Kogenerační jednotky

Co je to vlastně kogenerační jednotka?

Převážnou část elektřiny vyráběné v České republice produkují kondenzační elektrárny.
To znamená, že tepelná energie se pomocí parní turbíny přeměňuje na elektrický proud.
Průměrná účinnost je u všech konvenčních elektráren okolo 38 %, což znamená, že více než 60 % vložené energie se často jako odpadní teplo bez využití odevzdává do okolního prostředí (obr. 1).

Obrázek 1

Teplárna dokáže využitím odpadního tepla zvýšit celkovou účinnost zařízení. U velkých tepláren se to realizuje teplovodním potrubím, tady je však potenciál již vyčerpán. Konec konců to jde jen v případě, že v blízkosti teplárny, která vyrábí elektřinu, jsou i velcí spotřebitelé tepla, například obytné oblasti. 

Tady začíná myšlenka decentralizovaných kogeneračních jednotek řízených dle výroby tepla: V relativně malých jednotkách vyrábí elektrický proud teplo tam, kde se nemusí
přepravovat dlouhými trasami (a tím pádem s vysokými ztrátami), ale dá se ihned spotřebovat (obr. 2). Odpadají i ztráty při rozvodu proudu.

Obrázek 2

Jak se kogenerační jednotka zapojuje do systému?

Na straně tepla se kogenerační jednotka provozuje paralelně s kotlem. Oba zdroje tepla jsou připojeny k otopné soustavě, přípravě teplé vody nebo jiným tepelným spotřebičům, jako je například bazén. Podle charakteristiky spotřeby budovy může být rozumné použít akumulační zásobník, aby byla kogenerační jednotka co nejdelší dobu v chodu bez přerušení. 

Co se týče elektřiny, je prvořadé pokrýt vlastní spotřebu v budově. Pokud již není k dispozici další odběratel, poskytuje se elektřina k napájení veřejné sítě (obr. 3).

Obrázek 3

Jak se kogenerační jednotka dimenzuje?

Aby byla kogenerační jednotka ekonomicky zajímavě využita, je nutno udržet stroj dlouho v chodu. Čím déle odevzdává kogenerační jednotka teplo a proud do systému, tím dříve se amortizuje. Při dimenzování stojí až na výjimky (např. nouzový napájecí zdroj) v popředí teplo. Kogenerační jednotka je řízená dle výroby tepla.

Sledujeme-li obvyklé rozdělení tepelného výkonu v roce (roční diagram zatížení), je jasné, že kogenerační jednotka nesmí být příliš velká. Její tepelný výkon se stanovuje tak, aby se mohlo teplo odebírat i v době, kdy je nízké zatížení. Aby se dosáhlo minimálně 4000 hodin doby chodu, můžeme pro vytápění budov jako přibližnou hodnotu předpokládat asi 10% kotlového výkonu jako tepelný výkon kogenerační jednotky (obr. 4).

Obrázek 4

Z toho plynou dvě jednoduché otázky, pomocí kterých lze rychle prověřit, zda je účelné použít kogenerační jednotku Viessmann:

1. Je potřebný kotlový výkon větší než 250 kW nebo spotřeba plynu větší než 415 000 kWh/rok (vztaženo na výhřevnost)?
   
2. Je roční spotřeba energie větší než 120 000 kWh?
   
   

 

Dá-li se na obě otázky odpovědět „ano“ a pokud je k dispozici plynová přípojka, je vhodné přesnější posouzení. K tomu fi rma Viessmann vypracuje svým obchodním partnerům posouzení hospodárnosti na základě několika dalších údajů, které slouží jako základ pro rozhodnutí investora, a působí jako poradce pro technické dotazy ohledně zapojení do systému.

zpět