COGENERAREA are semnificatia producerii simultane intr-o sursa unica a caldurii si respectiv a lucrului mecanic. Combustibilul energetic utilizat de instalatiile energetice ce produc cele doua forme de energie poate fi unul clasic, sau poate fi combustibil nuclear, deseu sau neconventional. Este demonstrat in literatura de specialitate ca acest procedeu tehnic este solutia cu cea mai eficienta pentru producerea energiei electrice si termice.
Simultaneitatea producerii acestor forme de energie este o caracteristica specifica notiunii de cogenerare. In acelasi timp, este important a sublinia ca aceasta caracteristica este strans corelata si cu interdependenta cantitativa si calitativa a celor doua forme de energie.
Aceasta interdependenta este indusa de natura tehnologiilor de cogenerare adoptate precum si de modul de dimensionare a acestora.
Aspectul termodinamic al procesului de cogenerare
Pentru a pune in evidenta superioritatea procesului combinat prin comparatie cu producerea separata a energiei electrice si termice pe filiere distincte, se propune analizarea celor doua solutii din punct de vedere al randamentelor obtinute in final. Aceasta analiza este realizata in ipoteza echivalentei cantitatilor de energie electrica si termica obtinute in ambele solutii, pe de o parte, si pe de alta parte a acelorasi parametrii initiali.
Randamentul unei instalatii se exprima ca fiind raportul intre energia utila si energia primara investita pentru producerea acestei energii utile:
In cazul producerii de energie electrica in ciclu de pura condensatie (fig.1a) randamentul energetic al ciclului teoretic este dat de randamentul dintre aria hasurata 1-2-3-4-5, care reprezinta lucrul mecanic obtinut si aria 1-2-3-4-5-6-7 care reprezinta energia primara investita pentru obtinerea cantitatii de energie electrica E.
Cu toate ca parametrii initiali sunt ridicati, randamentul este extrem de scazut (teoretic 50% si practic 27-30%) datorita pierderii mari in caldura evacuata in apa de racire (aria 1-5-6-7).
In cazul producerii caldurii in CT (fig. 1b) randamentul teoretic este maxim (100%) deoarece intreaga cantitate de caldura produsa este folosita (aria 1-8-9-6-7). Randamentul practic (70-90%)al unei astfel de surse depinde pierderile ce intervin in cazanele de abur, de felul combustibilului.
In cazul cogenerarii (fig. 1c) intrucat caldura se livreaza sub forma de abur saturat de 8 atm, destinderea aburului la turbina nu se mai face pana la 0,04 atm., ce corespunde vidului la condensator, ci se realizeaza pana la 8 atm. Aceasta conduce la obtinerea unei cantitati mai reduse de energie electrica (aria 8-2-3-4-9).
In acest fel insa randamentul global al acestui proces combinat este de 100% teoretic (practic 70-80%) deoarece energie primara ce este introdusa in proces este valorificata fie ca lucru mecanic fie ca energie termica.
Deoarece in ciclul combinat puterea electrica produsa este mai redusa ca in solutia de producere separata datorita contrapresiunii ridicate, diferenta de putere (ce corespunde ariei 1-8-9-5) trebuie preluata din alta instalatie. Daca aceasta este preluata dintr-o instalatie de cogenerare randamentul global nu este afectat. Daca insa este preluata dintr-o centrala ce lucreaza in pura condensatie, randamentul practic global, referit la aceleasi puteri electrice si livrari de caldura se va reduce in functia de cota de energie preluata dintr-o instalatie ce o produce separat. De aici, trebuie concluzionat ca este de preferat ridicarea parametrilor initiali ai ciclului pentru a reduce pe cat posibil diferenta de energie electrica mentionata anterior (adica a se produce cat mai multa energie electrica in regim de cogenerare).
Cogenerarea este un proces complex, cu grad inalt de valorificare a energiei primare investite. Practic se valorifica o cantitate de caldura care in solutia de producere separata este ,,aruncata" in mediu prin sistemele de racire (fig.2).
Aspectul economic: in primul rand efectul economic favorabil cogenerarii este cel privind economia de combustibil primar. Aceasta economie poate ajunge de cca. 30-60% kJ energie primara la kJ de energie totala (electrica si termica) livrata.
Pe de alta parte, o alta implicatie a aplicarii cogenerarii este reducerea costurilor de productie aferente producerii celor doua forme de energie. In functie de gradul de apropiere a sursei de cogenerare fata de consumatori, un alt avantaj rezida din aplicarea solutiei producerii combinate, si anume reducerea pierderilor de energie electrica, reducere cu atat mai semnificativa cu cat sursa este mai apropiata de utilizatori.
Documentul este oferit gratuit,
trebuie doar să te autentifici in contul tău.
