Kogenerace – princip, technologie a výhody.

Kogenerace, nebo také kombinovaná výroba elektřiny a tepla (KVET), je efektivní, spolehlivý a především ekologicky šetrný způsob výroby elektrické energie, při kterém, jak již název napovídá, dochází současně k dodávce tepla.

Právě dodávka tepla, které je při samostatné výrobě elektřiny v konvenčních zdrojích vypouštěno bez využití do ovzduší, představuje často velmi podstatné zvýšení celkové účinnosti energetického procesu, jež u moderních technologií kogenerace často přesahuje 90 %. Pro srovnání, u klasických zdrojů energie se účinnost využití energie obsažené v palivu pohybuje v rozmezí 30 – 40 %.

V následujících odstavcích bude blíže představen princip KVET a výhody, které s sebou tento způsob výroby elektřiny a tepla přináší. Dále budou představeny některé konkrétní technologie, které se dnes v širší míře využívají.

Princip kogenerace

Kogenerace představuje současnou výrobu elektřiny a tepla s požadovanými kvantitativními a kvalitativními parametry. Jak je již uvedeno výše, hlavním rozdílem mezi konvenčními zdroji elektrické energie a zdroji fungujícími na principu kogenerace je efektivní využití tepla, které je při klasické výrobě elektřiny vypouštěno do okolí.

Kogenerační jednotky jsou navíc vyráběny v širokém výkonovém rozsahu od jednotek kWe (kilowatt elektrický) až po stovky MWe (megawatt elektrický). Mohou tak být využity jak pro zásobování celých měst, tak pro dodávku elektřiny a tepla pro průmyslové podniky nebo bytové domy.

Na následujícím obrázku je zobrazen popisovaný princip.

Princip kogenerace. Zdroj: www.cogen.eu

Princip kogenerace. Zdroj: www.cogen.eu

 

Z obrázku je patrné, že kogenerační jednotky mohou využívat mnoho druhů paliv přes uhlí, zemní plyn, biomasu, topné oleje až po různá biopaliva. Také technologie využitá pro kogenerační výrobu nabízí široký výběr, který je přitom úzce spjatý s požadovaným dodávaným výkonem.

Na obrázku jsou představeny 4 druhy kogenerace – motor/generátor, plynová turbína/generátor, parní turbína/generátor a palivový článek. První tři jmenované typy budou blíže představeny v následující kapitole. Co se týče palivových článků, ty jsou prozatím ve fázi pilotních projektů a na své širší využití v praxi si pravděpodobně ještě pár let počkají.

Výhody kogenerace

Hlavní výhodou kogenerace při porovnání s klasickými zdroji energie (např. kondenzační elektrárna) je výrazně vyšší účinnost využití energie obsažené v palivu. Jak je již uvedeno výše, moderní kogenerační jednotky se často pohybují nad hranicí 90% účinnosti. Se zvýšenou účinností je dále spjata často nemalá úspora paliva.

Co se týče širokého rozmezí výkonů kogeneračních jednotek, tak především malé kogenerační jednotky, jejichž počet instalací rok od roku roste, poskytují další podstatnou výhodu, a to snížení nebo úplné odstranění ztrát spojených s přenosem a distribucí elektřiny a tepla.

Kogenerace tedy přináší výhody jak pro koncové spotřebitele energie, tak pro společnost a především životní prostředí. Mezi hlavní výhody patří:

  • Zvýšení celkové účinnosti energetické přeměny
  • Snížení emisí skleníkových plynů včetně CO2
  • Vysoké úspory paliva a s tím související snížení nákladů na výrobu elektřiny a tepla
  • Příležitost k rozvoji decentralizované výroby elektřiny a tepla, při které jsou výrobní jednotky projektovány přímo na míru potřeby konečných spotřebitelů
  • V případě decentralizované výroby, jak je již uvedeno výše, dochází ke snížení nebo k úplnému odstranění přenosových a distribučních ztrát
  • Zvýšení zabezpečení dodávek energie v dané lokalitě

Využívané technologie

Přestože v posledních letech zažívá kogenerace velký rozvoj, popsaný princip současné výroby elektřiny a tepla probíhá již mnoho let v rámci tepláren, které využívají většinou parní turbíny. Také plynové a paroplynové elektrárny umožňují svým principem současnou výrobu elektřiny a tepla. Rozvoj v posledních letech je spojen především s menšími kogeneračními jednotkami spalujícími například zemní plyn o výkonech v řádu desítek kilowattů až jednotek megawattů elektrických. Kromě těchto jednotek se také v poslední době uplatňuje kogenerace založená na tzv. ORC cyklu.

Zdroj článku: http://oenergetice.cz/technologie/kogenerace-princip-technologie-a-vyhody/

Napsat komentář

Vaše emailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *