Kogeneračné jednotky (KGJ) predstavujú moderné vykurovacie systémy, ktoré súčasne vyrábajú elektrický prúd a teplo na vykurovanie a prípravu teplej vody. Vďaka vysokému stupňu účinnosti sa pritom použité palivo dá využiť hneď dvakrát. V malých výkonových rozsahoch sú tieto systémy vhodné aj do obytných budov, čím zvyšujú stupeň sebestačnosti a ponúkajú obrovský potenciál úspor - ekologických aj ekonomických.
Vysoká účinnosť kombinovanej výroby elektriny a tepla je založená na skutočnosti, že pri výrobe elektrickej energie z generátora poháňaného plynovým spaľovacím motorom sa pri spaľovacom procese generuje aj teplo. Kogeneračné jednotky Viessmann Vitobloc využívajú toto odpadové teplo na ohrev vykurovacej vody a teplej úžitkovej vody. Celková účinnosť je tak výrazne vyššia v porovnaní s oddelenou výrobou elektrickej energie.
Princíp fungovania kogeneračných jednotiek
Jadrom kogeneračnej jednotky je spaľovací motor, ktorý sa môže prevádzkovať plynom, vykurovacím olejom alebo drevom. Funguje podobne ako motor v aute, avšak namiesto prenosu sily na kolesá poháňa generátor na výrobu elektrického prúdu. Odpadové teplo vznikajúce pri spaľovaní sa spätne získava a využíva na vykurovanie a prípravu teplej vody.
Kým konvenčné zariadenia na výrobu elektrického prúdu dokážu využiť len približne 40 percent energie akumulovanej v palive, KGJ dosahujú stupeň účinnosti až 90 percent. Kombinovaná výroba elektrického prúdu a tepla umožňuje zužitkovať takmer všetku energiu uloženú v palive.
Konštrukcia kogeneračnej jednotky umožňuje, že elektrický prúd vyrábaný generátorom môže byť buď odvádzaný do verejnej siete, alebo využitý priamo v domácnosti. Teplo vyrobené KGJ sa spotrebuje vždy vo vlastnom dome.
Výhody kogeneračných jednotiek
Vysoká účinnosť: Využitím odpadového tepla dosahujú KGJ celkovú účinnosť až 95%, čím sa znižujú náklady na palivo a elektrickú energiu.
Ekologickosť: Vďaka efektívnemu využívaniu zemného plynu ako zdroja energie KGJ znižujú produkované emisie CO₂ v porovnaní s konvenčnou výrobou elektriny a tepla.
Ekonomické úspory: Kombinovaná výroba energie znižuje náklady na elektrickú energiu vďaka vlastnej výrobe a spotrebe. Okrem toho sa poskytuje náhrada za elektrinu odvedenú do siete.
Zvýšená sebestačnosť: KGJ umožňujú pokryť vlastnú potrebu elektrickej energie, čím sa znižuje závislosť od externých dodávateľov.
Minimalizácia strát: Využitím tepla priamo na mieste sa minimalizujú tepelné straty spojené s transportom energie na veľké vzdialenosti.
Kategórie kogeneračných jednotiek
Kogeneračné jednotky sa rozdeľujú podľa výšky ich elektrického výkonu do niekoľkých kategórií:
- Nano kogeneračné jednotky: Zahŕňajú blokové KGJ do 2,5 kW. Tieto zariadenia, dostupné na trhu od roku 2010, boli optimalizované pre bezpečný chod aj pri malých konštrukčných veľkostiach.
- Mikro kogeneračné jednotky: Majú elektrický výkon od 2,5 do 15 kW. Sú vhodné do budov s celoročne vysokou spotrebou tepla, ako sú bytové domy, plavárne alebo výrobné haly, kde dosahujú vysokú dobu prevádzky.
- Mini kogeneračné jednotky: S elektrickým výkonom od 15 do 50 kW sa hospodárne využívajú tam, kde je počas dlhých období v roku potrebný tepelný výkon 45 až 150 kW. Patria sem napríklad väčšie výrobné prevádzky, sídliská alebo byty so spoločným zásobovaním energiou.
Palivá pre kogeneračné jednotky
Spaľovací motor kogeneračnej jednotky môže byť prevádzkovaný rôznymi druhmi palív:
- Zemný plyn: Pri dostupnosti plynovej prípojky sú KGJ s plynovým motorom obľúbenou voľbou. Ponúkajú veľký výber zariadení, čisté spaľovanie a prevádzku nenáročnú na údržbu. Plyn môže pochádzať z fosílnych alebo obnoviteľných zdrojov (bioplyn).
- Bioplyn: Vyrába sa skvasovaním rastlinných zvyškov, potravín alebo hnoja. Po úprave zodpovedá vlastnostiam zemného plynu.
- Skvapalnený plyn (LPG): Vhodný v prípade nedostupnosti plynovej prípojky. LPG je fosílna surovina získavaná napríklad pri ťažbe ropy a skladuje sa vo forme propánu a butánu.
- Vykurovací olej a biologický vykurovací olej: Olej sa používa predovšetkým v mikro a mini KGJ, často ako doplnok k existujúcim vykurovacím systémom na olej. Biologický vykurovací olej je ekologickejšou alternatívou.
- Drevné palivá: Pri niektorých blokových kogeneračných jednotkách je možné použiť aj drevo vo forme kusového dreva, brikiet, štiepok alebo peliet. Spaľovanie dreva je CO₂ neutrálne.
Kogeneračné jednotky Viessmann Vitobloc
Spoločnosť Viessmann ponúka rad produktov pre kogeneráciu pod označením Vitobloc. Tieto jednotky sú navrhnuté pre komerčné a komunálne použitie, s vysokým výkonom a prispôsobené prevádzkovým procesom na bezpečné zásobovanie elektrickou energiou, vykurovaním/chladením a teplou úžitkovou vodou.
Kogeneračné jednotky Vitobloc 200 sú kompletne predmontované a pripravené na integráciu do systému. Sú ideálne tam, kde je nepretržitá potreba tepla a tým aj možná čo najdlhšia nepretržitá výroba elektriny. Vďaka dlhším servisným intervalom (až do 6000 hodín bez potreby dopĺňania oleja) sú nenáročné na údržbu a ponúkajú vysokú spoľahlivosť.
Niektoré modely, ako napríklad Vitobloc 200 EM-20/39, dosahujú účinnosť až 95%. Jednotky sú H2-ready, čo znamená, že sú pripravené na budúcnosť a umožňujú spaľovanie 20% podielu vodíka v zemnom plyne. Mimoriadne vysoká účinnosť je dosahovaná vďaka integrovanej kondenzačnej technológii.
Produktový rad Vitobloc 200 zahŕňa rôzne výkonové stupne, čím umožňuje prispôsobiť zariadenie presne na mieru príslušného projektu. Okrem sériových produktov je možné vyrobiť aj jednotky prispôsobené individuálnym požiadavkám.
Príklady modelov Viessmann Vitobloc 200:
- Vitobloc 200 EM-50/81: so elektrickým výkonom 50 kWe a 83 kWt tepelným výkonom.
- Vitobloc 200 EM-260/390: s výkonom 263 kWel a 416 kWth.
- Vitobloc 200 NG 530: nahrádza typ EM-530/660 a má výkon 530 kWe a 675 + 36 kWt.
Vitobloc 200 NG 260 je dostupný v troch variantoch: štandardná verzia ST, vysokoteplotná verzia HT a verzia MT s maximálnou teplotou spalín, ktorá umožňuje využívať teplo aj na procesné účely.
Vitobloc 300 NG 15 a Vitobloc 300 NG 20 sú kompaktné jednotky s vodou chladenými synchrónnymi generátormi na výrobu trojfázovej energie a ohrev vody. Sú vhodné na zemný plyn, bio zemný plyn, LPG a prímes 20 % vodíka.
Kogeneračné jednotky Viessmann Vitobloc sú navrhnuté tak, aby pracovali paralelne s kotlom na strane vykurovania a primárne pokrývali vlastnú spotrebu elektrickej energie budovy.
Hospodárnosť prevádzky
Hospodárnosť prevádzky kogeneračnej jednotky závisí od mnohých faktorov a musí sa posudzovať prípad od prípadu. Vo všeobecnosti platí, že KGJ sa oplatí len vtedy, keď sa v dome spotrebuje dostatok tepla. Je to možné s vysokou dobou prevádzky a napríklad so zásobníkom, ktorý akumuluje vyrobené teplo.
Výzvou je, že kogeneračné jednotky vyrábajú elektrický prúd len vtedy, keď je potrebné aj teplo, čo je najmä v lete zriedkavé. Aby sa zaručila dlhá životnosť, sú tieto jednotky dimenzované podľa základného zaťaženia - podľa potreby tepla na vykurovanie a prípravu teplej vody, ktorá existuje väčšinu roka.
Pre zabezpečenie čo najdlhšej kontinuálnej doby prevádzky je vhodné do systému inštalovať akumulačný zásobník na akumulovanie prebytočného tepla.
Náklady na prevádzku pozostávajú z nákladov na palivo, poskytnutej náhrady za elektrinu odvádzanú do siete a z úspor. Každá kilowatthodina, ktorú využijete sami, ušetrí minimálne náklady vo výške aktuálnej ceny prúdu.
Servis a podpora
Spoločnosť Viessmann poskytuje komplexný sortiment servisných služieb, ktoré zabezpečujú bezproblémovú prevádzku kogeneračných jednotiek Vitobloc a umožňujú trvácnosť systému. Prevádzkovatelia si môžu vybrať z rôznych stupňov servisných služieb.
V centrálnej databáze ViBooks je možné rýchlo a jednoducho nájsť návody na obsluhu, listy technických údajov a všetky potrebné prospekty.
tags: #viessmann #kogeneracne #jednotky