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.