Министерство образования и науки

Российской Федерации

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ

ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО

ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«САМАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АЭРОКОСМИЧЕСКИЙ

УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ АКАДЕМИКА С.П. КОРОЛЕВА

(НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)»

(СГАУ)

Факультет двигателей летательных аппаратов Кафедра теплотехники и тепловых двигателей

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА к дипломной работе на тему РАЗРАБОТКА СИСТЕМЫ АВТОНОМНОГО ЭНЕРГОСНАБЖЕНИЯ И УПРАВЛЕНИЯ ЭНЕРГОРЕСУРСАМИ СПОРТИВНОГО КОМПЛЕКСА СГАУ

Дипломник _______________ Меркулов Алекскандр Александрович

Руководитель проекта _______________ Угланов Дмитрий Александрович

Консультант а) по экологии и безопасности жизнедеятельности ____________ Вякин В.Н.

б) по экономике и организации производства

в) по специальности

Нормоконтроль__________ ___________________________

Рецензент __________ ___________________________

Самара 2014

ЗАДАНИЕ

РЕФЕРАТ

Пояснительная записка 128 с., 27 рисунков, 31 таблица, 42 источника, 3 приложения.

Графическая часть: 12 листов формата А1.

ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ, ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТЬ, АВТОНОМНОЕ ЭНЕРГОСНАБЖЕНИЕ, АЛЬТЕРНАТИВНЫЕ ИСТОЧНИКИ ЭНЕРГИИ, АВТОМАТИЗАЦИЯ ВЕНТИЛЯЦИИ, ТЕПЛОВЫЕ ПОТЕРИ

Объектом исследования является здание спортивно-оздоровительного комплекса СГАУ.

Целью работы является проведение энергетическое обследование предприятия, разработка мероприятий по энергосбережению и создание проекта автономного энергоснабжения.

В процессе работы использована методика проведения энергетического обследования и проведён расчёт сроков окупаемости внедрения энергосберегающих мероприятий.

В результате дипломного проекта проведено энергетическое обследование объекта, определена потребность в тепловой и электрической энергии. Подобрано оборудования для обеспечения автономного энергоснабжения объекта. Представлены два проекта автономного энергоснабжения объекта, на основе технико-экономического анализа которых выбран наиболее оптимальный.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ 7

1 АВТОНОМНЫЕ СИСТЕМЫ ЭНЕРГОСНАБЖЕНИЯ 9

1.1 Автономное энергоснабжение жилых, общественных и промышленных объектов. 9

1.2 Проектирование систем автономного энергоснабжения 11

1.3 Использование теплоэлектроцентралей малой мощности в системах автономного энергоснабжения. 12

1.3.1 ТЭЦ на основе газопоршневых установок 14

1.3.2 Автономные установки на основе дизельных генераторов 15

1.3.3 Возобновляемые источники энергии в системах автономного энергоснабжения 17

2 ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТЬ В ЗДАНИЯХ. МИРОВОЙ ОПЫТ. 20

2.1 Энергосбережение в жилищном секторе Европейского Союза. 20

2.2 Энергосбережение в зданиях Канады. 23

2.3 Энергосбережение в зданиях США. 25

2.4 Проблемы и потенциал энергосбережения в жилищном секторе России. 26

2.5 Цели и задачи проведения энергетического обследования. Нормативно-правовое обеспечение энергоаудита. 29

3 ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЕ ОБСЛЕДОВАНИЕ СПОРТКОМПЛЕКСА СГАУ 34

3.1 Общая характеристика объекта 34

3.2 Потребление энергоресурсов спорткомплексом 36

4 СИСТЕМА ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ 38

5 СИСТЕМА ОСВЕЩЕНИЯ 40

5.1 Методика измерения и расчётов 40

5.2 Расчёт годового потребления электроэнергии освещением 42

6 СИСТЕМА ХОЛОДНОГО ВОДОСНАБЖЕНИЯ 45

7 СИСТЕМА ВОДООТВЕДЕНИЯ 47

8 СИСТЕМА ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ 48

9 СИСТЕМА ВЕНТИЛЯЦИИ 54

9.1 Проектные данные 54

9.2 Установленные вентиляционные установки 56

9.2.1 Вентиляция помещения бассейна 57

9.2.2 Вентиляция игрового зала и зала аэробики 58

10 ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ В СИСТЕМЕ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ 60

10.1 Модернизация системы вентиляции 60

10.2 Снижение потребление электрической энергии освещением 61

10.2.1 Модернизация установленных осветительных приборов 61

10.2.1 Установка датчиков движения 62

11 ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ В СИСТЕМЕ ВЕНТИЛЯЦИИ 64

11.1 Расчёт необходимых параметров системы вентиляции 64

11.1.1 Расчёт системы вентиляции в спортивных залах 64

11.1.2 Расчёт влагопоступлений в помещении бассейна 70

11.1.3 Расчёт системы вентиляции в помещении бассейна 73

11.2 Снижение затрат путём использования тепла вытяжного воздуха. 75

11.2.1 Расчёт рекуператорной установки бассейна. 76

11.2.2 Расчёт рекуператорной установки игрового зала 80

11.3 Автоматизация системы вентиляции. 83

11.3.1 Определение теплового режима помещения при отключении вентиляции 83

11.4.2 Автоматизация вентиляции помещения игрового зала 85

12 ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ В СИСТЕМЕ ОТОПЛЕНИЯ 88

12.1 Снижение расхода тепловой энергии за счёт утепления ограждающих конструкций 88

13 ПОДБОР ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ АВТОНОМНОГО ЭНЕРГОСНАБЖЕНИЯ СПОРТКОМПЛЕКСА 90

13.1 Разработка САЭ спорткомплекса на основе газопоршневой когенерационной установки и газовой котельной 91

13.2 Нетрадиционные источники энергии 95

13.2.1 Установка ветрогенератора 95

13.2.2 Использование солнечных панелей 97

13.2.3 Котельные на топливных пеллетах 98

14 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ВНЕДРЕНИЯ ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩИХ МЕРОПРИЯТИЙ 100

14.1 Технико-экономическое обоснование модернизации системы электроснабжения 100

14.1.1 Расчёт срока окупаемости замены светильников на современные аналоги 100

14.1.2 Расчёт срока окупаемости автоматизации системы освещения 101

14.1.3 Расчёт срока окупаемости при замене электродвигателей системы вентиляции 101

14.2 Технико-экономическое обоснование модернизации системы вентиляции 103

14.2.1 Расчёт срока окупаемости установки утилизаторов тепловой энергии вытяжного воздуха помещения бассейна 103

14.2.2 Расчёт срока окупаемости установки утилизаторов тепловой энергии вытяжного воздуха игрового зала 103

14.3 Технико-экономическое обоснование внедрения первого проекта автономного энергоснабжения спорткомплекса 104

14.4 Технико-экономическое обоснование внедрения второго проекта автономного энергоснабжения спорткомплекса 107

15 БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ 109

15.1 Определение безопасности жизнедеятельности. Цели и задачи. 109

15.2 Электробезопасность в помещении бассейна 110

15.3 Мероприятия по обеспечению электробезопасности в помещении бассейнов 112

15.3.1 Защитное заземление 112

15.3.2 Правила установки заземления 113

15.3.3 Присоединение заземляющих и нулевых защитных проводников 113

15.4 Поражающее действие тока на организм человека 115

15.4.1 Оказание первой помощи пострадавшему от электрического тока 116

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 118

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 119

ПРИЛОЖЕНИЕ А Температурный график сетевой воды 123

ПРИЛОЖЕНИЕ Б – Тепловизионная съёмка спорткомплекса 124

ПРИЛОЖЕНИЕ В – Схемы первого и второго проекта автономного энергоснабжения 127

ВВЕДЕНИЕ

Энергоемкость экономики России в среднем в 2,5 раза превышает среднемировой показатель. Потенциал энергосбережения в России по разным оценкам составляет от 35 до 45% от ежегодного энергопотребления или около 300-400 млн. т.у.т. в реальном выражении [1- с. 7, 2]. По оценке, до 2015 года темпы снижения энергоемкости при отсутствии скоординированной государственной политики по энергоэффективности могут резко замедлиться. Высокие удельные затраты на энергию в производстве и жилищном секторе негативно сказываются на конкурентоспособности экономики России. Нехватка энергии в следствие её нерационального использования может стать существенным фактором сдерживания экономического роста страны.

Систематическая работа в области энергосбережения и повышения энергетической эффективности в различных секторах и сферах экономики России началась после принятия федерального закона РФ от 23.11.2009 № 261-ФЗ «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации». На государственном уровне был принят ряд федеральных программ и законопроектов, направленных на повышение энергоэффективности российской экономики, ключевой задачей которых является снижение энергоёмкости ВВП на 40% к 2020 году.

За последние годы энергоёмкость российской экономики действительно снижалась, однако больший вклад в это внесла структурная перестройка экономики (доли секторов с низкой энергоемкостью - сферы услуг и отраслей, производящих потребительские товары). При этом на технический прогресс, связанный с заменой устаревшего оборудования, внедрением новых технологий, пришлось менее 10% от суммарного снижения. Тем не менее, дальнейшее снижение возможно будет лишь за счёт интенсивного стимулирования энергосбережения [4].

К сожалению, большинство документов и мероприятий по энергоэффективности носило лишь декларативный характер. К проблемам развития этой отрасли следует отнести:

• недостаточность нормативно-правовой базы;

• отсутствие чётких программ развития, показателей и стандартов энергоэффективности;

• отсутствие единой методики проведения энергоаудитов, низкое качество его проведения большинством организаций;

• незаинтересованность в энергосбережении как производителей, так и потребителей энергоресурсов;

• отсутствие квалифицированных специалистов среди инженерного и административного персоналов.

Для достижения заявленных показателей энергоэффективности в инженерных сетях здания зачастую является необходимым проведение энергетического обследования и разработка энергосберегающих мероприятий.

1 Автономные системы энергоснабжения

1.1 Автономное энергоснабжение жилых, общественных и промышленных объектов.

Автономное энергоснабжение – это процесс бесперебойного обеспечения объекта необходимой энергией из источников, независимых от существующих централизованных сетей распределения энергии.

Изначально развитие систем автономного энергоснабжения было развито с необходимостью снабжать энергией объекты, которые располагались вдали от электро- и теплосетей. Такими объектами могли быть и промышленные предприятия с большим энергопотреблением (нефтяные вышки, строящиеся объекты). Однако в последнее время автономные системы получили распространение благодаря и двум другим факторам.

Во-первых, преобразование энергии и её транспортировка до конечного потребителя больше всего влияет на удорожание энергии. Поэтому для собственников жилья и предприятий стоимость тепла и электроэнергии от собственных источников зачастую оказывается более низкой, чем при покупке у традиционных поставщиков. Во-вторых, подключение к сетям зачастую может стоить в разы больше, чем годовое потребление объекта, что обуславливается включением в оплату за подключение стоимости строительства питающих линий и подстанций. В российских условиях на стремление предприятий обзавестись собственными источниками энергии влияет также ненадежность централизованных энергетических сооружений и непрекращающийся и планомерный рост тарифных ставок энергоснабжающих организаций [42].

Система автономного энергоснабжения (САЭ) – это совокупность устройств, обеспечивающих производство, преобразование и распределение энергии, работа которых не зависит от внешних сетей распределения энергии. Системы автономного энергоснабжения могут быть основными или аварийными, покрывающими потребность в энергии объекта полностью или частично, а также полностью (только на основе возобновляемых источников энергии) или частично независимыми от внешних источников энергии.

Рисунок 1.1 – Принципиальная схема вспомогательной САЭ

Автономные системы основного энергоснабжения объекта – это САЭ, полностью (или в большей степени) обеспечивающие потребность объекта в энергоресурсах.

Автономные системы вспомогательного энергоснабжения объекта – это САЭ, обеспечивающие только часть потребности объекта в энергии или снабжающие энергией лишь отдельные системы или установки объекта.

Аварийные (резервные) системы энергоснабжения объекта – это САЭ, обеспечивающие энергоснабжения основных (жизненно важных) систем объекта при полном или частичном отключении энергоснабжения объекта от централизованных сетей на минимальный период времени, необходимый для восстановления нормального энергообеспечения объекта.

1.2 Проектирование систем автономного энергоснабжения

Первоочередным этапом в проектировании САЭ является определение потребления объектом энергии. При этом следует определить тип необходимой системы (основная или резервная), а также разделить потребную мощность по видам и системам энергоснабжения (электроснабжение, отопление, холодная вода, пар и т.д.). После определения пиковой и среднечасовой потребной мощности следует приступать к выбору конкретных типов установок и решений, исходя из технико-экономического обоснования. В жилых коттеджах и зданиях, как правило, для электроснабжения используется электрогенератор на дизельном или газовом топливе. Для теплоснабжения используется теплота утилизируемых газов электрогенераторных установок или отдельная котельная. На промышленных предприятиях и в крупных административных зданиях (которые отличаются гораздо большим энергопотреблением) широко применяется три вида оборудования для производства энергии: газотурбинные установки, энергоблоки на базе двигателей внутреннего сгорания, а также сочетание паровых котлов и турбин.

В большинстве случаев выгодным с точки зрения использования энергии является применение при проектировании САЭ когенерации – одновременной выработки тепловой и электрической энергии (как правило, за счёт утилизации теплоты уходящих газов или пара).

Также при проектировании САЭ рассчитывается возможный экономический эффект при переходе на автономную систему энергоснабжения. Для этого сравниваются различные варианты покрытия потребности предприятия в тепловой и электрической энергии. В каждом случае учитываются затраты на энергоносители и материалы (электричество, газ, тепло, моторное масло и т.д.), на проектирование, приобретение, монтаж, наладку оборудования, прокладку инженерных коммуникаций, эксплуатационные издержки.

Для всех вариантов определяется конечная себестоимость тепла и электричества, производится расчет годовой экономии и срока окупаемости капитальных вложений. Рассматриваются также вопросы надежности энергоснабжения. Особого внимания заслуживает тема общего ресурса оборудования и интервала между капремонтами [41].

1.3 Использование теплоэлектроцентралей малой мощности в системах автономного энергоснабжения.

Мини-ТЭЦ – электростанция с комбинированным производством электроэнергии и тепла, расположенная в непосредственной близости от конечного потребителя.

В качестве источника энергии в мини-ТЭЦ, как сказано выше, используются газопоршневые установки (далее – ГПУ) с дизельными или газовыми двигателями внутреннего сгорания (далее – ДВС) и газотурбинные установки (далее – ГТУ). Сравнение цикла газотурбинных и газопоршневых двигателей представлено на рисунке 1.2.

Рисунок 1.2 – Рабочий цикл газотурбинных и поршневых двигателей

Мини-ТЭЦ могут применяться в качестве основного или резервного источника электроэнергии для коммунального хозяйства и очистных сооружений, организаций промышленности и сельского хозяйства, в административных и медицинских учреждениях, жилых комплексах, как в автономном режиме, так и совместно с централизованными системами электроснабжения и тепла.

Достоинствами мини-ТЭЦ являются:

• низкая стоимость вырабатываемой электроэнергии и тепла;

• КПД мини-ТЭЦ достигает 88–92%, что вдвое больше того же показателя традиционных ТЭЦ на паровых турбоагрегатах;

• многотопливность (возможность использования в качестве топлива отходов, попутных газов при нефтедобыче, отходов древесины при проведении санитарных вырубок);

• гибкость в конструкции, исполнении и использовании, широкий выбор технологических схем для получения электроэнергии, тепла в виде пара/горячей воды или холода (вода с температурой 6–12°С) для систем кондиционирования;

• возможность максимально приблизить производство энергии к потребителям, а следовательно, сократить протяженность сетей, снизить затраты на их строительство и содержание;

• быстрая окупаемость;

• низкий расход топлива, большой моторесурс и долговечность;

• экологическая безопасность.

Капитальные затраты при применении мини-ТЭЦ могут компенсироваться за счет низкой себестоимости энергии в целом и отсутствием затрат на подключение к централизованным сетям. Более того, при подключении новых мощностей отпадает необходимость в строительстве ЛЭП, ТП, протяженной кабельной сети. По имеющимся оценкам, передача газа по газопроводам в 10–12 раз экономичнее передачи электрической энергии по высоковольтным линиям электропередачи.

Затраты на тепло- и электроснабжение, по различным оценкам, могут снизиться в 3,5–4 раза, а срок окупаемости при этом составит от 3 до 5 лет. Современные технологии позволяют использовать в качестве топлива для силовых установок мини-ТЭЦ попутные газы нефтедобычи, нефтепереработки, отходы санитарной вырубки леса, органический мусор.

1.3.1 ТЭЦ на основе газопоршневых установок

Наибольшей эффективностью, надежностью и универсальностью отличаются установки на основе газопоршневых двигателей внутреннего сгорания [41]. Диапазон применяемых единичных мощностей от 20 кВт до 3 МВт, тип и количество устанавливаемых агрегатов обеспечивают оптимальную конфигурацию для получения необходимой мощности мини-ТЭЦ в зависимости от режимов ее использования. Ряд независимо работающих установок в сочетании с высоким КПД в условиях неполной нагрузки обеспечивают надежность и гибкость энергоснабжения, позволяя наилучшим образом удовлетворять быстро меняющиеся потребности. Время запуска подобных систем из холодного состояния невелико по сравнению с аналогичной характеристикой парогазовых или паровых электростанций на угольном, нефтяном или газовом топливе. Запущенная система на основе ДВС способна оперативно реагировать на изменения нагрузки, при необходимости обеспечивая быструю стабилизацию параметров сети.

Рисунок 1.3 – Газопоршневая когенерационная установка компании MWM GmbH

Тепловая энергия может поставляться конечному потребителю, в зависимости от его потребностей, в форме пара (вплоть до перегретого пара с давлением до 20 бар), горячей воды или горячего масла. Тепло может также использоваться в абсорбционном процессе охлаждения для производства охлажденной воды.

Возможно также использование абсорбционных тепловых насосов для повышения температуры охлаждающей воды низкотемпературного контура до более высокого уровня, позволяющего использовать эту воду в системах централизованного теплоснабжения с высокой температурой возврата. Для компенсации краткосрочных рассогласований между графиком потребностей в электроэнергии и тепле/холоде могут использоваться аккумуляторы горячей и холодной воды.

Типичный КПД (по отношению к энергии топлива) при использовании двигателей внутреннего сгорания для производства электроэнергии находится в диапазоне 40–48%; в схемах когенерации с эффективной утилизацией тепла КПД может достигать 75–85%. В схемах тригенерации необходимая гибкость может быть достигнута за счет поддержания запасов горячей и охлажденной воды, а также резервных (пиковых) мощностей – компрессорных холодильных установок и работающих за счет непосредственного сжигания топлива резервных водогрейных котлов.

1.3.2 Автономные установки на основе дизельных генераторов

В качестве первичного двигателя в дизель генераторах используются двигатели внутреннего сгорания с воспламенением топлива от сжатия воздуха – дизели. Энергия, выделившаяся при сгорании топлива, в дизеле производит механическую работу и теплоту. Механическая работа на валу двигателя используется для выработки электроэнергии генератором электрического тока.

Газодизель (двутопливный двигатель) работает при воспламенении газовоздушной смеси от самовоспламенения запальной дозы жидкого топлива (5–12% от цикловой порции при работе на жидком топливе). Газ – попутный нефтяной, шахтный, природный без предварительной очистки.

Области использования дизель-генераторов: в качестве резервного, вспомогательного или основного источника электроэнергии на предприятиях, в строительстве, аэропортах, гостиницах; узлах связи, системах жизнеобеспечения и т.п. в автономном режиме или совместно с централизованными системами электроснабжения. КПД таких установок достигает 40-45% без утилизации теплоты и 70-80% с утилизацией. Единичные мощности дизелей составляют величину от 0,1 до 5 МВт.

Дизельные моторы, которые традиционно применяются в районах, где отсутствует централизованное энергоснабжение, могут оснащаться теплообменным оборудованием. В этом случае они представляют собой мини-ТЭЦ. При этом находит применение бросовое тепло выхлопных газов (их температура обычно составляет 450500°С), а в моделях с глубокой утилизацией  также тепло систем охлаждения и смазки двигателя, как показано на рисунке 1.4.

Кроме дизелей в качестве базы для мини-ТЭЦ используют газовые и газодизельные двигатели внутреннего сгорания. В так называемом газовом режиме газодизели обычно действуют на смеси газа и небольшого количества (от 1 до 10%) дизельного топлива.

С точки зрения капитальных затрат наиболее дешевыми являются дизельные мини-ТЭЦ. Однако из-за дороговизны солярки, большего расхода масла и высоких эксплуатационных затрат себестоимость вырабатываемой ими электроэнергии оказывается в несколько раз выше, чем у газовых установок (обладающих к тому же большим ресурсом до капремонта). Таким образом, дизельные когенераторы лучше использовать в негазифицированных районах. Энергия, получаемая от газодизельных мини-ТЭЦ, также дороже той, что вырабатывают установки на чистом газе.

Рисунок 1.4 – Когенерационная установка на основе двигателя внутреннего сгорания [41]

1.3.3 Возобновляемые источники энергии в системах автономного энергоснабжения

Альтернативные источники энергетики (ветрогенераторы, солнечные панели, геотермальные установки и т.д.) представляют значительный интерес в системах автономного энергоснабжения. Использование таких установок не требуется поставок и хранения углеродного топлива, а также является экологически чистым.

Использование возобновляемых источников энергии (ВИЭ) особенно актуально в северных и других труднодоступных и удаленных районах, не подключенных к общим сетям, где проживают около 10 млн. чел.. Огромные расстояния и значительные транспортные расходы приводят к тому, что в некоторых из них (Камчатка, Курилы, Республика Тыва, Республика Алтай и др.) стоимость привозного топлива и выработанной на его основе электроэнергии становится настолько высокой, что делает технологии нетрадиционных ВИЭ коммерчески привлекательными [42].

Децентрализованное снабжение электроэнергией и теплом сельских районов, в том числе отдаленных изолированных поселений, семейных ферм, индивидуальных загородных домов также является перспективной сферой использования нетрадиционных ВИЭ. Зачастую их применение является единственным способом энергоснабжения. В число потенциальных потребителей нетрадиционных ВИЭ могут также войти предприятия лесной и рыбной промышленности, метеорологические, коммуникационные, археологические и геологические станции, радары, маяки, морские нефтяные и газовые платформы [42].

Снабжение объекта электроэнергией на основе ВИЭ обычно происходит при помощи ветрогенераторных установок или фотоэлектрических элементов (солнечных панелей). Производство тепловой энергии для небольших объектов осуществляется, как правило, гелиотермальными установками или при помощи тепловых насосов (которые в свою очередь питаются электроэнергий от других ВИЭ).

Организация энергоснабжения крупных промышленных объекты на основе ВИЭ зачастую является нерентабельной по причине больших капитальных затрат и долгого срока окупаемости установок. Определённый интерес представляют геотермальные станции и заводы по производству энергии из биотоплива, которые способны вырабатывать значительные объёмы электрической и тепловой энергии.

Геотермальные станции используют температурный градиент земли для производства пара и горячей воды. Произведённый пар кроме прямого использования подаётся на турбину электрогенератора, т.е. реализуется схема когенерации. Горячая вода используется в системах горячего водоснабжения. Мощность геотермальных заводов находится в среднем в диапазоне от 1 до 100 МВт. Однако использование этой энергии значительно ограничивается привязкой геотермальных станций к конкретным геологическим условиям (вулканические установки, гейзеры).

Рисунок 1.5 – Теплоснабжение частного дома на базе гелиотермальной установки

Использование биотоплива заключается в применении метанового брожения биомассы для производства биогаза и теплоты. В промышленных установках используется биотопливо различного происхождения (навоз, пищевые отходы, растительная биомасса), которое при помощи специальных бактерий анаэробно сбраживается в специальных хранилищах – метантенках. Выделяющийся при этом газ подаётся как правило в когенерационную установку, где он сжигается по классическим схемам, применяемым в энергетике. В среднем мощность биогазовых станций лежит в пределах от 5 до 500 кВт, хотя в мире существует несколько крупных производств мощностью в 1-2 МВт. Тем не менее, такие заводы можно лишь условно отнести к автономным, так как для их работы требуется поставка биотоплива извне.