Cieľom modelového príkladu je porovnanie nákladov na nasadenie mikroturbíny ako zdroja elektrickej a tepelnej energie s nákladmi na nákup elektrickej energie z verejnej siete a teplo vyrobené v stacionárnom plynovom kotle.

 

1. POPIS ZDROJA A TECHNICKÁ CHARAKTERISTIKA PROJEKTU

Pre novovzniknuté oddelenie v nemocnici je potrebné zabezpečiť zdroj nepretržitej dodávky elektrickej energie, ktorý by plnil, v prípade výpadku verejnej elektrickej siete, aj funkciu náhradného zdroja. Požiadavka na zdroj – zo základnej potreby oddelenia – je výkon 30 kW. Tento výkon zabezpečí neprerušený chod potrebných zariadení na oddelení (aktívny záložný zdroj). Zvyšná potreba výkonu bude zabezpečená zo záložného zdroja nemocnice. Zdroj bude zároveň dodávať tepelnú energiu na prípravu TÚV. Elektrická energie sa bude spotrebovávať v mieste spotreby, bez predaja do verejnej siete.

 

Mikroturbína použitá v projekte je turbína navrhnutá a používaná pre armádne účely ako zdroj elektrickej energie. Zariadenie bolo, práve z dôvodu použitia v armáde, navrhnuté tak aby bolo jednoduché a s minimálnymi nárokmi na obsluhu,  prevádzku a údržbu.

Plynové mikroturbíny na zemný plyn predstavujú ďalšiu možnosť kogeneračnej výroby elektriny a tepla (kogeneračné jednotky), najmä pri použití v tých prevádzkach, kde je potrebný malý výkon jednotky a nízke náklady na prevádzku a údržbu. Turbína je uložená spolu s generátorom na jednom hriadeli. Z dôvodu vysokých otáčok turbíny, je hriadeľ uložený v magnetických vzduchových ložiskách. Toto riešenie predlžuje životnosť zariadenia a tým sa znižujú servisné náklady.

Princíp práce mikroturbíny je úplne totožný s plynovými turbínami veľkých výkonov. Kompresor nasáva vzduch a stláča ho na potrebný tlak. Stlačený vzduch sa zmieša so zemným plynom v spaľovacej komore, zapáli sa a zmes horúcich plynov prúdi do expanznej turbíny. Na hriadeli je umiestnený generátor elektrickej energie. Teplota spalín sa pohybuje na úrovni 275 °C. Napriek malým rozmerom a výkonu elektrická účinnosť mikroturbín je cca 28%. Celková účinnosť je 85%

Náklady na údržbu mikroturbíny sú nižšie ako náklady na údržbu s technológiou na báze plynových motorov a to najmä z dôvodu jednoduchosti jej konštrukcie.

 

Výhody mikroturbíny

  • aktívny záložný zdroj
  • znižuje kolísanie frekvencie napätia, prechodové prepätia, či iné narušenie
  • jediná pohyblivá časť – hriadeľ
  • vyhladzovanie energetických špičiek znižuje množstvo energie odoberanej z energetickej siete v dobe, kedy sú odberové tarify najväčšie
  • magnetické vzduchové ložisko
  • bez chladiva, oleja alebo maziva !!!
  • bezúdržbová prevádzka
  • vysoká spoľahlivosť zariadenia
  • kompaktné rozmery, nízka hmotnosť

 

Základné parametre mikroturbíny

2. ZÁKLADNÉ VSTUPY A VÝSTUPY

3. EKONOMIKA PROJEKTU

Cieľom analýzy je porovnanie nákladov na výrobu tepelnej energie v plynovom kotli a nákup elektrickej energie zo siete s nákladmi na výrobou elektrickej a tepelnej energie v plynovej mikroturbíne. Pri porovnaní alternatív bola použitá metóda ceteris paribus, tzn. že náklady na teplo zostanú nezmenené. Menili sa iba náklady na výrobu elektrickej energie.

 

Porovnanie riešení

Návratnosť investície do mikroturbíny je 6 rokov pri diskontnom faktore 8,5 %. Ročná úspora v prvom roku je 13 620 €.

 

4. ZÁVERY A ODPORÚČANIA

Nasadenie mikroturbíny ako kogeneračnej jednotky je ekonomicky výhodné. Zariadenie je jednoduché s minimálnymi nárokmi na obsluhu,  prevádzku a údržbu. Pri porovnaní alternatív s mikroturbínou a bez nej, pri „uzamknutí ceny tepla“, cena elektrickej energie vyrobenej v mikroturbíne  je cca 0,0589 € / kWh. V tejto cene sú započítané zvyšné náklady na zemný plyn a servis. Návratnosť mikroturbíny (mikrokogeneračnej jednotky) je 6 rokov, pri diskontnom faktore 8,5%.

Určenie bodov zvratu pri návratnosti 10 rokov

Bod zvratu – minimálny počet hodín prevádzky pri 100% potrebe tepla je 5 340 hodín / rok

Bod zvratu – maximálna cena zemného plynu pri 100% potrebe tepla je 0,0537 € / kWh

Bod zvratu – minimálna cena elektrickej energie zo siete pri 100% potrebe tepla je 0,10 € / kWh

 

 

Zdroj: Prevádzkovateľ internetových stránok