Artykuł: Kogeneracja – co to jest?

Kogeneracja – co to jest?

Główną zaletą kogeneracji jest to, że sprawność ogólna przemiany energii w procesie skojarzonym jest dużo wyższa niż przy rozdzielonym wytwarzaniu energii elektrycznej i cieplnej. Sprawność ogólna procesu skojarzonego przekracza 85%, natomiast procesów rozdzielonych łącznie 57%. Agregaty kogeneracyjne (układy CHP - Combined Heat and Power) są więc idealnym rozwiązaniem wszędzie tam, gdzie istnieje potrzeba równoczesnej produkcji energii elektrycznej i cieplnej. Możliwość zastosowania różnych rodzajów paliw gazowych czyni ten układ jeszcze bardziej funkcjonalnym. Dzięki zastosowaniu agregatów kogeneracyjnych obniżamy koszty związane z produkcją energii elektrycznej oraz, co jest równie ważne, wytwarzamy ją w przyjazny dla środowiska sposób. Według ekspertów takie rozwiązanie powinno się w przyszłości znaleźć w naszych domach, gdyż jest najbardziej korzystne dla nas i środowiska. Zalety skojarzonego wytwarzania energii elektrycznej i ciepła dostrzeżone zostały przez Komisję Europejską, co znalazło swój wyraz w Dyrektywie 2004/8/WE z dnia 11 lutego 2004 r. w sprawie promowania kogeneracji. Kogenerację uznano za jeden z najlepszych sposobów oszczędzania energii pierwotnej i zmniejszania emisji CO2.

Kompaktowe urządzenia grzewcze

Agregat kogeneracyjny zbudowany jest z silnika (napędza on generator prądu) i systemu odzysku ciepła (zintegrowany jest z systemem ogrzewania i zasilania). Jego praca jest efektywna, jeśli zapotrzebowanie na ciepło i energię elektryczną występuje w tym samym momencie. Pamiętajmy, że zapotrzebowanie na ciepło w ciągu roku jest zróżnicowane, dlatego moduł musi być dobrany do potrzeb. Tylko w takim przypadku pokryje całkowite zapotrzebowanie na ciepło do ogrzania pomieszczeń i przygotowania ciepłej wody użytkowej. 
Agregaty kogeneracyjne wyglądem przypominają lodówko-zamrażarkę. Nie należą do najtańszych urządzeń dostępnych na naszym rynku. Miejmy jednak nadzieję, że wraz z rozpowszechnieniem tej technologii, ich ceny będą coraz niższe.

Instalacja w domach energooszczędnych

Zasadniczym elementem urządzenia kompaktowego jest sprężarkowa pompa ciepła o mocy ok. 1500 W. Pobiera ona ciepło z usuwanego powietrza za wymiennikiem krzyżowym rekuperatora. Powietrze chociaż jest schłodzone, nadal jest cieplejsze od zewnętrznego i zawiera tzw. ciepło utajone (ciepło w postaci powstałej w budynku pary wodnej). Jeśli wstępne podgrzanie powietrza następuje w gruntowym wymienniku ciepła, to temperatura powietrza usuwanego wynosi minimum 9oC.  Dzięki dodatkowemu chłodzeniu powietrza do 0oC otrzymujemy na parowaczu moc 500-800 W. Takie rozwiązanie może być z powodzeniem stosowane do ogrzewania domu energooszczędnego NF15, a także przygotowania ciepłej wody użytkowej oraz odpowiadać za wentylację.     

Urządzenia kompaktowe można stosować w budynkach energooszczędnych o standardzie NF15, jeśli:

  • temperaturowa sprawność odzysku ciepła ≥ 80%, pobór mocy wentylatorów ≤ 0,45 W/(m3∙h),
  • średniosezonowe COP dla ogrzewania ≥ 2,5,
  • średniosezonowe COP dla przygotowania c.w.u. ≥ 2,2.

Najważniejsze zalety układów kogeneracyjnych

  • Ekologiczne i ekonomiczne wytwarzanie ciepła i energii elektrycznej.
  • Zwiększenie bezpieczeństwa energetycznego poprzez dywersyfikację źródeł.
  • Obniżenie jednostkowego zużycia paliwa na wytworzenie jednostki energii.
  • Zwiększona sprawność ogólna procesu wytwarzania energii.
  • Zmniejszenie emisji dwutlenku węgla oraz innych substancji szkodliwych.
  • Optymalny dobór układu do potrzeb odbiorcy.
  • Zmniejszenie straty przesyłu energii na drodze wytwórca – odbiorca.
  • Możliwość zasilania urządzeń paliwami zarówno gazowymi, jak i płynnymi.
  • Zasilanie paliwami uważanymi za ekologiczne (m.in. gazem ziemnym).
  • Wykorzystanie lokalnych paliw.
  • Pozwala na utylizowanie gazów szkodliwych w tym biogazu.

A może trigeneracja?

Obecnie stosowane rozwiązania pozwalają na produkcję w jednym procesie technologicznym trzech produktów: energii elektrycznej, ciepła i chłodu. Jest to tzw. trigeneracja. Systemy trigeneracyjne składają się z dwóch podstawowych urządzeń, które są sercem całego układu: modułu kogeneracyjnego oraz absorpcyjnego agregatu wody lodowej. Woda lodowa dostarczona do obiektu chłodzi pomieszczenia. Jest ona szczególnie przydatna w pomieszczeniach technologicznych, w których do tej pory stosowano instalację wentylacyjno-chłodniczą, wykorzystującą szkodliwe substancje freonowe.  

Zdjęcia: Fotolia.com, Drop-Eko

Czytaj także