Blog

Kogeneracja – zasada wytwarzania energii

Podstawową zasadą kogeneracji CHP jest jednoczesne wytwarzanie ciepła i energii elektrycznej. Proces musi odbywać się w tym samym obiekcie i w większości przypadków jest to energia cieplna i elektryczna. Aby jednak lepiej zrozumieć jego mechanizmy kogeneracyjne CHP, przyjrzyjmy się najpierw krótko, jak działa klasyczna duża elektrownia. Celem konwencjonalnej elektrowni jest wytwarzanie mocy – energii elektrycznej. Aby to osiągnąć, duże elektrownie wykorzystują ciepło dostarczane podczas reakcji chemicznej spalania z dostaw węgla kamiennego lub brunatnego. Jest jednak problem: mechanizmy te przekształcają tylko 40% mocy uwolnionej energii z paliwa w energię elektryczną. Pozostałe 60%, zostanie utracone w wyniku czego następuje znaczne marnotrawstwo energii a sprawność energetyczna jest niska. Więc co robić?

 

Kogeneracja

Pomysł polega na odzyskaniu pozostałego ciepła i wykorzystaniu go do innych zastosowań co pozwala znacznie poprawić efektywność i zmniejszyć koszty. Kogeneracja wykorzystuje ciepło do aktywacji silnika, turbiny lub ogniwa paliwowego do wytwarzania energii elektrycznej. Jest on albo bezpośrednio zużywany przez instalację, albo ponownie wprowadzany do publicznej sieci elektrycznej w celu zasilania gospodarstw domowych i przemysłu. Pozostała część jest wykorzystywana do ogrzewania obiegu wody za pomocą wymiennika ciepła. Wówczas woda ta jest przeznaczona dla firm ciepłowniczych i budynków użyteczności publicznej, do instalacji przemysłowych, ale także do ciepłej wody użytkowej.

Do produkcji ciepła można użyć kilku paliw:

  • gaz ziemny
  • biogaz
  • biomasę

Głównym celem tego systemu jest maksymalne ograniczenie strat. Kogeneracja umożliwia zatem zagwarantowanie ogólnej efektywności energetycznej do 85%. Dla porównania w przypadku konwencjonalnej elektrowni w Polsce to tylko 35% do produkcji energii elektrycznej.

Układ kogeneracji: zastosowanie w procesie przemysłowym firmy

Kogeneracja jest zwykle bardziej opłacalna, gdy jest stosowana na skalę przemysłową. Ponieważ ciepło, para lub chłód są nieodłącznym elementem mechanizmu produkcji w przemyśle. Należy pamiętać, że kogeneracja może zasilać wiele firm. Zakres ich działalności jest szeroki: chemiczny, papierniczy, motoryzacyjny, metalurgiczny, spożywczy itp. Większość jednostek kogeneracyjnych jest więc zlokalizowana u odbiorców, których zapotrzebowanie na ciepło przemysłowe jest wysokie.

Zalety kogeneracji

  • Produkcja energii i ciepła w pobliżu miejsc konsumpcji jest bardziej atrakcyjna finansowo i bardziej niezawodna niż wtedy, gdy produkcja jest daleko
  • Kogeneracja umożliwia odzyskanie od 30% do 40% dodatkowej energii w porównaniu do konwencjonalnych elektrowni, które nie odzyskują ciepła. Uzysk ten umożliwia zmniejszenie emisji zanieczyszczeń oraz zwiększa się efektywność energetyczna
  • Kogeneracja z wykorzystaniem biogazu i biomasy przyczynia się do zmniejszenia naszej zależności od paliw kopalnych oraz emisji gazów cieplarnianych
  • Kogeneracja ma przewagę nad energiami odnawialnymi które zależą od klimatu (wiatr, słońce…), podczas gdy kogeneracja nie. Gaz ziemny który wykorzystuje, jest nadal dostępny. Dzięki temu stanowi pewną gwarancję dostaw energii elektrycznej.

Wady kogeneracji

Zastosowanie kogeneracji ma nie tylko zalety. To także powoduje wiele przeszkód do pokonania. Na przykład ciepło jest źródłem energii, której transport na duże odległości jest trudny. Występują nieuniknione straty energii. Jeśli chodzi o jego przechowywanie, generuje wysokie koszty.

Dlatego istotne jest, aby instalacje kogeneracyjne były zlokalizowane w pobliżu miejsc o dużym zużyciu ciepła. Jeśli tak nie jest, odzysk ciepła nie jest ani interesujący, ani opłacalny. Rozwiązaniem jest zatem budowanie jednostek kogeneracji w pobliżu średnich i dużych miast oraz przedsiębiorstw w których występuje zapotrzebowanie ciepło.

Mikro-kogeneracja

Choć kogeneracja istnieje na skalę przemysłową, ma ona również zastosowanie na mniejszym poziomie. Nazywa się wtedy mikro-kogeneracją. W tym przypadku dotyczy to bezpośrednio klientów indywidualnych, którzy mogą zamienić kocioł aby skorzystać z jednoczesnego wytwarzania ciepła i energii elektrycznej. Mikrokogeneracja najczęściej jest stosowana w budynkach mieszkalnych, szpitalach lub do ogrzewania instalacji, takich jak basen. Jeśli przeprowadzasz się do nowego domu lub wymieniasz kocioł, masz taką możliwość. Z praktycznego punktu widzenia instalacja zwykle nie jest większa niż kocioł kondensacyjny.

Przed postawieniem układu kogeneracyjnego pomyśl o opłacalności swojej inwestycji. Im więcej godzin ogrzewania potrzebujesz, tym dłużej Twoja instalacja będzie działać i tym bardziej będzie opłacalna.

Oznacza to, że jeśli Twój dom jest dobrze ocieplony lub pasywny, nie jesteś zainteresowany zainstalowaniem systemu mikrokogeneracji . Rzeczywiście, niskie zapotrzebowanie na ogrzewanie nie przyniesie korzyści z tego typu instalacji. Jako punkt odniesienia weź pod uwagę, że roczne zużycie ciepła musi wynosić co najmniej 15 000 kWh, aby zapewnić rentowność instalacji w Polsce.

Jak działają układy kogeneracyjne?

Podobnie jak w przypadku tradycyjnego kotła, energia z pracy palnika gazowego gwarantuje ogrzewanie i produkcję ciepłej wody. Ale tutaj będzie również używany do aktywowania silnika Stirlinga. Spowoduje to uruchomienie cylindra, a wygenerowany ruch uwolni energię, która zostanie następnie przekształcona w energię elektryczną. Wytworzona energia elektryczna będzie wystarczająca, aby pokryć większość zużycia w gospodarstwie domowym. Jeśli powstanie nadwyżka produkcji, zostanie ona wprowadzona do sieci elektrycznej podobnie jak w przypadku paneli fotowoltaicznych.

Wszelkie prawa zastrzeżone. Strona korzysta z plików cookies. Kontakt: info@hnl.pl