微型热电联产

微型热电联产涵盖了热电联产 系统中性能最低的部分。 它特别适用于单户和多户住宅以及小型企业的建筑一体化使用。

微型热电联产主要发生在锅炉房，由微型热电联产电厂（微型热电联产）利用余热进行生活热水和空间供暖。 它通过分散的能量转换减少了电力损失，最重要的是减少了热传输损失，与提供有用热量的纯燃烧过程相比，其特点是具有更高的火用质量。

基于三相馈入低压电网。

第二种选择是根据每年的供电量进行区分，因为小型系统通常没有功率测量。 在消费者方面，网络运营商必须使用年能耗高达 100,000 kWh 的标准化负载配置文件。

第三个标准是二维的：<11 kWel 和 <70 kW 燃料热输出。 这是燃气器具指令 90/396/EEC 的结果，该指令对于为高达 70 kWth 的燃气器具颁发 CE 证书非常重要。

EN 50438 是微型发电机的电工标准，也被限制为每相最高 16 A 的标称值，即。 H。 三相约 11 kVA 视在功率，这导致约 10 kWel 有功功率，功率因数 cos φ = 0.9。

用于一户和两户住宅的发电供暖系统的子类称为纳米热电联产（或纳米热电联产）。 电输出通常为 1 kW，但也可提供其他系统尺寸。 根据 EN 50438（微型发电机的要求），建议使用高达 16 A 的单相标称电流作为界限，i。 H。 视在功率为 3.68 kVA。 这些装置与集成或外部峰值负载燃烧器 (20-30 kWth) 组合交付，可在冬季提供xxx热负荷。

此外，CHP 指令 2004/8/EG 将术语“小型 CHP 系统”限制为小于 50 kWel 的输出。 热电联产法还对 50 千瓦以下系统的热电联产产生的电力征收热电联产附加费。

微型热电联产与小型热电联产的区别在于前者主要安装在建筑物内，而后者也可用于供应小型局部热网。 两者的共同点是，与大型 CHP 和热电联产电厂相比，它们具有作为系列产品进行大规模生产的潜力。

在热电联产厂 (CHP) 中，能源（主要是天然气，但也有液化气、取暖油、植物油或木材）用于热力循环以从中产生机械能和电能。 废热被送入建筑物的供暖系统。 电力自用，余额通过电网抵消。 市场概览列出了链接到各种微型热电联产变体技术细节的示例。 但是，目前还没有既能带动技术进步，又能随着学习率降低生产成本的大众市场。

为了即使在夏季也能确保热电联产机组有足够的运行时间，集中产生热水也很重要。 通常，系统的设计方式是热电联产提供基本热负荷（热水 + 过渡期），寒冷冬季的峰值热需求由额外的燃烧器提供。 蓄热器将供热与供电分离，除了低循环运行外，还允许在内部电力需求高的时候运行。

机动热电联产是一项成熟的技术，得益于汽油和柴油发动机的百年发展历史。 自 1990 年代以来，微型热电联产也有应用经验。 除天然气和液化气外，还使用取暖油和植物油。

除了久经考验的技术外，还应积极强调基于电机的热电联产的高电效率和热效率（电效率为 20 至 25%，总计约 80 至 90%）。电机的负面影响基于 CHP 的是高维护成本，这主要是由于换油间隔。 此外还有更不用说内燃带来的与其他类型相比的高排放。 此外，通过封装控制在可接受水平的噪声发展和振动令人不安。

斯特林发动机作为一种外部供热的发动机，在概念上比内燃机更古老。 然而，它作为车辆驱动器的成功将其推向了小众市场，因为它不适合快速负载变化。 作为一种用作加热块为建筑物提供能量的机器，它正在经历一场复兴。

这主要是由于外部燃烧。 这里可以使用连续燃烧，由于火焰稳定，废气排放量低，还允许使用各种气态、液态和固态燃料。 此外，还可以实现低噪音运行。 与内燃机相比，维护成本更低，因为作为热气发动机，它通常设计为无油。 制造的难点一方面在于无油滑动部件（活塞/气缸）的材料配对和工作载气容积的xxx密封性。 另一方面，采用耐高温耐腐蚀材料的工作缸头部换热器的设计是一个挑战。

在实践中，已实施的机器只能实现 15-25% 左右的电效率，即明显低于内燃机。 而斯特林发动机的综合效率高达90%以上，具有上述优势，注定适合安装在小型住宅的纳米热电联产。

在蒸汽机中，水在闭合回路中被加热和蒸发。 在膨胀模块中，水蒸气做功、冷凝并向加热回路放热。 然后将其泵回蒸发器。

蒸汽机的工作原理类似于采用外燃机的斯特林发动机，因此在燃料方面同样具有灵活性，并且还具有同样出色的废气排放值。 然而，由于蒸汽循环中微型热电联产的尺寸较小，无法实现与大型电厂相同的电效率，只能达到 10% 至 15% 左右。 类似于冷凝锅炉的低维护成本和超过 90% 的整体效率为这一概念提供了积极的支持。

与上述技术不同，燃料电池不通过热力学中间步骤将所使用的能量载体（氢气、天然气、甲醇）转化为电能，而是直接通过电化学氧化还原反应转化为电能。 电阻产生的废热或燃料气体的预重整产生的废热可以作为有用的热量释放。

燃料电池具有最高的技术潜力，电效率为 30-60%。 它是最近（10 年）才成为大规模应用开发重点的最年轻的技术。 除了仍然存在的技术问题，例如燃料电池堆的使用寿命因退化而仍然过短，还需要在建设和生产技术方面取得进步，以进一步降低生产成本。 当用于家庭能源供应时，燃料电池还有其他优势：几乎没有任何活动部件，因此维护成本低（类似于冷凝式锅炉）并且运行时几乎无声。