ZASTOSOWANIE KOGENERACJI W BUDYNKACH dr inŜ. Andrzej Wiszniewski
Dni Oszczędzania Energii, 3-4 Listopada 2010, Wrocław
www.nape.pl
Problemy
Proponowane działania
Globalne ocieplenie
OZE
Wzrost zapotrzebowania na energię
Efektywność energetyczna
Wzrost zapotrzebowania na chłód
page 2
Promocja kogeneracji
Kogeneracja
Trigeneracja
Efektywna energetycznie ale kosztowna
Wykorzystanie ciepła odpadowego
Wymagane stałe zapotrzebowanie na ciepło
Zwiększenie efektywności kogeneracji
Główny problem: Niskie zapotrzebowanie na ciepło latem
Redukcja zuŜycia energii pierwotnej do chłodzenia
Dni Oszczędzania Energii, 3-4 Listopada 2010, Wrocław
www.nape.pl
Kogeneracja – oszczędność energii pierwotnej System konwencjonalny Ciepło 60
60 + 30 η= = 56% 65 + 95
El. 30
65
Odbiorca energii
Energia pierwotna 95
Sieć energetyczna
Gospodarka skojarzona
Gaz ziemny
Jednostka kogeneracyjna
100
El. 30
60 + 30 η= = 90% 100
Ciepło 60
Odbiorca energii
El. 30
Gaz ziemny
Kocioł konwencjonalny
Sieć energetyczna
page 3
Dni Oszczędzania Energii, 3-4 Listopada 2010, Wrocław
www.nape.pl
Trigeneracja – wykorzystanie ciepła odpadowego z kogeneracji Jednoczesna produkcja energii elektrycznej, ciepła i chłodu
Chłodziarka absorpcyjna
Gaz ziemny
Jednostka kogeneracyjna
65
Ciepło 60
CO
Chłód Odbiorca energii
CWU
El. 30
El. 30
Sieć energetyczna Produkcja chłodu umoŜliwia efektywniejsze zagospodarowanie ciepła i tym samym zwiększenie ilości godzin pracy systemu
page 4
Dni Oszczędzania Energii, 3-4 Listopada 2010, Wrocław
www.nape.pl
Kogeneracja -wymiarowanie
page 5
CO CWU
80
60
40
20
Li pi ec Si er pi eń W rz es ie Pa ń źd zi er ni k Li st op ad G ru dz ie ń
ie c
aj
ze rw
M
Dni Oszczędzania Energii, 3-4 Listopada 2010, Wrocław
C
ie ci eń
ec
Kw
M ar z
Lu ty
0 St yc ze ń
Aby uzyskać wysoką sprawność układów kogeneracyjnych naleŜy wymiarować je ze względu na zapotrzebowanie na ciepło
Zapotrzebowanie na energię [GJ]
100
www.nape.pl
Trigeneracja -wymiarowanie
page 6
Klimatyzacja CO CWU
80
60
40
20
Dni Oszczędzania Energii, 3-4 Listopada 2010, Wrocław
Li pi ec Si er pi eń W rz es ie Pa ń źd zi er ni k Li st op ad G ru dz ie ń
ie c
aj M
ze rw C
ar ze c Kw ie ci eń
M
Lu ty
0 St yc ze ń
Wykorzystanie ciepła odpadowego do produkcji chłodu (trigeneracja) zwiększa efektywność układów kogeneracyjnych
Zapotrzebowanie na energię [GJ]
100
www.nape.pl
Oszczędność energii pierwotnej
ZaleŜność PES od wskaźnika energii pierwotnej energii elektrycznej dla: A- układu CHP, B – układu CCP ( skojarzonej produkcji energii elektrycznej i chłodu) dla róŜnych wartości COP chłodziarki absorpcyjnej, C – układu CCP dla róŜnych wartości sprawności elektrycznej układów CHP, D - dla układu CHCP przy załoŜeniu pracy urządzenia z wydajnością pokrywającą zapotrzebowanie na ciepło page 7
Dni Oszczędzania Energii, 3-4 Listopada 2010, Wrocław
www.nape.pl
Schematy źródeł zasilania - System podstawowy Sieć energe tyczna
Układ rozliczeniowy
Odbiory en. elektrycznej
Źródło ciepła
Zasobnik ciepła (opcja)
Odbiory ciepła
Chodziarka spręŜarkowa
page 8
Dni Oszczędzania Energii, 3-4 Listopada 2010, Wrocław
Zasobnik chłodu (opcja)
Odbiory chłodu
www.nape.pl
Schematy źródeł zasilania - System pełny Sieć energe tyczna
Układ rozliczeniowy
Odbiory en. elektrycznej
Układ oprowadzenia ciepła
Jednostka CHP
Zasobnik ciepła
Odbiory ciepła Chodziarka absorpcyjna
Szczytowe źródło ciepła Chodziarka spręŜarkowa
page 9
Dni Oszczędzania Energii, 3-4 Listopada 2010, Wrocław
Zasobnik chłodu
Odbiory chłodu
www.nape.pl
Ze spręŜarkowym urządzeniem chłodniczym bez kotła szczytowego Sieć energe tyczna
Układ rozliczeniowy
Odbiory en. elektrycznej
Układ oprowadzenia ciepła
Jednostka CHP
Zasobnik ciepła
Odbiory ciepła Chodziarka absorpcyjna
Chodziarka spręŜarkowa
page 10
Dni Oszczędzania Energii, 3-4 Listopada 2010, Wrocław
Zasobnik chłodu
Odbiory chłodu
www.nape.pl
System z kotłem szczytowym bez spręŜarkowego urządzenia chłodniczego Sieć energe tyczna
Układ rozliczeniowy
Odbiory en. elektrycznej
Układ oprowadzenia ciepła
Jednostka CHP
Zasobnik ciepła
Odbiory ciepła Chodziarka absorpcyjna
Szczytowe źródło ciepła
page 11
Dni Oszczędzania Energii, 3-4 Listopada 2010, Wrocław
Zasobnik chłodu
Odbiory chłodu
www.nape.pl
Bez szczytowych urządzeń grzewczych i chłodniczych Sieć energe tyczna
Układ rozliczeniowy
Odbiory en. elektrycznej
Układ oprowadzenia ciepła
Jednostka CHP
Zasobnik ciepła
Odbiory ciepła Chodziarka absorpcyjna
Zasobnik chłodu
page 12
Dni Oszczędzania Energii, 3-4 Listopada 2010, Wrocław
Odbiory chłodu
www.nape.pl
System CHP z kotłem szczytowym Sieć energe tyczna
Jednostka CHP
Układ rozliczeniowy
Odbiory en. elektrycznej
Zasobnik ciepła
Odbiory ciepła
Szczytowe źródło ciepła Chodziarka spręŜarkowa
page 13
Dni Oszczędzania Energii, 3-4 Listopada 2010, Wrocław
Zasobnik chłodu
Odbiory chłodu
www.nape.pl
System CHP bez kotła szczytowego Sieć energe tyczna
Jednostka CHP
Układ rozliczeniowy
Odbiory en. elektrycznej
Zasobnik ciepła
Odbiory ciepła
Chodziarka spręŜarkowa
page 14
Dni Oszczędzania Energii, 3-4 Listopada 2010, Wrocław
Zasobnik chłodu
Odbiory chłodu
www.nape.pl
Energetyka rozproszona - zalety
Podniesienie efektywności wytwarzania energii Oszczędność paliw pierwotnych Poprawa bezpieczeństwa energetycznego Ograniczenie emisji do atmosfery – poprawa jakości powietrza oraz przeciwdziałanie zmianom klimatu Zmniejszenie uciąŜliwości spowodowanych obecnością duŜych przedsiębiorstw energetycznych Ograniczenie strat przesyłowych Ograniczenie kosztów rozbudowy oraz eksploatacji sieci ciepłowniczej Zwiększenie niezawodności zasilania MoŜliwość wykorzystania lokalnych zasobów energetycznych MoŜliwość łatwego i taniego zbilansowania sieci w okresie największych obciąŜeń
page 15
Dni Oszczędzania Energii, 3-4 Listopada 2010, Wrocław
www.nape.pl
Rodzaje urządzeń i technologii CHCP
Urządzenia chłodnicze
Urządzenia cieplne
Chłodziarki spręŜarkowe Chłodziarka absorpcyjna Pompa ciepła, itd. Kocioł Wymienniki ciepła Pompa ciepła, itd.
Turbina gazowa
Urządzenia en. elektr.
Turbina gazowa Turbina parowa Silnik tłokowy Ogniwo paliwowe, Silnik Stirlinga, itd.
Zdjęcie: Rolls-Royce plc
Urządzenia chłodnicze
Zdjęcie : Urban Ziegler, NRCan
page 16
Dni Oszczędzania Energii, 3-4 Listopada 2010, Wrocław
www.nape.pl
Rodzaje paliw
Paliwa kopalne
Gaz ziemny Olej opałowy Węgiel, itd.
Paliwa odnawialne
Odpady drzewne Gaz wysypiskowy (GW) Biogaz Odpady rolne Wytłoki z trzciny cukrowej Uprawy energetyczne, itd.
Energia geotermalna
Wodór, itd.
page 17
Biomasa dla CHP Zdjęcie : Warren Gretz, DOE/NREL
Gejzer geotermalny
Dni Oszczędzania Energii, 3-4 Listopada 2010, Wrocław
Zdjęcie : Joel Renner, DOE/ NREL PIX
www.nape.pl
Aktualny stan technologii
page 18
Systemy kogeneracyjne (trigeneracyjne) znajdują obecnie powszechne zastosowanie w duŜych obiektach w zakresie średnich (>100kWe) oraz duŜych mocy (>1000 kWe) Coraz bardziej powszechne stają się teŜ jednak ostatnio małe systemy kogeneracyjne (90 Wszystkie paliwa
www.nape.pl
Systemy kogeneracyjne z układami ORC (Organic Rankine Cycle) Systemy kogeneracyjne oparte na procesie ORC działają na tej samej zasadzie co klasyczne obiegi parowe. RóŜnica polega na zastosowaniu innego czynnika roboczego, którym zamiast pary wodnej jest czynnik organiczny (węglowodory, czynniki chłodnicze lub olej silikonowy) charakteryzujące się niŜszą temperaturą parowania.
Enefcogen HT scroll turbine and prototype
Jako maszyny robocze Enefcogen 30kW System mogą być uŜywane Moc [MWe] turbiny osiowe lub Wskaźnik mocy elektrycznej do mocy cieplnej odśrodkowe, silniki Sprawność elektryczna [%] śrubowe Sprawność cieplna [%] i tłokowe oraz Sprawność całkowita [%] rozpręŜacze spiralne. Rodzaj paliwa
page 41
Dni Oszczędzania Energii, 3-4 Listopada 2010, Wrocław
ElectraTherm GreenMachine 50kW
0.001- pow. 0.4 0.2 -0.4 6 - 20 20-70 75-85 Bez ograniczeń
www.nape.pl
Systemy kogeneracyjne z układami ORC (Organic Rankine Cycle) Energia elektryczna Konwencjonalny kocioł
Na rynku pojawił się produkt brytyjskiej firmy Enenergetix Group pod nazwą „Genlec”, o mocy elektrycznej 1 kWel oraz 8 kWth Charakteryzuje się niską wagą, niskimi kosztami eksploatacji, przystosowany do wieszania na ścianie.
page 42
3 4 Wymiennik ciepła
2
Moduł ORC Pompa wodna 1
Pompa czynnika Powrót
Zasilenie
Dni Oszczędzania Energii, 3-4 Listopada 2010, Wrocław
www.nape.pl
Chłodziarki małej mocy zasilane ciepłem – absorpcyjne Bromolitowe (czynnik roboczy - woda) DuŜy wybór urządzeń pow. 100 kW Większość urządzeń jednostopniowych PoniŜej 30 kW dostępnych 4 – 5 urządzeń Niestety Sonnenklima i Rotartica zakończyły produkcję Moc nominalna Współczynnik wydajności chłodniczej Temperatura wody zasilającej Temperatura wody powrotnej Woda chłodząca Woda lodowa zasilenie Czynnik chłodniczy Czynnik roboczy
page 43
Sonnenklima Suninverse 10kW
Yazaki WFC-SC5 17.5 kW
Rotartica 4.5kW
EAW 15kW
Broad BCT 16kW
4,5 - 6000 kW 0,70 - 0,8
Dni Oszczędzania Energii, 3-4 Listopada 2010, Wrocław
85 - 130°C > 70°C 30 - 35°C 6 - 7°C Woda Bromek Litu
www.nape.pl
Chłodziarki małej mocy zasilane ciepłem – absorpcyjne Amoniakalne (czynnik roboczy - amoniak). Brak ryzyka krystalizacji Wysokie ciśnienie pracy (8 15 bar) MoŜliwe schłodzenie poniŜej O °C przy wysokiej temperaturze zasilania Rozpowszechnione duŜe systemy zasilane bezpośrednio gazem Małe urządzenia w fazie prototypów
page 44
Robur 17kW
Pink /SolarNext 12kW
AoSol 8kW (prototype)
Moc nominalna Współczynnik wydajności chłodniczej Woda chłodząca Woda lodowa zasilenie Temperatura wody zasilającej Czynnik chłodniczy
15 - 2500 kW 0.6 - 0.7
Czynnik roboczy
Woda
Dni Oszczędzania Energii, 3-4 Listopada 2010, Wrocław
30 - 35°C -60 - 0°C 120 - 135°C Amoniak
www.nape.pl
Chłodziarki małej mocy zasilane ciepłem – adsorpcyjne
Cykliczna praca Brak ryzyka krystalizacji 4 produkty i 2 prototypy obecne na rynku
SorTech 8&15kW Invensor 7&10kW
China 10kW
Moc nominalna Współczynnik wydajności chłodniczej Temperatura czynnika gorącego Woda chłodząca Woda lodowa zasilenie Czynnik chłodniczy Adsorbent
page 45
Dni Oszczędzania Energii, 3-4 Listopada 2010, Wrocław
ECN 2.5kW (prototype)
2 - 450 kW 0.2 - 0.7 60 - 90°C 30 - 35°C 6 - 7°C Woda SilikaŜel
www.nape.pl
Koszty inwestycyjne
TDC CHP
page 46
Dni Oszczędzania Energii, 3-4 Listopada 2010, Wrocław
www.nape.pl
Koszty inwestycyjne Dla wyznaczenia jednostkowych kosztów inwestycyjny moŜna posłuŜyć się równaniem:
I ( P ) = k1 * P + k 3 k2
gdzie:
Koszt CHP - inwestycyjny TDC - inwestycyjny CHP - eksploatacja
page 47
k1 4361 7435 5,88
k2 -0,33 -0,459 -0,27
k3 0 47,5 0
Moc P kWel kWC kWel
Dni Oszczędzania Energii, 3-4 Listopada 2010, Wrocław
Koszt jedn. EUR/ kWel EUR/ kWC Cent/ kWel
Zakres 5 – 2000 kWel 7,5 – 1600 kWC 5 – 2000 kWel
www.nape.pl
Podsumowanie
page 48
PowaŜną barierą powszechnego stosowania systemów kogeneracji w budynkach w Polsce są skomplikowane procedury związane ze sprzedaŜą nadmiaru wyprodukowanej energii elektrycznej do sieci i uzyskaniem świadectw pochodzenia energii elektrycznej z wysokosprawnej kogeneracji. Technologie trigeneracyjne małej skali są juŜ dostępne na rynku. Jednak ze względu na niewielkie doświadczenia związane przede wszystkim z integracja poszczególnych elementów systemów ich rozpowszechnianie jest ciągle utrudnione.
Dni Oszczędzania Energii, 3-4 Listopada 2010, Wrocław
www.nape.pl
. Zastosowanie układów trigeneracyjnych w budynkach biurowych - studium przypadku
Nowoczesne budynki biurowe wymagają utrzymania komfortu cieplnego w ich wnętrzach w okresie całego roku - konieczna klimatyzacja.
Wymagania zrównowaŜonego rozwoju to minimalizacja zuŜycia energii i wykorzystanie energii odnawialnych.
Konkurencja na rynku nieruchomości wymaga minimalizacji łącznych kosztów wszystkich nośników energii dostarczanych do tych budynków.
page 49
Dni Oszczędzania Energii, 3-4 Listopada 2010, Wrocław
www.nape.pl
Symulacja komputerowa - podstawowe narzędzie przy projektowaniu nowoczesnych systemów zaopatrzenia w energię
page 50
Podejście tradycyjne - ograniczenie strat energii zimą i zysków latem przez zastosowanie moŜliwie dobrej izolacji i energooszczędnych urządzeń. Obliczenia statyczne dla warunków ekstremalnych. Podejście nowoczesne - całoroczna analiza energetyczna uwzględniająca dynamikę budynku oraz zmienność temperatury zewnętrznej oraz zyski wewnętrzne.
Dni Oszczędzania Energii, 3-4 Listopada 2010, Wrocław
www.nape.pl
Budynek Tulipan
page 51
Budynek składa się z 8 stref, w tym 6 stref o kontrolowanych parametrach wewnętrznych (temperatura i wilgotność). Łączna powierzchnia - 10 059 m2 Kubatura - 46 000 m3 Zapotrzebowanie na : ciepło - 1240 kW chłód - 980 kW energię elektryczną - 650 kW
Dni Oszczędzania Energii, 3-4 Listopada 2010, Wrocław
www.nape.pl
System zaopatrzenia w energię
Tradycyjny:
Proponowany:
page 52
Ciepło - sieć miejska lub kotłownia gazowa Chłód - agregaty spręŜarkowe Energia el. - zakład energetyczny. Ciepło - odzysk z silnika gazowego 230 kW, kotłownia gazowa szczytowa, odzysk ciepła z wentylacji, wymiennik gruntowy dla powietrza wentylacyjnego. Chłód - chłodziarka absorbcyjna 140 kW + agregaty spręŜarkowe szczytowe Energia el. - generator elektryczny 150 kW + zakład energetyczny.
Dni Oszczędzania Energii, 3-4 Listopada 2010, Wrocław
www.nape.pl
System zaopatrzenia w energię - schemat S ie ć e le k tro e n e rg e ty c z n a
C h ło d n ia w e n ty la to ro w a
C h ło d n ia w e n ty la to ro w a
C h ło d n ia w e n ty la to ro w a
C h ło d z ia rk a a b s o rp c y jn a
C h ło d z ia rk i s p rę Ŝa rk o w e
G e n e ra to r e n e rg ii e le k try cz n e j
≈
S iln ik g a z o w y
Z a s o b n ik c h ło d u
S ie ć g a z o w a
Z im n a w oda
Z a s o b n ik c ie p ła
K o tły g a z o w e s zc zy to w e
W y m ie n n ik i z a s o b n ik c .w .u .
W y rzu tn ia p o w ie trz a In s ta la c ja o g rz e w c z a In s ta la c ja c h ło d n ic z a
C ze rp n ia p o w ie trz a
G ru n to w y w y m ie n n ik c ie p ła
O d zy s k c ie p ła
C e n tra la k lim a ty za c y jn a
In s ta la c ja c .w .u . In s ta la c ja e le k try c z n a
page 53
Dni Oszczędzania Energii, 3-4 Listopada 2010, Wrocław
S tre fy bwww.nape.pl udynku
00 :0 0 05 :00 :0 0: 10 00 :0 0 15 :00 :0 0 20 :00 :0 0 01 :00 :0 0 06 :00 :0 0 11 :00 :0 0 16 :00 :0 0 21 :00 :0 0 02 :00 :0 0 07 :00 :0 0 12 :00 :0 0 17 :00 :0 0 22 :00 :0 0 03 :00 :0 0 08 :00 :0 0: 13 00 :0 0 18 :00 :0 0 23 :00 :0 0 04 :00 :0 0 09 :00 :0 0 14 :00 :0 0 19 :00 :0 0 00 :00 :0 0 05 :00 :0 0 10 :00 :0 0 15 :00 :0 0 20 :00 :0 0 01 :00 :0 0 06 :00 :0 0 11 :00 :0 0: 16 00 :0 0 21 :00 :0 0: 00
ObciąŜenie enie
Symulacja programem ESPr
Profile obciąŜeń: energia elektryczna Tygodniowy profil obciąŜenia energetycznego
1,200
1,000
0,800
page 54 0,600
0,400
0,200
0,000
Godziny
Dni Oszczędzania Energii, 3-4 Listopada 2010, Wrocław www.nape.pl
Symulacja programem ESPr
Profile obciąŜeń: ciepło/ chłód - zima Zapotrzebowanie na moc cieplną podczas najzimnieszego tygodnia
800
700
Ogrzewanie centrale Ogrzewanie strefy Ogrzewanie całość
Moc cieplna [kW]
600
500
400
300
200
100
0 1
7
13
19
25
31
37
43
49
55
61
67
73
79
85
91
97 103 109 115 121 127 133 139 145 151 157 163
Czas [h]
page 55
Dni Oszczędzania Energii, 3-4 Listopada 2010, Wrocław
www.nape.pl
Symulacja programem ESPr
Profile obciąŜeń: ciepło/ chłód - lato Zapotrzebowanie na moc chłodniczą / cieplną podczas najcieplejszego tygodnia 800
700
Moc chłodnicza / cieplna [kW]
600
Ogrzewanie centrale
500
Chłodzenie centrale Chłodzenie strefy 400
Chłodzenie całość
300
200
100
166
161
156
151
146
141
136
131
126
121
116
111
106
101
96
91
86
81
76
71
66
61
56
51
46
41
36
31
26
21
16
11
6
1
0 Czas [h]
page 56
Dni Oszczędzania Energii, 3-4 Listopada 2010, Wrocław
www.nape.pl
Symulacja - wymiennik gruntowy Lato
Zima
Temperaturapowietrzazewnętrznegoizawymiennikiemgruntowympodczasnajzimniejszego tygodnia
Temperaturapowietrzazewnętrznegoizawymiennikiemgruntowympodczasnajcieplejszego tygodnia 10
Temperaturapowietrzazewnętrznego
35
Temperaturapowietrzazawymiennikiemgruntowym
5
30
1 6 11 16 21 26 31 36 41 46 51 56 61 66 71 76 81 86 91 96 101 106 111 116 121 126 131 136 141 146 151 156 161 166
0
25 -5
Temperatura[C]
Temperatura[C]
20 -10
15
-15 10 Temperaturapowietrzazewnętrznego 5
Temperaturapowietrzazawymiennikiemgruntowym
-20
-25
1 5 9 13 17 21 25 29 33 37 41 45 49 53 57 61 65 69 73 77 81 85 89 93 97 101 105 109 113 117 121 125 129 133 137 141
0
Czas[h]
Czas[h]
page 57
Dni Oszczędzania Energii, 3-4 Listopada 2010, Wrocław
www.nape.pl
Symulacja - system energetyczny - zima Zapotrzebowanie na moc cieplną i moc cieplna wymiennika gruntowego podczas najzimnejszego tygodnia 800,0 Ogrzewanie centrale Zapotrzebowanie na ciepło do ogrzewania
700,0
Moc cieplna kanału wykorzystana do ogrzewania
Moc cieplna [kW]
600,0
500,0
400,0
300,0
200,0
100,0
166
161
156
151
146
141
136
131
126
121
116
111
106
101
96
91
86
81
76
71
66
61
56
51
46
41
36
31
26
21
16
11
6
1
0,0 Czas [h]
page 58
Dni Oszczędzania Energii, 3-4 Listopada 2010, Wrocław
www.nape.pl
Symulacja - system energetyczny - zima Zapotrzebowanie na moc cieplną budynku, moc cieplna silnika gazowego i zapotrzebowanie na moc cieplną ze źródła szczytowego podczas najzimniejszego tygodnia 800,0 Zapotrzebowanie na ciepło do ogrzewania 700,0
Moc cieplna silnika/turbiny Zapotrzebowanie na ciepło ze źródła szczytowego
Moc cieplna [kW]
600,0
500,0
400,0
300,0
200,0
100,0
166
161
156
151
146
141
136
131
126
121
116
111
106
101
96
91
86
81
76
71
66
61
56
51
46
41
36
31
26
21
16
11
6
1
0,0
Czas [h]
page 59
Dni Oszczędzania Energii, 3-4 Listopada 2010, Wrocław
www.nape.pl
Symulacja - system energetyczny - lato Zapotrzebowanie na chłód budynku i moc chłodnicza wymiennika gruntowego podczas najcieplejszego tygodnia 800,0 Chłodzenie centrale 700,0 Chłodzenie strefy Zapotrzebowanie na chłód do klimatyzacji
600,0
Moc chłodnicza kanału wykorzystana do chłodzenia
Moc chłodnicza [kW]
500,0 400,0
300,0 200,0 100,0
166
161
156
151
146
141
136
131
126
121
116
111
106
101
96
91
86
81
76
71
66
61
56
51
46
41
36
31
26
21
16
11
6
1
0,0 -100,0 -200,0 Czas [h]
page 60
Dni Oszczędzania Energii, 3-4 Listopada 2010, Wrocław
www.nape.pl
Symulacja - system energetyczny - lato Moc chłodnicza silnika gazowego, szczytowego źródła chłodu oraz wymiennika gruntowego i moc cieplna szczytowego źródła ciepła podczas najcieplejszego tygodnia 600 Moc chłodnicza kanału wykorzystana do chłodzenia Zapotrzebowanie na ciepło ze źródła szczytowego 500
Moc chłodnicza / cieplna [kW]
Moc chłodnicza silnika gazowego Zapotrzebowanie na chłód ze źródła szczytowego 400
300
200
100
166
161
156
151
146
141
136
131
126
121
116
111
106
101
96
91
86
81
76
71
66
61
56
51
46
41
36
31
26
21
16
11
6
1
0
Czas [h]
page 61
Dni Oszczędzania Energii, 3-4 Listopada 2010, Wrocław
www.nape.pl
Symulacja - system energetyczny - lato Zapotrzebowanie na moc elektryczną budynku podczas najcieplejszego tygodnia 700 Moc elektryczna generatora Zapotrzebowanie na energię elektryczną budynku
600
Moc elektryczna pobierana (oddawana) z (do) sieci Moc elektryczna napędu źródła szczytowego chłodu
500
Moc elektryczna [kW]
400
300
200
100
166
161
156
151
146
141
136
131
126
121
116
111
106
101
96
91
86
81
76
71
66
61
56
51
46
41
36
31
26
21
16
11
6
1
0
-100
-200 Czas [h]
page 62
Dni Oszczędzania Energii, 3-4 Listopada 2010, Wrocław
www.nape.pl
Bilans energii elektrycznej Energia elektryczna wytworzona, zakupiona i sprzedana w układach z zastosowanym silnikiem gazowym i bez niego 2000
Ilość energii elektrycznej w ci ciągu roku [MWh/rok]
1800 Zapotrzebowanie na energię elektryczną 1591 MWh/rok
1600 Zapotrzebowanie na energię elektryczną 1456 MWh/rok
1400 1200 1000
Sprzedana energia elektryczna do sieci MWh/rok Zakupiona energia elektryczna MWh/rok Produkcja własna energii elektrycznej MWh/rok
800 600 400 200 0 150
0 Moc elektryczna silnika gazowego [kW]
page 63
Dni Oszczędzania Energii, 3-4 Listopada 2010, Wrocław
www.nape.pl
Bilans ciepła Zapotrzebowanie na energię cieplną w ciągu roku 3500
Ilość energii cieplnej [GJ/rok]
3000
2500
2000
1500 Energia cieplna źródła szczytowego GJ/rok Energia cieplna wymiennika gruntowego GJ/rok
1000
Energia cieplna silnika gazowego GJ/rok 500
0 150
0 Moc elektryczna silnika gazowego [kW]
page 64
Dni Oszczędzania Energii, 3-4 Listopada 2010, Wrocław
www.nape.pl
Bilans chłodu Zapotrzebowanie na energię chłodniczą 2500 Energia chłodnicza źródła szczytowego GJ/rok Energia chłodnicza wymiennika gruntowego GJ/rok Energia chłodnicza silnika gazowego GJ/rok
Ilość energii chłodniczej [GJ/rok]
2000
1500
1000
500
0 150
0 Moc elektryczna silnika gazowego [kW]
page 65
Dni Oszczędzania Energii, 3-4 Listopada 2010, Wrocław
www.nape.pl
Zestawienie wyników Wyszczególnienie
Stan Stan Jednostka wyjściowy wyjściowy - msc - gaz
Odzysk Triciepła generacja tunel - gaz
Zapotrzebowanie na ciepło, w tym:
kW
1240
1240
740
660
660
Zapotrzebowanie na chłód
kW
980
980
750
670
670
Zapotrzebowanie na energię elektryczną
kW
650
650
650
635
585
ZuŜycie ciepła
GJ/rok
6680
6680
4675
4408
4408
Zapotrzebowanie na chłód
GJ/rok
2950
2950
1949
1619
1619
MWh/rok
1300
1300
1300
1260
1150
Dodatkowe nakłady inwestycyjne
zł
0
0
94000
130000
903024
Dodatkowe koszty eksploatacyjne
zł/rok
0
0
0
0
49452
Koszty paliwa i energii elektrycznej
zł/rok
667035
643689
573878
551265
382636
Razem
zł/rok
667035
643689
573878
551265
432088
Obnizenie kosztów eksploatacyjnych
zł/rok
0
23346
69811
22613
141791
lata
x
x
1,3
5,7
6,4
74,2%
15,4%
13,3%
Zapotrzebowanie na energię elektryczną
SPTB IRR
page 66
Odzysk ciepła gaz
Dni Oszczędzania Energii, 3-4 Listopada 2010, Wrocław
www.nape.pl
Zestawienie wyników - emisja
14 CO2 tys. t/rok
12
NOx t/rok
10
SO2 t/rok Pył t/rok
8 6 4 2
en er ac ja Tr ig
m
sc
0
page 67
Dni Oszczędzania Energii, 3-4 Listopada 2010, Wrocław
www.nape.pl
Dziękuję za uwagę
[email protected]
page 68
Dni Oszczędzania Energii, 3-4 Listopada 2010, Wrocław
www.nape.pl