Kogeneracja dla przemysłu i sektora publicznego

Fotowoltaika nie stanowi panaceum na wszystkie problemy energetyczne. Wystarczy popatrzeć na nasłonecznienie w poszczególnych miesiącach i dniach, żeby zdać sobie sprawę, że fotowoltaika to nie wszystko. Nie mamy też wpływu na zapewnienie prądu w godzinach największego zapotrzebowania w firmie.

Znacznie efektywniejszym sposobem pokrycia zaopatrzenia w prąd od fotowoltaiki, szczególnie w godzinach obowiązywania opłaty mocowej, jest zastosowanie agregatu kogeneracyjnego (CHP – Combined Heat and Power).

Systemy kogeneracyjne wytwarzają ciepło oraz energię elektryczną w najbardziej efektywny sposób – podczas jednego procesu technologicznego, czyli w tzw. skojarzeniu. Kogeneracja polega na produkcji energii elektrycznej i wykorzystaniu ciepła opadowego z procesu wytwarzania prądu.

Systemy te znajdują szerokie zastosowanie jako źródła energii rozproszonej w obiektach przemysłowych. Ze względu na odzysk ciepła, pochodzący ze spalin, kogeneracja jest procesem umożliwiającym efektywniejsze wykorzystanie zużywanego paliwa, co czyni ją technologią przynoszącą znaczące korzyści finansowe oraz środowiskowe.

Doskonałym przykładem na wykorzystanie kogeneracji są np. szklarnie, które przy okazji procesu grzewczego mogą zarazem produkować energię elektryczną na potrzeby oświetlenia lub zasilania systemów nawadniania.

W większości przypadków można użyć kogenerację w systemie energetycznym. Jednak nie zawsze techniczna możliwość zastosowania kogeneracji jest równoznaczna z jej opłacalnością (efektywnością finansową). Analizę efektywności finansowej dokonujemy w oparciu o godzinowe zużycie prądu w czasie rzeczywistym w okresie całego roku bazowego.

Dla prawidłowego doboru CHP niezbędne jest określenie czy przedsiębiorstwo zamierza wykonać instalację fotowoltaiczną (PV). Jeśli tak, to trzeba określić przewidywany profil uzysku energii elektrycznej z PV. W pierwszej kolejności należy dobrać optymalną moc instalacji PV, a dopiero po niej wykonać analizę systemu energetycznego z CHP.

W większości instalacji zawierających agregat kogeneracyjny występuje problem zagospodarowania nadwyżek ciepła w okresie letnim. Dlatego bardzo rzadko mówi się o samej kogeneracji, a częściej o trigeneracji (CCHP – Combined Cooling Heating and Power). Polega ona na współpracy agregatu kogeneracyjnego z agregatem absorpcyjnym przetwarzającym nadwyżki ciepła z CHP na chłód w postaci wody lodowej.

Dobrym przykładem wykorzystania trigeneracji są przedsiębiorstwa produkcyjne, w których oprócz systemów grzewczych w procesie produkcji wykorzystuje się proces chłodniczy. Przy zastosowaniu trigeneracji uzyskuje się ciepło do ogrzewania pomieszczeń, energię elektryczną do zasilania procesów produkcji lub oświetlenia oraz chłodu do chłodzenia chłodni lub pomieszczeń biurowych w okresie letnim.

Poligeneracja polega na produkcji czterech lub więcej mediów w jednej instalacji. Najczęściej są to: prąd elektryczny, ciepło, chłód oraz para technologiczna. Głównymi elementami takiego systemu poligeneracyjnego są moduł kogeneracyjny, za pomocą którego wytwarzany jest prąd elektryczny oraz ciepło w postaci gorącej wody, absorpcyjny agregat wody lodowej, zamieniający ciepło z modułu kogeneracyjnego na chłód oraz wytwornica pary, wykorzystująca ciepło zawarte w spalinach do produkcji pary technologicznej o różnych parametrach.

Energia elektryczna wyprodukowana przez system poligeneracji wykorzystywana jest przede wszystkim na potrzeby własne przedsiębiorstwa i tylko ewentualne nadwyżki produkcji odsprzedawane są do zakładu energetycznego.

Podczas produkcji energii elektrycznej wydziela się ciepło pod postacią gorącej wody, która może być wykorzystana na potrzeby centralnego ogrzewania w zimie, zaś w lecie warto zamienić ją w chłód za pomocą agregatu wody lodowej. Do produkcji pary technologicznej służy wytwornica pary lub kocioł odzysknicowy zasilany spalinami z agregatu.

W systemach poligeneracyjnych można również produkować sprężone powietrze wykorzystywane w różnego rodzaju procesach technologicznych lub innych mediów, do których wytworzenia niezbędny jest prąd lub ciepło.

W Energy Trend doradzimy oraz zaprojektujemy odpowiedni rodzaj kogeneracji dostosowany precyzyjnie do charakterystyki pracy przedsiębiorstwa.

W przypadku przedsiębiorstw posiadających duże ilości odpadów drewnopochodnych doskonałym rozwiązaniem wydaje się zastosowanie instalacji kogeneracji opartej na systemie ORC. Energia elektryczna i energia cieplna są w takim przypadku wytwarzane z odpadów poprodukcyjnych.

Kogeneracja z systemem ORC polega na jednoczesnym wytwarzaniu energii elektrycznej i cieplnej, przy maksymalnym ograniczeniu strat i transformacji. Wytworzoną energię elektryczną w pierwszej kolejności wykorzystuje się na potrzeby własne przedsiębiorstwa, zaś tylko ewentualne nadwyżkę odsprzedaje do zakładu energetycznego.

Wytworzone ciepło może być wykorzystane na potrzeby centralnego ogrzewania lub innych procesów technologicznych występujących w przedsiębiorstwie.

Technologia ORC działa w podobny sposób do tradycyjnych turbin parowych: energia cieplna przekształca się w energię mechaniczną i ostatecznie w energię elektryczną za pośrednictwem generatora elektrycznego. W porównaniu do tradycyjnej turbiny parowej, która opiera się na parze wodnej jako czynniku roboczym, technologia ORC wykorzystuje organiczny płyn roboczy o niższej temperaturze wrzenia. Parę wodną zastępują czynniki organiczne, które odparowują przy stosunkowo niskiej temperaturze. Przy optymalnym wyborze cieczy roboczej praca w ORC jest bezpieczna i ma niewielki wpływ na środowisko, zmniejsza zapotrzebowanie pomp na energię elektryczną (charakteryzuje ją wolniejszy przepływ niż w przypadku wody). Przekształcając ciepło odpadowe w energię elektryczną, zakład może wytwarzać w sposób stabilny i ciągły energię elektryczną przez cały okres produkcji.

Doradzimy oraz zaprojektujemy odpowiedni rodzaj kogeneracji dostosowany precyzyjnie do charakterystyki pracy przedsiębiorstwa, a także sprawdzimy, czy odpady poprodukcyjne mogą być wykorzystane do wdrożenia systemu ORC.

Kogeneracja pozwala na zwiększenie efektywności przetwarzania i wykorzystywania energii, uznawana jest za jedną z najbardziej efektywnych form produkcji energii. Z instalacji tego typu systemów płynie wiele korzyści, takich jak ogromne oszczędności dla przedsiębiorstw, możliwość obniżenia rachunków za prąd, ogrzewanie i chłodzenie oraz przyjazność dla środowiska, ponieważ nie powoduje emisji szkodliwych substancji, w tym dwutlenku węgla. Systemy te zmniejszają ślad węglowy budynków oraz zwiększają niezależność energetyczną przedsiębiorstw, umożliwiając w wielu przypadkach działanie poza siecią i uniezależnienie się od przerw w dostawie energii oraz zmian w cenach.

Obecnie w układach kogeneracyjnych często stosuje się stosunkowo niedrogie silniki tłokowe, które zapewniają wysoką sprawność produkcji energii elektrycznej w szerokim zakresie mocy oraz umożliwiają szybkie uruchomienie i uzyskanie mocy nominalnej. Kolejną zaletą stosowania kogeneracji jest szybki zwrot z inwestycji, zwykle w czasie 4-5 lat, a można go jeszcze przyspieszyć poprzez skorzystanie z dotacji na efektywność energetyczną. Takie dotacje najczęściej pochodzą ze środków Unii Europejskiej, Narodowego Funduszu Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej, Narodowego Funduszu Rozwoju oraz środków samorządów lokalnych.

Oferujemy pomoc w doborze odpowiednich urządzeń do profilu przedsiębiorstwa oraz w znalezieniu najlepszej formy finansowania inwestycji. Nasi eksperci odpowiedzą na wszystkie pytania. Zapraszamy do kontaktu.