[color: #4a4a49; color=””]Unitățile de cogenerare (CHP)[/color: #4a4a49;]sunt generatoare de energie deosebit de eficiente, deoarece produc în același timp energie electrică și termică. Acest lucru le face ideale pentru alimentarea cu energie descentralizată a clădirilor de toate tipurile, inclusiv a instalațiilor industriale și a companiilor care doresc să își producă propria energie independent de rețeaua publică de energie.
Kraftanlagen este specializată în proiectarea, construirea, întreținerea și modernizarea centralelor de mari dimensiuni bazate pe principiul cogenerării, de exemplu pentru alimentarea gospodăriilor în cadrul conceptului energetic al serviciilor publice municipale.
Stadtwerke Norderstedt a finalizat cu succes un proiect de renovare amplă la amplasamentul Stonsdorf. Stadtwerke Norderstedt are o centrală de cogenerare care a fost realizată în urmă cu 13 ani de Kraftanlagen și conectată la rețeaua publică a orașului. Ca parte a măsurilor de modernizare, centralele de cogenerare ale Stadtwerke Norderstedt sunt în curs de renovare, cu scopul de a face funcționarea acestora mai eficientă și neutră din punct de vedere al emisiilor de CO2 în viitor.
Cogenerarea din Stonsdorf este acum mai eficientă cu pompa de căldură
În 2011, Kraftanlagen a construit aici o instalație de motoare pe gaz cu un singur etaj, cu o putere electrică de 2 MW. Conceptul de conversie a inclus extinderea clădirii cu încă un etaj. Extinderea tehnică constă în două pompe de căldură, care cresc eficiența întregului sistem în timpul funcționării CHP. Acest lucru este posibil datorită gazelor de eșapament de la motorul pe gaz, care sunt răcite până la 20 de grade, în timp ce anterior erau răcite până la 70 de grade. Rezultatul este o putere termică suplimentară de 500 kW disponibilă pentru sistemul pompei de căldură. Prin utilizarea energiei electrice, pompele de căldură pot furniza în acest fel aproximativ 800 kW de energie suplimentară sistemului de încălzire urbană.
Eficiență semnificativ mai mare datorită pompei de căldură și răcirii prin convecție
În același timp, o altă sursă este utilizată pentru sistemul pompei de căldură. Aerul din încăpere încălzit de căldura radiantă din unitate este canalizat printr-o serpentină de răcire cu circulație a aerului la etajul superior al clădirii, apoi răcit și trimis înapoi în încăperea unității. În acest fel, căldura radiantă din unitate devine căldură utilă și este, de asemenea, introdusă în rețeaua de încălzire urbană a utilităților municipale prin intermediul pompei de căldură. În camera grupului electrogenerator, doar aerul de ardere este introdus ca aer de alimentare.
„Funcționare autonomă” cu pompă de căldură posibilă
Dar asta nu este tot: atunci când centrala de cogenerare nu funcționează, sistemul de pompe de căldură funcționează în modul „autonom” și utilizează ca sursă de căldură un sistem de răcire a aerului situat pe acoperișul clădirii. Acest lucru permite serviciilor publice municipale să furnizeze gospodăriilor conectate încălzire urbană la o temperatură de debit de până la 80 de grade, chiar și atunci când motorul pe gaz nu este în funcțiune – și complet din surse regenerabile.
Date tehnice ale centralei CHP din Stonsdorf/Norderstedt:
Martin Heimann, director de vânzări pentru sisteme energetice descentralizate la Kraftanlagen Energies & Services SE, și Steffen Blohm, montator la Kraftanlagen Energies & Services SE, la centrala de cogenerare Stonsdorf © Cyril Abad
Kraftanlagen modernizase anterior centralele de cogenerare ale Norderstedter Stadtwerke de pe amplasamentele Buchenweg și Nord cu măsuri de conversie la fel de ample. La amplasamentul Buchenweg, de exemplu, o pompă de căldură este alimentată de la gazele de eșapament ale motorului, ceea ce a crescut eficiența globală a centralei de cogenerare (și aici) la 106% (termică: 68,9%, electrică: 37,6%). Și în acest caz, cele două obiective ale măsurilor au fost creșterea eficienței și reducerea emisiilor de CO2 în același timp. Orașul Norderstedt urmărește obiective ambițioase atât în „redresarea sectorului energiei electrice”, cât și în „redresarea sectorului încălzirii”. Reabilitarea celor trei centrale de cogenerare este un element foarte important în acest sens, deoarece eficiența a fost crescută în toate locațiile prin adăugarea pompelor de căldură.
Pe termen lung, măsurile de renovare vor contribui la obținerea unei producții conforme cu 1,5 grade, concentrându-se pe producția de energie electrică neutră din punct de vedere al emisiilor de CO2 și pe utilizarea de înlocuitori regenerabili pentru gazele naturale.
Excursus: De ce centralele de cogenerare sunt un pilon important alreducerii emisiilor de CO2 și, prin urmare, factori-cheie în tranziția energetică
Tranziția energetică necesită o modernizare pe scară largă a sistemelor de încălzire actuale. Sistemele de încălzire mai puțin eficiente, bazate pe arderea combustibililor fosili, trebuie înlocuite pe scară largă cu sisteme mai inteligente. Centralele termice și electrice combinate sunt o componentă-cheie a acestor concepte energetice descentralizate. Deoarece generează simultan energie electrică și termică și urmează principiul producerii combinate de căldură și energie, acestea se caracterizează printr-un randament ridicat, de până la 97 % (randamentul unităților de cogenerare convenționale este de obicei de 80-90 %). În special, unitățile de cogenerare care funcționează cu combustibili nefosili și regenerabili aduc o contribuție semnificativă lareducerea emisiilor de CO2. Prin alimentarea cu energie electrică și termică a rețelelor publice de energie electrică și termică, unitățile de cogenerare pot contribui la evitarea pierderilor de transport și la stabilizarea rețelelor publice de energie electrică. Prin producția descentralizată de energie, acestea contribuie, de asemenea, la stabilitatea rețelei electrice, în special în perioadele de vârf. În plus, unitățile de cogenerare permit o mai bună integrare a energiilor regenerabile în sistemul de aprovizionare cu energie dacă sunt exploatate cu combustibili nefosili și regenerabili.
Diferite tipuri de unități de cogenerare în funcție de soluția tehnică și de dimensiuni
- Cele mai răspândite sunt (încă) așa-numitele unități de cogenerare cu motor, în care motoarele pe benzină obișnuite sunt utilizate pentru a produce electricitate și căldură prin intermediul unui generator.
- În locul unui motor, o unitate de cogenerare cu turbină cu gaz antrenează o turbină cu gaz. Dezavantajul acestor sisteme este că generează mai puțină energie electrică, dar sunt mai eficiente la generarea de căldură.
- Principiul cogenerării cu turbină cu abur se bazează pe aburul generat în timpul arderii, care este utilizat pentru a acționa o turbină de înaltă performanță.
- Motorul Stirling al unei unități de cogenerare cu motor Stirling poate funcționa și cu peleți sau așchii de lemn, dacă este necesar. Deși nu are un nivel excepțional de eficiență, contribuie la reducerea emisiilor de CO2 dacă nu funcționează cu gaz.
- Unitățile de cogenerare cu pile de combustie nu sunt încă foarte răspândite. Aici, căldura și electricitatea sunt produse prin declanșarea unei reacții electrochimice, de exemplu folosind hidrogenul drept combustibil, cu o amprentă ecologică neutră din punct de vedere climatic.
- Nanounitățile de cogenerare sunt sisteme care generează mai puțin de 2,5 kW de electricitate și mai puțin de 12 kW de căldură. Acestea sunt utilizate în special în clădirile rezidențiale mai mici.
- O microunitate de cogenerare este una care generează maximum 15 kW de energie electrică și o putere termică maximă de 30 kW. Acestea sunt instalate de preferință în întreprinderi mici sau în clădiri rezidențiale cu mai multe părți.
- Până la 50 kW putere electrică și 100 kW putere termică definesc varianta mini CHP. Clădirile rezidențiale mari și întreprinderile mijlocii sunt cei mai frecvenți utilizatori ai acestui tip.
- Cu date de producție de ordinul MW, vorbim despre unități (mari) de cogenerare, cum ar fi cele utilizate de utilitățile municipale sau de întreprinderile industriale.
Martin Heimann, director de vânzări pentru sisteme energetice descentralizate la Kraftanlagen Energies & Services SE, pe acoperișul centralei CHP din Stonsdorf © Cyril Abad
De ce furnizarea descentralizată de energie este atât de importantă pentru schimbările climatice
Kraftanlagen este specialistul în concepte descentralizate de alimentare cu energie. Furnizarea descentralizată de energie înseamnă, în esență, că electricitatea și energia sunt produse într-o unitate de cogenerare, de exemplu, exact acolo unde sunt necesare. Unitățile de cogenerare se bazează pe principiul producției combinate de căldură și energie. Producerea combinată de căldură și energie se referă la conversia energiei dintr-un proces de ardere în energie mecanică sau electrică, cu furnizarea simultană de energie termică utilizabilă într-un singur proces. Căldura produsă în paralel cu generarea de energie electrică este utilizată pentru încălzire și prepararea apei calde sau pentru procesele de producție. Datorită principiului cogenerării, combustibilii utilizați sunt folosiți de mai multe ori pentru a genera energie cu niveluri ridicate de eficiență, în mod ideal minimizând în același timp emisiile de CO2. O unitate de cogenerare convențională generează electricitate cu ajutorul unui motor cu combustie, în timpul funcționării căruia căldura reziduală rezultată este utilizată pentru a alimenta, de exemplu, o rețea de încălzire urbană.
Gestionarea descentralizată a energiei
Dacă gospodăriile își obțin energia termică și electrică de la o centrală de cogenerare exploatată de furnizorul lor municipal, de exemplu, aceasta are un impact major asupra echilibrului ecologic al propriei regiuni. Acest lucru necesită rețele de distribuție închise și o aprovizionare energetică descentralizată, bazată pe energii regenerabile și care face parte dintr-un sistem descentralizat de gestionare a energiei. În mod ideal, cele mai importante componente ale unei centrale de cogenerare sunt motoarele care nu consumă combustibili fosili precum gazul sau petrolul, ci funcționează cu combustibili regenerabili. Centralele electrice virtuale”, care sunt o combinație de generatoare de energie diferite, descentralizate, pot fi, de asemenea, parte a gestionării descentralizate a energiei. Kraftanlagen este specializată în planificarea, construirea și întreținerea unor astfel de sisteme complexe.
Componentele actuale ale unui sistem descentralizat de alimentare cu energie:
- Centrală termică și electrică combinată
- Turbine cu gaz
- Sistem combinat de energie termică și electrică
- Motoare cu ardere internă
- Acumulatoare de căldură
- Schimbător de căldură
- Pompe de căldură
Kraftanlagen este partenerul dumneavoastră pentru dezvoltarea unui concept de alimentare descentralizată cu energie sau de alimentare descentralizată cu energie electrică pentru sisteme de la 1 MW. Noi planificăm și proiectăm sistemul dvs. descentralizat și creăm exact combinația de componente care vă va permite să vă atingeți obiectivele în siguranță și să contribuiți activ la schimbările climatice, precum și să furnizați energie și căldură sigure.
Centrala de cogenerare din Stonsdorf © Cyril Abad
