Комбіноване вироблення теплової та електричної енергії

Однією із найбільш актуальних проблем нашого часу є пошук екологічно чистих альтернативних джерел енергії. Термоелектрика описує процеси перетворення теплової енергії в електричну та навпаки. Ці процеси дістали назву когенерація. Під когенерацією розуміють (також комбіноване виробництво тепла та електроенергії) яке полягає у використанні електростанції для одночасного виробництва тепла та електроенергії. Когенерація є одним із найпоширеніших методів повторного використання енергії.

Вона грунтується на трьох важливих ефектах: Зеєбека, Пельтьє та Томсона. При цьому основною задачею є виробництво " чистої" електроенергії, а також виконання функції охолодження. До інших переваг термоелектричних пристроїв слід віднести безшумну роботу (відсутність рухомих частин) та багаторічну стабільність функціонування. Енергетична ефективність термоелектричних пристроїв визначається якістю термоелектричних матеріалів.

Когенераційні установки не тільки дорога високотехнологічна іграшка для компаній, які їх використовують. Це данина нашому часу, коли доводиться берегти енергоресурси.

Спільне виробництво теплової та електричної енергії практикується вітчизняними енергетиками вже давно, оскільки дозволяє значно збільшити ефективність використання палива. Даний процес отримав у нас назву теплофікація. «Заморський» же термін когенерація з'явився значно пізніше. Слід зауважити, що обидва поняття, принаймні для нашої країни, не зовсім тотожні, оскільки принцип роботи та структура когенераційних систем схожа на роботу паротурбінних теплоелектроцентралей (ТЕЦ), але має деякі відмінності. У когенераційних установках для вироблення теплової енергії використовуються вихлопні гази двигунів різної будови, які через теплообмінник віддають енергію в магістраль, а в ТЕЦ для тих же цілей використовується перегріта пара, нагрітий теплом від спалювання палива в спеціальних котлоагрегатах.

Хоча слід зауважити, в ЄС на ці відмінності ніхто не звертає уваги, адже головне, що обидва види енергії виробляються одночасно. Тому всі подібні системи мають назву CHP-plant (Combined Heat and Power plant - завод по спільному виробництву тепла та електроенергії).

Підприємства, побудовані зусиллями держави для виробництва електричної та теплової енергії, мають величезну потужність (тисячі МВт) і здатні забезпечувати теплом і світлом цілі міста. Частка даних об'єктів в енергетиці держави досить істотна (рис. 1.17)

Рис. 1.17 Розподіл потужностей української енергетики за даними міністерства палива та енергетики України за 2009 рік [4] https://www.ges-ukraine.com/maininfo_14-16.html