Přečtěte si: Konference Smart city v praxi III: česko-slovenské zkušenosti, smart city a smart regiony, nové technologie a nejistá budoucnost investičních dotací




Pozvánky na akce


Stalo se













„Zelené“ taháky pro středoškoláky (i dospělé) 7

Víte, jak funguje kogenerace?

1.2.2013 Kogenerace znamená společnou výrobu elektřiny a tepla v jednom zařízení. Vyrobená elektřina slouží pro vlastní spotřebu nebo ji lze prodávat do rozvodné sítě.

Při kogeneraci se využívá teplo, které se při výrobě elektřiny ve velkých elektrárnách odvádí bez užitku do vzduchu chladicími věžemi jako tzv. odpadní teplo. Tím se značně zvýší celková energetická účinnost: Zatímco elektrárny pracují s účinností necelých 30 %, celková účinnost kogenerace (tedy poměr využité elektrické a tepelné energie k energii použitého paliva) se u kogenerace pohybuje kolem 70–90 %.

Zařízení pro kogeneraci – kogenerační jednotky – bývají nejčastěji poháněny pístovým spalovacím motorem. Používají se však i jednotky s parními či spalovacími turbínami a zcela nově také s palivovými články.

Kogenerační jednotky se spalovacími motory. Tyto jednotky používají zpravidla automobilové, vznětové či zážehové motory upravené pro spalování zemního plynu nebo bioplynu. Jejich výkon je poměrně malý, řádově desítky až stovky kW. Takovéto jednotky využívají energii svého původního paliva celkem z 80–85 %, z toho
•    30–45 % pro výrobu elektřiny,
•    55–70 % pro výrobu tepla.

Kogenerační jednotky tohoto principu se nejlépe hodí pro výrobu elektřiny kombinovanou s ohřevem vody. Přibližně 2/3 vyrobeného tepla mají teplotu 100 °C, zbývající teplo (od výfuku) až 400 °C.

Kogenerační jednotky menších výkonů (do 100 kW) jsou vybaveny asynchronními generátory pro paralelní provoz se sítí. Asynchronní generátory nemají synchronizační zařízení, jsou jednodušší a levnější.

Kogenerační jednotky větších výkonů jsou vybaveny synchronními generátory. Mají větší účinnost a mohou pracovat nejen paralelně se sítí, ale také nezávisle na ní – v „ostrovním provozu“. Mohou tak být využity i jako nouzový zdroj pro případ výpadku dodávky elektrické energie ze sítě.

Kogenerační jednotky se spalovacími turbínami. Pohonnou jednotkou je zde spalovací turbína (podobně jako např. u turbovrtulového letadla). Jejich výkon se pohybuje v megawattech až desítkách megawattů. Tyto jednotky využívají energii svého paliva přibližně ze 70 %, z toho
•    25– 5 % pro výrobu elektřiny,
•    65–75 % pro výrobu tepla.

Tyto jednotky vyrábějí velké množství tepla a teplota jejich spalin dosahuje hodnot vyšších než 500 °C. Proto jsou výhodné zejména pro dodávky horké páry (technologické páry) pro výrobu v průmyslových podnicích.

Kogenerační jednotky s parními turbínami. Pohonnou jednotku zde tvoří parní turbína, tak jako v klasické tepelné elektrárně. Jejich výkon se pohybuje v megawattech až desítkách megawattů. Tyto jednotky využívají energii paliva přibližně ze 70–80 %, z toho
•    15–25 % pro výrobu elektřiny,
•    75– 5 % pro výrobu tepla.

Uvedené hodnoty je předurčují především pro výrobu páry pro ústřední vytápění jako hlavní zdroj energie s tím, že elektřina představuje doplňkové využití.

Palivové články představují zcela nový zdroj energie pro kogeneraci, používaný zejména u tzv. mikrokogenerace. Zatímco u všech výše uvedených zdrojů se k výrobě elektřiny používá generátor, zde je jejím zdrojem elektrochemický proces. Palivový článek, na nějž navazuje energetická sekce s úpravou vyrobené elektřiny pro praktické použití a výstupem tepla do otopné soustavy tvoří dohromady mikrokogenerační jednotku. Tato technologie primárně vyrábí elektřinu, s teplem jako odpadní energií (článek pracuje při teplotě 1000 °C), a hodí se tedy především pro budovy s nižšími požadavky na teplo a vyšší spotřebou elektřiny. Na rozdíl od kogeneračních jednotek s motory či turbínami vytváří jednotka s palivovým článkem nulové nebo jen velmi malé emise skleníkových plynů, podle způsobu získávání vodíku pro elektrochemický proces. Více o palivových článcích a mikrokogeneraci se lze dočíst v našem Zeleném taháku č. 2 a v článku Mikrokogenerace: řešení pro chytré budovy v rubrice Obnovitelné zdroje.

Kogenerace se nejlépe uplatní tam, kde celoroční spotřeba elektřiny a tepla nevykazuje velké sezónní výkyvy, například v hotelích, nemocnicích, sportovních zařízeních teplárnách, čistírnách odpadních vod nebo průmyslových podnicích. Její výhodou je vysoká energetická účinnost, její nevýhodou poměrně vysoké pořizovací náklady na kogenerační jednotky.

redakce Proelektrotechniky.cz

Přečtěte si také:

Univerzita v Bridgeportu má vlastní palivočlánkovou kogeneraci

9.5.2014 Město Bridgeport v americkém státě Connecticut bude mít již druhý palivočlánkový energetický zdroj. Po Brigeportském palivočlánkovém parku bude v areálu University of Bridgeport instalována 1,4MW palivočlánková kogenerační jednotka. Na začátku května 2014 to oznámil její dodavatel, společnost FuelCell Energy 


Vitovalor 300-P: palivočlánková mikrokogenerační jednotka pro obytné domy na evropském trhu

15.5.2014 Jak jsme psali v našem článku První palivočlánková mikrokogenerace pro domácnosti v Evropě, byla v dubnu 2014 německým výrobcem tepelné techniky Viessmann uvedena na německý trh první palivočlánková mikrokogenerační jednotka, určená pro běžné spotřebitele. Tento produkt s obchodním jménem Vitovalor 300-P používá palivové články japonského výrobce Panasonic. 

 


Jižní Korea má největší palivočlánkový park na světě

11.3.2014 V polovině února 2014 byl v jihokorejském městě Hwasung zprovozněn největší palivočlánkový park na světě – Gyeonggi Green Energy. Tento park má celkový instalovaný výkon 59 MW. Rozkládá se na ploše cca 2 hektary a sestává z 21 palivočlánkových jednotek DFC3000® od amerického výrobce FuelCell Energy Inc., každá o výkonu 2,8 MW. Kromě plynulé dodávky elektřiny dodává tento park také teplo pro dálkové vytápění. 


Serenergy H3 5000: metanolový palivový článek pro záložní zdroje energie

28.1.2014 O metanolových palivových článcích od dánského výrobce Serenergy jsme již psali v souvislosti s metanolovými palivočlánkovými automobily. Serenergy nyní uvádí na trh nový metanolový palivový článek řady H3 500, tentokrát k využití jako záložní nebo doplňkový zdroj energie, zejména v kombinaci s obnovitelnými zdroji.  



Bridgeport FC Park: nový palivočlánkový park v USA

14.1.2014 Americký výrobce průmyslových palivových článků FuelCell Energy, Inc., o němž jsme psali v souvislosti s palivočlánkovou kogenerací v nemocnici Hartford ve státě Connecticut, dokončil na samém konci roku 2013 dodávku „na klíč“ palivočlánkového parku, tedy komplexu palivočlánkových elektráren, pro jeho provozovatele, energetickou společnost Dominion. 


Ene-Farm: První palivočlánková kogenerační jednotka pro bytové domy na světě

7.11.2013 Společnosti Tokyo Gas Co., Ltd. a Panasonic Corporation oznámily koncem října 2013, že společně vyvíjejí první palivočlánkovou mikrokogenerační jednotku pro bytové domy. Jako nejnovější součást rodiny kogeneračních jednotek pro domácnosti Ene-Farm by měla přijít na trh v dubnu 2014 a do roka se předpokládá prodat 500 těchto jednotek. Ene-Farm pro bytové domy pracuje na podobném principu jako palivočlánkové mikrokogenerační jednotky pro rodinné domy 


První palivočlánková mikrokogenerace pro domácnosti v Evropě

13.9.2013 Společnosti Panasonic a Viessmann oznámily začátkem září 2013, že v dubnu 2014 hodlají uvést do běžného prodeje mikrokogenerační jednotku s palivovým článkem. Půjde o první palivočlánkový systém s polymerovým elektrolytem (PEFC) v Evropě určený pro jednotlivé domácnosti. Systém pracuje s připojením k běžné plynové síti. Princip mikrokogenerace vysvětluje náš článek „Mikrokogenerace: řešení pro chytré budovy“. Tento systém, společně vyvinutý oběma firmami a adaptovaný na požadavky evropského trhu, se skládá ze dvou modulů: palivočlánkový modul a horkovodní bojler. 


Vodíková kogenerace: energie z palivových článků pro nemocnici v Connecticutu

23.4.2013 Americká společnost FuelCell Energy informovala v polovině dubna 2013, že dodá 1,4MW kogenerační jednotku s palivovými články DFC1500® do nemocnice Hartford Hospital v Connecticutu, USA. Kogenerační jednotku bude vlastnit a provozovat společnost Hartford Steam Company. 

 


Mikrokogenerace: řešení pro chytré budovy

15.1.2013 Evropská unie, která si uložila ambiciózní cíle v oblasti úspor energie a využívání obnovitelných zdrojů, hledá nejrůznější cesty, jak toho dosáhnout. Protože obytné budovy představují 27 % veškeré energetické spotřeby v EU, zaměřují se programy EU i na tento sektor. Jako revoluční technické řešení pro energetiku budov přichází tzv. mikrokogenerace s palivovými články, označovaná zkratkou micro FC-CHP nebo micro-CHP.  ...->


Naše tipy
















Copyright © 2012 – 2017 Ing. Jakub Slavík, MBA – Consulting Services