UNIVERZITET U TUZLI MAINSKI FAKULTET

S E M I N A R S K I R A D

Tema: Kogeneracija i mali sistemi kogeneracije

Predmet: OSNOVI ENERGETIKE

Student: Profesor:

Tuzla, Juni 2014.SADRAJ

1.UVOD 2

2.KOGENERACIJA 3

2.1.Kogeneracijski koncepti 5

2.2.Kogeneracijsko postrojenje sa parnom turbinom 5

2.3. Kogeneracijsko postrojenje sa plinskom trubinom 6

2.4.ORC (Organic Rankine Cycle) proces 8

2.5.Stirling motor 9

2.6.Gasni motor11

2.7.Gorive elije13

3.MALI SISTEMI KOGENERACIJE15

4.ZAKLJUAK17

5.LITERATURA18

1. UVOD

Kogeneracija (engl. Combined Heat and Power ili CHP) je postupak istovremene proizvodnje elektrine i korisne toplotne energije u jedinstvenom procesu. Kogeneracija koristi otpadnu toplotu koja nastaje uobiajenom proizvodnjom elektrine energije u termoenergetskim postrojenjima te se najee koristi za grijanje graevina ili ak cijelih naselja, a rijee u drugim proizvodnim procesima.Toplotna energija moe se koristiti za proizvodnju pare, zagrijavanje vode ili zraka. Takoer se moe koristiti u procesu trigeneracije, gdje se dio energije koristi i za hlaenje. Kogeneracija je termodinamiki uinkovito koritenje goriva. Prilikom klasine proizvodnje elektrine energije, dio energije isputa se u okoli kao otpadna toplota, a u kogeneraciji ta toplotna energija postaje korisna. Dakle, osnovna prednost kogeneracije je poveana uinkovitost energenta u odnosu na konvencionalne elektrane koje slue samo za proizvodnju elektrine energije te industrijske sustave koji slue samo za proizvodnju pare ili vrue vode za tehnike procese.Komercijalno dostupne CHP tehnologije su parne i plinske turbine, mikroturbine, motori sa unutranjim sagorijevanjem, Stirlingov motor i gorive elije, u irokom rasponu snage od 1 kW za Stirlingov motor do 250 MW za plinske turbine.

2. KOGENERACIJA

U dananje vrijeme svjesni smo injenice da racionalno upravljanje energijom predstavlja kljunu pretpostavku odrivog razvoja. Drutvo se usmjerava na koritenje efikasnijih tehnologija, koje e omoguiti maksimalno iskoritenje primarne energije u svim energetskim procesima, te pored ekonomskih ostvariti i ekoloke utede, doprinosei tako smanjivanju tetnog utjecaja na okoli. Kogeneracija je tehnologija istovremene proizvodnje elektrine i korisne toplinske energije. Potencijalna mjesta za primjenu kogeneracije nalaze se svugdje gdje postoji istovremena potreba za elektrinom i toplinskom energijom. Osim energana u razliitim industrijama, kogeneracija je pogodna za sustave daljinskog grijanja, za hotele, bolnice, zrane luke, trgovake centre, sportske dvorane ili bazene.

Prednosti kogeneracijskih sistema, u odnosu na sisteme odvojenog snadbijevanja vidljive su pri usporedbi gubitaka koji nastaju proizvodnjom elektrine i toplinske energije. Za istu koliinu primarne energije (fosilnog goriva, vodika, biomase, industrijskog ili poljoprivrednog otpada) kogeneracijsko postrojenje isporuit e u nekim sluajevima i do 40 % vie elektrine i toplotne energije nego sistem sa odvojenom snadbijevanjem. Ilustracija usporedbe gubitaka odvojene i kogeneracijske proizvodnje prikazana je slici 1.

Slika 1. Usporedba gubitaka u odvojenoj i kogeneracijskoj proizvodnji elektrine i toplinske energije.

Veliina kogeneracijskog postrojenja kree se u rasponu od nekoliko kilowatta do vie stotina megawatta. Postrojenja ija snaga ne prelazi 1 MWe nazivaju se male kogeneracije dok se postrojenja snage do 50 kWe nazivaju mikrokogeneracije.Potencijalna mjesta za primjenu kogeneracije nalaze se svugdje gdje postoji istovremena potreba za elektrinom i toplotnom energijom. Kao minimalni preduslovi isplativosti kogeneracije najee se definie postojanje kontinuirane potrebe za toplotnom energijom u trajanju od najmanje 4.500 sati godinje. Kogeneracijsko postrojenje projektuje se i vodi s ciljem pokrivanja toplotnih potreba procesa ili objekta.

Promovisanje i razvoj visokouinkovite kogeneracije toplotne i elektrine energije koja se temelji na ekonomski opravdanim potrebama za toplotnom i rashladnom energijom s ciljem tednje primarne energije i smanjenja emisija ugljendioksida prioritet je EU i predmet Direktive 2004/8/EZ Europskog Parlamenta i Vijea od 11. febuara 2004. godine koja je transponirana i u BiH zakonodavstvo skupom podzakonskih akata koji ureuju proizvodnju elektrine energije iz obnovljivih izvora energije i kogeneracije. U Direktivi je korisna toplotna energija definisana kao toplotna energija proizvedena za pokrivanje ekonomski opravdane potronje. Pri tome ekonomski opravdana potronja ne prelazi potrebe za grijanjem ili hlaenjem koje bi se u trinim uvjetima mogle zadovoljiti proizvodnim procesima razliitim od kogeneracije.

Kogeneracija omoguava: uinkovitije koritenje energije goriva, sniavanje trokova proizvodnje elektrine energije i toplote, smanjenje emisija ugljendioksida po jedinici proizvedene energije, proizvodnju elektrine energije na mjestu potronje, izbjegavanje gubitaka u prenosu i distribuciji, veu sigurnost i fleksibilnost snadbijevanja.

2.1. Kogeneracijski koncepti

U glavne elemente kogeneracijskog postrojenja ubrajaju se: pogonski ureaj, elektrini generator, sistem za iskoritavanje otpadne toplote i sistem voenja procesa.

Klasifikacija kogeneracijskih tehnologija provodi se najee prema tipu pogonskog ureaja kojim se pogoni elektrini generator. Najee se za pogon elektrinog generatora koriste parne turbine, plinske turbine, kombinovani proces plinske i parne turbine, te motori s unutarnjim sagorijevanjem. U novije vrijeme na trite se vraaju i stari koncepti (kao to su parni stapni motor ili Stirlingov motor), ali i nove tehnologije koje se nalaze u razliitim stadijima komercijalizacije kao to su gorivni lanci, mikroturbine, organski Rankine-ov ciklus, parni vijani motor ili plinske turbine s indirektnim zagrijavanjem radnog medija.

2.2. Kogeneracijsko postrojenje sa parnom turbinom

Vodena para proizvedena u generatoru pare (parnom kotlu) se nakon ekspanzije u parnoj turbini koristi za grijanje vode u sistemu podrunog grijanja ili u industrijskom procesu. Naelno se razlikuju postrojenja sa protutlanom parnom turbinom i postrojenja sa kondenzacijskom turbinom sa reguliranim oduzimanjem to je i shematski prikazano na slikama 2. i 3. Kod postrojenja protutlane turbine proizvodnja elektrine energije ovisi o promjenjivoj potronji toplinske energije te protutlaku pare koji je odreen zahtjevima potroaa. Kod postrojenja kondenzacijske turbine s reguliranim oduzimanjem na proizvodnju elektrine energije osim promjenjive toplotne potronje utie i prtisak kondenzacije koji ovisi o temperaturi i raspoloivoj koliini rashladnog medija (vode ili zraka).

Slika 2. Kogeneracijsko postrojenje s protutlanom turbinom.

Slika 3. Kogeneracijsko postrojenje s kondenzacijskom turbinom s reguliranim oduzimanjem.

2.3. Kogeneracijsko postrojenje sa plinskom turbinom

Kod kogeneracijskih postrojenja s plinskom turbinom koje je shematski prikazano na slici 4. plinska turbina koristi se za proizvodnju elektrine energije (ili za pogon kompresora i pumpi), a vrui ispuni plinovi koriste se za proizvodnju toplinske energije (tople/vrele vode i/ili procesne pare) u kotlu na otpadnu toplotu.

Slika 4. Kogeneracijsko postrojenje s plinskom turbinom.Na slinom konceptu temelje se i kogeneracijska postrojenja s plinskim motorom u kojima se za proizvodnju toplinske energije koristi kotao na ispune plinove. Kao dodatni "izvor" toplinske energije koriste se hladnjaci rashladne vode i ulja. Za razliku od "konvencionalnih" postrojenja u kojima se kao gorivo najee koristi prirodni plin, u postrojenjima na biomasu kao gorivo se koristi reaktorski plin dobiven rasplinjavanjem krutih goriva ili bioplin dobiven procesom anaerobne digestije.

U postrojenjima s plinskom turbinom ili s plinskim motorom toplotna energija dimnih plinova moe se iskoristi i za proizvodnju pare u kotlu na ispune plinove, a ekspanzijom pare u parnoj turbini mogue je proizvesti dodatne koliine elektrine energije. Ovaj koncept, poznat jo i kao kombinovani proces plinske i parne turbine, omoguava integraciju i nekoliko plinskih turbina (ili plinskih motora) i parnih turbina u jednom postrojenju. Znaajnija primjena kombiniranog procesa u postrojenjima koja kao gorivo koriste biomasu oekuje se u budunosti ponajprije zbog znatno bolje iskoristivosti i mogunosti proizvodnje veih koliina elektrine energije.

Za ilustraciju pogonskih karakteristika kogeneracijskih postrojenja uobiajeno se koristi omjer elektrine i toplotne snage (P/Q) u kojem u brojniku P oznaava snagu na pragu elektrane (snaga na generatoru umanjena za snagu pumpi i ventilatora) a Q korisnu toplinsku snagu postrojenja. Omjer elektrine i toplotne snage znaajno utie na ekonominost pogona kogeneracijskog postrojenja koji se uobiajeno vodi u ritmu potranje za toplotnom energijom. Postrojenje s viim P/Q omjerom proizvesti e vie elektrine energije.

Referentni P/Q omjeri za kogeneracijska postrojenja koja koriste fosilna goriva iznose: 0,45 za postrojenje s kondenzacijskom turbinom i reguliranim oduzimanjima, 0,45 za postrojenje s protutlanom turbinom, 0,55 za postrojenja s plinskom turbinom i kotlom na otpadnu toplotu, 0,75 za postrojenja s motorom s unutarnjim izgaranjem, 0,95 za kombinirani proces plinske i parne turbine.

Poveanje P/Q omjera doprinosi ekonominosti pogona (kroz mogunost proizvodnje vee koliine elektrine energije) i poveava atraktivnost ulaganja u kogeneracijsko postrojenje. Kogeneracijska postrojenja koja kao gorivo koriste biomasu uobiajeno imaju nii P/Q omjer. Za postrojenja do 5 MW omjer se kree u rasponu 0,15 - 0,30. Za postrojenja snage 5 - 20 MWe vrijednosti omjera su izmeu 0,35 i 0,45 i tek vea postrojenja na biomasu postiu P/Q omjer vei od 0,45.

2.4. ORC (Organic Rankine Cycle) proces

ORC proces je veoma slian klasinom Rankine-Clausius procesu (proces u parno-turbinskom postrojenju). Princip rada ova dva procesa praktino se ne razlikuju, osim po tome to se u ORC procesu, kao radna materija, koristi fluid organskog porekla sa niskom temperaturom kljuanja. Korienje organskog fluida u procesu donosi niz prednosti u odnosu na korienje vodene pare, a kao najvanija istie se temperaturni i pritisni nivo na kojem mogu da se koriste, jer poseduju vei toplotni kapacitet od vode.

Kao to je ve reeno, princip rada postrojenja sa ORC procesom bitno se ne razlikuje od procesa u klasinom parno-turbinskom postrojenju. ema postrojenja prikazana je na slici 5. Osnovni elementi postrojenja su: termouljni kotao; turbina sa generatorom elektrine energije; kondenzator; napojna pumpa. U loitu termouljnog kotla sagorijeva se biomasa i na raun proizvedene toplotne energije termoulje se zagrijava do oko 300 C. Termoulje ima ulogu meumedija, koji transportuje proizvedenu toplotnu energiju do radnog medijuma. Nakon predaje toplote radnom medijumu, termoulje se hladi do 250 C i ciklus se ponavlja. Radni medijum koji se koristi je organski fluid silikonsko ulje koje isparava u isparivau na raun primljene toplote od termoulja. Nakon toga, organski fluid ekspandira u turbini, a zatim se kondenzuje u vodenom kondenzatoru i ciklus organskog fluida se time zaokruuje. Zagrejana voda koristi se kao medijum za prenos toplotne energije do potroaa. Najee je to sistem daljinskog grejanja sa temperaturama vode na ulazu i izlazu kondenzatora 60/80 C. U sastavnom delu procesa nalaze se regenerator, ekonomajzer i predzagreja vazduha, koji svojim delovanjem poveavaju stepen korisnosti procesa.U postrojenjima sa ORC procesom koristi se kotao, najee termouljni, u kojem se hemijska energija goriva transformie u toplotu potrebnu za odvijanje samog procesa. Iz tog razloga sagoreva se vrsta biomasa bez potrebe dobijanja drugog oblika goriva (tenog ili gasovitog) primenom odreene tehnologije.Oekivani stepeni korisnosti prikazani su Senkijevim dijagramom na slici 6.

Slika 5. ema postrojenja sa ORC procesom u sistemu kogeneracije.

Slika.6. Tipian Senkijev dijagram postrojenja sa ORC procesom.

2.5. Stirling motor

Stirling motor je klipna maina sa zatvorenim ciklusom, gde radni medijum ostaje unutar radnog cilindra. Princip rada Stirling motora zasniva se na koritenju razlike energije ostvarene ekspanzijom na vioj i potrebne energije za sabijanje na nioj temperaturi. Razlika ovih energija koristi se za dobijanje rada, koji se ostvaruje na vratilu motora. Radni fluid, koji se nalazi zatvoren u sistemu cilindara, najee je vazduh, vodonik ili helijum. Ne postoji potreba za ventilima kao kod ostalih klipnih maina, jer se radna materija, tj. gas ne razmjenjuje sa okolinom. Kruni termodinamiki proces Stirling motora sastoji se od 4 glavna procesa: hlaenje, kompresija, zagrevanje i ekspanzija. Ovo se ostvaruje na taj nain to se gas transportuje od toplog do hladnog razmjenjivaa. Topli razmjenjiva je u kontaktu s spoljanjim izvorom toplote, npr. gorionikom, dok je hladni razmenjiva u kontaktu sa toplotnim ponorom, npr. rebrastim vazdunim hladnjakom. Kogeneracija se ostvaruje korienjem otpadne toplote, koja se odaje na hladnoj strani. U okviru konstrukcije Stirling motora nalazi se regenerator, ijom upotrebom se poveava stepen korisnosti Stirling motora. Regenerator predstavlja mreu metalnih ica, koje se nalaze na traktu kroz koji gas prolazi na putu od toplog do hladnog cilindra i obrnuto. Kada se gas kree od toplog cilindra, zagrijava regenerator, pa je potrebno oduzeti manju koliinu energije u hladnom cilindru. Pri povratku ohlaenog gasa do toplog cilindra, gas ponovo prolazi kroz regenerator koji je sada na vioj temperaturi, pa se gas sada zagrijava. Na taj nain smanjena je potreba za toplotnom energijom koja se mora dovesti u toplom cilindru. ema postrojenja sa Stirling motorom prikazana je na slici 7.

Slika 7. ematski prikaz kogeneracionog postrojenja na biomasu sa Stirling motorom Toplotni izvori, biomasa kao gorivo.Toplotni izvor moe biti proces sagorevanja, iz ega proizilazi naziv motor sa spoljanjim sagorevanjem. Meutim, izvor takoe moe biti solarna, geotermalna i nuklearna energija. Toplotni ponor moe biti bilo koji medijum, sa temperaturom niom od temperature okoline. Ukoliko se koriste male temperaturne razlike, potrebni su veliki maseni protoci grijnog i rashladnog fluida u eksternim razmenjivaima toplote. Tada su prisutni visoki pumpni gubici, to sniava ukupni stepen efikasnosti. Poto grijni medijum ne dolazi u kontakt sa pokretnim delovima Stirling motora, mogu da se upotrijebe goriva ijim sagorevanjem se ne oteuje unutranjost motora, koja se, inae, ne bi mogla da se upotrebi u motorima SUS.Poto proces sagorijevanja moe da predstavlja izvor toplote, mogue je upotrebiti biomasu kao energent, vrstu tenu ili gasovitu, s tim da se konstrukcije meusobno razlikuju, usljed razliitih tehnologija sagorevanja.

Generalno, elektrini stepeni korisnosti Stirling motora kreu se u intervalu od 10 do 15%, dok su termiki stepeni korisnosti do 75%, tako da se dostie maksimalni stepen korisnosti do 90%. Poveanje elektrinog stepena korisnosti moe se izvesti na raun smanjenja termikog stepena korisnosti, iskoritenjem dijela toplotne energije, na primjer, za predgrijavanje vazduha koji ulazi u proces sagorijevanja.Za primjer postrojenja sa Stirling motorom elektrine snage 35 kWe, prikazan je Senkijev dijagram na slici 8. Da bi se dobilo 35 kWe snage i 219 kWt, potrebno je uloiti 300 kW primarne energije biomase. Time je postignut elektrini stepen korisnosti od oko 12%, dok termiki stepen korisnosti iznosi 73%. Ukupan stepen korisnosti, elektrini i termiki, iznosi oko 85%. Stirling motor u praksi primenjuje se za snage manje od 100 kW.

Slika 8. Senkijev dijagram Stirling motora u sistemu kogeneracije.

2.6. Gasni motor

Gasni motor je klipni SUS motor i proizvodi se u varijantama koje kao gorivo koristi iskljuivo gasove prirodni gas, zemni gas, biogas. Gorivo sagorijeva u radnom prostoru motora i proizvodi se mehaniki rad. Ovaj mehaniki rad prenosi se na elektrini generator, koji je spregnut sa gasnim motorom. Kogeneracija se ostvaruje iskoritenjem otpadne toplote ulja za podmazivanje, vode iz hladnjaka koji se hlade strujnim krugom vode u sistemu 60/90 C, a toplotna energija koju nosi ova voda koristi se za zagrijavanje vode za grijanje ili sanitarne vode. Takoe, otpadna toplota izduvnih gasova, koji su na temperaturi od oko 500 C, moe se u parnom kotlu iskoristiti u razne svrhe. ema kogeneracijskog postrojenja sa gasnim motorima prikazana je na slici 9.

Slika 9. ematski prikaz kogeneracije sa gasnim motorom.

U gasnim motorima mogue je koristiti jedino biogas dobijen anaerobnim razlaganjem organske materije ivotinjskih ekskremenata ili biljnih kosupstrata. Biogas se sastoji, u veem udjelu, od metana (oko 60%) i ugljen-dioksida (oko 40%). Pored ova dva gasa, u sastavu biogasa nalaze se vodonik-sulfid, azot, amonijak, vodena para itd.Nakon proizvodnje biogasa, on se nalazi na atmosferskom pritisku, pa se zbog toga koristi niskopritisni kompresor da bi se biogas mogao uduvati u gasni motor. Radi ouvanja konstrukcije kompresora i samog motora, biogas se prvobitno mora preistiti od raznih estica i vodonik-sulfida, radi speavanja korozije.Oblasti snage i stepeni korisnosti za odreene gasne motore, koji kao pogonsko gorivo koriste iskljuivo biogas, prikazani su u tabeli 1. U tabeli nisu prikazani svi mogui tipovi gasnih motora, a izostavljeni su motori slinih snaga koji imaju malo vii elektrini stepen korisnosti, a nii termiki stepen korisnosti i obrnuto, tako da im je vrednost ukupnog stepena korisnosti priblino jednaka prikazanim motorima.

Tip/minPe, kWePt, kWte, %t, %tot, %

208150024929539,146,385,4

208150032940038,647,085,6

208180033539136,242,378,5

312150052656640,443,583,9

312180054068237,247,084,2

316150083593439,944,684,5

3161800848102038,246,084,2

32018001060125839,046,385,3

42015001416145942,043,285,2

61215001458164539,845,084,8

61615001946219439,845,084,8

62015002425274339,745,084,7

Tabela 1. Snage i stepeni korisnosti (elektrini, termiki i ukupni) gasnih motora.

2.7. Gorive elije

Gorive elije predstavljaju elektrohemijske pretvarae energije, koji hemijsku energiju goriva pretvaraju u elektrinu i toplotnu energiju bez procesa sagorijevanja. Zbog elektro-hemijskog mehanizma konverzije energije, tj. odsustva sagorevanja u procesu, gorive elije imaju prednost nad tradicionalnim sistemima za proizvodnju energije u vidu smanjenja emisije tetnih gasova. U procesu uestvuju gorivo (najee vodonik), oksidant (okolni vazduh ili ist kiseonik), a kao produkti dobijaju se voda, elektrina i toplotna energija.Osnovne delove gorive elije ine elektrolit, elektrode (anoda i katoda) i katalizator, koji se nalazi izmeu elektroda i elektrolita. ematski prikaz sastavnih delova gorive elije dat je na slici 10.

Slika 10. ematski prikaz sastavnih dijelova gorive elije.Anoda ima ulogu da provodi elektrone koje odaje gorivo do spoljanjeg strujnog kruga i da obezbjedi kontakt izmeu molekula vodonika i katalizatora pomou kanala. Kroz kanale katode dovodi se kiseonik u kontakt sa katalizatorom i provode elektroni po povratku iz spoljanjeg strujnog kruga. Elektrolit provodi jonizovane estice goriva, u ovom sluaju atome vodonika, do anode, a osim toga spreava i kratko spajanje elektroda. ematski prikaz principa rada gorive elije, dat je na slici 11.Katalizator predstavlja specijalan materijal koji obezbjeuje reakciju vodonika i kiseonika, tj. nastajanje vode. Katalizator je izraen od grafitnog platna, koje je fino presvueno prahom platine i to na strani koja nalijee na membranu. Po povrini je hrapav, a po strukturi porozan, tako da moe da propusti atome vodonika.

Slika 11. ematski prikaz principa rada gorive elije.Lista biljnih vrsta, sporednih i otpadnih proizvoda poljoprivrede i industrije koji se mogu koristiti kao sirovina za dobijanje goriva za primjenu u gorivim elijama, praktino je beskonana.ReformiranjeJedan od naina za proizvodnju vodonika moe predstavljati tzv. proces reformiranja iz gasovitog ugljovodonika, a vodonik dobijen na taj nain naziva se reformirani. Biogas, kao gasovita biomasa moe da bude znaajna sirovina za proizvodnju vodonika, jer u sebi sadri 50 do 75% metana (CH4). GasifikacijaObnovljiva biomasa i goriva dobijena iz biomase mogu da se gasifikuju i na taj nain dobiju gasovi koji sadre vodonik ili se dobije ist vodonik. U samom procesu, u gasifikatoru, biomasa prolazi kroz tri procesa: piroliza (devolatilizacija), nepotpuno sagorijevanje i sam proces gasifikacije. U procesu pirolize, koja se odvija bez prisustva kiseonika i na viim temperaturama, ugljikovodonici iz biomase isparavaju. Ako se nastalim ugljikovodonicima doda ograniena koliina kiseonika oni nepotpuno sagorijevaju oslobaajui toplotu koja slui za zagrijavanje novog goriva, zatim razgrauju svoju sloenu strukturu, reaguju s vrstim dijelom goriva i istovremeno formiraju komponente koje imaju toplotnu mo i mogu dalje da sagorijevaju. U reaktoru je dalje sagorevanje ovih komponenti spreeno zbog nedostatka kiseonika. Dodavanjem vodene pare nastali laki ugljikovodonici reaguju sa vodenom parom i formiraju takozvani sintetiki gas, koji se u najveoj meri sastoji od ugljenmonoksida i vodonika.Generalno, gorive elije imaju vii elektrini stepen korisnosti od postrojenja zasnovanih na termodinamikom ciklusu, naroito kad kao gorivo koriste vodonik, a kao oksidant ist kiseonik. Tada on iznosi 60%, a pri upotrebi nekog drugog goriva elektrini stepen korisnosti je 40 do 50%.

3. MALI SISTEMI KOGENERACIJE

Kogeneracija moe biti centralizirana, kada je kogenerativno postrojenje udaljeno od korisnika toplotne i elektrine energije. Zbog smanjenja transportnih gubitaka toplotnog i elektrinog dalekovoda, potrebno je vriti transformaciju energije sa nieg na vii potencijal i obrnuto, to izaziva dodatne gubitke energije. Zbog toga se rade decentralizirani, mali sistemi kogeneracije koji podrazumijevaju kogenerativno postrojenje na istoj ili bliskoj lokaciji sa korisnicima toplotne i elektrine energije, bez transformacije i daljinskog transporta. Ovo je samo jedna od prednosti decentraliziranih malih sistema kogeneracije.

Najprikladniji objekti za primjenu mikrokogeneracije su oni kod kojih se toplotna energija troi kontinuirano, duii vremenski period tokom dana, sedmice, odnosno godine. Posebno je prikladno ako korisnici mikrokogeneracije posjeduju razna otpadna goriva (drvni ostaci) koji se mogu iskoristiti kao primarni energent.Mikrokogeneracijski sistemi imaju znaajne prednosti u vidu zatite okolia i trokova. Iako pruaju znaajne prednosti od konvencionalnih rjeenja ipak negdje ne pruaju. Naprimjer mali sistemi kogeneracije predstavljaju idealno rjeenje za veinu postojeih kua gdje druge mjere energetske uinkovitosti ili nisu mogue ili su ve primijenjene. Moe se primijeniti u novim kuama, ali poboljana izolacija predstavlja bolju ukupnu investiciju i trebala bi se prije uzimati u obzir nego mali sistemi kogeneracije. Za viestambena urbana naselja koja imaju manje gubitke topline, bolje se prikljuiti na zajedniki sustav male kogeneracije, pogotovo ako se koristi obnovljivi izvor energije.

Primjer malog kogenerativnog sistema sa Stirlingovim motorom prikazan je u nastavku:

Slika 12. Mali sistem kogeneracije sa Sturlingovim motorom i ureajem za plin Vitowin 300-W.Elektrina energija se proizvodi pomou Stirlingovog motora koji pokree elektrini generator za proizvodnju elektrine energije pri radnoj temperaturi Stirlingovog motora od 500C. Dakle dovoljno topline da se ostvari obstransko dobivanje energije za grijanje i pripremu potrone tople vode. Energija, to je dovoljno za veinu godine. Ako, meutim, mogunost znaajne potrebe za dodatnom toplinskom energijom vri se ukljuivanje dodatnog plinskog ureaja koji e upotpuniti potrebu za dodatnom toplotnom energijom.

Koritenjem otpadne topline, Stirling motora u proizvodnji elektrine energije moe utedjeti do 20% primarne energije. Zbog znatno nie emisije CO2, mali sistemi kogeneracije znatno doprinose zatiti okoline.

Slika 13. Primjer malog sistema kogeneracije za kuanstvo.

Tabela 2. Prikaz utede upotrebom malih sistema kogeneracije.

4. ZAKLJUAKSagorevanjem fosilnih goriva ili upotrebom druge vrste primarnih izvora toplote u energetici, nastaje velika koliina toplote niskog potencijala (tj. niske temperature). Ona se (kod SUS motora i turbina) mora odvesti rashladnim sistemom. Ova koliina toplote predstavlja toplotne gubitke u procesu transformacije hemijske energije u mehaniki rad. Ova toplota se obzirom na fizikalna ogranienja (karnoov ciklus) ne moe iskoristiti za proizvodnju mehanikog rada, niti elektrine energije.Ovu energiju je pogodno iskoristiti za zagrijavanje tople vode, za grijanje stanova i u sline svrhe. Tako se istovremeno proizvodi i elektrina energija, a otpadna toplota se koristi za druge namjene i korisna je. Na ovaj nain se moe postii koeficijenat iskoritenja od 80% i vie.Gledajui sa ekonomskog aspekta, sistemi kogeneracije donose znaajne utede energije i manju potronju goriva te na taj nain umanjuje ukupne trokove na godinjem nivou. Sa smanjenjem potrebe za gorivom, smanjuje se i koliina gasova nastalih njihovim sagorijevanjem te na taj nain smanjujemo zagaenje ivotne okoline.

5. LITERATURA 1. H. Poar: Osnove energetike I i II, Zagreb 1978.god.2. www.wikipedia.org

1