Unitati de cogenerare. Generarea eficienta de energie pentru cladiri si retele de incalzire

◄ Inapoi la articole

Gestiunea energetica combinata bazata pe cogenerare reprezinta o solutie moderna care permite generarea simultana a energiei electrice si caldurii. Unitatile de cogenerare nu doar reduc costurile de incalzire ale unei cladiri si de producere a energiei electrice, ci o genereaza intr-o maniera eficienta, ecologica.

Cresterea preturilor la energie determina companiile sa fie mai atente la structura costurilor lor. Modificarea abordarii privind consumul energetic al companiilor este de asemenea influentata de atitudinea din ce in ce mai constienta a societatii, care atrage atentia asupra necesitatii de protejare a mediului natural. Eforturile pentru economisire si pentru imbunatatirea continua a eficientei energetice se inteteste pe masura cresterii popularitatii surselor de energie alternativa, cum ar fi soarele, vantul, apa si biomasa, precum si a prelucrarii mai economice a combustibililor fosili. In acest context, creste importanta generarii energiei in unitati de cogenerare, ceea ce antreneaza beneficii deopotriva economice si ecologice.

Ce este o unitate de cogenerare?

Gestiunea energetica combinata bazata pe cogenerare consta in generarea de energie electrica si energie termica intr-o singura unitate.  Generarea lor simultana are loc in cadrul modulelor de producere combinata de energie termica si electrica (CHP). Elementul central al modului CHP este motorul pe gaz cu randament ridicat in care, ca urmare a procesului de combustie, energia combustibilului este transformata in energie termica si mecanica.
Energia mecanica este transformata in electricitate cu ajutorul alternatorului sincron cuplat la motor. Energia gazelor de evacuare si  pierderea de caldura de la motor sunt recuperate cu ajutorul schimbatoarelor de caldura si apoi livrate mai departe. Energia termica poate fi distribuita prin intermediul retelei de distributie termica mai multor consumatori si folosita ca energie termica in centrale termice sau instalatii de incalzire a apei menajere. De exemplu, o centrala termica pentru care s-a folosit intr-o oarecare masura o unitate de cogenerare satisface partial  cererea de energie termica a cladirii, generand in acelasi timp electricitate. Datorita utilizarii maximizate a energiei primare generata de combustibilii gazosi in producerea simultana de energie termica si energie electrica si a minimizarii pierderilor, sistemele de cogenerare au o eficienta de aproape 90%.

Unitate de cogenerare
Principiul de functionare al cogenerarii intr-o instalatie de cogenerare rezida in utilizarea energiei primare in doua moduri: un motor actioneaza un generator, caldura reziduala este utilizata sub forma de caldură termica.

Beneficiile cogenerarii – eficienta si rentabilitate

Consumul de energie primara este mult eficientizat atunci cand se produce electricitate si energie termica in proces combinat decat atunci cand s-ar produce fiecare energie individual. Se foloseste mai putin combustibil pentru producerea  acelorasi cantitati de electricitate si energie termica in comparatie cu generarea separata. Generarea combinata de energie permite o utilizare mai eficienta a combustibilului si reducerea emisiilor de dioxid de carbon, ceea ce imbunatateste imaginea de ansamblu a companiei. Includerea unei unitati de cogenerare intr-o  centrala termica  antreneaza si reducerea costurilor electrice de functionare (reducerea cantitatii de energie electrica achizitionata, scutirea de la taxele de retea si alte taxe de electricitate, reducerea riscului de pret, etc). O unitate de cogenerare poate servi si ca sursa de rezerva pentru imbunatatirea sigurantei in alimentarea cu energie.  
Companiile care investesc in cogenerare pot obtine  venituri suplimentare din ajutoarele acordate pentru cogenerare (certificate, scutiri de taxe,  subventii, bonificatii privind emisiile de gaze cu efect de sera, etc ). Investitiile in instalatii de unitati de cogenerare realizate de catre IMM-uri se califica pentru programele de finantare oferite de multe dintre tarile UE.

Unitati de cogenerare PowerBloc

cogeneration-chp-hoval.jpg

Multumita fiabilitatii combinata cu costuri energetice reduse, sistemele de cogenerare castiga tot mai mult teren. Ca sa nu mai spunem ca ele reduc considerabil emisiile de poluanti comparative cu instalatiile de producere a energiei termice in regim descentralizat. In urmatorii ani, aceste sisteme vor reprezenta una dintre tehnologiile energetice de baza in producerea de energie termica si electricitate pentru spatii industrial de mici si mari dimensiuni, ca de altfel si pentru retelele locale de distributie a energiei termice si electrice. Un astfel de sistem este  PowerBloc , proiectat pentru generarea simultana a electricitatii si energiei termice. Unitatile de cogenerare PowerBloc intra in categoria surselor de energie descentralizate. Ceea ce inseamna ca electicitatea si energia termica sunt generate langa locul de consum, obtinandu-se astfel un randament foarte bun in consumul de energie primara - pana la 90 %. Prin comparatie cu unitatile de cogenerare, centralele electrice conventionale folosesc doar 30-50% din energia primara - restul energiei fiind pierduta prin evacuare. Intr-o unitate de cogenerare PowerBloc, energia termica de evacuare este folosita in scopuri de termoficare, de exemplu pentru incalzirea apei, sau ca energie de proces in industrie. Electricitatea produsa este folosita in beneficiul cladirii sau poate fi adesea exportata catre reteaua publica platita de catre furnizor.

Datorita gradului ridicat de eficientizare, unitatile de cogenerare PowerBloc faciliteaza economii de energie. Utilizarea mai eficienta a resurselor inseamna si o reducere semnificativa a emisiilor de dioxid de carbon (o unitate de cogenerare alimentata cu gaze naturale reduce emisiile de dioxid de carbon cu aproape 60%). Unitatile de cogenerare PowerBloc  sunt disponibile pentru capaitati de 20 pana la 530 Kwth/E pentru a acoperi toate nevoile, indiferent ca este vorba despre generarea de energie termica si electricitate pentru uz rezidential sau in instalatii industriale.

Rezumat

Datorita structurii modulare a sistemului de cogenerare, a disponibilitatii echipamentului, a spectrului larg de aplicare, a usurintei alimentarii cu combustibil si a eficientei relativ ridicate, sistemele de cogenerare pe gaz reprezinta cel mai eficient echipament de conversie a energiei continuta in combustibilii primari in energie termica si electricitate.  Acestea asigura economie de pana la 30% din energie primara consumata in comparatie cu sistemele de generare separata a energiei termice si a celei electrice. Unitatile de cogenerare sunt de preferat pentru instalatii cu cerere de electricitate relativ scazuta, mai ales cele industrial in care energia termica generata in sala cazanelor sau furnizata de reteaua termica, precum si electricitatea distribuita in retea sunt inlocuite cu energie termica generata prin propria productie combinata. Unitatile de cogenerare pot contribui semnificativ la alimentarea cu abur, apa calda si aer cald in scopuri tehnologice a industriei de prelucrare, la incalzire si racire, precum si la asigurarea necesarului de electricitate.  
Rentabilitatea unui sistem bazat pe unitati de cogenerare este conditionata de adaptarea corecta a sistemului la instalatie pentru a asigura o eficienta maxima in utilizare. Pentru aceasta, este necesara o determinare corecta a puterii calorice a unitatilor de cogenerare in raport cu cererea  instalatiei. Pentru a obtine o eficienta maxima in functionare, Hoval a dezvoltat scenarii pentru diferite modele si a pregatit calcule detaliate privind rentabilitatea investitiei pe baza conditiilor-cadru existente, lucru extrem de important mai ales pentru potentialii investitori. Un sistem de cogenerare proiectat corespunzator antreneaza costuri reduse de producere a energiei finale si contribuie la reducerea emisiilor, in special a celor de dioxid de carbon.  

Autor
Westreicher Urs