Potěšme společně nemocné děti. Na konto dobročinné akce díky vám už přibylo:
22495
0komentářů

Seriál o nezávislém bydlení – 2. díl. Slunce nesvítí, vítr nefouká? Vyrobte si elektřinu kogenerací

Máte větrnou elektrárnu, fotovoltaiku, ale vítr nefouká, slunce nesvítí? Řešením je kogenerace, třeba Stirlingův motor nebo parní stroj. V čem se liší a jaké jsou další možnosti v oblasti kogenerace? Čtěte 2. díl seriálu.
Vydáno: 28.08.2015 ▪ Autor: ▪ Přečteno: 3132x

Nechcete být při výrobě elektřiny závislí na klimatických podmínkách? Pak si v domě místo solárních panelů nebo větrné turbíny nainstalujte kogenerační jednotku. U ostrovních domů se z technických i ekonomických důvodů nejvíce vyplatí pístový spalovací motor nebo parní stroj. Nevadí vám vyšší cena a upřednostňujete téměř bezúdržbový systém? Pořiďte si palivové články. Další možností jsou mikroturbíny a kogenerační jednotky se Stirlingovým motorem. Ty však mají příliš velký výkon i cenu.

Vysoký výkon kogeneračních jednotek na bázi mikroturbíny nebo Stirlingova motoru omezuje jejich použití v rodinných domech. Proto se většinou využívají jen průmyslově. I ty nejmenší jednotky jsou natolik výkonné, že musíte být napojeni na distribuční síť, do které dodáváte přebytečnou elektřinu. Nedosáhnete tak požadované nezávislosti. Navíc s jejich pořízením souvisí i poměrně složité papírování, protože se stanete výrobcem elektřiny.

Jak funguje mikrokogenerace

Mikrokogenerace je kombinovaná výroba tepla a elektrické energie. V kogenerační jednotce vzniká elektrická energie stejným způsobem jako v jiných elektrárnách, a to roztočením elektrického generátoru. Teplo, které se ve spalovacím motoru uvolňuje, je prostřednictvím chlazení motoru, oleje a spalin efektivně využíváno k vytápění domu. Díky tomu se účinnost kogeneračních jednotek pohybuje v rozmezí 90 - 97 %.

Reálným podmínkám běžného rodinného domu stačí kogenerační jednotka s elektrickým výkonem zhruba 1 – 2 kWe a tepelným výkonem do 10 kW.

Aby se vám instalace kogenerační jednotky ekonomicky vyplatila, měla by během roku běžet co nejvíce hodin. Kogenerací se vyrobí mnohem více tepla než elektrické energie. Nejefektivněji tak kogenerační jednotky pracují tam, kde je celoročně zajištěn stálý odběr tepla, třeba bazény nebo nemocnice.

Pro lepší využití kogenerační jednotky v létě si pořiďte jednotku s trigenerací, kdy je zkombinována výroba elektřiny, tepla a chladu. Kogenerační jednotka vyrábí chlad pomocí absorpční chladicí jednotky, a díky tomu může naplno pracovat i přes léto. Využijete ji hlavně pro klimatizaci domu.

Spalovací motory, parní stroje a plynové mikroturbíny

Kogenerační jednotky s pístovým spalovacím motorem jsou na provoz nejjednodušší, při použití však vznikají emise oxidu dusíku a oxidu uhelnatého. Motor má navíc vzhledem k opotřebení pohybujících se částí omezenou životnost. Využijete zde motor, který se běžně používá u aut, sekaček nebo motorek (může být upraven i k provozu na zemní plyn). 

Generátor pro výrobu elektřiny je poháněn motorem. K motoru musíte nainstalovat speciální výměník tepla, který odebírá teplo spalinám a předá jej do topné vody. Tu využijete k vytápění domu. Kogenerační jednotka VAILLANT ecoPOWER 4.7 se spalovacím pístovým motorem na zemní plyn stojí zhruba 480 000 Kč. Svorkový elektrický výkon jednotky je 1,3 - 4,7 kW, tepelný 4 - 12,5 kW.

U malých kogeneračních jednotek se nejčastěji používá spalovací motor, protože je nejjednodušší na provoz. 

Plynové mikroturbíny mají díky nízkému počtu pohyblivých dílů téměř nulové nároky na údržbu, malé rozměry i hmotnost, nízkou hlučnost, výrazně nižší emise a lepší schopnost spalovat nejen zemní plyn, ale i směsi s proměnným obsahem plynných složek (bioplyn). Oproti spalovacím motorům mají vyšší životnost, ale nižší účinnost. Využití mikroturbín v domácnostech prozatím brání jejich vysoká pořizovací cena a nedostupnost zařízení s výkonem pod 30 kWe.

Výhodou malého parního stroje je možnost celkového spálení paliva a řízení i omezení emisí. Páru využijete na topení nebo ohřev vody. Parní stroj s malým výkonem můžete uplatnit v kombinovaném cyklu s pístovým spalovacím motorem. To se využívá hlavně tam, kde kogenerační jednotky se spalovacím motorem nemají zajištěný dostatečný odvod zbytkového tepla. Nevýhodou je poměrně vysoká náročnost obsluhy.

Stirlingův motor

Stirlingův motor je vlastně pístový motor s vnějším spalováním. Uvolněná tepelná energie se předává pracovní látce a motor mění teplotní rozdíl v celém stroji na mechanickou energii. Pracuje na principu opakovaného ochlazování a ohřívání objemu plynu, kterým je nejčastěji vzduch, vodík nebo hélium.

Oproti klasickým spalovacím motorům má vyšší účinnost, nižší hlučnost a malé servisní nároky. Díky odlišnému principu fungování může motor využívat různých paliv i jiných zdrojů tepla (například solární energie). Nejčastěji je poháněn zemním plynem nebo LPG, alternativní pohony se prozatím z ekonomického hlediska příliš nevyplatí.

Vitotwin 300-W od firmy Viessmann

Na bázi Stirlingova motoru funguje kompaktní závěsná mikrokogenerační jednotka Vitotwin 300-W od firmy Viessmann. Skládá se z plynového kondenzačního kotle a Stirlingova motoru s účinností 97 %. Základní tepelný výkon 6 kWt a elektrický výkon 1 kWe odpovídá využití v menších bytových domech. Cena s montáží začíná na 400 000 Kč.

Jednotka slouží zejména pro modernizaci objektů, například 1 - 2 generačních rodinných domů a obecně objektů s velkou potřebou tepla. Nehodí se do nízkoenergetických a pasivních domů, ani do ostrovního systému. Kotel totiž potřebuje napojení na plyn. Navíc se stanete výrobcem elektrické energie, s čímž souvisí napojení na distribuční síť, povolení od dodavatele elektřiny a vyřizování licence od Energetického regulačního úřadu (ERÚ).

Mikrokogenerační jednotka od firmy TEDOM

Další kogenerační jednotkou na českém trhu je jednotka řady Micro T7 o elektrickém výkonu 7 kW od firmy TEDOM. Palivem je zemní plyn a cena se pohybuje kolem 550 000 Kč bez DPH. 

Při pořízení potřebujete povolení pro napojení do sítě od distributora elektřiny, autorizaci k výstavbě výrobny elektřiny od Ministerstva průmyslu a obchodu (MPO), stavební povolení, licenci od ERÚ, osvědčení o původu elektřiny od MPO a registraci u operátora trhu s elektřinou. Navíc musíte být podnikatelem.

Instalace mikrokogenerační jednotky Micro T7 se vám vyplatí až tehdy, když odebíráte minimálně 6 500 m3 zemního plynu ročně.

Nechcete se kvůli kogeneraci stát podnikateli, ale přesto máte zájem o levnější energie? Firma TEDOM nabízí i možnost provozování kogenerační jednotky přímo ve vaší nemovitosti. V tomto případě zůstane majitelem i provozovatelem kogenerační jednotky TEDOM. Vy nic neplatíte, vyhnete se složitému papírování a pouze profitujete z nižších cen za energie, které plynou z provozu kogenerační jednotky ve vaší nemovitosti. 

Kogenerační jednotka řady Micro od firmy TEDOM. Foto: kogenerace.tedom.com
Kogenerační jednotka řady Micro od firmy TEDOM. Foto: kogenerace.tedom.com

Palivové články

Další z perspektivních řešení pro výrobu elektrické energie a tepla v domácnosti představují palivové články. Jde o zařízení pracující na principu galvanického článku, z něhož lze při dodávce vhodného paliva a okysličovadla získávat elektrickou energii a teplo, a to s vysokou účinností a bez škodlivých emisí.

​Nejznámější jsou články využívající jako palivo vodík nebo metanol. Palivové články uplatníte nejen v automobilech, ale využijete je třeba i jako náhradu elektrocentrály v karavanu nebo ostrovním domě. Jejich nevýhodou je vysoká pořizovací cena. Palivový článek poháněný metanolem s maximálním denním výkonem 2,5 kWh stojí zhruba 160 500 Kč. Na výrobu jedné kWh potřebujete zhruba 1 litr paliva, přičemž 5 litrů koupíte za 800 Kč.

Nelíbí se vám výroba elektřiny fotovoltaickými panely, větrnou turbínou, ani kogenerační jednotkou? Postavte si malou vodní elektrárnu. Více se o ní dozvíte v příštím díle seriálu, který vyjde 4. 9.

Sdílejte tento článek 0x 0x 0x
0x

Antonín Vintr

Vystudoval jsem nábytkové inženýrství a zajímá mě interiérový design i moderní trendy v bydlení. Z mých článků se dozvíte, jak vybírat vybavení do bytu, odhalím vám vlastnosti různých materiálů nebo pomůžu s technickým řešením úprav ve vaší domácnosti.

Antonín Vintr na sociálních sítích:
Sdělte ostatním čtenářům váš názor / Počet příspěvků: 0
Nadpis:
  Vaše jméno:

Přečtěte si také ↓

Chcete být při stavbě domu šetrní k životnímu prostředí? Postavte si domek z hlíny technikou Superadobe

Chcete být při stavbě domu šetrní k životnímu prostředí? Postavte si domek z hlíny technikou Superadobe

Vydáno: 03.12.2016 ▪ Autor: Antonín VintrTipy a triky ▪ Přečteno: 87x

Chcete si postavit dům levně a vlastníma rukama z materiálů, které jsou šetrné k životnímu prostředí? Seznamte se se stavební technikou Superadobe. Jaké postupy se při ní používají, jaké přináší výhody a jak vypadají hotové domy?

Celý článek
Vánoční osvětlení rozzáří vaše okna. Dávejte si však pozor, elektřina je dobrý sluha, ale zlý pán

Vánoční osvětlení rozzáří vaše okna. Dávejte si však pozor, elektřina je dobrý sluha, ale zlý pán

Vydáno: 01.12.2016 ▪ Autor: Jiří MacíkTipy a triky ▪ Přečteno: 117x

Jak správně zprovoznit venkovní vánoční osvětlení v oknech, světelné rampouchy nebo řetězy? Kupujte výzdobu a řetězy od známých výrobců a dejte pozor na neporušenou kabeláž a proudové krytí. Elektřina je dobrý sluha, ale zlý pán.

Celý článek
Chcete mít obývací pokoj vybavený podle nejnovějších trendů? Zjistěte, která sedačka je právě v módě

Chcete mít obývací pokoj vybavený podle nejnovějších trendů? Zjistěte, která sedačka je právě v módě

Vydáno: 30.11.2016 ▪ Autor: Antonín VintrTipy a triky ▪ Přečteno: 1158x

Vybíráte novou sedačku? Zjistěte, které typy sedacích souprav existují a kam se který typ sedačky hodí. Chcete mít navíc obývák zařízený podle posledních trendů? Pak se podívejte, které barvy, styl a tvary jsou u pohovek v módě.

Celý článek