U radu se procjenjuje osam metoda za poboljšanje učinkovitosti kogeneracijskog ciklusa plinske turbine. Tim se metodama povećava temperatura ulaznog zraka plinske turbine, rashlađuje ulazni zrak ...kompresora, predgrijava zrak, predgrijava gorivo, povećava tlak ulaznog zraka kompresora, povećava brzina viška zraka, ubrizgava para i vlaži ulazni zrak kompresora. Te se metode istražuju kako bi se usporedilo njihovo djelovanje na performanse sustava. Učinci tih metoda na egzergetsku učinkovitost ovise o vrsti kogeneracijskog ciklusa. Kombiniranjem metoda rekuperacije, predgrijavanja goriva i ubrizgavanja pare može se postići visoka učinkovitost. Kombinirane metode daju najbolje rezultate kod različitih potreba tržišta za toplinom. Odgovarajućom kombinacijom metoda za poboljšanje učinkovitosti može se povećati egzergetska učinkovitost za oko 20 %. Rezultati pokazuju da se metode za poboljšanje učinkovitosti moraju primijeniti zajedno kada je god to moguće.
Prerada drva je tipičan primjer industrije kod koje je potreban mehanički rad (obradni strojevi) i toplinska energija (sušenje drva). Stoga je vrlo prikladna za primjenu kogeneracije te se na taj ...način omogućuju značajne uštede energije. Uštede su najveće ako se kao izvor energije koristi biomasa, odnosno drvna sječka dobivena kao otpad od prerade drva. U radu je prikazana usporedba troškova drvoprerađivačkih pogona koji koriste različite izvore energije. Konvencionalno postrojenje koristi električnu energiju iz vanjske električne mreže i toplinsku energiju dobivenu izgaranjem goriva u kotlu. Kogeneracijsko postrojenje u razmatranom slučaju koristi izgaranje biomase za proizvodnju električne energije pomoću parno-turbinskog postrojenja te za namirivanje potreba za toplinskom energijom. Kao energent se koristi drvna sječka koja najvećim dijelom ostane kao otpad od procesa prerade drva pa se stoga može smatrati kao besplatna. Međutim, ovakav sustav zahtijeva veće investicijske troškove ali zbog racionalnog korištenja vlastitog otpada za izgaranje omogućuje povrat troškova investicije zbog ušteda u gorivu.
U članku je prikazan postupak procjene rizičnosti projekta koji se odnosi na uvođenje postrojenja za zajedničku proizvodnju toplinske i električne energije. U prvom dijelu članka procjenjuje se ...rizičnost projekta za sebe, dok se u drugom dijelu procjenjuje rizičnost istog projekta u nekom industrijskom poduzeću. Razlika između ove dvije procjene sastoji se u analizi troškova kapitala i kategorizaciji scenarija. Ključni parametar za procjenu rizičnosti je koeficijent varijacije sadašnje vrijednosti projekta. Niža vrijednost ovog koeficijenta istodobno znači i manju rizičnost. U članku je pokazano da je primjena razmatranog projekta u industrijskom poduzeću karakterizirana nižim koeficijentom varijacije nego je to slučaj s projektom za sebe. Takav rezultat nedvojbeno upućuje na prihvatljivost projekta.
By 1973, low oil prices had provided the production of relatively cheap electricity. A sudden increase in gas prices caused a need for developing energy technologies as well as a need for increasing ...the efficiency of power plants. At the same time, increased environmental awareness as well as the awareness of the growing scarcity of energy sources required greater attention to preserving the environment and the existing resources, so small and micro cogeneration plants become efficient and competitive energy producers. The United States and Canada are currently lagging behind Europe and Japan in relation to the development of micro cogeneration units, partly because of differences in heating systems, energy prices and political framework. In accordance with the Kyoto Protocol, Japan is obliged to reduce its global warming i.e. gas emissions by 6% of the 1990 level. However, CO2 emissions continue to grow, which means that it is currently estimated that Japan must reduce emissions by 14% to meet the goal. Japan should promote all possible ways to effectively reduce CO2 emissions. In this regard, it continues to give support to micro cogeneration marketing, especially for models suitable for residential buildings. It is estimated that, in the next few years, energy production by cogeneration will reach 75% of the total production at the European level. In Italy, ecological energy makes 30% of the total consumption, in the Netherlands 33%, and in Denmark and the UK it is almost completely present. / До 1973 года низкие цены топлива позволяли производство относительно недорогой электроэнергии. Однако резкий рост цен на топливо привел к разработке новых энергетических технологий и к повышению эффективности установок. Одновременно, повышение экологической осведомленности, в том числе и осознание проблемы исчерпаемости природных энергоресурсов, требовали повышенного внимания к охране окружающей среды и оставшихся ресурсов, таким образом малые и микро-ТЭЦ стали конкурентоспособными и более востребованными в области энергопромышленности. США и Канада на сегодняшний день в этом плане отстают от европейского и японского развития микрогенерации, частично из- за различий в системе отопления, стоимости электроэнергии и в связи с политическими рамками. Подписанием Киотского протокола, Япония обязалась сократить воздействие на глобальное потепление, то есть, выбросы на 6% от общего уровня выбросов за 1990 год. Однако уровень выбросов CO2 все еще продолжает расти, а это значит, что в настоящее время Япония для достижения своей цели должна сократить выбросы на 14%. В данной связи Япония пропагандирует все возможные способы эффективного снижения выбросов CO2. Япония будет активно продолжать поддерживать маркетинг микрогенерации, особенно модели, подходящие для отопления жилых зданий. Прогнозируется, что в ближайшие несколько лет в Европе производство электроэнергии с помощью когенерации достигнет 75% от общего объема производства в целом. Так, например, в Италии производство возобновляемой энергии составляет 30% от общего объема потребления; в Нидерландах – 33%; а Дания и Великобритания почти полностью перешли на данный вид энергопроизводства. / Do 1973. godine niske cene goriva omogućavale su proizvodnju relativno jeftine električne energije. Nagli porast cena goriva izazvao je potrebu za razvijanjem energetskih tehnologija i povećanjem efikasnosti postrojenja. Istovremeno, povećana ekološka svest, kao i saznanje o sve siromašnijim izvorima energije, zahtevalo je posvećenje veće pažnje očuvanju okoline i preostalih resursa, pa su mala i mikrokogeneraciona postrojenja postala efikasni i konkurentni proizvođači energije. Sjedinjene Države i Kanada trenutno su u zaostatku u odnosu na razvoj evropskih i japanskih mikrokogeneracija, delimično zbog razlika u sistemima grejanja, cene energije i političkih okvira. Kjoto protokolom Japan je u obavezi da smanji svoje globalno zagrevanje, odnosno emisiju gasova za 6% od nivoa iz 1990. godine. Ipak, emisija CO2 i dalje raste. Procenjuje se da Japan mora da smanji emisiju za 14% kako bi ispunio cilj, kao i da promoviše sve moguće načine da efikasno smanji emisiju CO2. S tim u vezi, Japan će nastaviti da daje podršku marketingu mikrokogeneracije, posebno onih modela koji su pogodni za stambene objekte. Procenjuje se da u nekoliko narednih godina proizvodnja energije kogeneracijom dostigne 75% ukupne proizvodnje na nivou cele Evrope. Ekološka energija u Italiji čini 30% ukupne potrošnje, u Holandiji 33%, a u Danskoj i Velikoj Britaniji gotovo je potpuno zastupljena.
Fully halogenated chlorofluorocarbons (CFCs) are, despite their good thermodynamic properties, stability and non-toxicity, eliminated from use. Due to the content of one chlorine atom in the ...molecule, the use of hydrochlorofluorocarbons (HCFCs) has been reduced in many European countries. The use of partially halogenated hydrofluorocarbons (HFCs) in which the molecules have no chlorine atoms, due to increased inflammability, is also to a large extent limited. This paper presents a methodology for selecting working fluids or mixtures for use in cogeneration ORCs on biomass, which will, in addition to thermodynamics, also take into account the safety and environmental requirements of working fluid acceptability. The effects of thermodynamic properties of preselected working fluids on the performance of the cogeneration ORC plant have been analyzed and the thermodynamic properties of the working fluid are optimized by the exergy efficiency of the ORC as a function of the target, using a genetic algorithm. Optimal values of the exergy efficiency, component size and exergy losses of the cogeneration ORC for the use of biomass energy are compared and analyzed under the same heat source conditions and pre-defined boundary conditions. The experimental analysis of the cogeneration ORC shows that the most preferred working fluid is p-xylene because in comparison to undekan, MDM (OMTS) and D4 (OMCTS) it has the highest value of exergy efficiency but also requires the least dimension of ORC components (turbines and capacitors).
Potpuno halogenizirani klorofluorougljici (CFC) su i pored dobrih termodinamičkih obilježja, stabilnosti i netoksičnosti, eliminirani iz upotrebe. Zbog sadržaja jednog atoma klora u molekulu, upotreba hidroklorofluorougljikovodika (HCFC) reducirana je u mnogim europskim zemljama. Upotreba djelomično halogeniziranih hidrofluorougljika (HFC), u čijim molekulama nema atoma klora, također, je zbog povećane zapaljivosti, u velikoj mjeri ograničena. U radu je uspostavljena metodologija izbora radnih fluida ili mješavina za upotrebu u kogeneracijskom ORC postrojenju na biomasu koja će, pored termodinamičkih, uzeti u obzir i sigurnosne i okolinske kriterije prihvatljivosti radnog fluida. Analizirani su učinci termodinamičkih obilježja predizabranih radnih fluida na performanse kogeneracijskog ORC postrojenja, te su termodinamička obilježja radnih fluida optimizirana pomoću eksergijske učinkovitosti ORC kao funkcije cilja, upotrebom genetskog algoritma. Optimalne vrijednosti eksergijske učinkovitosti, veličina komponenti i eksergijskih gubitaka kogeneracijskog ORC postrojenja za uporabu energije biomase su komparirane i analizirane pod istim uvjetima izvora topline i unaprijed definiranim graničnim uvjetima. Eksergijska analiza kogeneracijskog ORC pokazuje da je za iskorištenje energije iz biomase od izabranih radnih fluida najpogodniji p-ksilen, jer u odnosu na undekan, MDM (OMTS) i D4 (OMCTS) ima najveću vrijednost eksergijske učinkovitosti, ali i zahtijeva najmanje dimenzije komponenti ORC (turbine i kondenzatora).
Prerada drva je tipičan primjer industrije kod koje je potreban mehanički rad (obradni strojevi) i toplinska energija (sušenje drva). Stoga je vrlo prikladna za primjenu kogeneracije te se na taj ...način omogućuju značajne uštede energije. Uštede su najveće ako se kao izvor energije koristi biomasa, odnosno drvna sječka dobivena kao otpad od prerade drva.
U radu je prikazana usporedba troškova drvoprerađivačkih pogona koji koriste različite izvore energije. Konvencionalno postrojenje koristi električnu energiju iz vanjske električne mreže i toplinsku energiju dobivenu izgaranjem goriva u kotlu. Kogeneracijsko postrojenje u razmatranom slučaju koristi izgaranje biomase za proizvodnju električne energije pomoću parno-turbinskog postrojenja te za namirivanje potreba za toplinskom energijom. Kao energent se koristi drvna sječka koja najvećim dijelom ostane kao otpad od procesa prerade drva pa se stoga može smatrati kao besplatna. Međutim, ovakav sustav zahtijeva veće investicijske troškove ali zbog racionalnog korištenja vlastitog otpada za izgaranje omogućuje povrat troškova investicije zbog ušteda u gorivu.
Primjena biomase u energetici za šumarstvo je jedinstvena prilika. Ono ne samo da osigurava cijenu i tržište za proizvod koji se smatra tehnički najlošijim (prostorno drvo), već omogućuje i znatno ...učinkovitije iskorištavanje i intenzivnije njegovanje šuma. Razni radovi na njezi šuma, kao što su čišćenje i prve prorede, te uzgojni radovi u degradiranim sastojinama mogli bi postati isplativi s obzirom na to da postoji lokalno tržište i stalna, dugoročna potražnja za drvnom biomasom. Također, sadnja brzorastućih kultura i njihovo uspostavljanje na neobraslom šumskom zemljištu moglo bi povećati atraktivnost ulaganja u šumarstvo jer su stopa i razdoblje povrata puno kraći nego u klasičnom šumarstvu. U radu je korišten programski paket razvijen u tvrtki Lega d.o.o. kako bi se obavio optimizacijski izračun za dva tipa kogeneracijskih postrojenja »Combined Heat and Power« (CHP) i »Organic Rankine Cycle« (ORC), te je izvedena poredbena raščlamba rezultata optimizacijskoga izračuna. Prilikom donošenja odluke o ulaganju u dugoročne investicijske projekte provodi se ocjena financijske učinkovitosti ulaganja, odnosno budžetiranje kapitala. Površina koja zadovoljava godišnje potrebe postrojena izračunata je na temelju godišnjega prinosa kulture, godišnjih potreba za sječkom, duljine ophodnje, ogrjevne vrijednosti sječke i ogrjevne vrijednosti vrbe uzgojene u kulturama kratke ophodnje.
Aspects of using the small-scale combined heat and power modules in buildings is presented in this paper. At first the problems of energy demand analysis, which is the key point of a co-generation ...plant sizing procedure, are discused. Then the demonstration project of a small-scale co-generation plant is presented. The plant is fuelled with natural gas, and it supplies energy to a group of three different buildings. Basing on this case, the problems of optimal sizing of a small-scale CHP plant for a building energy supply system are presented and discussed. Calculation procedures are shown together with the results of sample analysis. The factors influencing the final configuration of the system are indicated.
U industriji, gdje se istovremeno u proizvodnom procesu koristi toplinska i električna energija, jedan od najučinkovitijih načina snabdijevanja energijom je zajednička proizvodnja toplinske i ...električne energije u kogeneracijskom parno-turbinskom postrojenju. Uz obnovljive izvore energije, kogeneracijska postrojenja su danas veoma poticani energetski sustavi. U INI-Maziva Rijeka ugrađeno je kogeneracijsko parno-turbinsko postrojenje snage 5,7 MWel. Za zajedničku proizvodnju toplinske i električne energije, ovo kogeneracijsko postrojenje ima ugrađenu kondenzacijsku turbinu s reguliranim oduzimanjem pare. U ovom su radu dani glavni tehnički podaci i analiza učinkovitosti toga kogeneracijskog parno-turbinskoga postrojenja.
Prikazane su mogućnosti upotrebe ORC tehnologija za transformaciju niskotemperaturnih izvora topline u električnu energiju. Primjenom ORC kogeneracijskih postrojenja na biomasu omogućava se dobijanje ...toplinske i električne energije iz jednog izvora topline. Dat je pregled ORC proizvođača sa rasponima snaga, toplinskim izvorom, temperaturnim razinama i korištenim radnim fluidom. Kako radni fluid igra ključnu ulogu u radu ORC sistema dana je uopćena metodologija izbora radnog fluida. Izvršeno je usporedba najčešće korištenih radnih fluida kroz njihov utjecaj na termodinamičku ili eksergijsku učinkovitost ORC procesa, ali i na okoliš i zdravlje ljudi. Dokazano je da se ORC sistem može primijeniti u malim lokalnim zajednicama ili industrijskim pogonima koji raspolažu dovoljnom količinom biomase za zadovoljenje svojih potreba za električnom i toplinskom energijom.
PDF
