Микро ТЭЦ Panasonic для частного дома

микроТЭЦ Panasonic

Еще один производитель микро ТЭЦ приходит из Японии — компания Panasonic. И как всегда японское оборудование демонстрирует высочайшие параметры надежности и техническое совершенство. Главной особенностью оборудования является использование топливных элементов вместо турбин и двигателей внутреннего сгорания, а это значит применение минимального количества движущихся частей и высочайшая надежность. 

Принцип работы топливных элементов Panasonic

Топливные элементы — это генерирующие устройства, непрерывно вырабатывающие электричество за счет электрохимической реакции между водородом и кислородом. Топливный элемент непосредственно преобразует энергию химической реакции в электрическую энергию, поэтому он имеет более высокий КПД, чем двигатели внутреннего сгорания или турбины.

Топливный элемент Panasonic

Принцип работы топливных элементов указан на схеме ниже.

схема топливного элемента

В топливный элемент поступает водород и кислород (из воздуха), а на выходе сразу получаем электричество, воду и тепло.

Стек топливного элемента

Часть топливного элемента, который вырабатывает электричество называется «стэк». Стэк собирается в пакет из нескольких мембранно-электродных сборок (MEA — Membrane Electrode Assemblies ), основных компонентов топливного элемента.

 

Схема стэка топливного элемента

Схема стэка топливного элемента

 

Схема MEA

Схема мембранно-электродных сборок MEA

Схема реакций в топливном элементе:

H 2 → 2H + + 2e

2H + + 2e + 1 / 2O 2 → H 2 O

Фактически, принцип работы топливной ячейки является обратным процессу электролиза воды (разложение воды на водород и кислород с помощью электричества).

Получение водорода

Конечно, водород мы не можем использовать в жилых помещениях из соображений безопасности, поэтому Panasonic получает его из природного газа непосредственно в микроТЭЦ. Процесс преобразования природного газа (основной элемент газа метан CH4с помощью реакции с водяным паром широко используется в промышленности, называемый паровой риформинг или паровая конверсия.

Получение водорода в топливных элементах

Получение водорода в топливных элементах из природного газа путем парового риформинга

Тем не менее, в процессе конверсии с водяным паром образуется углекислый газ (CO2 ) и окись углерода (СО) , поскольку ископаемое топливо, содержит углерод. Монооксид углерода (СО) оказывает неблагоприятное воздействие на химические реакции внутри топливного элемента, поэтому в микроТЭЦ также предусмотрен механизм, который превращает окись углерода (СО) в диоксид углерода (СО2 ).

Топливный процессор

За процессы парового риформинга, очистки и преобразования (СО) в (CO2 ) отвечает блок микроТЭЦ, называемый топливным процессором. Газ сначала подается в блок риформинга, содержащий катализатор, далее в блок преобразования (СО) и далее в блок очистки (СО).

Топливный процессор микроТЭЦ

Схема и внешний вид топливный процессор микроТЭЦ Panasonic

Реакции в топливном процессоре 1

Паровой риформинг

CH 4 + 2H 2 O → 4H 2 + CO 2
CH 4 + H 2 O → 3Н 2 + СО (около 10% до 15%)

Реакции в топливном процессоре 2

Блок преобразования (СО)

СО + Н 2 O → H 2 + СО 2 (содержание СО снижается до 0,5%)

Блок очистки СО

Блок очистки (СО)

СО + 1 / 2O 2 → СО 2 (содержание СО уменьшается до 10 частей на миллион или ниже)

Долговечность микро ТЭЦ Panasonic

Производитель сообщает о достижении параметров надежности в 4000 запусков/остановок, и 70 тысяч часов эксплуатации при потере всего 5% мощности (8 лет без остановки) для модели 2016 года. Примечательно, что надежность установки растет от года к году. Для первых моделей 2009 срок эксплуатации заявлялся 40 тыс часов.

График долговечности моделей microCHP

График долговечности моделей microCHP Panasonic разных лет.

Работа в режиме источника бесперебойного питания

Различные модели микро ТЭЦ, выпускаемые другими производителями, как правило не имеют такого режима работы. для функционирования все-равно нужен источник питания. Такие микроТЭЦ позволяют только экономить электроэнергию, но не быть независимым от «линии». В новой модели микро ТЭЦ Panasonic 2016 года имеется встроенная функция непрерывной генерации электроэнергии.

Схема подачи энергии

Схема подачи энергии при потери питания на «линии».

Даже если произошел сбой питания во время работы, топливные элементы генерируют и отдают электроэнергию на аварийном выходе. Домовладельцы автоматически получают электроэнергию и горячую воду во время перебоев в подаче электроэнергии, без необходимости запуска шумных бензо- или дизель генераторов.

Типовые потребители энергии

Типовые потребители энергии микроТЭЦ

Варианты комплектации

Предлагаются два типа моделей: моноблок и сплит система.

Встроенная система микроТЭЦСплит система микроТЭЦ

 

Пульт дистанционного управления микроТЭЦ

Пульт дистанционного управления микроТЭЦ. Сверху: для кухни, снизу : для ванной.

 

Примерная схема размещения microCHP

Примерная схема размещения блоков микроТЭЦ в частном доме.

Характеристики микроТЭЦ Panasonic

Моноблок Сплит система
Тип топлива Природный газ (13A)
Выходная мощность Максимальная 700 Вт
Диапазон 200 — 700 Вт
Эффективность выработки электроэнергии LHV*¹: 39,0% HHV*¹: 35,2%
Эффективность рекуперации тепла LHV: 56,0% HHV: 50,6%
Общий коэффициент полезного действия LHV: 95,0% HHV: 85,8%
Емкость для горячей воды (теплоаккумулятор) 140 литров
Габаритные размеры Блок топливных элементов (мм) Высота: 1750 Ширина: 400 Глубина: 400
Блок теплоаккумулятора (мм) Высота: 1750 Ширина: 700 Глубина: 400 Высота: 1750 Ширина: 560 Глубина: 400
Резервный котел (мм) (Встроен в блок теплоаккумулятора) Высота: 750 Ширина: 480 Глубина: 250
Масса (в рабочем режиме) Блок топливных элементов (кг) 77 (82)
Блок теплоаккумулятора (кг) 88 (233) 50 (198)
Резервный котел (кг) (Встроен в блок теплоаккумулятора) 44
Выходная мощность во время отключения электроэнергии Максимальная 500Вт

*¹ :

LHV — значение , полученное путем вычета скрытой теплоты конденсации пара из теплотворной способности горючего газа при полном сгорании топлива. HHV — более высокое значение, которое включает в себя скрытую теплоту конденсации пара при полном сгорании топлива.

Преимущества

Стоимость

Розничная стоимость базовой модели в Токио составляла около 200 тыс. рублей по состоянию на июнь 2016 г. Конечно для цен России сегодня это достаточно дорогое оборудование, хотя в некоторых случаях все же может найти своего покупателя.

Источник: panasonic.co.jp

Добавить комментарий


Почитать ещё по теме:


Новый термоакустический двигатель
Новый тепловой двигатель от компании Etalim
В процессе работы новой литиево-воздушной батареи ионы лития проходят через электролит на основе йодида лития и реагируют с кислородом на катоде из графена(иллюстрация Tao Liu, Gabriella Bocchetti, Clare P. Grey).
Литиево-воздушные аккумуляторы снова получили шанс
Созданы солнечные батареи, превращающие инфракрасное излучение в электричество
Жидкометаллический электрод улучшает натриевые батареи

Template design by Joule Watt © 2016 Домашняя энергетика