Когенерационная система для колледжа в городе Пасадена (США)

Колледж в городе Пасадена (Pasadena City College — PCC), штат Калифорния, является типичным учебным заведением, находящимся на государственном финансировании. Основная задача колледжа состоит в обучении студентов и переподготовке работающих специалистов по четырехгодичным программам в соответствии с текущими потребностями штата в области занятости населения. Одновременно в колледже проходят обучение порядка 28 000 человек.

Колледж установил когенерационную систему, состоящую из двух микротурбин Capstone C60 и одного теплообменника Unifin, в своем центре водных видов спорта. В результате, микротурбины питают электроэнергией моторы насосов и фильтров бассейна, а тепло выхлопных газов используется для подогрева воды в бассейне. Избыток электроэнергии используется в кафетерии и других служебных помещениях спортивного центра. Система была введена в промышленную эксплуатацию в январе 2002 года.

Идея установки распределенной системы была инициирована городской энергетической службой (Pasadena Water & Power). Поводом для практической реализации проекта послужил энергетический кризис в Калифорнии и его последствия, выражающиеся не только в значительных сезонных и суточных колебаниях цен на электроэнергию, но и в периодических отключеньях.

Энергетическая служба Пасадена провела консультации со всеми основными потребителями в городе и предложила им несколько технических решений по созданию распределенных когенерационных систем, в том числе и на базе микротурбинных генераторов Capstone.

Решение в пользу микротурбин, принятое администрацией PCC, было продиктовано первоочередной аппликацией — колледж имеет полноразмерный открытый бассейн, температура воды в котором должна поддерживаться на уровне 27°С круглый год. Это не сложно летом, но зимой, когда температура окружающего воздуха опускается до 40° С ночью, проблема становится более очевидной.

До установки микротурбин, бассейн обогревался двумя газовыми бойлерами компании Lochinvar — основным и резервный, который включался в зимнее время. Каждый бойлер потреблял порядка 44 м³ природного газа в час. Две микротурбины, потребляющие такое же количество газа, заменили основной бойлер, при этом резервный бойлер остался для зимнего периода времени. Таким образом, расходы на топливо для подогрева воды в бассейне не изменились, но колледж получил дополнительно 120 кВт электроэнергии.

В течение 2002 года когенерационная система выработала 1 000 000 кВт электроэнергии, что позволило колледжу сэкономить порядка 100 000 долларов. В результате, период окупаемости составил порядка десяти месяцев, в том числе, благодаря финансовой поддержке из городского бюджета.

Весь процесс от начала обсуждений с городской энергетической службой до ввода в эксплуатацию микротурбинной системы занял порядка года. Из этого времени собственно установка и запуск составили три месяца. Единственной реальной проблемой, возникшей в процессе реализации проекта, явилось встраивание системы в существующие помещения колледжа. В качестве компромисса было решено установить корпуса микротурбин на выкатные тележки, что позволило обеспечить, в случае необходимости, требуемое сервисное пространство для профилактических работ с оборудованием. Ввиду того, что кратность обслуживания микротурбин составляет 8 000 часов, такая схема организации работ была одобрена всеми участниками проекта.

Административный директор колледжа Ричард Пелт комментирует: «Кроме задач по выбору места и подводу газа, существует необходимость эффективного использования тепла. Если бы мне пришлось еще раз выполнять такой проект, я бы решился на него значительно быстрее. Каждый день вы не только упускаете технологические возможности, но и теряете реальные деньги. Вы сжигаете газ в бойлере для производства тепла, но вы также можете установить микротурбину и получать необходимое тепло, но при этом вы дополнительно получите электроэнергию, сжигая тот же объем газа».