Kombinirani sustavi topline i električne energije (CHP) jedna su od novijih tehnologija grijanja, što je zanimljivo kod takvih sustava da generiraju električnu energiju i toplinu. U intervjuu stručnjak za provjeru troškova detaljno objašnjava koliko kombinirana jedinica topline i energije može koštati za obiteljsku kuću.
Pitanje: Kako zapravo rade termoelektrane blokovskog tipa?
Stručnjak za provjeru troškova: To u osnovi ovisi o vrsti CHP jedinice:
- Sustavi s unutarnjim izgaranjem
- Sustavi sa Stirlingovim motorom
- Grijači gorivnih ćelija
"Tipična" blok-tip termoelektrana su sustavi s unutarnjim izgaranjem. Sastoje se od motora i generatora te jedinice za grijanje.
Mogu se koristiti lož ulje, prirodni plin ili tekući plin - ovisno o verziji CHP jedinice. Goriva pokreću motor koji stvara električnu energiju putem uključenog generatora. Rezultirajuća otpadna toplina se uhvati prije nego što se izgubi i stavi na raspolaganje krugu grijanja ili se doda u međuspremnik.
Takvi sustavi generiraju električnu energiju i toplinu u omjeru od oko 1: 3, tj. Za 1 kWh električne energije postoji oko 3 kWh toplinske energije.
Stirlingovi motori rade na drugom principu: ovdje se klip pomiče gore-dolje zbog topline iz vanjskog izvora topline. Kretanje klipa gore-dolje koristi se za pogon generatora, koji zauzvrat generira električnu energiju.
Toplina generirana vanjskim izgaranjem može se kasnije koristiti u krugu grijanja za stvaranje grijanja prostorije i tople vode.
Umjesto pojedinačnih Stirlingovih motora danas se u pravilu koriste takozvani linearni motori koji imaju posebno visok stupanj učinkovitosti u stvaranju topline.
Posebna prednost Stirlingovih sustava motora je što mogu koristiti bilo koji izvor topline. To ne moraju nužno biti fosilna goriva, kao u slučaju sustava s unutarnjim izgaranjem - ovdje se kao izvor energije može koristiti i skupa biomasa i neutralna CO2 (pelet, drvna sječka). Čak se i toplinska energija sunca (solarna toplina) može generirati u Stirlingovim sustavima za kombiniranu proizvodnju topline i električne energije. Još jedna prednost Stirlingovih sustava je nesmetan rad i visok stupanj učinkovitosti cjelokupnog sustava u pogledu povrata topline. Suprotno tome, učinkovitost proizvodnje električne energije prilično je slaba i iznosi samo 10% - 20%.
Najnoviji razvoj na polju sustava CHP je grijanje gorivih ćelija. Također proizvodi i grijanje i električnu energiju.
Ako se na vodu primijeni dovoljno visok napon, ona će se razbiti na vodik i kisik (povijesni uređaj za to naziva se "Hoffmannov aparat za razgradnju vode"). Gorivna ćelija točno preokreće ovaj proces: vodik i kisik se susreću - to oslobađa toplinu, električnu energiju i vodu.
Vodik se dobiva iz prirodnog plina
U tom se slučaju potreban vodik dobiva iz priključka za prirodni plin. U slučaju malih sustava, to se obično događa izvan gorivne ćelije - takvi se sustavi nazivaju i gorivnim ćelijama s niskom temperaturom. Razlog tome je vrlo jednostavan: ako se vodik proizvodi iz prirodnog plina u gorivoj ćeliji, kao što je to obično slučaj u velikim sustavima, nastaju izuzetno visoke temperature. To u nekim slučajevima može biti i opasno.
Sustavi za grijanje gorivih ćelija imaju najveću učinkovitost od svih CHP sustava i relativno su jednostavni i vrlo povoljni sustavi. Ako je potrebno, mogu se koristiti i s bioplinom, vrlo su tihi i izuzetno nisko održavani. Zagrijavanje gorivih ćelija gotovo je potpuno bez emisija.
Budući da svi CHP sustavi isporučuju samo konstantne izlaze, ali mogu samo teško pokrivati vršne izlaze, oni su obično povezani s kondenzacijskim kotlovima, koji zatim pružaju dodatnu energiju za grijanje kada je velika potreba za toplinom. To također povećava troškove kombiniranih toplinskih i elektrana.
Pitanje: Koliko uopće koštaju kombinirane toplinske i elektrane?
Stručnjak za provjeru troškova: Na to nema općenitog odgovora - to uvijek ovisi o vrsti sustava i usluzi koju pruža.
U principu, međutim, možete pretpostaviti da sustavi trenutno koštaju najmanje 15 000 EUR . Većina sustava košta između 20.000 i 30.000 eura .
Te se cijene primjenjuju na jedno- i dvo-obiteljske kuće; za višestambene kuće ili višestambene zgrade troškovi su znatno veći.
S druge strane, još uvijek postoje velike subvencije i, uz ispravno dimenzioniranje i povoljne uvjete, velike moguće uštede u troškovima grijanja i troškovima električne energije. U mnogim slučajevima kupnja se dugoročno može isplatiti unatoč visokim troškovima.
Mali primjer troškova iz prakse
U našoj kući je instaliran mali sustav sa Stirlingovim motorom.
| Objavi | cijena |
|---|---|
| Mikro-CHP postrojenje | 17.600 EUR |
| Montaža | 4.500 EUR |
| Priključak na električnu mrežu (za feed-in tarife) | 1.500 EUR |
| Ukupni trošak | 22.000 EUR |
| napredak | minus 1.900 EUR |
| vlastiti troškovi | 20.100 EUR |
Naravno, ovo je samo jedan primjer cijene određenog uređaja koji se koristi u određenom okruženju. Troškovi se također mogu značajno razlikovati u drugim slučajevima.
Subvencije koje proizlaze iz tekućih operacija ne uzimaju se u obzir: KfW subvencionira svaki kWh generiran za sustav s 5,41 centa / kWh tijekom 10 godina. Postoje i druge subvencije, poput više neprimjenjivog poreza na energiju.
Pitanje: O čemu općenito ovise troškovi kombinirane toplinske i energetske jedinice?
Stručnjak za provjeru troškova: Naravno, mnogi čimbenici igraju ulogu u troškovima stjecanja:
- koji se sustav koristi
- koliki je sustav
- koristi li se spremnik za međuspremnik
- Je li sustav povezan s javnom mrežom kako bi se mogle izvući povratne tarife
- koji sustavi vršnog opterećenja još uvijek mogu biti instalirani
- koje se subvencije mogu dobiti za dotični sustav
Svi ovi čimbenici moraju se uzeti u obzir prilikom pokušaja procjene početnog troška.
U pravilu je poželjno imati sustav posebno dizajniran i dimenzioniran za vlastitu kuću, jer je veličina sustava vrlo važna za cijenu sustava.
U pravilu će se također morati stvoriti profil opterećenja koji pokazuje koji zahtjevi za energijom postoje u kojem trenutku. To je jedini način da pravilno procijenite koja se veličina sustava najbolje koristi i koji dodatni sustav grijanja mora biti instaliran s kojim izlazom.
Pitanje: Što je s troškovima grijanja kod takvih sustava - isplati li se to?
Kombinirana termoelektrana obično se isplati
Stručnjak za provjeru troškova: I ovdje, naravno, uvijek morate procijeniti pojedinačni slučaj - općenito, postoji barem mogućnost da su takvi sustavi očito profitabilni i da se troškovi nabave često mogu amortizirati u roku od nekoliko godina.
U svakom slučaju, preduvjet za korisnu upotrebu je što uravnoteženija raspodjela opterećenja i odgovarajuće dimenzioniranje sustava.
Uz to, CHP jedinica proizvodi električnu energiju samo kada je potrebna toplina. Međutim, budući da je učinkovitost CHP-a uvijek najveća kad neprestano radi, iz razloga učinkovitosti treba ga planirati za najdulje moguće vrijeme opterećenja sustava. To se često radi uz pomoć međuspremničkih spremnika koji apsorbiraju generiranu toplinsku energiju kada ona nije potrebna. Tada se toplinska energija za grijanje ili potrebna topla voda može crpsti iz spremnika spremnika.
U osnovi, što dulje radi kombinirana elektrana, to se više isplati. .
Proizvedenu električnu energiju idealno bi bilo trošiti sami - zbog niske dolazne tarife, hranjenje u javnu mrežu danas se financijski ne isplati.
Dovoljno dimenzionirani sustavi za pohranu električne energije mogu pomoći u osiguravanju korištenja vlastito proizvedene električne energije čak i u vršnim vremenima, a time i u velikoj mjeri neovisnim o dobavljaču električne energije. Međutim, ponekad i dalje visoki troškovi za skladištenje električne energije zahtijevaju vrlo pažljivo unaprijed planiranje kako ne bi protratili nepotrebne troškove.
Uz to, tekuće subvencije (5,41 centa / kWh tijekom 10 godina) trebale bi biti uključene u izračun profitabilnosti, kao i porezne olakšice za vlasnike CHP-a.
Pitanje: Koje tekuće troškove morate izračunati s CHP?
Stručnjak za provjeru troškova: tekući troškovi često su podcijenjeni i često se ne uzimaju u obzir u izračunu profitabilnosti.
Troškovi održavanja većine sustava s unutarnjim izgaranjem u pravilu su u prosjeku oko 3 centa / kWh . Čestim biciklizmom (automatsko uključivanje i isključivanje sustava) troškovi mogu biti i veći; kasnije, kada sustav stari, moraju se uzeti u obzir veći troškovi održavanja i servisiranja zbog velikog broja pokretnih dijelova.
Treba imati na umu da za mnoge potpore također morate pokazati ugovor o potpunom održavanju najmanje 10 godina. Troškovi takvih ugovora o održavanju tada su veći, obično oko 5 centi / kWh .
Stoga bi te troškove trebalo uzeti u obzir u svakom slučaju, kao i troškove popravaka, rezervnih dijelova i nužnog generalnog remonta sustava nakon određenog broja radnih sati.
Kod ostalih vrsta sustava troškovi održavanja često su znatno niži - grijač gorivih ćelija, na primjer, relativno je lako održavati.
Pitanje: Je li sustav grijanja gorivih ćelija profitabilniji od ostalih CHP jedinica?
Stručnjak za provjeru troškova: U Japanu je grijanje gorivih ćelija jedna od najpopularnijih alternativa grijanju već niz godina - ali iz njega se ne može izvesti posebna isplativost.
U principu, grijanje gorivih ćelija također se isplati samo ako postoji dovoljno velika što veća potreba za toplinom i ako potrošnja električne energije u kućanstvu nije preniska.
Što je manje i više sporadične topline potrebno, to gori izgleda s isplativošću zagrijavanja gorivih ćelija. Ako je potrošnja električne energije toliko niska da se velik dio proizvedene električne energije mora uvesti u javnu mrežu, šanse za amortizaciju izuzetno su malene.
Zagrijavanje gorivih ćelija vrlo je progresivan i stvarno ekološki sustav grijanja - unaprijed izračunat profitabilnost apsolutno je nužan i neizbježan. U mnogim kućanstvima ni ovaj oblik SPTE sa svojom visokom učinkovitošću neće se moći amortizirati. To je moguće samo pod odgovarajućim uvjetima.
U drugim slučajevima, međutim, zagrijavanje gorivih ćelija može dovesti do velike uštede i isplatiti se u roku od nekoliko godina.
