微型熱電聯產

微型熱電聯產涵蓋了熱電聯產 系統中性能最低的部分。 它特別適用于單戶和多戶住宅以及小型企業的建筑一體化使用。

微型熱電聯產主要發生在鍋爐房，由微型熱電聯產電廠（微型熱電聯產）利用余熱進行生活熱水和空間供暖。 它通過分散的能量轉換減少了電力損失，最重要的是減少了熱傳輸損失，與提供有用熱量的純燃燒過程相比，其特點是具有更高的火用質量。

基于三相饋入低壓電網。

第二種選擇是根據每年的供電量進行區分，因為小型系統通常沒有功率測量。 在消費者方面，網絡運營商必須使用年能耗高達 100,000 kWh 的標準化負載配置文件。

第三個標準是二維的：<11 kWel 和 <70 kW 燃料熱輸出。 這是燃氣器具指令 90/396/EEC 的結果，該指令對于為高達 70 kWth 的燃氣器具頒發 CE 證書非常重要。

EN 50438 是微型發電機的電工標準，也被限制為每相最高 16 A 的標稱值，即。 H。 三相約 11 kVA 視在功率，這導致約 10 kWel 有功功率，功率因數 cos φ = 0.9。

用于一戶和兩戶住宅的發電供暖系統的子類稱為納米熱電聯產（或納米熱電聯產）。 電輸出通常為 1 kW，但也可提供其他系統尺寸。 根據 EN 50438（微型發電機的要求），建議使用高達 16 A 的單相標稱電流作為界限，i。 H。 視在功率為 3.68 kVA。 這些裝置與集成或外部峰值負載燃燒器 (20-30 kWth) 組合交付，可在冬季提供xxx熱負荷。

此外，CHP 指令 2004/8/EG 將術語“小型 CHP 系統”限制為小于 50 kWel 的輸出。 熱電聯產法還對 50 千瓦以下系統的熱電聯產產生的電力征收熱電聯產附加費。

微型熱電聯產與小型熱電聯產的區別在于前者主要安裝在建筑物內，而后者也可用于供應小型局部熱網。 兩者的共同點是，與大型 CHP 和熱電聯產電廠相比，它們具有作為系列產品進行大規模生產的潛力。

在熱電聯產廠 (CHP) 中，能源（主要是天然氣，但也有液化氣、取暖油、植物油或木材）用于熱力循環以從中產生機械能和電能。 廢熱被送入建筑物的供暖系統。 電力自用，余額通過電網抵消。 市場概覽列出了鏈接到各種微型熱電聯產變體技術細節的示例。 但是，目前還沒有既能帶動技術進步，又能隨著學習率降低生產成本的大眾市場。

為了即使在夏季也能確保熱電聯產機組有足夠的運行時間，集中產生熱水也很重要。 通常，系統的設計方式是熱電聯產提供基本熱負荷（熱水 + 過渡期），寒冷冬季的峰值熱需求由額外的燃燒器提供。 蓄熱器將供熱與供電分離，除了低循環運行外，還允許在內部電力需求高的時候運行。

機動熱電聯產是一項成熟的技術，得益于汽油和柴油發動機的百年發展歷史。 自 1990 年代以來，微型熱電聯產也有應用經驗。 除天然氣和液化氣外，還使用取暖油和植物油。

除了久經考驗的技術外，還應積極強調基于電機的熱電聯產的高電效率和熱效率（電效率為 20 至 25%，總計約 80 至 90%）。電機的負面影響基于 CHP 的是高維護成本，這主要是由于換油間隔。 此外還有更不用說內燃帶來的與其他類型相比的高排放。 此外，通過封裝控制在可接受水平的噪聲發展和振動令人不安。

斯特林發動機作為一種外部供熱的發動機，在概念上比內燃機更古老。 然而，它作為車輛驅動器的成功將其推向了小眾市場，因為它不適合快速負載變化。 作為一種用作加熱塊為建筑物提供能量的機器，它正在經歷一場復興。

這主要是由于外部燃燒。 這里可以使用連續燃燒，由于火焰穩定，廢氣排放量低，還允許使用各種氣態、液態和固態燃料。 此外，還可以實現低噪音運行。 與內燃機相比，維護成本更低，因為作為熱氣發動機，它通常設計為無油。 制造的難點一方面在于無油滑動部件（活塞/氣缸）的材料配對和工作載氣容積的xxx密封性。 另一方面，采用耐高溫耐腐蝕材料的工作缸頭部換熱器的設計是一個挑戰。

在實踐中，已實施的機器只能實現 15-25% 左右的電效率，即明顯低于內燃機。 而斯特林發動機的綜合效率高達90%以上，具有上述優勢，注定適合安裝在小型住宅的納米熱電聯產。

在蒸汽機中，水在閉合回路中被加熱和蒸發。 在膨脹模塊中，水蒸氣做功、冷凝并向加熱回路放熱。 然后將其泵回蒸發器。

蒸汽機的工作原理類似于采用外燃機的斯特林發動機，因此在燃料方面同樣具有靈活性，并且還具有同樣出色的廢氣排放值。 然而，由于蒸汽循環中微型熱電聯產的尺寸較小，無法實現與大型電廠相同的電效率，只能達到 10% 至 15% 左右。 類似于冷凝鍋爐的低維護成本和超過 90% 的整體效率為這一概念提供了積極的支持。

與上述技術不同，燃料電池不通過熱力學中間步驟將所使用的能量載體（氫氣、天然氣、甲醇）轉化為電能，而是直接通過電化學氧化還原反應轉化為電能。 電阻產生的廢熱或燃料氣體的預重整產生的廢熱可以作為有用的熱量釋放。

燃料電池具有最高的技術潛力，電效率為 30-60%。 它是最近（10 年）才成為大規模應用開發重點的最年輕的技術。 除了仍然存在的技術問題，例如燃料電池堆的使用壽命因退化而仍然過短，還需要在建設和生產技術方面取得進步，以進一步降低生產成本。 當用于家庭能源供應時，燃料電池還有其他優勢：幾乎沒有任何活動部件，因此維護成本低（類似于冷凝式鍋爐）并且運行時幾乎無聲。