Совместное производство тепловой и электрической энергии практикуется уже давно, ведь позволяет значительно увеличить эффективность использования топлива. В когенерационных установках для выработки тепловой энергии используются выхлопные газы двигателей, которые через теплообменник отдают энергию в сеть. Предприятия, которые построены для производства электрической и тепловой энергии, имеют большую мощность и способны обеспечивать теплом и светом большие города.
Когенерационные системы работают на базе газотурбинных или газопоршневых установок, микротурбин. Реже используются двигатели, работающие на дизтопливе. Для первого вида, перспективным топливом является шахтный метан, биогаз и газ из свалок. В теплицах когенерация выполняет роль установки для производства СО2 для повышения урожайности.
Газотурбинные установки способны обеспечить наиболее широкий диапазон электрической мощности – от десяти до нескольких десятков мегаватт. В таких установках поток газа, образующийся в результате сжигания топлива, действует на лопатки турбины, создавая давление для вращения ротора, который соединен с генератором. Электрический КПД (доля электроэнергии от общей энергии сжигания топлива) для систем подобного типа может достигать 39%. Производство тепловой энергии имеет высокий показатель, что выводит установку на КПД с показателем 90%.
Микротурбинные установки имеют меньшие размеры и мощность. Электрический КПД у них не превышает 35%, а тепловой – 50%. Максимальная мощность одиночного блока составляет около 250 кВт. На газопоршневых установках достигают значения электрического КПД 40%, а тепловой – 50%. Мощность доходит до 9 МВт.
Каждый тип когенерации имеет свои преимущества и недостатки. Газотурбинные электростанции используют на крупных предприятиях тяжелой и добывающей промышленности, где требуются большие электромощности. Не подходят они для коммунальных предприятий через большой уровень шумов и необходимость работы персонала с высокой квалификацией, ведь они сложны в обслуживании.
Микротурбинные установки могут использоваться вместо газовых котлов в коммунальной сфере, именно там где постоянно требуется тепло. А наиболее распространенными являются газопоршневые установки, которые являются более простыми в обслуживании и управлении при низкой стоимости.
