Zespoły kogeneracyjne

Zespół kogeneracyjny powstaje z rozbudowania zespołu prądotwórczego o moduł odzysku ciepła. Zakres mocy oferowanych zespołów kogeneracyjnych: ~ 30 kWe i ~ 50 kWt do 2,5 MWe i 2,5 MWt. Kompletne systemy mogą liczyć do 32 jednostek kogeneracyjnych pracujących na jedną sieć elektryczną oraz jeden kolektor gorącej wody.

PALIWO

• gaz ziemny
• biogaz rolniczy, składowiskowy i oczyszczalniany
• gaz odpadowy
• olej napędowy
• olej roślinny

Nośnikiem odzyskanego ciepła może być:

• gorąca woda
• para wodna nasycona
• gorące powietrze
• olej termalny

Całkowity czas eksploatacji układu wynosi do 120 000 godzin.

Wysokość jednostkowych nakładów inwestycyjnych zależy przede wszystkim od mocy układu, jak również od składu i czystości paliwa oraz od sposobów przekazywania mocy ciepłowniczej.

Możliwe zastosowania układu Kogeneracyjnego: wszędzie tam gdzie występuje jednoczesne zapotrzebowanie na energię elektryczną oraz cieplną.

Do potencjalnych miejsc zainstalowania układu kogeneracyjnego między innymi można zaliczyć:

• obiekty sportowe
• szpitale
• zakłady przemysłu spożywczego
• zakłady przemysłu odzieżowego
• zakłady przemysłu chemicznego
• szklarnie
• browary
• nowoczesne oczyszczalnie ścieków
• ciepłownie i elektrociepłownie osiedlowe i przemysłowe
• biogazownie

KOGENERACJA (układ CHP – Combined Heat and Power)

polega na jednoczesnym wytwarzaniu prądu elektrycznego i ciepła. Nasza firma proponuje układy zasilane gazami palnymi bądź olejem napędowym, roślinnym, tłuszczem zwierzęcym.

Głównymi elementami składowymi naszych instalacji energetycznych są: silnik spalinowy iskrowy lub Diesla, generator prądu, system wymienników ciepła oraz układ automatycznej regulacji i sterowania.

Zalety układu CHP

Silniki spalinowe, na bazie których budujemy nasze instalacje, w stosunku do innych maszyn napędowych takich jak turbiny gazowe czy turbiny parowe, charakteryzują się wyższą o kilka punktów procentowych sprawnością przetwarzania energii zawartej w paliwie na energię mechaniczną. Dalej w prądnicy energia mechaniczna przetwarza na jest na energię elektryczną. Dla przykładu, silnik spalinowy ma sprawność od 37% do ponad 43%, natomiast sprawność turbin gazowych rzadko przekracza 35%.

Moc znamionowa silnika spalinowego w porównaniu do turbiny gazowej jest zdecydowanie mniej zmienna wraz ze wzrostem temperatury otoczenia.

Duża elastyczność pracy, tzn. nasze układy mogą pracować przy zmiennym obciążeniu w granicach od 60 do 100%, przy spadku sprawności elektrycznej tylko rzędu 1 do 2 punktów procentowych.

Należy podkreślić, iż ciepło dostarczane przez nasze układy jest „darmowe”. Oznacza to, że aby otrzymać żądaną ilość energii elektrycznej należy dostarczyć do silnika określoną ilość paliwa. Ciepło w silniku wydzielane jest niezależnie od tego czy jest odbierane i wykorzystywane czy też jest odprowadzane do otoczenia i rozpraszane.

Dla przykładu, w normalnych warunkach silnik produkując 100 kW mocy mechanicznej na kole zamachowym, wytwarza również około 150 kW mocy cieplnej, z czego około 130 kW można wykorzystać. Nasze układy pozwalają odebrać wytworzone ciepło i wykorzystać je, nie powodując w żaden sposób zwiększenia zużycia paliwa

Kogeneracyjny układ hybrydowy z pompą ciepła

Horus-Energia firma działająca na rynku zespołów kogeneracyjnych oraz pomp ciepła ma w swojej ofercie produkt będący połączeniem tych dwóch urządzeń. Rozwiązanie to opiera się na zintegrowaniu jednostki kogeneracyjnej zasilanej gazem ziemnym, biogazem lub wodorem, opartej o silnik tłokowy z pompą ciepła. Ta technologia wykorzystuje niewielką porcję energii elektrycznej wyprodukowanej przez jednostkę do zamiany ciepła odpadowego w użytkowe i pozwala na znaczne podniesienie sprawności całej instalacji. Ciepło odpadowe jest odbierane poprzez dodatkowy obieg chłodzący, następnie kierowane na parownik pompy ciepła.  Pełni ono funkcję dolnego źródła dla pompy ciepła. Kompresor zasilany jest energią elektryczną wyprodukowaną przez zespół.

Główne elementy dodatkowe względem wersji standardowej:

• Obieg odbierający ciepło odpadowe,
• Wymiennik ciepła obiegu chłodzenia niskotemperaturowego pozwalający przekazać je do dodatkowego obiegu,
• Wymiennik ciepła gazów wydechowych pozwalający wystudzić je do temperatur rzędu 40°C,
• Sprężarkowa pompa ciepła składająca się z parownika będącego częścią obiegu odbioru ciepła odpadowego oraz reszty komponentów typowych dla pomp ciepła.

Proponowane rozwiązanie niesie wiele korzyści:

• Poprzez wykorzystanie ciepła odpadowego straty są minimalne, a tym samym sprawność całej instalacji wzrasta.
• Z tej samej ilości paliwa, przy wykorzystaniu tej samej jednostki kogeneracyjnej produkujemy większą ilość ciepła.
• Mniejsza emisja substancji szkodliwych na jednostkę energii użytkowej.
• Możliwość zastosowania mniejszej/tańszej jednostki kogeneracyjnej, ponieważ cała instalacja będzie w stanie pokryć zapotrzebowanie na ciepło.
• Tańsza eksploatacja w przeliczeniu na wyprodukowaną jednostkę energii użytkowej przez całą instalację.
• Pozwala postępować zgodnie z polityką klimatyczną Unii Europejskiej. Ciepło odpadowe traktowane jest na równi z energią pochodzącą ze źródeł odnawialnych.

• Zakres mocy elektrycznej: 100 kWe- 2500 kWe
• Zakres mocy grzewczej: 150 kWt – 3700 kWt

POLIGENERACJA

Rozbudowa zespołów kogeneracyjnych o dodatkowe instalacje pozwala zoptymalizować wykorzystanie aplikacji opartej o moduł CHP. Stworzenie rozwiązań poligeneracyjnych pozwala lepiej dostosować nasze produkty do zróżnicowanych  potrzeb klientów.

TRÓJGENERACJA Z SILNIKIEM TŁOKOWYM W CHŁODNICTWIE

Funkcja:

• wytwarzanie wody lodowej

Źródła energii:

• gorąca woda 82-140°C
• spaliny

Wydajność chłodnicza:

• od kilkudziesięciu kWch do kilku MWch

TRÓJGENERACJA Z SILNIKIEM TŁOKOWYM W SZKLARNI

Funkcja:

• wytwarzanie – odzyskiwanie CO2
• energii elektrycznej
• ciepła

Źródła CO2:

• spaliny

Wydajność urządzeń:

• od 200 kg CO2/h do 1000 kg CO2/h

WYSOKOTEMPERATUROWE UKŁADY ODZYSKU CIEPŁA

Funkcja:

• wytwarzanie ciepła wysokotemperaturowego
• nośnik ciepła – olej termalny lub para wodna

Źródła energii:

• spaliny

Wydajność urządzeń:

• od 200 kWt do 1000 kWt

W bardzo szerokim spektrum zastosowań dla zespołów kogeneracyjnych, pojawia się grupa klientów, która poza ciepłem i energią elektryczną potrzebuje jeszcze energii przenoszonej za pomocą innych nośników albo innych produktów. Media te można wytworzyć w trakcie pracy modułu CHP. Odpowiednio modyfikując lub rozbudowując zespół kogeneracyjny można poprawić stopień wykorzystania instalacji.

W naszej strefie klimatycznej zapotrzebowanie na ciepło do ogrzewania np. budynków występuje przez około pół roku. W pozostałym okresie potrzebna jest tylko ciepła woda użytkowa. Doskonałym rozwiązaniem, pozwalającym uniknąć konieczności rozpraszania ciepła powstającego w trakcie pracy zespołu do atmosfery, jest zastosowanie chłodziarek absorpcyjnych lub nowości na polskim rynku – chłodziarek ADsorpcyjnych. Za pomocą tych urządzeń, wykorzystując ciepło odbierane z pracującego zespołu kogeneracyjnego, można wytwarzać wodę lodową. Medium to może posłużyć do klimatyzowania pomieszczeń w budynkach biurowych, apartamentach lub obiektach użyteczności publicznej.

Dla klientów, którzy w procesach technologicznych potrzebują wyższych temperatur niż standardowe 90/70, możemy zmodernizować układ odzysku ciepła ze spalin tak, aby uzyskiwać parę wodną nasyconą suchą o temperaturze do 220°C lub olej termalny o temperaturze do 240°C.

Bardzo ciekawym rozwiązaniem jest możliwość odzyskiwania oczyszczonego dwutlenku węgla za pomocą układu opartego o różnego typu katalizatory. Tak oczyszczone spaliny są wolne od tlenku węgla, związków siarki i innych toksycznych produktów, które mogą powstać w trakcie spalania gazu ziemnego. Uzyskujemy w ten sposób doskonałe źródło CO2, który to może być wykorzystywany w różnych procesach technologicznych m.in.  jako czynnik podnoszący plonowanie w szklarni lub dwutlenek węgla do nasycania wód mineralnych lub napojów gazowanych.