Use of alternative energy sources in refrigeration

Abstract

In connection with the rise in prices for traditional energy carriers, there is an increasing interest in alternative, renewable energy sources. One of them is the wind.

Full Text

В связи с ростом цен на традиционные энергоносители возрастает интерес к альтернативным, возобновляемым источникам энергии. Один из них - ветер.

Преобразование энергии ветра в наиболее удобную форму энергии - электрическую - осуществляется ветродвигателями в комплекте с электрическими генераторами. Так как ветродвигатель работает, только если есть ветер, электрические генераторы крупных ветродвигателей включают в общую электрическую систему, которая может компенсировать перерывы в получении энергии в безветренную погоду.

Крупные ветродвигатели - дорогие сложные установки с диаметром ветроколеса до десятков метров, требующие квалифицированного обслуживания. Они доступны далеко не всем, да и устанавливать их можно только на специально выделенных площадках (особенно в черте городов или поселков).

Ветродвигатели небольшой мощности более доступны: они относительно дешевы, у них меньшие размеры, проще решается вопрос с местом их размещения, так как они могут быть установлены непосредственно на территории предприятия. Однако использование вырабатываемой с их помощью электроэнергии представляет собой большую проблему. Подключение генераторов ветродвигателей небольшой мощности в общую электрическую систему во многих случаях может оказаться нецелесообразным, и электроэнергия генерируется не постоянно, а только в ветреную погоду.

Применение ветряного двигателя при охлаждении складов: 1 — охлаждаемое помещение; 2, 3 — холодильные машины с питанием от общей электросети; 4 — ветродвигатель; 5 — электрический генератор ветряного двигателя; 6 —холодильная машина с питанием от генератора ветряного двигателя 

Нужно найти такого потребителя электроэнергии от ветродвигателя, который мог бы использовать ее эффективно и успешно. И такой потребитель есть.

Почти в каждом городе или поселке имеются базы и холодильные склады для хранения скоропортящихся продуктов: мяса, рыбы и т. п. Низкая температура в складских помеще- ниях обеспечивается холодильными машинами, потребляющими электрическую энергию.

На крупных базах и складах на работу холодильных машин каждый час затрачиваются десятки и сотни киловатт электрической мощности.

В связи с высокой стоимостью электроэнергии ее экономия на холодильных установках баз, складов, холодильников становится актуальной задачей, какую бы форму собственности они ни имели. Именно здесь может быть весьма эффективно использован автономный ветряной двигатель с электрическим генератором (см. рисунок).

В помещении 1 базы, склада работают холодильные машины 2 и 3, электроэнергия для работы которых поступает от общей электросети. В зависимости от температуры в охлаждаемых помещениях холодильные машины 2 и 3 включаются или отключаются либо автоматически, либо вручную.

В эту схему удачно вписывается ветряной двигатель 4 с его электрическим генератором 5.

Вырабатываемая им электроэнергия используется для привода одной или нескольких специально выделенных холодильных машин 6, которые вырабатывают холод всегда, когда дует ветер. Причем если температура воздуха в охлаждаемых помещениях опускается ниже заданного уровня, то сначала автоматически отключаются холодильные машины 2 и 3 с питанием от общей электросети, а холодильная машина 6, получающая электроэнергию от ветряного двигателя 4 с генератором 5, остается в работе. Если ветра нет, ветряной двигатель 4 с генератором 5 находятся в резерве.

Холодильные машины 2 и 3 автоматически включаются в работу только тогда, когда холодильные машины, работающие на электроэнергии от ветродвигателя, не могут обеспечить нужную температуру воздуха в помещениях склада. Таким образом обеспечивается снижение расхода электроэнергии из общей сети.

В качестве холодильных машин, работающих на электроэнергии от ветряного двигателя, могут быть успешно применены абсорбционные холодильные машины,например аммиачные.

Одна из важных составляющих этой машины - генератор. В нем аммиачный раствор нагревается от источника тепла, которым может быть электрический нагреватель (например, ТЭН), питающийся от электрического генератора 5 ветряного двигателя.

В этом случае резко снижаются требования к качеству электроэнергии: напряжению, частоте, синусоидальности.

Как видно, ветряной двигатель с электрическим генератором технологично и естественно сочетается с холодильными машинами, установленными на складах, базах, в вычислительных центрах и других объектах. Способствует этому и тепловая инерция охлаждаемых помещений.

Существенно то, что ветродвигатель, генератор и все другие комплектующие его элементы в приведенной схеме - серийного отечественного производства.

В ряде случаев может оказаться целесообразной такая схема, когда в летний, теплый период электроэнергия от ветряного двигателя поступает на холодильные установки, а в холодный, зимний период - на термоэлектрические нагреватели, где преобразуется в тепло для отопления помещений и нагрева технологических сред.

Такое комплексное применение ветродвигателей позволяет более полно использовать энергию ветра и эффективно загружать ветродвигатель.

Подобным же образом может использоваться электроэнергия, вырабатываемая малой ГЭС, установленной на протекающих рядом с предприятием ручье или речке