Kogeneracja-rewolucja energetyczna?

Dyskusje tematyczne Urządzenia, maszyny, sieci i instalacje
1

Od pewnego czasu mam przyjemność mieć kontakt z urządzaniami kogeneracji. Byłem w Polsce w paru miejscach i widziałem ich pracę.
Chciałbym z kolegami wymienić się doświadczeniami z pracy tych urządzeń w Polsce jak i ekonomicznymi aspektami.

Widziałem różne rozwiązania starsze i najnowsze.

Stare miały jeden silnik gazowy i na wale dwa generatory prądu a nowsze miały jeden silnik na gaz i jeden generator o mocy cieplnej ok 1500 MW i elektrycznej ok 1500 MW.

Najciekawszym rozwiązaniem i szokiem technologicznym dla mnie było wykorzystanie ciepła z silnika do ogrzewania wody użytkowej i ogrzewania budynków oraz ciepło do wytwarzania zimna w absorberach chłodu.
Wielkość urządzenia to tak ja duża śmieciarka wożąca śmieci tylko bez kół.

Teraz są tendencje aby elektrociepłownie pracowały w lecie wykorzystując ciepło do produkcji chłodu.
Wychodzi na to, że wszystkie wielkie urządzenia sprężarkowe produkujące chłód przejdą do lamusa jako nieekonomiczne.
Widziałem w fachowych czasopismach urządzenia kogeneracyjne wielkości kotła gazowego wiszącego na ścianie w kuchni między dwoma szafkami.
Bardzo dużą zaletą jest to, że jest to mała elektrociepłownia, która wytwarza prąd i ciepło. Prądu wytwarza więcej niż własne potrzeby i użytkownik jest zmuszony sprzedać nadmiar energii do energetyki.

We Francji prawdopodobnie użytkownicy urządzeń kogeneryjnych kupują energię elektryczną taniej od energetyki a sprzedają im drożej.
Nie wiem czy to prawda ale tak słyszałem na krajowych wojażach.

Zapraszam kolegów do dyskusji i dzielenie się informacjami na temat urządzeń jak i eksploatacji (prawdopodobnie w Polsce jest ich już ponad 30 szt).

2

Chciałbym tylko dodać, że aby silnik kogeneratora prawidłowo pracował musi być obciążony powyżej 70 % a temperatura na dojściu wody wchodzącej na wymiennika gorącego silnika musi mieć 70 st C a zasilania 90st C.

W urządzeniu kogeneracji wykorzystuje się również temperaturę spalin na opływie, na którym jest zamontowany wymiennik ciepła.

Do tej pory obsługiwałem inteligentne budynki, ale ta instalacja i urządzenie zrobiło na mnie ogromne wrażenie.W przyszłości marzę sobie o takim urządzeniu w domu. Energetyka po raz pierwszy by mi płaciła kasę co miesiąc a nie odwrotnie.

Jest to bardzo korzystna sytuacja dla gazowni zapotrzebowanie na gaz będzie całoroczne dopóki oczywiście go nie braknie.

3

Gazu łupkowego nie zabraknie
Takie urządzenie też potrzebuje jakiegoś paliwa do działania i to na maksa, żadnej oszczędności tak jak w urządzniach o automatycznej regulacji jak piece gazowe, śmieciuchy czy pompy ciepła w domkach jednorodzinnych.
A w lato w prywatnym domu jak ktoś nie ma instalacji chłodu to też się za bardzo nie przyda bo będzie nieekonomiczne.
Cała przyszłość w pompach ciepła czyli CIEPŁO POMPOWANE Z NATURY - to jest rozwojowe.

4

Z pompami ciepła miałem kontakt przez 4 lata ,początkowo byłem nimi zafascynowany ale po latach przeszła mi fascynacja.

Pompy ciepła mimo wszystko potrzebują do wytworzenia chłodu dużo energii elektrycznej. W naszej obsłudze były to pompy sprężarkowe każda pobierała około 6 kW mocy elektrycznej. Bardzo współczułem klientom, którzy mieli po kilkanaście pomp ciepła w lokalu.

Myślę, że bardziej ekonomiczne będą urządzenia, które ciepło będą pobierać ze źródeł geotermalnych to jest wyjątkowo darmowe ciepło.
Lub z solarów jak urządzenia będą tańsze.

Nasze pompy ciepła owszem korzystały z ciepła odebranego z gorących halogenów, od ludzi krążących po lokalu (1 człowiek to ok 90 Watów -czyli jedno żeberko kaloryferowe), z ciepła lamp jarzeniowych a szczególnie kompaktowych.

Ciepło to było przekazane do podgrzania wody technologicznej, która miała zadanie ostudzić lub podgrzać gaz podczas pracy sprężarki. Główne ciepło (że tak pozwolę sobie nazwać) jednak musiał sobie wypracować sprężarka, która niestety potrzebuję płatnej energii.

Ciepło, które było w wodzie technologicznej, też nie było za darmo tylko był to koszt dzierżawców a nie właściciela (czyli tylko część darmowego ciepła).

Kolega ma pompę ciepła w domu i do chłodzenia lub podgrzanie gazu wykorzystano ciepło z gruntu(ma dwie wykopane głębokie studnie( co nie oznacza, że nie ma sprężarki na prąd). W tym przypadku płaci za energię mniej niż w przypadku pierwszym dzierżawcy.

Zespół kogeneracyjny jest na tyle funkcjonalny, że niewielkie urządzenie wytwarza tyle ciepła że może ogrzać 4 dwupiętrowe budynki w okresie małych mrozów. Zaletą jest to, że wytwarza energię elektryczną na swoje potrzeby i na sprzedaż. Niestety przy pompach ciepła takiego zjawiska nie będzie. Pompy ciepła to kojarzą mi się bardziej z kosztami i problemami w czasie eksploatacji niż z oszczędnościami i wielką wygodą.

Pompy lubią się psuć a to gazu za mało i trzeba dobić a to sprężarka się zatrze, nie wspominając o wymianach filtrów(przeważnie od 2 tygodni do 3 miesięcy). Koszt pompy, przeglądy konserwacji to są pieniądze, które tak szybko się nie zwracają.

Dobrze się stało, że wspomniane pompy ciepła właściciel kupił dzierżawcom w prezencie pod warunkiem, że będą robić przeglądy i konserwacje.
Jakby mieli wydać kilkadziesiąt tysięcy na pompy + koszty energii, filtry i konserwację to za parę lat jakby chcieli zmienić lokal to prawdopodobnie jeszcze by się te koszty nie zwróciły.

Ja chciałbym mieć pompę ciepła w domu w przypadku jak teściowa kupi mi ją w prezencie.
W innym przypadku wolę pozostać w tradycyjnym ogrzewaniu gazowym kotłem gazowym, który ma 25 lat i nigdy się nie zepsuł pomimo, że temperatura na kotle podczas grzania była czasami poniżej 25 st C (czyli dochodziło do kontrolowanej kondensacji).

Trochę temat z elektryczności przeszedł na ciepło ale przy tym urządzeniu są to sprawy ze sobą bardzo powiązane.

Zdaje sobie sprawę, że zespoły kogeneracyjne to pewnie są też koszty na razie nie wiadomo jakie. Jedynym pocieszeniem jest to, że ten co zainwestował ma własną energię za darmo i jeszcze na tym zarabia.

Są też inne przykłady: klient wydzierżawił wysypisko śmieci przeliczyli, że ciepło będzie odzyskiwał do dziesięciu lat.
Dziesięć lat minęło a ciepła z odzysku z wysypiska nie brakuje.

5

Witam
Dla mnie temat kogeneracji jest znany od 1986 r. kiedy w Polsce nikt chyba jeszcze nie słyszał . Na wielkiej budowie w ciepłym kraju zajmowałem się przez długi czas obsługą agregatów prądotwórczych Wola o mocy 250 kVA . W DTR tych agregatów była podana ilość ciepła oddawanego przez silnik Diesla do otoczenia . A było to 120 tys. kcl/ h a więc blisko 1 milion kcl.w ciągu 8 godzin pracy agregatu .
Pod wiatą pracowało 7 szt takich agregatów , 2 o mocy 450 kVA i 1 o mocy 630 kVA .Blisko wiaty z agregatami przebiegała rura wodociągowa z wodą dla całego campu. Blisko była stołówka i pralnia gdzie do podgrzewania wody wykorzystywano elektryczne podgrzewacze . Także w łazienkach ok. 500 szt. elektrycznych bojlerów o mocy 1500 W każdy . Proponowałem wykorzystanie zezłomowanego zbiornika stalowego do którego wystarczyło zamontować wężownicę i pompę obiegową i podłączyć do układu chłodzenia silników zamiast chłodnic. Temperatura wody do0chodziła do 95 stopni Celsjusza . Ale ludzie z kierownictwa urodzili się o 25 lat za wcześnie i zupełnie nie pojmowali o czym mowa . A jestem pewien iż do dnia dzisiejszego nasz firma nie otrzymała należnych pieniędzy ba roboty tam wykonywane. Pozdrawiam

6

Witam

O urządzeniach kongeneracji słyszałem, ale moja wiedza na ich temat jest niedostateczne. Tym nie mniej każda nowa alternatywa rozwiązań ogrzewczo-chłodniczych to potencjalnie nowe możliwości zastosowań. Tym bardziej, że mamy tu z przypadkiem “odzyskiwania energii” czyli zmniejszenia strat. Nie umiem (z braku wiedzy) dokładnie określić obszary zastosowań tych urządzeń, ale raczej nie będą to domy jednorodzinne. Może bardziej przemysłówka czy budownictwo wielorodzinne.

Jest jeden warunek - energia elektryczna sprzedawana przez właściciela urządzeń kongeneracyjnych do ZE nie może być droższa niż ta kupowana od Zakładu Energetycznego. Nie można ekonomi przewracać do góry nogami.

Przy okazji pozwolę sobie podzielić się dość sceptycznym poglądem co do pomp ciepła. W ostatnich latach uczestniczyłem w kilku dużych przedsięwzięciach inwestycyjnych, przy okazji których wdrażano ogrzewanie pompami ciepła. Wprawdzie pompy ciepła nie były tam moją działką, ale wiadomo jak to na budowie słyszy się to i owo. Raczej zawsze Inwestor był rozczarowany kosztami ekspolatacji systemu.

Co do gazu łupkowego. Tutaj też jestem sceptykiem. Może to dlatego, że prawie nie oglądam polskiej telewizji, za to mam znajomych w Teksasie, którzy mieszkają koło takich wyrobisk. Uważam, że pozyskiwanie tego gazu powinno być obostrzone odpowiednimi przepisami ochrony środowiska. Ale z drugiej strony - nie może to być zakazane jak proponuje Francja.

Hasło “elektrownie wiatrowe” też wywołuje u mnie dreszcze. W dzisiejszych uwarunkowaniach prawno-ekonomicznych to są to pralnie brudnych pieniędzy i różnych przekrętów.

pzdr
-DAREK-

7

Witam :slight_smile:

Tak czytam sobie wypowiedzi i gdybym nie potrafił liczyć i nie znał podstawowych zasad fizyki to pomyślał bym, że w końcu ktoś wymyślił perpetuum mobile. I pewnie wielu laików tak pomyśli.

Kogeneracja jest niczym innym jak zamianą energii zawartej w paliwie zwykle na dwa inne rodzaje energii: elektryczną i cieplną.

Weźmy pod uwagę paliwo jakim jest gaz.

Poniższe procenty mogą być nieprawidłowe, ale nie to jest najważniejsze gdyż zasada pozostanie zasadą.
A więc:

  1. Sama zamiana paliwa na ciepło to spalanie gazu. W dobrym kotle kondensacyjnym celem zamiany go na energię cieplną może odbywać się z około 90% sprawnością.
  2. Zamiana paliwa na energię elektryczną to spalanie gazu np. w silniku spalinowym celem napędu generatora 40-60%. Do tego dochodzi jeszcze sprawność generatora. Reszta to straty zwykle w postaci ciepła. Jeżeli silnik ma sprawność 40% to ciepła nie będzie więcej niż 60% energii zawartej w paliwie. Koniec i kropka.

Nie wiem jaką sprawność sumaryczną mamy przy kogeneracji ale załóżmy, że wynosi 95%.

  1. A więc jakie wnioski? W procesie kogeneracji możemy zagospodarować prawie całą energię zawartą w paliwie. Prawie tzn. nie więcej tylko mniej.

Jakim kosztem? Kosztem ceny paliwa plus cena agregatu kogeneracyjnego i obsługa całego systemu.

Dzisiaj mamy taką politykę energetyczną, że jeżeli odpowiednio opomiarujemy taki agregat kogeneracyjny to możemy otrzymać tzw. czerwone świadectwa pochodzenia (pod warunkiem, że zachowamy odpowiednie parametry kogeneracji), które to certyfikaty możemy sprzedać przedsiębiorstwom energetycznym, gdyż one muszą wykazać, że zakupiły odpowiednie ilości energii zielonej, czerwonej itd. (certyfikatów).

Sama energia elektryczna sprzedawana przedsiębiorstwu energetycznemu ma cenę rynkową kształtowaną na tych samych zasadach jak każda inna.

Ile to wszystko ma wspólnego z ekonomią i techniką, a ile z polityką UE nie wiem.

Jeśli się mylę co do ogólnych zasad proszę o sprostowania.

8

Bodajże w 2020 budynek ma być „zero energetyczny”. Przynajmniej takie zamiary ma UE. Dlatego też kotły CO będą miały turbiny i przy produkcji ciepła dla domu będą dawały prąd. Obecnie są już takie kotły, a moce to 1 do 3kW – to dla domów jednorodzinnych. Idea jest taka aby zbilansować moc potrzebną dla zaspokojenia potrzeb bytowych.

9

akurat zapisałem się na szkolenie z energii odnawialnej :slight_smile: 100h szkolenia, więc zobaczymy czego się ciekawego tam dowiem. Piotrzep czy możesz podać mi strone producenta takich kotłów o których wspominasz? chciałem przejrzeć karty katalogowe takich urządzeń.
Pozdrawiam

10

http://www.whispergen.com/content/library/WTL1408AC_BrochureEng.pdf

Jet to oparte na silnikach Stirlinga

http://www.infiniacorp.com/micro-chp.html

11

Wg dyrektywy UE od 2020 roku nowe budynki nie będą prawie w ogóle zużywały energii nieodnawialnej dzięki lepszemu projektowaniu, wykorzystaniu energii pasywnej i zwiększonemu wykorzystaniu energii ze źródeł odnawialnych, a budynki użyteczności publicznej osiągną ten standard nawet wcześniej.

Wynika stąd że budynki nie będą mogły używać klasycznych kotłów CO i turbin przy produkcji ciepła i energii elektrycznej z paliw takich jak gaz ziemny, olej opałowy, węgiel gdyż są to źródła energii nieodnawialnej.

Pozostaje produkcja energii cieplnej i elektrycznej w wyniku kogeneracji z paliw odnawialnych takich jak : biogaz, oleje roślinne, drewno, słoma (głównie dla budynków pasywnych wielko-kubaturowych ) oraz energii słonecznej, wiatru, geotermalnej itp przy pracy skojarzonej.

12

Mam pytanie do kolegów z większym doświadczeniem w sprawie oddawania do wspólnej sieci energii wyprodukowanej przez podmiot niezwiązany z przedsiębiorstwem energetycznym np elektrowni wodnej.

W mojej firmie oddawać będziemy za kilka tygodni kogeneratory, które oddadzą energię elektryczną na wspólną sieć przez transformatory 0,4kV/10KV.

Jak to jest z tym oddawaniem do wspólnej sieci, czy i ile transformatorów czasami jest podłączonej do wspólnej sieci z różnych firm wytwarzających energię.

Jak czasami słyszę, że energetycy boją się włączać dwa transformatory do pracy równoległej a co dopiero mówić o pracy równoległej kilkunastu.

Jak to wygląda w praktyce?

Tranformatory pracujące równolegle muszą spełniać pewne warunki czy takie warunki również zapewniają transformatory z różnych firm pracujące równolegle oddające energię na wspólną sieć SN?.

13

Żeby oddawać energię do sieci, to trzeba się z tą siecią zsynchronizować, w przeciwnym przypadku popłyną prądy wyrównawcze, które mogą narobić wiele kłopotu.

14

Bardzo dziękuję koledze za wypowiedź.

Teraz trzeba sobie odpowiedzieć na pytanie: na czym polega synchronizacja sieci.
Jakie warunki musi spełniać sieć zsynchronizowana?, jak można i trzeba sieć zsynchronizować aby nie było problemów eksploatacyjnych?.

15

Większość tych małych generatorków od wiatraków czy innych biogazowni jest maszynami asynchronicznymi i nie ma co tam synchronizować. Jak już trafi się jednostką synchroniczna to synchronizację przeprowadza automatyka a nie operator tak jak kiedyś za pomocą kolumny synchronizacyjnej.
co zaś do pracy równoległej transformatorów w sieci to wszystkie jakie są na wszystkich poziomach napięć pracują równolegle na sieć więc kilka więcej to żaden problem. Problemem jest to, że w pierwszej kolejności trzeba kupować energię od wiatraków. Jak wiatraki generują energię to elektrownie klasyczne stoją. ale wiatraki nie gwarantują produkcji energii wg. grafika tylko jak wieje. Problem zaczyna się jak przestaje wiać albo wieje za bardzo i nagle robi się deficyt mocy w systemie. Wiadomo, ze klasyczna elektrownia nie wystartuje w minutę jeśli nie jest w stanie rezerwy wirującej. Nie mamy jeszcze z tym problemu bo na dzień dzisiejszy nie mamy dużo zainstalowanej mocy ze źródeł OZE ale niestety to będzie się zmieniać. A to wszystko nie po to aby było tanio tylko aby było zielono. Bo właśnie ta utrzymywana rezerwa powoduje, ze energia zielona jest droższa jak czarna. Ale ma być zielono to będzie.

16

Zarówno temat “Kogeneracja-rewolucja energetyczna?” jak i wypowiedzi świadczą, że to dyskusja laików bez żadnej wiedzy. Więc ja laik do was dołączę. Pewnie ta informacja będzie rewolucją, ale każda elektrociepłownia w Polsce pracuje w kogeneracji. Elektrociepłownie pracujące w kogeneracji budowano w Polsce przed wojną. Myślę, że w 1986 r. ktoś w Polsce o tym słyszał.

17

Idąc tokiem rozumowania kolegów można powiedzieć, że nawet dzisiejsza technologia urządzeń chłodniczych polegających na absorpcji nie jest nam obca.

Kiedyś nie było lodówek sprężarkowych tylko były lodówki absorpcyjne.

Zaniechano ich produkcji ze względu na dużą energochłonność(zastosowano do nich grzałki elektryczne).

Po okresie mody na agregaty sprężarkowe(ekonomicznie uzasadnionej) przyszła moda na urządzenia absorpcyjne (ekonomicznie uzasadnione w stosunku do sprężarek).

Różnica jednak polega na tym, iż kiedyś aby wytworzyć chłód trzeba było zapłacić więcej za energię elektryczną.

Teraz do wytwarzania chłodu zastosowano nowe technologie z tą różnicą, że do produkcji chłodu wykorzystuje się ciepło tzw odpadowe.

W tym przypadku chodzi o ciepło, które wytwarza silnik pracujący na gaz lub ciepło ze spalin gazu wykorzystano do pracy absorbera chłodu.

O małych elektrowniach kontenerowych, które w połączeniu z węzłami ciepła, absorberami chłodu ,wieżami chłodu, niestety po wojnie słyszę od pewnego czasu po raz pierwszy.

Cieszy natomiast to, że laików biorących udział w dyskusji dotyczącej spraw kogeneracji jest coraz więcej.

18

Nie wiem dlaczego rozwiązania znane w Polsce conajmniej od lat dwudziestych dzisiaj lansuje się jako coś nowego, licząc na to że ktoś nie słyszał. Nie ważne czy ciepło odpadowe pochodzi z silnika tłokowego (małe moce) czy z turbiny gazowej lub parowej (duże moce), przyczyną nie wykorzystywania tego ciepła odpadowego do wytwarzania chłodu była ekonomia a nie brak wiedzy o takiej możliwości. To, że to ciepło odpadowe kosztuje wiedzą mieszkańcy dużych miast ogrzewanych ciepłem odpadowym z elektrociepłowni.

19

witam.
Przy pracy w rezerwie wirującej ,występują niekorzystne parametry pracy.
Głównie wyższy koszt eksploatacyjny i większa emisja zanieczyszczeń środowiska .Co z tego że będą farmy wiatrowe ,jak trzeba posiadać rezerwe mocy w postaci elektrowni klasycznych.

20

Ilość energii elektrycznej z wiatru nie może przekroczyć 20% (w krajach o stabilnych wiatrach 25%) energii całkowitej, ze względu na stabilność systemu energetycznego.