图 1家用热声气体发生器的预计外观在上一篇文章中，我谈到了开发热声发生器：
“创建并首先启动行波热声引擎” 。 在本文中，我想更多地讨论该发电机的可能应用以及如何将其集成到现有的电源系统中。
分权是最近的全球趋势之一。 越来越多的人希望尽可能独立于大型组织。 例如，这表现为希望拥有自己的微型工厂（如3D打印机），渴望释放自己的钱（例如加密货币）的形式，或者渴望拥有自己的媒体的形式（如在YouTube上的渠道）。 能源也长期朝着权力下放的方向发展。 越来越多的人希望拥有自己的电能和热能来源。
图 2.说明了基于分布式热电联产的丹麦能源权力下放。 资料来源：丹麦能源署例如，在丹麦，能源的分散非常活跃（图2）。
分散能源有什么好处？除了在权力下放过程中提高每个人的独立性和独立性之外，优点还在于：
-微型热电联产总是比大型热电联产更接近消费者。 因此，电能和热能的损失实际上在分别通过电线和加热干线传输期间消失了。
图 3.内燃发动机上的微型CHP Senertec Dachs F5.5，5.5 kW-有机会在过于昂贵或根本无法提供能源的地方建造房屋和企业。 例如，您喜欢一个风景秀丽的地方，但无法在该处通电。 在这种情况下，向房屋供应能量的唯一方法是在现场即房屋本身中产生电能和热能。
图 4.远离文明的私人住宅-分布式能源生产提高了能源系统对各种事故和灾难的稳定性。 如果大型火力发电厂发生分散式发电的灾难，减少了能源供应的中断人数。
图 5.福岛核电站的灾难-分布式发电具有很大的灵活性和适应性，整个地区的能源消耗急剧，不均匀地变化。 由于分散化，可以将多种能源组合成一个称为微电网的智能网络，该网络可以调整并优化能源的生产和消耗。
图 6.微电网的示意图，微电网是一种优化能源生产和消耗的智能电网。-在法律允许将多余的发电量出售给公用网络的国家中，可以通过微型CHP赚钱。 目前，最常见的收益类型是在太阳能领域，通过将太阳能电池板固定在房屋屋顶上，您可以退还数年的电力销售成本，然后从中获利。
图 7.房屋屋顶上的太阳能发电厂-然后，微型热电联产的前景在于，当现有大型发电厂的资源用尽时，就会出现两难境地：建造一个新的大型电站还是许多小型电站？ 最近，选择越来越集中在创建中，小型和微型CHP网络上，而不是失败的大型网络上。
能源分散化的局限性能量分散具有许多优势。 同时，不能说有必要争取最大程度的权力下放。 也就是说，对于每个多层建筑物，每个企业和每个建筑物中的每个私人都有自己的热电站的情况。 在能源消耗者密集的地方，大型的热电联产将超过一组微型热电联产，这是因为与更优化的维护流程，更少的复杂性和材料消耗相关的更低的发电成本。
图 8.西北热电联产但是，有些地方的消费者密度低，而大型火力发电厂的建设要么不可能，要么不合理。 正是在这些地方，微型热电联产逐渐占领了市场，挤出了大型热电联产。 除微型热电联产外，还存在替代能源，例如太阳能和风能发电厂，它们也专注于地球上人口不稠密且难以到达的地区，但在太阳活动低且缺少所需风能的地方无法使用。
因此，可以说，在太阳能活动量相对较低，风力发电量相对较低或风速不稳定的人口密度较低的地区，使用微型热电联产技术进行能源分散是最有希望的。
俄罗斯微火力发电厂的最佳使用区图 9.俄罗斯能源生产地图那么，使用微型火力发电厂的最佳领土面积是多少？ 例如，以俄罗斯为例。 该地区约有13％的人口，即1,910万人，位于该地区没有集中供电的区域（2018年）。 该国只有三分之一的领土被集中供电。
图 10.俄罗斯的日照地图图 11.俄罗斯的风活动地图如果查看太阳能活动和风能的地图，您会发现俄罗斯欧洲部分的大多数未连接集中式能源供应的用户都位于太阳能活动和风能低的区域。 因此，它们处于微型火力发电厂的最佳区域。
目前，在该地区的绝大多数情况下，使用的是基于内燃机的微型TPP，或者是一堆内燃机和加热锅炉上的发电机。
图 12.莫斯科地区克林市的液化天然气微型热电联产凯普斯通微型燃气轮机发电机组也已在俄罗斯获得分销。
图 13.顶石微型发电机当前现有的微型电厂存在哪些问题？现有的积极开发的微型热电联产的主要问题是：
图 14.修理柴油发电机柴油和燃气涡轮发电机每年最多需要维护一次。 这增加了发电成本，为这种设备的所有者带来了不必要的组织工作，并且在维护期间，自然必须将设备停止一定时间，这给消费者带来了麻烦。
-柴油和燃气轮机厂没有能力使用所有类型的可燃燃料（液体，气体，固体燃料），也没有办法使用替代性热能（太阳能，地热，废热）。
图 15.微型CHP可能使用的热能类型。 从左到右：企业的余热，地热能，太阳能，可燃燃料的能源并非所有消费者都为微型热电联产提供最佳的热能来源-柴油燃料还是天然气。 使用其他热能来源可能便宜得多。 例如，在将热能排放到大气中的企业中，可以通过在微型热电厂中从中产生电能来节省一部分能量。 或在具有地热源的地区（例如堪察加半岛地区）使用地球肠道的热能。 在太阳活动高的地区，可以将太阳能用于加热，也可以将太阳能和可燃性燃料的能量一起使用。
因此，仅使用可燃燃料的柴油和燃气涡轮发电机是其明显的缺点。
-微型热电联产的起价高。 由于价格高昂，许多人拒绝购买该设备，因为至少几年后，该设备的使用比连接到电网便宜，所以人们无法立即超过微火力发电厂的价格。
解决问题上面的前两个发现问题之间的间隔很短。 服务和杂食性取决于在斯特林发动机的基础上进行的安装。
图 16. Viessmann Vitotwin 300瓦特微型热电联产前两个问题的另一种解决方案是基于蒸汽微型涡轮机的设备，即根据兰金循环运行的设备。
作为在俄罗斯开发的这种装置的一个示例，可以引用由Don Technologies的研究和生产企业创建的基于湿蒸汽微型涡轮机的微型能源联合体。
图 17. IEC“ Don Technologies”，功率为5 kW尽管与从内燃机和燃气轮机上安装的设备相比，这些设备具有所有优势，但由于初始成本较高，维修复杂或计划外的维护（缺少可以进行计划外维修的合格工人），它们尚未获得广泛的欢迎。人们长期沉迷于新技术的原因。
热声发生器就像斯特林发动机和蒸汽轮机循环上的安装一样，它们之间的间隔很短也可以解决问题。 维护和选择燃料时没有杂物性，热声发生器同样解决了这些问题。 因此，为了在市场上占有一席之地，热声发生器的初始成本必须低于这些工厂的初始成本，并且优选地低于柴油和燃气轮机的初始成本。 考虑一下，因此，热声发生器解决了这些问题。 服务和杂食，以及是否有可能以较高的初始价格解决问题。
让我提醒您，对于那些没有读过以前的文章
“ 1篇文章” ，
“ 2篇文章”的人 ，我开发的热声引擎的示意图如下：
图 18.带行波的四速发动机的方案由谐振器和热交换器组成的系统在热能的影响下产生声能。 即，在热交换器之间存在一定的温差的情况下，行进的声波出现在谐振器中。
由于这种形式的热声发动机不包含任何运动部件，因此它具有极高的资源。 但是为了发电，还需要涡轮发电机，其必须首先将声能转换成涡轮发电机转子的旋转机械能，然后转换成电能。 因此，期望它们之间的最大间隔。 这部分的维护工作将受到维修涡轮发电机以及发动机本身需求的限制。
也就是说，一方面，一切都变成了蒸汽轮机的安装。 但是，热声发动机中的涡轮发电机的工作温度（约40摄氏度）要比蒸汽涡轮机的温度低得多（蒸汽涡轮机的温度达到200摄氏度以上）。 此外，在热声发动机中，与蒸汽轮机相比，涡轮机处于惰性气体（氦气或氩气）中，而蒸汽轮机在蒸汽中所含液滴的影响下磨损。 因此，与蒸汽涡轮发电机相比，可以预期在热声发动机中涡轮发电机的寿命会增加。
热声发动机几乎可以使用任何热能源，因为它是具有外部热量供应的发动机，也可以是斯特林发动机。 同时，它在热和冷热交换器之间具有非常低的温差，这是启动发动机所必需的（我在文献中遇到的最低温差是17度）。 因此，很明显，该发动机利用各种类型的热能解决了该问题。
让我们看看，由于这种原因，热声发电机比斯特林发动机的发电机和蒸汽轮机的发电机便宜。
- 首先，通过使用标准管作为谐振器主体。 与斯特林发动机不同，热声发动机的壳体不应具有较高的制造精度。 常规的钢管不用转弯就可以。
- 然后，与斯特林自由活塞发动机相比，热声发生器不具有线性发生器而是具有旋转发生器，这降低了其材料消耗并因此降低了其成本。
- 最后，由于涡轮发电机几乎在室温下工作，因此可以在其成分中使用塑料零件，从而降低了制造成本。
因此，投入商业设计的热声发生器应在微型热电联产市场中占据一席之地。