Принцип работы тепловой электростанции на дровах плюсы и минусы

Газ из дров: замена газа в котле + электричество. 1кг=2.2м3 газа или 1кг=1кВт*час при получении электроэнергии

Скоро неделя как я доделал упрощенный вариант газогенератора чтобы получать газ для газового котла и электричества через 5кВт бензогенератор. Задача стояла упростить, удешевить, сделать максимально удобным для массового промышленного производства


(кстати о конвеерном производстве — кто из Москвы (да и не только), с удовольствием пообщаюсь на эту тему — пишите в лс)

Когда я делал первые газогенераторы они были круглыми и пришлось ломать голову где искать вальцы. После развала СССР сама услуга вальцовка, как оказалось, стала просто редким дефицитом. То вальцы не такие как надо, то просто нет, а если и есть, перевозить надо железякину через весь город, платить по ощутимой цене, а потом назад. В итоге время, бензин, амортизация транспорта. Логистика сжирает все возможные выгоды. Поэтому решил делать вместо круглой формы квадратную, любая фирма согнет листовой металл. Сделал профессиональные чертежи и передал на фирму по лазерное резки металла — они и порезали и согнули. Цены на металл на таких фирмах зачастую оптовые (их закупочные цены) и выходит значительно дешевле брать у них чем покупать и вести металл самому (по розничным ценам). Забрал я конструктор из металла толщиной 1.5 мм и обварили по швам за день.

Взял электропилу, топор наколол чурок древесных, насыпал пластиковых бутылок в бункер газогенератора, поджег, подождал минут 10 и газ загорелся.

Удалось решить несколько проблемных вопросов которые всегда стоят перед создателем газогенератора

1. Тяжесть аппарата — металл со временем изнашивается и многие делают его из бронелистов в 5мм, как на БТР. Себестоимость сразу сумашедшая и вес туда же. Сейчас вес аппарата около 50 кг.

За счет сокращения толщины металла и моему усовершенствованию останавливающему износ железа — себестоимость упала многократно, даже при том что металл подскочил в цене в 2 раза себестоимость изделия прямо таки «индийская» 100–200$ (работа сварщика, свет, логистика, расходники, железо).

2. Возможность работать на сыроватом топливе. Это уже моя доработка. Не у всех сухие дрова в сарае лежат.

3. 12 часов работы — отопление на ночь, на день. Если делать на 24 часа это уже в 2 раза больший ящик, а это не удобно ни в производстве, ни в перевозке ни в размещении на месте.

4. 8–12 часов работы 5кВт бензогенератора — подключаемся к воздушному фильтру и получаем ток из дров 1кг=1кВт*час

5. Регулировка мощности газа — аппарат работает на разряжении или принудительном вдуве. Т.е. нужен постоянно работающий вентилятор от 200 ватт мощностью. Бывает вентиляторы мощнее и от этого получается метровое или полуметровое пламя, а если не нужно столько, например ложишься спать, зачем чтобы в котельной шуровал огонь. Нужно снижать обороты. Заказал разработку регулятора, обошелся около 10 долларов под ключи и разработка и изготовление. Вот он на фото.

Регулятор втыкается в розетку и в прибор. После этого можно регулировать число оборотов электромотора. Тут нужно сделать замечание. Регулятор нужен если мы эксплуатируем аппарат только для получения газа на обогрев, если мы получаем электричество с помощью бензогенератора — то бензогенератор и является тем аппаратом который засасывает газ (создает разряжение). В этом случае регулятор оборотов и принудительный вдув/выдув не нужен.

На фото выше видно как я колю дрова — небольшие кубики это подходящий размер топлива конкретно для этого газогенератора разработанного на определенную мощность. Щепа — вообще прекрасно. Чурочка — размер спичечного коробка примерно.

Топливо

В качестве топлива подходят, дрова, брекеты (тех марок которые при горении не разваливаются в кашу), лузга, мякина, уголь древесный, каменный и бурый (только при определенных модификациях). Любой пластиковый мусор (пластиковые бутылки, пакеты, одноразовая посуда, прочее).

Что бы хотелось? Хотелось бы этой статьей протолкнуть технологию в массы (лик без) и, может быть, найти партнера для массового производства газогенераторов нужных там, где плохо с газом и электричеством.

Если вам интересно вникнуть в то, как это работает — тут я расписал подробно ссылка.

Плюсы и минусы устройства

Как у любого устройства, у электрогенератора на дровах есть свои преимущества и недостатки. Сравнив их, можно понять, насколько вам необходима такая печь и какую именно выбрать.

Преимущества

  • Возможность обогрева помещения до 50 м3 и приготовления пищи,
  • Компактность,
  • Длительный срок службы,
  • Возможность использовать не только дрова, но и древесные отходы,
  • Невысокая стоимость энергии,
  • Возможность изготовить своими руками.

Недостатки

  • Высокая цена готовой печи-генератора,
  • Низкая мощность (примерно 50-60 Вт) и напряжение в сети (12 вольт).

В основном дровяной электрогенератор позволяет подключить освещение в небольшом доме и обеспечить зарядку телефонов и других гаджетов.

Можно подключить радиоприемник или портативный телевизор. При необходимости можно с помощью инвертора получить и более высокое напряжение в сети, то есть привычные нам 220 вольт. Сегодня выпускаются разные модели дровяных генераторов: от компактных устройств весом до 1 килограмма, которые удобно брать с собой на природу, до автономных дровяных электростанций, вырабатывающих до 100 кВт, которые могут обеспечить электричеством небольшое производство.

Будьте внимательны при эксплуатации дровяных генераторов, ведь это устройства с «живым» огнем. Обязательно соблюдайте технику безопасности, особенно когда используете печи, созданные своими руками.

Самодельные станции

Также многие умельцы создают самодельные станции (обычно на основе газогенератора), которые после продают.

Все это указывает на то, что можно и самостоятельно изготовить электростанцию из подручных средств и использовать ее для своих целей.

Далее рассмотрим, как можно сделать устройство самостоятельно.

На основе термоэлектрогенератора.

Первый вариант – электростанция на основе пластины Пельтье. Сразу отметим, что изготовленное в домашних условиях устройство подойдет разве что для зарядки телефона, фонаря или для освещения с использованием светодиодных ламп.


Для изготовления потребуется:

  • Металлический корпус, который будет играть роль печи;
  • Пластина Пельтье (отдельно приобретается);
  • Регулятор напряжения с установленным USB-выходом;
  • Теплообменник или просто вентилятор для обеспечения охлаждения (можно взять компьютерный кулер).

Изготовление электростанции — очень простое:

  1. Изготавливаем печь. Берем металлический короб (к примеру, корпус от компьютера), разворачиваем так, чтобы печь не имела дна. В стенках внизу проделываем отверстия для подачи воздуха. Вверху можно установить решетку, на которую можно установить чайник и т. д.
  2. На заднюю стенку монтируем пластину;
  3. Сверху на пластину монтируем кулер;
  4. К выводам от пластины подключаем регулятор напряжения, от которого и запитываем кулер, а также делаем выводы для подключения потребителей.

Работает все просто: разжигаем дрова, по мере нагрева пластины на ее выводах начнется генерация электроэнергии, которая будет подаваться на регулятор напряжения. От него же начнет и работать кулер, обеспечивая охлаждение пластины.

Остается только подключить потребители и следить за процессом горения в печке (подкидывать своевременно дрова).

На основе газогенератора.

Второй способ сделать электростанцию – это изготовить газогенератор. Такое устройство значительно сложнее в изготовлении, но и выход электроэнергии – значительно больше.

Для его изготовления потребуется:

  • Цилиндрическая емкость (к примеру, разобранный газовый баллон). Она будет играть роль печки, поэтому следует предусмотреть люки для загрузки топлива и очистки твердых продуктов горения, а также подвод воздуха (потребуется вентилятор для принудительной подачи, чтобы обеспечить более лучший процесс горения) и вывод для газа;
  • Радиатор охлаждения (может быть изготовлен в виде змеевика), в котором газ будет охлаждаться;
  • Емкость для создания фильтра типа «Циклон»;
  • Емкость для создания фильтра тонкой очистки газа;
  • Бензиновая генераторная установка (но можно просто взять любой бензиновый мотор, а также обычный асинхронный электродвигатель 220 В).

После этого все необходимо соединить в единую конструкцию. От котла газ должен поступать на радиатор охлаждения, а после на «Циклон» и фильтр тонкой очистки. И только после этого полученный газ подается на двигатель.

Это указана принципиальная схема изготовления газогенератора. Исполнение же может быть самым разным.

К примеру, возможна установка механизма принудительной подачи твердого топлива из бункера, который, кстати, тоже будет запитываться от генератора, а также всевозможных контролирующих устройств.

Создавая электростанцию на основе эффекта Пельтье, особых проблем не возникнет, поскольку схема простая. Единственное, следует принимать некоторые меры безопасности, поскольку огонь в такой печке практически открытый.

А вот создавая газогенератор, следует учитывать множество нюансов, среди них — обеспечение герметичности на всех соединениях системы, по которой проходит газ.

Чтобы двигатель внутреннего сгорания нормально работал, следует побеспокоиться о качественной очистке газа (наличие примесей в нем недопустимо).

Газогенератор – конструкция громоздкая, поэтому для него необходимо правильно подобрать место, а также обеспечить нормальную вентиляцию, если он будет установлен в помещении.

Поскольку такие электростанции не новь, и любителями они изготавливаются уже сравнительно давно, то и отзывов о них накопилось немало.

В основном, все они положительные. Даже у самодельной печи с элементом Пельтье отмечается, что она полностью справляется с поставленной задачей. А что касается газогенераторов, то здесь наглядным примером может выступить установка таких устройств даже на современных авто, что говорит об их эффективности.

Обзор моделей

Купить дровяной электрогенератор можно в специализированных компаниях. Связаться с ними и получить исчерпывающую информацию удобно на сайтах этих компаний:

Предлагаем вашему вниманию несколько моделей таких печей-генераторов, предназначенных для бытовых нужд.

Портативные модели

Они представлены щепочницами и грилями, оснащенными электропреобразующим элементом. Такая печка хороша в походе для разогрева еды, на ней можно согреть кружку чая, пожарить небольшой кусочек мяса и заодно зарядить гаджеты. На большее они не рассчитаны.

К примеру, печь BioLite CampStove способна работать на любом древесном топливе: веточки, щепки, шишки. Она выдает до 5 Вт мощности, оборудована USB. Чтобы вскипятить литр воды, достаточно совсем немного древесины, а займет это буквально 5 минут. Цена BioLite CampStove 9 600 рублей.

Индигирка


Печь Индигирка — это наиболее известная модель дровяных электрогенераторов. Эта печь отапливает помещение до 50 м3, весит 37 килограммов, выполнена она из жаростойкой стали и служит не один десяток лет. Объем топки – 30 литров. Выходное напряжение Индигирки — 12 вольт, максимальная выходная мощность — 50 Вт. Конечно, основное предназначение печи — обогрев, удобная чугунная конфорка позволяет приготовить пищу или согреть чай. В качестве электрогенератора печь в состоянии работать уже через 15 минут после розжига.

В комплект поставки входят

  • Кабель с зажимами «крокодил»,
  • Кабель с разъемом как у прикуривателя автомобиля,
  • USB 5 вольт.

Конечно, 50 Вт – это немного, однако 2-3 светодиодных лампы для освещения, 10 дюймовый телевизор и зарядку для мобильного телефона такой электрогенератор «потянет».

Индигирка 2

Это обновленная модель, которая немного больше по размерам и вырабатывает электричества на 10 Вт больше, то есть 60, что дает дополнительные возможности.

Стоимость такой печки порядка 30 000 — 50 000 рублей в зависимости от комплектации и поставщика.

Печи kibor с электрогенератором

Компания Kibor представляет две модели электрогенераторов на дровах. Первая модель весит всего 22 килограмма, объем топки у нее 30 литров, выходная мощность – 25 Вт. Стоит такая печь 45 000 рублей.

Более мощная модель способна вырабатывать 60 Вт. Она больше по размерам, весит 59 килограммов, а объем топки у нее 60 литров. Цена – 60 000 рублей.

Термоэлектрический генератор

Не обязательно покупать целую печь с электрогенератором. Можно приобрести отдельно термоэлектрический генератор, который монтируется на горячие поверхности, и приспособить его к уже имеющейся печи. Такой агрегат стоит порядка 15 000 рублей.

При эксплуатации дровяного генератора образуются продукты горения, для удаления которых из помещения обязательно нужен дымоход.

Критерии выбора

Ввиду того, что дровяной автономный электрогенератор существует в нескольких исполнениях, выбор пользователя упрощается. Так как для дома подходит лишь печь-генератор, то других вариантов нет. А крупногабаритные электростанции на дровах используются для электроснабжения промышленных или гражданских объектов, так как их мощность варьируется в пределах 100-200 кВт.

При выборе следует учесть, объект какой площади будет обслуживаться, а также на какую мощность следует рассчитывать. Чтобы определиться с величиной расхода топлива, нужно спланировать, с какой степенью эффективности и как часто будет использоваться устройство, исходя из этого, подбирается и объем загрузочного контейнера для дров.

Существующие модели

Полнофункциональное высокопроизводительное оборудование типа электростанции BioKIBOR стоит довольно дорого. Если для объекта был выбран генератор на дровах, то купить его можно в пределах суммы 2 000 000 руб. По конструкции это модульная установка с автоматической подачей топлива. Чтобы обеспечить оборудование мощностью 100 кВт дровами на одни сутки, потребуется 5 т (или 200 кг на час работы). Указанное количество топлива требуется для полноценной работы станции.

Смотрим видео о модели печь-генератор на дровах Индигирка:

Такое устройство, как печь-генератор на дровах (Индигирка марки Термофор) обойдется пользователю примерно в 30 000 руб. При покупке учитывается вместительность камеры сгорания (41 л), причем максимальная загрузка – 30 л. Для отвода продуктов горения предусмотрен дымоход, диаметр которого 80 мм, а высота – 3 м. Выходное напряжение составляет 12 В, а мощность – 60 Вт.

Общие рекомендации

Для поддержания высокой температуры необходимо следить за тем, достаточно ли топлива в камере сгорания. Если в случае с автоматизированной электростанцией этого делать не придется, то печь-генератор не имеет функции автономной подачи топлива.

Такое устройство должно обязательно эксплуатироваться с отводящим продукты горения дымоходом, в особенности, если эксплуатация ведется в помещении.

В качестве альтернативы дорогостоящему оборудованию можно сделать электрогенератор резервный на дровах своими руками. Но и такая конструкция подразумевает использование элемента Пельтье. Без этого проблематично организовать преобразование температуры в электричество. По оценкам пользователей компактная печь-генератор вполне оправдывает себя, особенно в условиях нынешнего снижения цены на такой агрегат и доступности твердого топлива.

Таким образом, эксплуатация бытового электрогенератора малой мощности является альтернативой производительным бензиновым и дизельным устройствам. Но перед покупкой следует продумать такой момент, как необходимость приобретения инвертора для преобразования выходного напряжения величиной 12 В в 220 В. Без этого невозможно будет подключить большинство современных приборов.

Конструкция дровяных печей

  1. Топка (топливник, топливная камера).

    Конструктивный элемент печки, предназначенный для сгорания топлива. Многие любители парной убеждены, что лучшая дровяная печь для бани та, которая имеет дверку топки из огнеупорного стекла. Почему, мы уже говорили выше.

    Рекомендуется подбирать каменки с топливником, сужающимся книзу. Делается это для того, чтобы прогоревшие дрова беспрепятственно падали на колосник.

  2. Колосник.

    Часть печки (как правило, отлитая из чугуна, чтоб спокойно выдержать большие температуры), на которой лежат тлеющие угли. Главная функция этого приспособления – это подавать воздух, для того, чтоб нижние из слоев горящих поленьев, либо брикетированного топлива, не гасли.

Зольник.


Камера в дровяной печке, в которой накапливается зола. Лучшая его конструкция – выдвижной ящичек, которым часто оснащаются печи для бани дровяные финские. Из него можно выбросить отходы, не прибегая к старомодным и сложным методам их извлечения особыми приспособлениями.

Каменка.

Пирамидальный лоток, имеющий большой объем. Лежащие в нем раскаленные камни, при добавлении на них воды, травяных настоев, разбавленного пива, обеспечивают помещение необходимым паром. Обычно для каменки применяют диабаз, перидотит, талькохлорит. Элитным считается полудрагоценный камень – жадеит.

Дымоход.

Он является обязательным конструктивным элементом всех печей на дровах. При его помощи удаляются продукты горения и угарный газ.

Ведущие производители оборудования для парных выпускают дымоходы из нержавеющей стали, а также высокотехнологичной керамики. Если вы хотите сэкономить, то отводную систему для дыма можно сделать и самостоятельно.

Буржуйки. Особенности этих печей.

Буржуйка, как печь на дровах используется уже больше века лет в самых разных местах, в наше время она приносит тепло как в гаражи, сараи, так и в жилые домики, подсобные помещения. Особенно буржуйка популярна для решения задачи организации отопления теплиц. Данная печь на дровах востребована везде, где требуется создать тёплый микроклимат. Простота конструкции печи, вот что гарантировал ей успех. Буржуйка по своей сути является обыкновенной металлической бочкой (а часто это так и есть – бывшая в употреблении бочка), но с более толстыми стенками. Для изготовления такой печки делается предварительный эскиз или чертеж, по которому впоследствии и проводят необходимые работы.

Бочку берут с объёмом в 100 литров, можно и более. А весь смысл переоборудования такой бочки в печку кроется в том, чтобы пространство внутри бочки перегородить горизонтально. Перегородку требуется изготовить из металлического куска, причём толщина его должна составлять 5 мм или более. Так получается два отсека. В перегородке проделывают отверстия, которые в дальнейшем послужат для удаления образовавшейся золы. Таким образом, один отсек послужит топочной камерой, а второй превратиться в зольник.

Отсек зольника, следует оборудовать выдвижным или съёмным металлическим ящиком. В данном ящике и будет накапливаться зола и прочие продукты после сгорания топлива. В топочном отсеке на передней её стенке сварочным аппаратом, болгаркой, либо зубилом вырезают отверстие. Размер отверстия должен быть 40 на 40 см, поскольку в него будут подаваться дрова для топочной камеры. После этого аналогичным способом необходимо вырезать отверстие и для доступа в зольник. Размер отверстия зольника по сравнению с отверстием для топки делают примерно на 10 или 15 см меньше. Топочное отверстие снабжают дверкой с надёжной задвижкой.

Нашу бочку сверху накрывают крышкой, и проделывают в ней отверстие для оборудования на ней дымоходной трубы. При помощи сварки герметично приваривают крышку к бочке по всему её периметру. После этого бочку достаточно поставить на ножки, либо использовать фундамент из кирпичей. Это необходимо, чтобы пол под буржуйкой не загорелся. Вот и готова наша печь на дровах, которая в народе называется буржуйка.

Имеется ли у такой чудесной печи недостатки. А как же без них. Вот они:

  • довольно низкий коэффициент полезного действия;
  • способность к моментальному остыванию;
  • греет, пока топишь – требуется постоянное подбрасывание дров.

Однако приведенная выше конструкция – это самый экономный вариант, а процесс изготовления может занять всего лишь считанные часы.

Газогенераторы

Второй тип – это газогенераторы. Такое устройство можно использовать в нескольких направлениях, в том числе и получение электроэнергии.

Здесь стоит отметить, что сам по себе такой генератор не имеет никакого отношения к электричеству, поскольку его основная задача – выработать горючий газ.

Суть работы такого устройства сводится к тому, что в процессе окисления твердого топлива (его горения), выделяются газы, в том числе и горючие – водород, метан, СО, которые могут использоваться в самых разных целях.

К примеру, такие генераторы раньше применялись на авто, где обычные двигатели внутреннего сгорания отлично работали на выделяемом газе.

По причине постоянного дрожания топлива данные устройства некоторые автомобилисты и мотоциклисты уже в наше время начали устанавливать на свои машины.

То есть, чтобы получить электростанцию, достаточно иметь газогенератор, двигатель внутреннего сгорания и обычный генератор.

В первом элементе будет выделяться газ, который станет топливом для двигателя, а тот в свою очередь будет вращать ротор генератора, чтобы получить на выходе электроэнергию.

К достоинствам электростанций на газогенераторах относится:

  • Надежность конструкции самого газогенератора;
  • Получаемый газ можно использоваться для работы двигателя внутреннего сгорания (который станет приводом для электрогенератора), газового котла, печи;
  • В зависимости от задействованного ДВС и электрогенератора можно получить электроэнергию даже для промышленных целей.

Основным недостатком газогенератора является громоздкость конструкции, поскольку она должна включать в себя котел, где происходят все процессы для получения газа, систему его охлаждения и очистки.

И если это устройство будет использоваться для получения электроэнергии, то дополнительно в состав станции должны также входить ДВС и электрогенератор.


С этим читают