Školy, firmy aj samosprávy čoraz viac hľadajú spôsoby, ako efektívne zabezpečiť elektrinu a teplo pre svoje budovy a zároveň lepšie využívať energiu priamo v mieste spotreby. Jedným z riešení je kombinovaná výroba – spoločná výroba elektriny a tepla v jednom zariadení. Vďaka využitiu vznikajúceho tepla dokáže kogeneračná jednotka energiu z paliva využiť efektívnejšie než pri oddelenej výrobe elektriny a tepla.

Práve takýto systém využíva aj Základná škola v Rakovej. Kogeneračná jednotka tu dopĺňa existujúcu fotovoltiku a pomáha pokrývať potrebu elektriny a tepla najmä v zime a počas prevádzkových špičiek.

Ako funguje kogeneračná jednotka?

Kogeneračná jednotka vyrába elektrickú energiu aj teplo súčasne v jednom zariadení. Ako palivo sa najčastejšie využíva zemný plyn alebo kvapalné palivá. Moderné kogeneračné jednotky sú prispôsobené spaľovať aj obnoviteľné plyny, ako sú biometán či zmes s vodíkom. Moderné kogeneračné jednotky predstavujú tak technológiu pripravenú na budúcnosť, ktorá spĺňa sprísňujúce sa emisné požiadavky.

Výhodou kogenerácie je, že využíva aj teplo, ktoré vzniká pri výrobe elektrickej energie. Energia obsiahnutá v palive sa tak využije efektívnejšie než pri oddelenej výrobe elektriny a tepla.

Výhody kombinovanej výroby elektrickej energie a tepla

Kogeneračná jednotka dokáže využiť viac ako 95 % energie obsiahnutej v palive. Pri výrobe elektriny vzniká aj teplo z motora, ktoré môže dosahovať teplotu približne 80 °C. Namiesto toho, aby zostalo nevyužité, dá sa využiť na vykurovanie alebo prípravu teplej vody. V porovnaní s oddelenou výrobou elektriny a tepla sa ušetrí až 40 % primárnej energie, čím sa zároveň znižuje produkcia emisií CO₂.

Ak výroba elektriny v danom čase prevyšuje spotrebu objektu, prebytok možno podľa technického riešenia ukladať do batériového úložiska alebo dodávať do siete.

Medzi dostupné riešenia patrí aj rad mikro-kogeneračných jednotiek XRGI , Jednotky ponúkajú elektrický výkon 6 až 20 kW a tepelný výkon 14 až 44 kW. Kaskádovaním sa môže výkon rozšíriť až na 80 kW.

Prečo ZŠ Raková zvolila kogeneračnú jednotku?

Základná škola v Rakovej je osemročná škola s 22 triedami a približne 50 zamestnancami. Areál tvoria tri objekty — hlavná budova školy, telocvičňa a kuchyňa s jedálňou.

S rastúcou spotrebou energie už existujúca elektrická prípojka spolu s fotovoltickou elektrárňou nedokázali počas špičiek pokryť potreby celého areálu. Najvýraznejšie sa to prejavovalo v zime, keď je potreba energie predovšetkým pre vykurovanie a prevádzku školskej kuchyne s jedálňou. Škola preto hľadala riešenie, ktoré by súčasne pokrylo potrebu elektrickej energie a zároveň tepla.

Kombinovaná výroba v praxi

Riešenie projektovala spoločnosť ESM-Yzamer, s. r. o., výhradný distribútor a servisná spoločnosť pre kogeneračné jednotky dánskeho výrobcu EC Power.

V ZŠ Raková bola nainštalovaná kogeneračná jednotka XRGI 9 s elektrickým výkonom 9 kW a tepelným výkonom 20 kW. Doplnená je o príslušenstvo a výmenník spalín, ktorý umožňuje zvýšiť množstvo získaného tepla. Jedna jednotka tak počas prevádzkových špičiek pomáha zásobovať elektrinou a teplom všetky tri objekty školského areálu.

Fotovoltika a kogenerácia sa v škole vzájomne dopĺňajú. Fotovoltika vyrába najviac energie počas slnečných období, zatiaľ čo kogeneračná jednotka nastupuje najmä v zime a pri vyššej potrebe elektriny a tepla.

Výkon jednotky sa tak riadi podľa aktuálnej potreby elektriny a tepla v areáli. Zároveň teplo z motora ohrieva vodu až na 85 °C, čím nahrádza teplo z ostatných zdrojov tepla. Jednou z podmienok pri výbere zariadenia boli aj jeho priestorové nároky. Kogeneračná jednotka sa zmestila do existujúcej strojovne s výmerou 9 m², takže pre ňu nebolo potrebné budovať samostatný nový priestor. Dôležitá bola aj nízka hlučnosť zariadenia (49 dB), ktorá neprekračuje hlučnosť bežnej chladničky, a tak sa kogeneračné jednotky XRGI radia medzi najtichšie na trhu.

Ekonomika a prevádzka 

Pri návrhu podobného riešenia je dôležitý nielen výkon zariadenia, ale aj jeho ekonomika a spôsob reálneho využitia.

  • Predpokladaná návratnosť investície: približne 2,5 roka

Kogeneračná jednotka je technicky určená na nepretržitú prevádzku až 8 760 hodín ročne. Reálny počet motohodín však závisí od potreby elektriny a tepla v konkrétnom objekte, od využitia inštalovaného výkonu aj od pomeru spotreby oboch energií. Práve preto si návrh kogeneračného riešenia ešte pred inštaláciou vyžaduje analýzu odberu. Tá pomôže správne navrhnúť výkon zariadenia a posúdiť jeho ekonomiku pre konkrétnu prevádzku. V prípade ZŠ Raková sa odhaduje návratnosť investície približne na 2,5 roka. Presná úspora na energiách sa vyhodnotí až po prvom roku reálnej prevádzky.

Zaujíma Vás detailnejšia ekonomická analýza kogeneračnej jednotky? Prečítajte si náš článok tu: Kogeneračná jednotka na báze mikroturbín

Záver

Kogenerácia môže byť zaujímavá najmä pre objekty, ktoré pravidelne spotrebúvajú elektrinu aj teplo a dokážu využiť obe energie priamo v mieste výroby. Kombinovaná výroba energie znižuje spotrebu primárnej energie, prevádzkové náklady aj emisie a je ideálna pre objekty s celoročnou potrebou tepla a elektriny.

Príklad ZŠ Raková zároveň ukazuje, že kogenerácia nemusí fungovať samostatne. Môže sa dopĺňať s fotovoltikou a pokrývať potrebu energie práve v obdobiach, keď je výroba zo slnka nižšia alebo keď spotreba v objekte rastie.

Moderné kogeneračné jednotky sú navyše pripravené aj na využitie biometánu a zmesí s vodíkom, čo rozširuje možnosti ich využitia aj do budúcnosti.

Chceli by ste aj Vy ušetriť a stať sa nezávislejším vďaka inštalácii kogeneračnej jednotky? Obráťte sa našu špecialistku a poradíme Vám!

Kontakt:
Ing. Viera Hricová, supervízor manažérov kľúčových zákazníkov
+421 2 2040 2337
klucovyzakaznik@spp-distribucia.sk