Upload
others
View
0
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
Konferencia ENEF 2012
Banská Bystrica
SKÚSENOSTI Z PREVÁDZKY TRIGENERÁCIE V SPP
dátum: 17.10. 2012
autor: Ing. Alena HOLBOJOVÁ
e-mail: [email protected]
SKÚSENOSTI Z PREVÁDZKY TRIGENERÁCIE V SPP
Obsah prezentácie:
• Kogenerácia a trigenerácia všeobecne
• Prehľad prevádzkovaných kogeneračných jednotiek
• Zdroj kombinovanej výroby elektriny a tepla – KVET
• Prehľad prevádzkovaných absorpčných zariadení
• Orientačný plán areálu SPP
• Energetické centrum SPP
• Dispečing Energetického centra
• Komfort a tepelná pohoda
• Prehľad prevádzky KGJ a výroby elektriny
• Bilancia prevádzky KVET
• Trigenerácia sa osvedčila
2
3
SKÚSENOSTI Z PREVÁDZKY TRIGENERÁCIE V SPP KOGENERÁCIA A TRIGENERÁCIA VŠEOBECNE
Kogenerácia je kombinovaná výroba elektrickej energie a tepla v jednom
zariadení – kogeneračnej jednotke (KGJ) alebo kogeneračnej elektrárni.
Základným prvkom kogeneračných jednotiek v SPP je plynový spaľovací motor,
ktorý poháňa generátor produkujúci elektrinu. Palivom motora je zemný plyn.
Chladením motora, oleja a spalín sa získava teplo.
Kogeneračné jednotky pracujú nezávisle na distribučnej sieti elektrickej energie,
ale vyrobenú elektrinu môžu do nej dodávať. Plnia aj funkciu záložného zdroja.
Kombinovaná výroba elektriny a tepla (KVET) je energeticky efektívnym
a v posledných rokoch i legislatívne podporovaným spôsobom premeny energie.
Trigenerácia je kombinovaná výroba elektrickej energie, tepla a chladu.
Ide o spojenie kogeneračnej jednotky a absorpčnej chladiacej jednotky, ktorá
časť tepla vyrobeného v kogeneračnej jednotke premieňa na chlad. Ten sa
následne využíva na klimatizovanie budov. Ak kogeneráciu povýšime na
trigeneráciu, potom teplo ako vedľajší produkt výroby elektrickej energie
kogeneráciou je možné efektívne využívať nielen počas vykurovacej sezóny.
V letnom období sa teplo využije na výrobu chladu pre klimatizovanie priestorov.
Zvyčajne sa trigenerácia využíva ako súčasť technologického celku v priemysle.
Prevádzkovanie trigenerácie v SPP je preto ojedinelým príkladom v rámci SR.
4
SKÚSENOSTI Z PREVÁDZKY TRIGENERÁCIE V SPP
PREHĽAD ZDROJOV KVET
Úvahy využívať kogeneračné jednotky v areáli SPP v Bratislave na Mlynských nivách vznikli
ešte v 90-tych rokoch. Dôvodom bolo zabezpečiť dostatok elektrickej energie pre stále sa rozrastajúci
areál, keďže distribučná sústava bola vtedy v oblasti Mlynských nív úplne vyťažená.
Prvé inštalované zariadenia so sumárnym výkonom 1 MWe sa pôvodne mali využívať na výrobu
elektriny pre vlastnú spotrebu areálu a výrobu tepla pre vykurovanie objektov, ako aj prípravu teplej
úžitkovej vody.
Kogeneračné jednotky postupne pribúdali s rozširovaním areálu o nové objekty a rekonštrukciou budov
a ich technologického vybavenia.
Trigenerácia SPP: prehľad zariadení v zdroji KVET v Bratislave Rok začatia prevádzky jednotlivých
kogeneračných jednotiek
Spaľovací motor
na zemný plyn
Menovitý výkon
elektrický
Menovitý výkon
tepelný
Kolaudácia v
roku
Rekonštrukcia v
roku
Povolenie
prevádzky
Por.č. kWe kWt
1 8 valec
Waukesha
312 450
1999 1999
2 8 valec
Waukesha
312 450 1999 1999
3 12 valec
Waukesha
520 735 2009
2010
2010
4 12 valec
Waukesha
520 735 2004 2004
5 16 valec
Waukesha
698 980 2009 2009
Výkon KVET spolu: 2 362 3 350
5
Zdroje kombinovanej výroby
elektriny a tepla - KVET
Č.4.:520 kWe
Č.3: 520 kWe Č.1:
312 kWe
Č.2: 312 kWe
Č.5: 698 kWe
SKÚSENOSTI Z PREVÁDZKY TRIGENERÁCIE V SPP
PREHĽAD ZDROJOV
KVET
6
Prehľad absorpčných chladiacich zariadení v SPP
Názov Výkon v kW Pre objekt Umiestnenie ACHZ
1 TRANE 580
AB 1, AB 2,
AB 3, AB 6, AB 7 v Energetickom centre 2 YORK 1 000
3 CARRIER 1 200
4 TRANE 450 AB 1 AB 1
5 YAZAKI 55 Centrály archív Centrály archív
6 YORK 800 AB 5 AB 5
SPOLU 4 085
Pre využívanie trigenerácie sa SPP rozhodol hneď v prvom roku prevádzky KVET, kedy letná
prevádzka kogeneračných jednotiek ukázala problém. Vyrobené teplo nebolo možné celkom
spotrebovať. Preto sa začali budovať aj absorpčné chladiace zariadenia pre časť administratívnych
budov. Kolaudácia prvých zariadení, ktoré začali klimatizovať kancelárske priestory, bola v roku 1999.
Najskôr to bolo iba vo dvoch budovách.
Aktuálne trigenerácia v SPP pripravuje teplo a chlad pre sedem administratívnych budov.
SKÚSENOSTI Z PREVÁDZKY TRIGENERÁCIE V SPP
PREHĽAD ABSORPČNÝCH ZDROJOV
7
SKÚSENOSTI Z PREVÁDZKY TRIGENERÁCIE V SPP
PREHĽAD ABSORPČNÝCH ZDROJOV
Č.1: TRANE Č.2: YORK
Č.3: CARRIER Č.6: YORK
8
Všetky kogeneračné jednotky boli pri rekonštrukcii inštalované v novovybudovanom
Energetickom centre SPP, kde sú umiestnené aj 3 najväčšie absorpčné chladiace zariadenia,
ktoré zabezpečujú výrobu chladu pre 5 objektov AB v areáli.
Zvyšné objekty majú inštalované chladiace zariadenia v mieste spotreby (na streche budov),
pričom je teplo pre ne privedené z Energetického centra (EC).
SKÚSENOSTI Z PREVÁDZKY TRIGENERÁCIE V SPP
ENERGETICKÉ CENTRUM SPP
9
EC
1 2 5
4
7
6
3
V súčasnosti sa pripravuje teplo a chlad pre
7 administratívnych budov s celkovou plochou
cca 46 tis. m2. Požiadavka areálu na elektrický
výkon je cca 1 200 kW.
SKÚSENOSTI Z PREVÁDZKY TRIGENERÁCIE V SPP
ORIENTAČNÝ PLÁNU AREÁLU SPP
10
SKÚSENOSTI Z PREVÁDZKY TRIGENERÁCIE V SPP
DISPEČING ENERGETICKÉHO CENTRA
11
SKÚSENOSTI Z PREVÁDZKY TRIGENERÁCIE V SPP
KOMFORT A TEPELNÁ POHODA
Problém s prevádzkovaním zdroja kombinovanej výroby elektriny a tepla
v prechodnom období roka, kedy bola výroba elektriny limitovaná spotrebou
tepla na jar a spotrebou chladu na jeseň, sa podarilo vyriešiť inštaláciou
dvojokruhových vykurovacích telies (fan-coilov). Tie umožňujú spotrebiteľovi
využívať vykurovanie napríklad na severnej strane budovy a zároveň inému
spotrebiteľovi klimatizovanie priestorov na južnej strane budovy, prípadne
vykurovanie v ranných hodinách a jeho chladenie popoludní.
Vykurovacie jednotky a chladiace jednotky v jednom sú umiestnené pod oknami
kancelárií na mieste pôvodných radiátorov. Vďaka tomu, že ide o dvojokruhové
zariadenia, umožňujú skĺbiť požiadavku na vykurovanie a chladenie tak, že
poskytujú užívateľom maximálnu mieru komfortu.
12
O tom, že nie je nutné obmedzovať prevádzku KVET svedčí počet prevádzkových hodín za rok.
V roku 2011 boli na úrovni 35 083 hod., v priemere na jedno z piatich zariadení je to 7 017 hod.
Najväčší počet 8 272 hod. bola v prevádzke KGJ č.4 a najmenší počet 3 998 hod. bola
v prevádzke najstaršia KGJ č.2.
Prehľad prevádzky
motohod.
výroba el.
(kWh)
1998 7 670 1 633 859
1999 15 043 3 872 217
2000 19 649 5 503 320
2001 22 559 6 475 723
2002 24 244 7 046 971
2003 24 635 7 302 938
2004 23 282 7 525 299
2005 25 630 8 709 051
2006 25 886 8 830 151
2007 26 197 8 805 900
2008 24 734 7 881 815
2009 31 781 11 992 031
2010 36 341 14 112 457
2011 35 083 14 471 322
celkom 342 734 114 163 054
0
2 000 000
4 000 000
6 000 000
8 000 000
10 000 000
12 000 000
14 000 000
16 000 000
1998 2000 2002 2004 2006 2008 2010
kWh
roky
Výroba elektriny SPP
SKÚSENOSTI Z PREVÁDZKY TRIGENERÁCIE V SPP
PREHĽAD PREVÁDZKOVÝCH MOTOHODÍN KGJ
13
Vyhodnotenie prevádzky KVET SPP m.j. 2010 2011
Počet prevádzkových hodín spolu hod 36 341 35 083
Spotreba zemného plynu m3 4 424 591 4 489 608
Vyrobené teplo MWh 21 840 22 206
Výroba elektriny MWh 14 112 14 471
Nákup elektriny pre areál MWh 9,1 4,3
Predaj elektriny MWh 7 959 8 645
Množstvo elektriny s nárokom na doplatok MWh 13 901 13 842
Predaj tepla MWh 725 605
Náklady na servis € 201 144 208 067
Náklady na zemný plyn € 1 392 459 1 706 668
Náklady na TPS a tarifa za poskytovanie systémových
služieb a JF
€ 28 342 52 694
Priemerná cena vyrobenej elektriny schválená ÚRSO €/MWh 81,805 81,805
Cena tepla schválená ÚRSO – variabilná zložka €/MWh 49,00 47,80
Cena tepla schválená ÚRSO – fixná zložka €/kW 150,5837 150,5847
Cena elektriny – výkup PDS na straty v sústave €/MWh 55,40 54,80
Cena doplatku – nárok od PDS za vysokú účinnosť
zdroja
€/MWh 26,21 26,80
Úspora pri spotrebe vlastnej elektriny oproti nákupu € 466 550 448 140
Úspora pri spotrebe chladu vyrobeného v ACHZ oproti
kompresorovému systému
€ 290 227 282 926
Celkové výnosy z predaja energií a doplatku € 860 200 893 363
SKÚSENOSTI Z PREVÁDZKY TRIGENERÁCIE V SPP
PREHĽAD PREVÁDZKOVANIA KVET
14
Výsledky systému trigenerácie za roky prevádzky potvrdzujú, že rozhodnutie investovať do projektu
inštalácie kogeneračných jednotiek s využitím výroby elektriny pre vlastnú spotrebu objektov v areáli
a výrobu tepla na vykurovanie, prípravu TÚV a chladu bolo správne.
Vyhodnotenie účinnosti výroby elektriny a tepla a vyhodnotenie úspory primárnych zdrojov zaraďujú
zdroj SPP medzi vysokoúčinné zdroje KVET s právom na doplatok v zmysle zákona č. 309 z r. 2009.
SKÚSENOSTI Z PREVÁDZKY TRIGENERÁCIE V SPP
TRIGENERÁCIA SA OSVEDČILA
Podľa vyhlášky MH SR č. 599/2009
bola v roku 2011:
• účinnosť KVET 85,23 %,
• úspora primárnej energie 20,12 %.
15
SKÚSENOSTI Z PREVÁDZKY TRIGENERÁCIE V SPP
TRIGENERÁCIA SA OSVEDČILA
S odstupom času možno povedať, že inštalácia absorpčného chladiaceho
systému, ktorý využíva teplo vyrobené kogeneračnými zariadeniami, bolo
najvhodnejším rozhodnutím pre zvýšenie efektívnosti zdroja KVET v areáli
SPP na Mlynských nivách v Bratislave.
V súčasnosti sa neplánuje zdroj KVET rozširovať o ďalšie kogeneračné
jednotky, pretože elektrický príkon areálu plne pokrývajú. Vlastná spotreba
areálu je 99 % z výroby elektriny a len 1 % spotreby sa nakupuje (iba pri
odstávkach zdroja KVET). Do distribučnej sústavy PDS ZSE Distribúcia sa
dodáva na pokrytie strát v sústave cca 60 % prebytočnej elektriny z celkovej
výroby elektriny.
Objem výroby tepla a chladu tak isto plne pokryje spotrebu v objektoch areálu.
Dôkazom je skutočnosť, že v kotolni, ktorá slúži ako rezervný zdroj tepla pri
odstávke KVET, sa v uplynulých dvoch rokoch vyrobilo len 0,5 %
spotrebovaných MWh tepla pre vykurovanie, alebo výrobu chladu v porovnaní
s celkovým objemom výroby v trigeneračnom zdroji.