Cogenerarea, o soluție promițătoare și responsabilă față de mediu

I. Introducere

Prin cogenerare se înțelege producerea energiei termice și mecanice, plecând de la același combustibil, în aceleași instalații. Cogenerarea definește procesul tehnologic de producere simultană a energiei electrice folosită la alimentarea diverselor echipamente și a energiei termice utilizate sub formă de abur tehnologic, apă caldă sau căldură.

Cogenerarea constituie o metodă de îmbunătățire a randamentului termic prin folosirea parțială sau totală a căldurii reziduale altfel pierdută în atmosferă. În cazul cogenerării, realizarea economiei de combustibil se explică prin eficiență termodinamică superioară a ciclului, față de producerea separată a căldurii și energiei electrice.

În acest proces sursa primară de energie poate fi reprezentată de combustibilii fosili(cărbune, petrol, gaze naturale), de combustibilul nuclear, de biomasă sau energie solară. Cogenerarea este un proces eficient termodinamic de utilizare a combustibililor fosili. Într-o termocentrală electrică clasică, o parte din energie se pierde în mediul înconjurator prin intermediul turnurilor de răcire sau prin coșurile de evacuare a gazelor arse. Prin cogenerare, eficiența proceselor de producere a energiei electrice sau de încălzire crește simțitor.

Fig 1. Principiul de producere a energiei electrice și a încălzirii prin cogenerare

Instalațiile de cogenerare se dimensionează în corelație cu necesarul de energie termică, energia electrică fiind un produs ”secundar”. Aceasta este diferența instalațiilor moderne de cogenerare față de clasicele CET-uri. Acestea din urmă se dimensionează pentru necesarul de energie electrică, energia termică fiind în acest caz produsul ”secundar”.

II. Producerea și funcționarea

O centrală de cogenerare generează în același timp energie electrică și căldură: căldura reziduală produsă la generarea energiei electrice este utilizată eficient în sistemele de încălzire și cele pentru preparearea apei menajere de consum. În acest fel, energia primară este folosită în mod eficient având la bază principiul cogenerării. Eficiența energetică și eficiența globala cresc - în multe cazuri chiar peste 100%.

O centrală de cogenerare poate economisi 50% energie primară sau mai mult în comparație cu o soluție convențională de încălzire fără generare de energie electrică. Acest lucru reduce, de asemenea, emisiile de CO2.

Principiul de funcționare al cogenerării într-un sistem CHP implică utilizarea energiei primare în două moduri: un motor acționează un generator, căldura reziduală este utilizată sub formă de energie termică.

Componentele principale ale unei centrale de cogenerare sunt următoarele:

- Motor pe gaz sau turbină cu gaz;

- Generator pentru a produce energie;

- Schimbătorul de căldură pentru recuperarea energiei termice;

- Echipamente electrice de comutare și control pentru distribuția energiei electrice;

- Echipamente hidraulice pentru distribuția energiei termice;

Principiul de funcționare: De exemplu un motor sau o turbină cu gaz acționează un generator. Generatorul produce energie electrică. Căldura reziduală din blocul motor sau turbină cu gaz este transferată în lichidul de răcire sau uleiul motorului/turbinei și apoi este transferată către sistemul de încălzire. De asemenea, poate fi produs și abur tehnologic.