Jak funguje kogenerační jednotka

Efektivní a vysoce účinná kombinovaná výroba elektrické energie a tepla (kogenerace), dokáže využít až 95% dodaného paliva a přeměnit ho efektivně na elektrickou energii a teplo

Doposud běžná výroba elektřiny a tepla probíhá odděleně. Elektřina se vyrábí nejčastěji v uhelných či jaderných elektrárnách, kde při výrobě elektrické energie vzniká velké množství tepla, které se nevyužívá a je vypouštěno do ovzduší. Výroba elektřiny tak vyžaduje podstatně větší množství paliva než kombinovaná výroba.

Kombinovaná výroba elektřiny a tepla oproti klasické výrobě energií umí teplo využít efektivně a zužitkovat ho na teplo do otopné soustavy a na ohřev teplé užitkové vody s nižšími požadavky na vstupní palivo.

Základ každé kogenerační jednotky tvoří soustrojí motor-generátor. Pohonná jednotka vychází z koncepce pístového motoru upraveného na spalování zemního plynu. Generátor je synchronně roztáčen a vytváří tak napětí s frekvencí 50 Hz, což umožňuje bezproblémové přifázování elektrické energie do distribuční soustavy. Motor i generátor  produkují teplo, které je odváděno vodou přes oddělovací výměník, do topného systému. Zdroj energie je tak využit dvakrát, a účinnost zařízení je tak podstatně vyšší.

V době kdy je kogenerační jednotka mimo provoz, je teplo dodáváno dvěma způsoby a to:

  • dodávka tepla z akumulačního zásobníku
  • zjiného zdroje tepla, např. plynového kotle

Z hlediska spolupráce s nadřazenou distribuční soustavou jsou možné tři základní druhy provozu kogenerační jednotky a dále v úvahu přicházejí některé jejich vzájemné kombinace. Základní druhy provozu jsou tyto:

  • paralelní provoz se sítí - kogenerační jednotka dodává elektřinu do nadřazené distribuční soustavy
  • ostrovní provoz - kogenerační jednotka pracuje autonomně bez připojení na nadřazenou distribuční soustavu, dodává elektřinu pro vlastní spotřebu odběratele
  • nouzový provoz  -  v nouzovém provozu plní jednotka funkci záložního zdroje

Vyrobená elektřina je převážně vyráběna na úrovni nízkého napětí a podle místních podmínek je připojena buď do distribuční sítě nízkého napětí, nebo přes transformátor do distribuční sítě vysokého napětí.

Trigenerace představuje kombinovanou výrobu elektřiny, tepla a chladu. Současná dodávka všech tří energetických toků není nezbytnou podmínkou, možná je i variantní dodávka elektřiny a tepla nebo elektřiny a chladu. Jde o spojení kogenerační jednotky s absorpční chladící jednotkou. Jednotka pro výrobu chladu je samostatný díl instalovaný v blízkosti kogenerační jednotky. Výhodou tohoto spojení je zejména využití tepla kogenerační jednotky i mimo topnou sezónu, čímž je možnost dosáhnout vyššího i efektivnějšího ročního provozu kogenerační jednotky.

Trigenerace může být využita všude tam, kde je zapotřebí klimatizace nebo výroba technologického chladu.