Trigeneracja
Ciepło + Chłód + Energia Elektryczna w skojarzeniu.
Nowa technologia, która pozwala na optymalizację kosztów energii pierwotnej.
Trigeneracja - co to jest?
Trigeneracja, nazywana także trójgeneracją, to zaawansowany układ energetyczny oparty na skojarzonym wytwarzaniu energii elektrycznej, ciepła oraz chłodu użytkowego. Ma na celu zmniejszenie ilości i kosztu energii pierwotnej, która musiałaby posłużyć do wytworzenia każdej ze wspomnianych form energii.
W klasycznej kogeneracji energia elektryczna powstaje równolegle z energią cieplną odzyskiwaną z procesu spalania w jednostce CHP. Trójgeneracja rozszerza ten układ o dodatkowy moduł chłodniczy, najczęściej w postaci agregatu absorpcyjnego, który wykorzystuje odzyskane ciepło do produkcji wody lodowej. Dzięki temu możliwe jest wykorzystanie jednego strumienia paliwa do uzyskania trzech rodzajów energii, przy znacznie wyższej efektywności konwersji energii pierwotnej.
Trigeneracja – zasada działania
System trigeneracyjny opiera się na pracy trzech współpracujących ze sobą układów.
- Pierwszym elementem jest moduł kogeneracyjny, który produkuje energię elektryczną. Silnik spalinowy, turbina gazowa albo mikroturbina napędza generator. W tym procesie powstaje znaczna ilość ciepła odpadowego. W klasycznej kogeneracji trafia ona do obiegu grzewczego.
- Drugim elementem jest układ odzysku ciepła. Jego zadaniem jest odbiór energii cieplnej z kogeneratora i przekazanie jej dalej. W tym miejscu powstaje woda o wysokiej temperaturze albo para. Parametry zależą od typu jednostki CHP i konfiguracji instalacji. Ten układ stabilizuje temperaturę nośnika i utrzymuje ciągłość pracy całego systemu.
Trzecim elementem jest agregat absorpcyjny. To urządzenie zamienia energię cieplną w chłód. W najczęściej stosowanych agregatach bromolitowych czynnik roboczy roztwór bromku litu pochłania parę wodną w absorber, a następnie odparowuje ją w generator pod wpływem ciepła uzyskanego z modułu kogeneracyjnego. Proces przebiega w obiegu zamkniętym i pozwala na uzyskanie wody lodowej na wyjściu z urządzenia o temperaturze od około 6 do 12°C. W systemach amoniakalnych zachodzi podobna konwersja, lecz z użyciem amoniaku jako czynnika chłodniczego.
Woda lodowa trafia do instalacji chłodniczej obiektu. Zasila układy klimatyzacyjne, wentylacyjne albo procesowe. Cały system pracuje w trybie ciągłym i reaguje na aktualne obciążenia cieplne. Gdy zapotrzebowanie na chłód spada, agregat absorpcyjny zmniejsza swoją moc. Nadwyżka ciepła może zostać skierowana do obiegu grzewczego. W okresach zimowych chłodzenie przyjmuje mniejszą część energii, a w sezonie letnim rośnie udział modułu absorpcyjnego.
Korzyści operacyjne wynikające z pracy układu trigeneracyjnego
Trigeneracja pozwala na elastyczną pracę, ponieważ moduł kogeneracyjny pokrywa zapotrzebowanie na energię elektryczną, a układ absorpcyjny przejmuje ciepło, które byłoby niewykorzystane. W ten sposób paliwo zasila trzy obiegi, a jednostka osiąga wysoką sprawność całkowitą. Trójgeneracja pozwala więc na to, co jeszcze niedawno było niemożliwe w takich systemach, czyli na produkcję wody lodowej.
System uzyskuje stabilne warunki pracy i działa bez gwałtownych skoków temperatury, co zwiększa trwałość urządzeń i obniża zużycie energii elektrycznej charakterystyczne dla tradycyjnych sprężarkowych układów chłodniczych.Trigeneracja energii – system pełen zalet
Trójgeneracja jest systemem, który szybko podbija rynek, ponieważ pozwala na uzyskanie świetnych efektów w zakładach produkcyjnych. Pozwala na produkcję ciepłej i chłodnej wody przez cały rok.
Trójgeneracja znajduje wiele zastosowań – może być używana na przykład do chłodzenia pracujących, nagrzewających się maszyn w zakładach przemysłowych, albo też po prostu może być używane do chłodzenia pomieszczeń (w systemach klimatyzacyjnych). W zależności od konfiguracji, system trójgeneracji może pracować w trybie sezonowym lub całorocznym, zapewniając jednoczesne pokrycie zapotrzebowania na energię elektryczną, ogrzewanie oraz klimatyzację.
Trigeneracja pozwala osiągać sprawności całkowite na poziomie 80–90% (a w niektórych konfiguracjach wyżej), ponieważ ciepło odpadowe jest wykorzystywane zarówno do ogrzewania, jak i do chłodzenia. To przewaga nad systemami, które produkują energię oddzielnie. Ponadto produkcja energii na miejscu zmniejsza pobór mocy z sieci zewnętrznej. W wielu obiektach poprawia to parametry pracy instalacji i zmniejsza ryzyko przerw w zasilaniu.
Jest to system bezpieczny dla środowiska. Co istotne, w trigeneracji można wykorzystać praktycznie każde dostępne obecnie paliwo. Dlatego coraz więcej instalacji opiera się na wszelkiego rodzaju biogazach (biogazy rolnicze, biogazy z oczyszczalni ścieków, gaz z biomasy). Samo pozyskanie tych biogazów jest procesem ekologicznym, przyjaznym dla środowiska.
Dlaczego warto zainwestować w system trigeneracji?
Niezawodne źródło energii elektrycznej
Produkuje energię elektryczną, grzewczą i chłodzącą przez cały rok.
Niska emisja zanieczyszczeń
Ogranicza emisję dwutlenku węgla i innych zanieczyszczeń do atmosfery.
Wyższa efektywność energetyczna
Maksymalnie wykorzystuje ciepło odpadowe w jednym zintegrowanym układzie.
Niższe zużycie energii i większe oszczędności
Obniża pobór energii elektrycznej do ogrzewania i klimatyzacji.
Gdzie sprawdzi się system trójgerencyjny?
Trigeneracja jest dobrym wyborem dla różnych rodzajów organizacji i instytucji, w tym:
- Zakłady przemysłowe mogą korzystać z trigeneracji do wytwarzania energii elektrycznej, ciepła i chłodu, co pozwala zoptymalizować zużycie energii i zwiększyć efektywność produkcji.
- Szpitale, uczelnie, urzędy czy inne instytucje publiczne mogą wykorzystywać trigenerację do zapewnienia nieprzerwanej dostawy energii oraz zaspokojenia potrzeb cieplnych i chłodniczych.
- Wysokoenergochłonne budynki komercyjne, takie jak hotele, centra handlowe czy biurowce, mogą oszczędzać na kosztach energii poprzez wykorzystanie trigeneracji do jednoczesnego wytwarzania energii elektrycznej, ciepła i chłodu.
- Miejsca użyteczności publicznej takie jak stadiony, centra konferencyjne czy lotniska mogą skorzystać z trigeneracji do zaspokojenia swoich różnorodnych potrzeb energetycznych.
- Centra danych – to jeden z najważniejszych sektorów, bo mają stałe i wysokie zapotrzebowanie na chłód oraz stabilne źródło energii elektrycznej. Trigeneracja poprawia bezpieczeństwo operacyjne i obniża koszty chłodzenia serwerowni.
- Zakłady chemiczne i farmaceutyczne – procesy technologiczne w tych obiektach wymagają jednoczesnego dostarczania energii, ciepła oraz chłodu procesowego. Trójgeneracja dobrze pokrywa takie profile obciążeń.
- Obiekty spożywcze i chłodnie przemysłowe – produkcja żywności, magazyny chłodnicze i zakłady przetwórstwa mają wysokie zapotrzebowanie na chłód i ciepło, a trigeneracja pozwala ograniczyć zużycie energii przez sprężarkowe układy chłodnicze.
- Rolnictwo i biogazownie – instalacje biogazowe często wykorzystują trigenerację do pełnego zagospodarowania ciepła oraz produkcji chłodu wykorzystywanego w przechowalnictwie płodów rolnych.
- Trigeneracja może być także stosowana w dużych kompleksach mieszkaniowych lub osiedlach, aby zapewnić mieszkańcom niezależność energetyczną i zmniejszyć emisję szkodliwych gazów cieplarnianych.
