1.1.1 Definiia cogenerrii. Avantajele. Scurt istoric i dezvoltareCogenerarea reprezint un ciclu de transformare in care, pornind de la combustibil (energia primar), se produce in aceeai instalaie i in acelai timp energie mecanic i energie termic; in marea majoritate a cazurilor, energia mecanic este transformat prin intermediul unui generator electric, in energie electric.

Energie electricEnergie mecanic

Energie termicInstalaie de cogenerareCombustibil

Figura 1.1 Ilustrarea principiului cogenerriin literatura american sau englez, sursele echipate cu instalaii de cogenerare poart denumirea prescurtat CHP (Combined Heat and Power Plant), n Germania HKW (Heizkraftwerk), n Frana CAG (Central a Cogeneration) i n Moldova CET (Central Electric de Termoficare). Mai recent n Moldova s-a generalizat i denumirea de Central de Cogenerare. Cuvntul de cogenerare este sinonim cu termoficare. n lucrare se va folosi denumirea de cogenerare.ntr-un sistem de cogenerare: un motor termic (turbin cu abur sau cu gaze, motor cu ardere intern) acioneaz un generator electric care produce energie electric, iar cldura evacuat (abur, gaze de ardere i/sau lichide de rcire) este recuperat i produce abur tehnologic sau ageni de nclzire.Selecia sistemului este de obicei bazat pe mrimea raportului energiei termice transmise la puterea cerut, tipul de energie termic necesar i fiabilitatea economic a motorului primar selectat.Dac este cerut o energie termica joas i dac se poate utiliza o presiune joasa a aburilor si a apei calde, de obicei sunt preferate sistemele de cogenerare cu piston sau turbinele cu gaz. Dac este cerut o energie termic ridicat, n mod normal se utilizeaza sistemele de turbine cu aburi de joasa presiune. Un sistem de cogenerare poate fi operat aproape de eficiena sa maxim tot timpul, iar capacitatea sa de a raspunde cu promptitudine la cerinele utilizrii a promovat o reevaluare a necesitailor energetice industriale. Datorit disponibilitii de a vinde surplusul de putere ctre utilitile cerute, sistemele de cogenerare bazate pe motoarele primare ale turbinelor cu gaz s-au dezvoltat ca o surs flexibil i de baz a energiei termice i a transmisiei de putere electric. Cogenerarea reprezint producerea simultan a energiei electrice i cldurii, ambele destinate consumului, intr-o instalaie tehnologic gndit unitar n acest scop. Prezentm n continuare n sintez avantajele principale ale cogenerrii, desprinse din experiena acumulat pn n prezent i care explica de ce se pun n micare attea energii la nivel mondial pentru promovarea acestei tehnologii: Economie de combustibil primar - producerea combinat a energiei electrice i termice n instalaia de cogenerare este considerabil mai eficient dect producerea acelorai cantiti de energie electric i cldur separat n centrale electrice i centrale termice clasice. Cu alte cuvinte, pentru aceleai cantiti de energie destinate consumului vom utiliza cu pn la 32% mai puin combustibil primar dac le vom produce ntr-o instalatie de cogenerare i nu n centrale clasice funcionnd pe acelai combustibil; Reducerea poluarii atmosferice- orice reducere a consumului de combustibil primar conduce la reducerea n aceeai msur a emisiilor de poluani n atmosfer. De aici ideea c extinderea cogenerrii poate fi un instrument de baz n ndeplinirea programelor mondiale de reducere a polurii i mai ales a emisiilor atmosferice de bioxid de carbon pentru care, conform Protocolului de la Kyoto cele mai multe state i-au asumat obiective de reducere progresiv; Posibilitatea utilizrii unei game largi de combustibili (gaz natural, crbune, deeuri, biogaz)- cogenerarea este o tehnic care se acomodeaz uor resurselor locale de energie primar;Amploarea acestei reduceri depinde de mai muli factori, cum ar fi: tipul tehnologiei de cogenerare utilizat; structura tarifelor energetice adoptate; tipul de combustibil utilizat; bonusuri i privilegii acordate pentru cogenerare. Scurt istoric i dezvoltarePrima instalaie de cogenerare din lume a fost realizat n SUA, n New York n anul 1877. Apoi, n Germania, la Hamburg, a fost construit o central de cogenerare care alimenta cu energie termic la distan mai muli consumatori. Argumentul principal al realizrii acesteia a fost, pe lng economia de combustibil, evitarea pericolului de incendiu n construciile dense ale oraului, care se nclzeau cu sobe pe crbune. n acest fel se asociau avantajele cogenerrii cu cele ale nclzirii la distan.Ciclul de cogenerare utilizat la aceste centrale era ciclul Rankine (cu abur), ciclu care a cunoscut o dezvoltare impresionant att n America ct i n Europa pn la sfritul secolului XX.Pe acest principiu s-au dezvoltat i n rile din Lagrul Socialist, pornind din Rusia Sovietic, uniti de cogenerare de mare i foarte mare capacitate, care aveau drept consumatori de cldur imense sisteme de alimentare la distan cu energie termic, consumatorii fiind att cei rezideniali (populaia) ct i cei industriali.Dup anul 1990 s-au intensificat cercetrile n domeniul energiei de cogenerare. Ca urmare, pe lng ciclul cu abur, s-au perfecionat i alte tehnologii de cogenerare, respectiv cele cu turbine cu gaze i cele cu motoare cu ardere intern.n ultima perioad se dezvolt din ce n ce mai mult ciclurile mixte, gaze-abur, care au avantajul posibilitii realizrii unui randament electric de peste 50%.Paralel cu instalaiile de cogenerare de mare putere cu un grad ridicat de centralizare, a nceput i dezvoltarea tehnologiilor de cogenerare de medie, mic i foarte mic capacitate, aplicabiile la centralele distribuite n teritoriu (Distributed Generation). Acestea utilizeaz n special tehnologiile de cogenerare bazate pe motoare cu ardere intern, turbine cu gaze i microturbine cu gaze. De asemenea sunt n curs de derulare cercetri privind dezvoltarea tehnologiilor de cogenerare cu motoare Stirling i pile de combustie (Fuel Cells).