Тригенерация как способ повышения энергетической эффективности. Обзорная статья

1056

 

 

 

Тригенерация как способ повышения энергетической эффективности. Обзорная статья

Т. В. ПАНЦЫРНАЯ
tatiana.v.p@hotmail.com
Кандидат биол. наук, директор НТЦ «Новые технологии машиностроения» ФГБОУ ВПО «Московский государственный машиностроительный университет». Область научных интересов: биотехнология, экология, микробиология, энергетика.

 

А. В. ДЬЯКОВ
diakov@mami.ru
Инженер НТЦ «Новые технологии машиностроения» ФГБОУ ВПО «Московский государственный машиностроительный университет». Область научных интересов: инженерия, трехмерное прототипирование, проектирование, моделирование.

 

В. А. ПАРАБИН
parabinv@gmail.com
Замначальника НТК «Биоэнергетика» НИЦ «Курчатовский институт». Область научных интересов: энергетика, возобновляемые источники энергии, биоремедиация.

 

Абстракт: Представлен обзор актуальной научно-технической литературы по одному из ключевых направлений развития энергетики – повышению эффективности энергетических систем. Была продемонстрирована способность когенерационных и тригенерационных систем повышать энергоэффективность на электростанциях, в супермаркетах, торговых центрах, аэропортах и др. Кроме того, было показано, что эти системы обладают высоким потенциалом в области снижения выбросов парниковых газов. Также были продемонстрированы примеры полигенерационных систем и пути их оптимизации путем улучшения технико-экономических показателей.

Ключевые слова: генерация тепла и холода, парогазовая установка, тригенерация, энергоэффективность

Список литературы:

1. Волков Э. П., Костюк В. В. Новые технологии в электроэнергетике России // Вестник РАН. 2009. №8. С. 675–686.

2. Arcuri P., Florio G., Fragiacomo P. A mixed integer programming model for optimal design of trigeneration in a hospital complex // Energy. 2007. Vol. 32. P. 1430–1447.

3. Arosio S., Guilizzoni M., Pravettoni F. A model for micro-trigeneration systems based on linear optimization and the Italian tariff policy // Applied Thermal Engineering. 2011. Vol. 31. P. 2292–2300.

4. Arteconi A., Brandoni C., Polonara F. Distributed generation and trigeneration: energy saving opportunities in Italian supermarket sector // Applied Thermal Engineering. 2009. Vol. 29, N 8–9. P. 1735–1743.

5. Bassols J., Kuckelkorn B., Langreck J. et al. Trigeneration in the food industry // Applied Thermal Engineering. 2002. Vol. 22. P. 595–602.

6. Campanari S., Boncompagni L., Macchi E. Microturbines and trigeneration: optimization strategies and multiple engine configuration effects // ASME Journal of Engineering for Gas Turbines and Power. 2004. Vol. 126. P. 92–101.

7. Campanari S., Macchi E. Technical and tariff scenarios effect on microturbine trigenerative applications // ASME Journal of Engineering for Gas Turbines and Power. 2004. Vol. 126. P. 581–589.

8. Cardona E., Piacentino A. A methodology for sizing a trigeneration plant in mediterranean areas // Applied Thermal Engineering. 2003. Vol. 23. P. 1665–1680.

9. Cardona E., Piacentino A., Cardona F. Energy saving in airports by trigeneration. Part I: assessing economic and technical potential // Applied Thermal Engineering. 2006. Vol. 26. P. 1427–1436.

10. Chicco G., Mancarella P. Matrix modelling of small-scale trigeneration systems and application to operational optimization // Energy. 2009. Vol. 34, N 3. P. 261–273.

11. Chinese D., Meneghetti A. Optimisation models for decision support in the development of biomass-based industrial district-heating networks in Italy // Appl. Energy. 2005. Vol. 82, N 3. P. 228–254.

12. Cho H., Mago P. J., Luck R. et al. Evaluation of CCHP systems performance based on operational cost, primary energy consumption, and carbon dioxide emission by utilizing an optimal operation scheme // Applied Energy. 2009. Vol. 86. P. 2540–2549.

13. Chua K. J., Yang W. M., Wong T. Z. et al. Integrating renewable energy technologies to support building trigeneration – A multi-criteria analysis // Renewable Energy. 2012. Vol. 41. P. 358–367.

14. Colonna P., Gabrielli S. Industrial trigeneration using ammonia-water absorption refrigeration systems (AAR) // Applied Thermal Engineering. 2003. Vol. 23. P. 381–396.

15. Delattin F., De Ruyck J., Bram S. Detailed study of the impact of co-utilization of biomass in a natural gas combined cycle power plant through perturbation analysis // Appl. Energy. 2009. Vol. 86, N 5. P. 622–629.

16. Filho P. A., Badr O. Biomass resources for energy in North-Eastern Brazil // Appl. Energy. 2004. Vol. 77, N 1. P. 51–67.

17. Godefroy J., Boukhanouf R., Riffat S. Design, testing and mathematical modelling of a small-scale CHP and cooling system (small CHP-ejector trigeneration) // Applied Thermal Engineering. 2007. Vol. 27. P. 68–77.

18. Hughes E. E., Tillman D. A. Biomass cofiring: status and prospects 1996 // Fuel Processing Technol. 1998. Vol. 54. P. 127–142.

19. IEA – International Energy Agency Report, Combined heat and power – Evaluating the benefits of grater global investment // International Energy Agency. URL: http://www.iea.org/Papers/2008/chp_report.pdf

20. Kavvadias K. C., Maroulis Z. B. Multi-objective optimization of a trigeneration plant // Energy Policy. 2010. Vol. 38, N 2. P. 945–954.

21. Kavvadias K. C., Tosios A. P., Maroulis Z. B. Design of a combined heating, cooling and power system: sizing, operation strategy selection and parametric analysis // Energy Conversion and Management. 2010. Vol. 51, N 4. P. 833–845.

22. Lai S. M., Hui C. W. Integration of trigeneration system and thermal storage under demand uncertainties // Applied Energy. 2010. Vol. 87. N 9. P. 2868–2880.

23. Lian Z. T., Chua K. J., Chou S. K. A thermoeconomic analysis of biomass energy for trigeneration // Applied Energy. 2010. Vol. 87. P. 84–95.

24. Lin L., Wang Y., Al-Shemmeri T. et al. An experimental investigation of a household size trigeneration // Applied Thermal Engineering. 2007. Vol. 27. P. 576–585.

25. Lozano M. A., Carvalho M., Serra L. M. Operational strategy and marginal costs in simple trigeneration systems // Energy. 2009. Vol. 34. P. 2001–2008.

26. Lozano M. A., Ramos J. C., Serra L. M. Cost optimization of the design of CHCP (combined heat, cooling and power) systems under legal constraints // Energy. 2010. Vol. 35. P. 794–805.

27. Mago P. J., Chamra L. M. Analysis and optimization of CCHP systems based on energy, economical, and environmental considerations // Energy and Buildings. 2009. Vol. 41. P. 1099–1106.

28. Mago P. J., Chamra L. M., Ramsaya J. Micro-combined cooling, heating and power systems hybrid electric-thermal load following operation. Applied Thermal Engineering. 2010. Vol. 30, N 8–9. P. 800–806.

29. Parise J. A. R., Castillo Martinez L. C., Pitanga Marques R. et al. A study of the thermodynamic performance and CO2 emissions of a vapour compression bio-trigeneration system // Applied Thermal Engineering. 2011. Vol. 31. P. 1411–1420.

30. REN21. Renewables 2007, Global status report // Worldwatch Institute. URL: http://www.worldwatch.org/files/pdf/renewables2007.pdf

31. Rocha M. S., Andreos R., Simoes-Moreira J. R. Performance tests of two small trigeneration pilot plants // Applied Thermal Engineering. 2012. Vol. 41. P. 84–91.

32. Rong A., Lahdelma R. An efficient linear programming model and optimization algorithm for trigeneration // Applied Energy. 2005. Vol. 82. P. 40–63.

33. Rong A., Lahdelma R., Luh P. B. Lagrangian relaxation based algorithm for trigeneration planning with storages // European Journal of Operational Research. 2008. Vol. 188. P. 240–257.

34. Solmes L. A. Energy efficiency: Real time energy infrastructure investment and risk management. Dordrecht; Heidelberg; London; New York: Springer, 2009. 205 р.

35. Sugiartha N., Tassou S. A., Chaer I. et al. Trigeneration in food retail: an energetic, economic and environmental evaluation for a supermarket application // Applied Thermal Engineering. 2009. Vol. 29, N 13. P. 2624–2632.

36. Temir G., Bilge D. Thermoeconomic analysis of a trigeneration system // Applied Thermal Engineering. 2004. Vol. 24. P. 2689–2699.

37. Wang J., Dai Y., Gao L. Exergy analyses and parametric optimizations for different cogeneration power plants in cement industry // Appl. Energy. 2009. Vol. 86, N 6. P. 941–948.

38. Wang J. J., Jing Y. Y., Zhang C. F. et al. A fuzzy multi-criteria decision-making model for trigeneration system // Energy Policy. 2008. Vol. 36, N 10. P. 3823–3832.

39. Ziher D., Poredos A. Economics of a trigeneration system in a hospital // Applied Thermal Engineering. 2006. Vol. 26. P. 680–687.