Analiza opłacalności systemu trójgeneracji w budynku sanatoryjnym

Profitability analysis of the trigeneration system in a sanatorium building
Schemat systemu kogeneracyjnego z silnikiem spalinowym
Schemat systemu kogeneracyjnego z silnikiem spalinowym
Rys. archiwum autorów (M. Jarosiński, A. Grzebielec)

Stosowanie systemów trójgeneracyjnych ma aspekty ekologiczne i ekonomiczne. Opłacalność takich inwestycji rośnie wraz ze wzrostem cen energii elektrycznej i stabilizacją cen gazu. Prognozy cen energii elektrycznej wskazują na wzrosty, także w odniesieniu do dużych odbiorców, i tym samym w kolejnych latach inwestycje takie będą coraz częściej rozpatrywane jako alternatywa dla dotychczasowych standardowych rozwiązań zaopatrywania obiektów w prąd, ciepło i chłód.

W artykule:

• Zalety rozproszonej produkcji energii
• Analiza zapotrzebowania na ciepło, energię elektryczną oraz chłód
• Dobór chłodziarki absorpcyjnej i agregatu kogeneracyjnego
• Analiza ekonomiczna

Ideą trójgeneracji jest jednoczesna konwersja energii pierwotnej zawartej w paliwie (np. w gazie ziemnym) w ciepło, energię elektryczną oraz chłód. Jest to niejako rozwinięcie technologii kogeneracyjnej, w której z energii pierwotnej uzyskuje się jednocześnie ciepło i energię elektryczną. Systemy kogeneracyjne są powszechnie stosowane od kilkunastu lat. Mogą mieć bardzo różną moc, od kilkudziesięciu kWe w małych modułach, do kilkuset MWe w blokach elektrociepłowni.

Podstawową zaletą systemów kogeneracji i trójgeneracji jest ich wysoka sprawność, rzędu 80–95%. Przy standardowej produkcji energii elektrycznej niecałe 40% energii zawartej w paliwie zamieniane jest w energię elektryczną, reszta włożonej energii jest tracona [14, 11]. Natomiast w układach kogeneracyjnych pozostała część energii zamieniana jest w ciepło, a przy trójgeneracji także w chłód.

W artykule skupiono się na mniejszych jednostkach. Kogeneracja jest szeroko stosowana w małych jednostkach wytwórczych energetyki rozproszonej. Energia w nich wyprodukowana trafia w pierwszej kolejności do lokalnego odbiorcy [4], a nadwyżka energii elektrycznej odsprzedawana jest do lokalnych sieci dystrybucyjnych. Możliwa jest również sprzedaż ciepła do lokalnych sieci ciepłowniczych bądź bezpośrednio do innych zainteresowanych odbiorców.

Do największych zalet rozproszonej produkcji energii naeżą:

  • możliwość korzystania z lokalnych zasobów energetycznych (np. biomasa, biogaz),
  • możliwość produkcji chłodu (trójgeneracja),
  • redukcja strat przesyłowych,
  • zwiększenie bezpieczeństwa energetycznego poprzez dywersyfikację źródeł,
  • redukcja emisji zanieczyszczeń [10].

Dodatkową zaletą energetyki rozproszonej, w tym małej kogeneracji, jest sprzyjająca jej polityka [2, 15].

Takie wytwarzanie energii wspierane jest przez Unię Europejską szeregiem dyrektyw, w tym dyrektywą 2004/8/WE w sprawie promocji kogeneracji. Również krajowe przepisy wspierają energetykę rozproszoną [6, 17] – przykładem niech będzie wprowadzenie systemu świadectw pochodzenia energii elektrycznej (tzw. certyfikatów).

Świadectwa pochodzenia energii z kogeneracji (żółte certyfikaty) są realnym wsparciem dla wysokosprawnych źródeł kogeneracyjnych o mocy elektrycznej poniżej 1 MW.

Czytaj też: Domowe minielektrownie >>>

Podstawowymi urządzeniami stosowanymi w małych układach kogeneracyjnych są silniki spalinowe. Agregaty prądotwórcze na bazie silników spalinowych nadbudowane węzłem ciepłowniczym stanowią serce układów kogeneracyjnych zasilanych gazem ziemnym lub biogazami. Silniki takie pracują zazwyczaj w zakresie mocy od kilkunastu kWe do nawet kilku MWe.

Działanie takiego układu kogeneracyjnego jest proste:

  • spalinowy silnik tłokowy napędza generator energii elektrycznej;
  • ciepło z układu chłodzenia oraz smarowania silnika jest wykorzystywane do podgrzania ciepłej wody;
  • ciepło z wylotu silnika, w zależności od zastosowanej technologii, można wykorzystać do produkcji pary dla procesów technologicznych, a także do podgrzania wody dla celów ciepłowniczych.

Schemat modułu kogeneracyjnego opartego na silniku tłokowym pokazano na rys. 1 [1, 7, 8].

Rys. 1. Schemat systemu kogeneracyjnego z silnikiem spalinowym; rys. archiwum autorów (M. Jarosiński, A. Grzebielec)
Rys. 1. Schemat systemu kogeneracyjnego z silnikiem spalinowym; rys. archiwum autorów (M. Jarosiński, A. Grzebielec)

Urządzeniem pozwalającym zamienić układ kogeneracyjny w trójgeneracyjny jest agregat absorpcyjny, zwany również chillerem absorpcyjnym [3, 5].

Agregaty absorpcyjne charakteryzują się prostą konstrukcją i bardzo małym zużyciem energii elektrycznej w porównaniu z urządzeniami sprężarkowymi [13]. Jednak w zależności od temperatury odparowania czynnika chłodniczego chłodziarka absorpcyjna może mieć nawet kilkukrotnie większe zużycie energii niż urządzenie sprężarkowe [9, 16]. Przy dostępie do taniego ciepła, będącego często „odpadem” z innych procesów technologicznych, oraz coraz droższej energii elektrycznej wykorzystanie urządzeń absorpcyjnych staje się coraz korzystniejsze [12].

Typowe parametry pracy jednostopniowych urządzeń absorpcyjnych to:

  • temperatura zasilania minimum 85–90°C,
  • sprawność 0,5–0,8,
  • temperatury wody chłodzącej 25/40°C,
  • temperatury wody lodowej 6–7/12–14°C.

Zastosowanie instalacji trójgeneracji, składającej się ze zintegrowanych systemów kogeneracji oraz urządzenia chłodniczego, możliwe jest wszędzie tam, gdzie występuje równoczesne zapotrzebowanie na energię elektryczną, ciepło i chłód, czyli w wielu procesach przemysłowych, a także w budynkach, np. hotelach lub biurowcach.

Podstawowym problemem, jaki należy rozwiązać przed przystąpieniem do inwestycji, jest dobór urządzeń i konfiguracja układu. Największy wpływ na jego końcową postać mają wyniki analizy ekonomicznej, uzależnionej głównie od takich czynników, jak:

  • wielkość i zmienność zapotrzebowania na nośniki energii,
  • wymagane parametry nośników energii,
  • obecny stan systemów zaopatrzenia budynku w te nośniki,
  • charakterystyki techniczne urządzeń,
  • wymagane nakłady inwestycyjne,
  • ceny zakupu oraz sprzedaży poszczególnych nośników energii.
Chcesz być na bieżąco? Czytaj nasz newsletter!

[energia,trójgeneracja,kogeneracja]

   30.10.2018
Tagi: 
energia | 
trójgeneracja | 
kogeneracja

Komentarze

(0)

Wybrane dla Ciebie

 


Jak uzyskać do 5000 zł za polecenie instalacji na gaz »

ogrzewanie na gaz


 

Który grzejnik wybrać? Aluminiowy czy stalowy »

grzejniki aluminiowe czy stalowe


 


Zaprojektuj niezawodne instalacje w budynku »

Czy wiesz, jakich błędów unikać przy instalacji? »

zawory antyskażeniowe
jestem na bieżąco » korzystam z udogodnień »

 


 Jak zapewnić skuteczny monitoring parametrów środowiskowych w pomieszczeniach medycznych »

izolacje w instalacji


 


Czy bezdotykowy design stanie się standardem? »

Jak zminimalizować stratę energii w układach wentylacyjnych »
armatura bezdotykowa
jestem na bieżąco » korzystam z udogodnień »

 


Skróć czas montażu i uruchomienia układu mieszającego nawet o 50% »

uklad mieszający projektowanie



Jak zadbać o higienę w miejscach publicznych »

Na której platformie znajdziesz niezbędne narzędzia dla instalatora »
 
jestem na bieżąco » korzystam z udogodnień »

 


Co zrobić kiedy nie możesz pozbyć się wody z wycieku »

wyciek z rury


 


Jaki wybrać płyn do instalcji w przemyśle spożywczym »

Od czego zacząć, gdy chcesz zabezpieczyć hale przemysłowe przed pożarem »
panele fotowoltaiczne ochrona przed pożarem
jestem na bieżąco » korzystam z udogodnień »

 


Jak zabezpieczyć dylatację przed pożarem »

dyletacja

 



Do 77% oszczędności na zużyciu energii »

Z poradnika hydraulika - gdzie kupisz sprawdzony sprzęt »

cichy oszczedny klimatyzator hydraulik
jestem na bieżąco » korzystam z wiedzy »

 


Jakich elemntów potrzebujesz do projektu fotowoltaicznego »

alternatywne zrodla energii


 


Które pompy ściekowe mogą być stosowane na dużej głębokości » Upały dają się we znaki! Co lepsze? Centrala wentylacyjna czy rooftop? »
kanalizacja wentylatory
wiem więcej » poznaj dziś »

 


Czy pompa ciepła się opłaca »

alternatywne zrodla energii


 


Poznaj metody na oszczędność wody »

W czym tkwi sedno w projektowaniu instalacji grzewczej »
produkcja studni wodomierzowych
jestem na bieżąco » korzystam z udogodnień »

 


Co osuszy powierznię do 80 m² »

osuszanie pomieszczeń


 

 


Ekspert Budowlany - zlecenia

Dodaj komentarz
Nie jesteś zalogowany - zaloguj się lub załóż konto. Dzięki temu uzysksz możliwość obserwowania swoich komentarzy oraz dostęp do treści i możliwości dostępnych tylko dla zarejestrowanych użytkowników naszego portalu... dowiedz się więcej »

Co Szperacz wyszperał ;-)

źle wykonana instalacja

Sztywniactwo i niechlujstwo - zobacz i skomentuj »

Dla tych, którzy szukają bardziej elektryzujących wrażeń Szperacz ma dziś coś specjalnego - rozdzielnia w toalecie.

zaślepka


TV Rynek Instalacyjny


 tv rynek instalacyjny
10/2021

Aktualny numer:

Rynek Instalacyjny 10/2021
W miesięczniku m.in.:
  • - Zmiany klimatyczne a ogrzewanie
  • - Rekomendacje dla central basenowych
Zobacz szczegóły

Bezpłatny newsletter

Mamy dla Ciebie prezent 


Wystarczy,

że zapiszesz się na newsletter,
a otrzymasz link do

e-book

" Kotły na biomasę i biopaliwa "

Zapisuję się »

Dom Wydawniczy MEDIUM Rzetelna Firma
Copyright © 2011 - 2012 Grupa MEDIUM Spółka z ograniczoną odpowiedzialnością Spółka komandytowa, nr KRS: 0000537655. Wszelkie prawa w tym Autora, Wydawcy i Producenta bazy danych zastrzeżone. Jakiekolwiek dalsze rozpowszechnianie artykułów zabronione. Korzystanie z serwisu i zamieszczonych w nim utworów i danych wyłącznie na zasadach określonych w Zasadach korzystania z serwisu.
realizacja i CMS: omnia.pl