду тепло аккамулятора. Когда ветра нет энергия дорогая, имеет смысл ее продавать. Выбор карбида кремния связан с его дешевизной, хорошей теплопроводностью и уменренной электропроводностью из него делают нагревательные элементы электроприборов. 

Алексей, Вы правы, на картинке со страницы:

https://e2s-power.com/our-product/

показан Heater Grill Plate - Решетка нагревателя.

А на этой картинке:

https://e2s-power.com/wp-content/uploads/2022/05/2022-Photo-from-PPT.png

показана электролиния (красным цветом), которая уходит за TES к этой решетке нагревателя.

На первой странице дается описание действие устройства, привожу выдержку в русском переводе:

При зарядке каждый модуль TWEST преобразует избыточную электрическую энергию в периоды низкого спроса в тепло с использованием аккумулирующих материалов с высокой плотностью энергии. При разрядке система возвращает накопленную энергию в виде перегретого пара для питания устаревших паровых турбин и генераторов. Наша конструкция может быть спроектирована так, чтобы заряжаться до полной емкости всего за один час с почти 100% преобразованием электричества в тепло, и имеет гибкость для разрядки от нескольких часов до 8+ часов в качестве решения для длительного хранения энергии.

Другие ключевые преимущества включают незначительное снижение производительности, отсутствие проблем с глубиной разряда и длительный срок службы. Благодаря этим преимуществам наше решение будет одним из самых конкурентоспособных с точки зрения приведенной стоимости хранения.

Но должен заметить, что электроэнергия преобразуется в тепло практически с КПД 100%, а вот обратное преобразование через паровой цикл будет c не очень высоким КПД, особенно с учетом использования старого оборудования (КПД тепловой электростанции на базе сжигания топлива 25 - 33%).

Проблема аккумулирования электроэнергии от ВЭС (ветряков) есть, но тут может лучше делать гидроаккамулятор (поднимать воду из нижнего водоема в верхний для аккамулирования и обратно при выработке энергии). Тут КПД будет гораздо выше.