Kogenerační výroba elektřiny a tepla

8.4.4

Kogenerační výroba elektřiny a tepla

Ing. Vítězslav Šťastný, CSc. a kolektiv

 NahoruZákladní celková účinnost zásobování teplem

Zásobování teplem lze nejjednodušeji zajistit spálením vhodného paliva v kotli a dopravou vyrobeného tepla ke spotřebiteli. Pro takováto řešení vycházejí nižší pořizovací náklady, účinnost této transformace je obvykle vysoká, avšak ztrácí se při ní exergie paliva (tj. schopnost vykonat prostřednictvím uvolněného tepla práci). V tomto případě je celková účinnost vyjádřena vztahem

Pro určení měrné spotřeby energie v palivu na dodávku tepla lze použít vztah

kde m_pal je měrná spotřeba energie v palivu na vyrobené teplo, M_pal teplo v palivu, Q_dod teplo dodané

koeficient vlastní spotřeby a ztrát tepla

 NahoruKVET zvýšení účinnosti využití primární energie

Mnohem dokonalejší využití energie se docílí kombinovanou výrobou elektřiny E a tepla Q (KVET) z téhož primárního zdroje. KVET je současná přeměna nasazené primární energie v mechanickou nebo elektrickou energii a získání dále využitelného tepla v dalším technickém zařízení. Ve srovnání s oddělenou výrobou elektřiny a tepla přináší KVET úspory energie ve výši 20 až 40 % a snížení emisí tuhých látek SO₂, NOx i CO₂. Teplárna je energetickou výrobnou, jejíž podstatou je KVET; k základním typům patří parní teplárna, plynová teplárna a paroplynová teplárna. V poslední době se častěji používá výraz kogenerace, který je ekvivalentní pojmu KVET. Přesněji lze kogeneraci definovat jako termodynamickou postupnou přeměnu primární energie na dvě užitné formy energie. V případě, že se část tepelné energie využívá k odnímání tepla jinému médiu, někdy označované jako trigenerace, není z hlediska termodynamiky přesné, protože jde také o využití tepelné energie.

Podíl finálních produktů teplárny se označuje jako modul teplárenské výroby e, resp. modul teplárenských výkonů p

V obrázku 1 je zjednodušeně uvedeno porovnání KVET a oddělené výroby elektřiny a tepla.

Obrázek 1 – Porovnání KVET a oddělené výroby elektřiny a tepla

Úspora paliva při KVET je závislá na typu zařízení a technickoekonomické úrovni konkurenční oddělené výroby elektřiny a tepla, na teplárenském modulu (teplárenská výroba elektřiny) e = E / Q_dod. Měrnou úsporu tepla v palivu při KVET je možno vypočítat podle vztahu

kde je η_el účinnost oddělené výroby elektřiny, η_v účinnost oddělené…