Co-trigenerare Curs 12015

7/23/2019 Co-trigenerare Curs 12015

http://slidepdf.com/reader/full/co-trigenerare-curs-12015 1/17

Sistem de Trigenerare pentru Alimentarea cu Energie Termica si Electrica a unei case

Universitatea “Dunărea de Jos”, GalaţiFacultatea Automatică, Calculatoare, Inginerie Electrică şi Electronică

!eciali"area# UEE$%

&$'IEC(

Sistem de Trigenerare pentru Alimentarea cu Energie

Termica si Electrica a unei case

1



System structural components


Introducere.

1. Cerinta de energie din locuinte si surse

2.Parametri climaterici locali

• temperatura medie anuala exterioara,

• Temperatura medie zilnică exterioara,

• Temperatura medie zilnică interioara,

• temperatura medie în timpul sezonului de încălzire,

•radiatie solara,

• Număr de grade-zile încălzire / răcire,

•umiditate relativă,

•viteza vantului

2




Temperatura medie anuala exterioara (-!"o#$

Temperaturile medii exterioare zilnice ie,ϑ sunt utile pentru a calcula

durata sezonului de încălzire% &urata sezonului de încălzire hsd , exprimată în

zile , se determină în con'ormitate cu relatia

∑=i

ihs d d

pentru care bie ϑ ϑ ≤,

bϑ -este temperatura de bază ( bϑ = 12oC) numită uneori temperatura punct deechilibru.

3




4




temperatura medie în timpul perioadei de încălzire ( hse,ϑ $

hs

ie

hsed

∑=

)*+

,

,

ϑ

ϑ

for bie ϑ ϑ ≤,

numărul de încălzire grade-zile (&&$%

-. ,∑ −=day

ieb HDD ϑ ϑ

/or ieb ,ϑ ϑ ≥




#orela ia între temperatură i grade zileț ș

Month

Air

temperature

°C

Relative

humidity

%

Horizontal

solar daily

irradiation

kWh/m² /d

Wind

speed

m/s

Earth

temperature

°C

Heating

degrees days

°C-d

Cooling

degrees

days

°C-d

January -1.7 87.0% 1.47 5.7 -1.5 611 0

February -0.6 84.0% 2.31 5.7 0.0 521 0

March 5.0 79.0% 3.44 5.7 5.9 403 0

April 11.1 74.0% 4.94 6.2 13.6 207 33

May 16.7 73.5% 5.94 4.6 20.0 40 208

June 20.0 75.0% 6.69 4.6 23.4 0 300

July 21.7 72.5% 6.56 4.1 26.2 0 363

August 21.7 71.5% 5.75 4.6 26.1 0 363

September 17.8 73.5% 4.39 4.6 20.6 6 234

October 11.7 77.0% 2.97 4.6 13.7 195 53

November 5.0 86.0% 1.64 5.1 5.3 390 0

December 0.6 89.0% 1.19 5.7 -0.4 539 0Annually

10.8 78.5% 3.95 5.1 12.8 2.912 1.554

!




)radierea solară în timpul sezonului de încălzire este dat de ecua iaț

hs

ii solar

solar d

H

H

∑

=

,

forbie ϑ ϑ ≤,

*%Surse si resurse locale de energie

*%! Energia solară

*%!%! +esurse

Fig. 1.4. Iradiaţia globală

&otenţialul solar din $om0nia este re!re"entat de densitatea medie de energie a/erentăradiaţiei solare incidente, 1n !lan ori"ontal, valoare care de!ăşeşte %222 3456m!6an% 7n $om0nias8au identi/icat cinci "one geogra/ice, di/erenţiate 1n /uncţie de nivelul /lu9ului energetic1nregistrat, iar regimul distri:uţiei geogra/ice a !otenţialului energetic solar arată că mai mult de ;umătate din su!ra/aţa ţării :ene/icia"ă de un /lu9 mediu anual de %222 3456m!6an%

"




Fig. 1.5. Energia solară medie în România

#ornind de la datele disponibile s-a $ntocmit harta cu distribu%ia $n teritoriu aradia%iei solare $n &om'nia (.1.). *arta cuprinde distribu%ia +u,urilor mediianuale ale eneriei solare incidente pe supraa%a orizontală pe teritoriul &om'niei.Sunt eiden%iate zone/ dieren%iate prin alorile +u,urilor medii anuale ale enerieisolare incidente. Se constată că mai mult de 0umatate din supraa%a %ării beneciazăde un +u, de enerie mediu anual de 12" hm2. *arta solară a ost realizatăprin utilizarea i prelucrarea datelor urnizate de către5 678 precum i 76S6/ 9&C/8eteotest. :atele au ost comparate i au ost e,cluse cele care aeau o abatere

mai mare decat ; de la alorile medii. :atele sunt e,primate $n hm2

an/ $nplan orizontal/ această aloare ind cea uzuală olosită $n aplica%iile eneretice at'tpentru cele solare otooltaice c't i termice.

<onele de interes deosebit pentru aplica%iile electroeneretice ale enerieisolare $n %ara noastră sunt5

< #rima zonă/ care include suprae%ele cu cel mai ridicat potenţial acoperă:obroea i o mare parte din C'mpia &om'nă

< 6l doua zonă/ cu un potenţial bun/ include nordul C'mpiei &om'ne/#odiul etic/ Subcarpa%ii >lteniei i 8unteniei o bună parte din ?unca :unării/ suduli centrul #odiului 8oldoenesc i C'mpia i :ealurile @estice i estul #odiului

Aransilaniei/ unde radia%ia solară pe supraa%ă orizontală se situează $ntre 13BB i14BB 89m2.

< Cea de a treia zonă, cu potenţialul moderat, dispune de mai pu%in de13BB 89m2 i acoperă cea mai mare parte a #odiului Aransilaniei/ nordul #odiului8oldoenesc i &ama Carpatică.

ndeosebi $n zona montană aria%ia $n teritoriu a radia%iei solare directe esteoarte mare/ ormele neatie de relie aoriz'nd persisten%a ce%ii i diminu'ndchiar durata posibilă de strălucire a Soarelul/ $n timp ce ormele pozitie de relie/ $nunc%ie de orientarea $n raport cu Soarele i cu direc%ia dominantă de circula%ie aaerului/ pot aoriza creterea sau/ dimpotriă determina diminuarea radia%iei solaredirecte.

D




)nclinarea optima (sau ungi de înclinare$ depinde de latitudine i varia"ă de e9em!lu,ș

1ntre => ? !entru un ora din nordul ca 'slo 6 @orvegia .+ ? ++ Blatitudine nordică,- i ) ?ș ș

!entru Atena 6 Grecia .)* ? +B latitudine nordică-% Ung5iul o!tim de 1nclinare !entru /iecareloca ie la nivelul UE este !re"entată 1n Figț %

*%!% er'ormanteEncalzirea solara

DDC,CD,2A+,) =⋅=⋅= η H q PT Fhm2dGHlectricitate

+AC+,2+,2A+,) =⋅=⋅= η H e PV Fhm2dG

I




Solar &adiationF1h3m23dG

Speci(c ener)y #@ F1h3m23dG

Speci(c ener)y A#F1h3m23dG

Solar &adiationFhm2mG

Specic enery #@ Fhm2mG

Specic enery A#Fhm2mG

a. Specic enery production/ in hm2day b. Specic enery production in/ hm2monthFig. Specic enery production o #@ and SA panels

3.1.3 Stocarea energieiPV

Fig. 6ailable enery storae technoloies (J) F11G

Fig. #ea-shain stratey usin storae at household leel F1BG

1B




Termica

*% .iomasa

n cazul combustibililor (e acetia osili sau bio)/ energia primară se obţine prin ardere şi se evaluează înmulţind cantitatea de combustibil ars cu puterea calorifcă a acestuia. 7umeric/ puterea calorică a unui combustibil esteeneria rezultată $n urma arderii unei cantită%i unitare de combustibil (de e,emplu/un K L c'nd combustibilul este solid sau lichid/ ori un m3 - dacă este azos).

n marea lor ma0oritate/ combustibilii con%in apă/ care/ la ardere/ se dea0ăsub ormă de apori. :e aceea/ la ardere/ o parte din eneria rezultată din reac%iilechimice se consumă pentru eaporarea apei. Ca urmare/ energia primară ce seconvereşe în caldură în impul arderii combusibilului nu poae ! măsuraă direc"ci doar evaluaă" iar evaluarea se #ace relaiv la o sare de re#erinţă a apei din

combusibil.Stările de reerin%ă standardizate pot aria/ i de aceea au ost denite mai

multe puteri calorice ale aceluiai combustibil. Cele mai uzuale sunt putereacalorică inerioară/ F$n enleza LV (?oMer *eatin @alue) sau !CV "net calori#c$alue%&, i puterea calorică superioară/ F**@ (*iher *eatin @alue) sau C@(ross caloric alue)G. n ma0oritatea calculelor se olosete puterea caloricăinerioară/ ?*@. Pentru puterea calorifcă inerioară, starea de reerinţă aapei este cea gazoasă, iar pentru puterea calorifcă superioară, starea dereerinţă a apei este cea lichidă. :in această cauză/ puterea calorică inerioară

11




descrete odată cu creterea con%inutului de apă (inor'nd aptul că con%inutulmare de apă implică un con%inut mai mic de substan%e combustibile). n practică/pentru a putea aprinde combustibilul i a e,trae eneria din el/ con%inutul de apăma,im admisibil este de ; (raportat la masa umedă).

( ) M HV HV uscat −⋅=

(a:elul +% Conţinutul energetic al com:usti:ililor ta:el de conversie

Produs energetic '( "!CV% 'goe "!CV% ')* "!CV%

1 cocs 2DBB B/!"! "/I1"

1 antracit 1"2BB N3B"BB

B/411 NB/"33

4/""D ND/2D

1 brichete linit 2BBBB B/4"D /!

1 linit superior 1BBB N21BBB

B/21 NB/B2

2/I1" N/D33

1 linit !BB N1BBB

B/134 NB/21

1/! N2/I1"

1 isturi bituminoase DBBB N IBBB B/1I1 NB/21

2/222 N2/BB

1 turbă "DBB N13DBB

B/1D! NB/33B

2/1!" N3/D33

1 brichete turbă 1!BBB N1!DBB

B/3D2 NB/4B1

4/444 N4/!!"

1 %i%ei reu 4BBBB B/I 11/111

1 păcură 423BB 1/B1B 11/"B

1 benzină 44BBB 1/B1 12,222

1 parană 4BBBB B/I 11/111

1 az petrolier licheat 4!BBB 1/BII 12/""D

1 az naturalF1G 4"2BB 1/12! 13/1B

1 az natural licheat 41IB 1/B"I 12/3

1 lemn (umiditate 2;)F2G

13DBB B/33B 3/D33

1 peletebrichete dinlemn

1!DBB B/4B1 +,-

1 deeuri "4BB N1B"BB

B/1"" NB/2!

2/B! N2/I"2

1 89 căldură deriată 1BBB B/B24 B/2"D

12




1 h enerie electrică 3!BB B/BD! 1 F3G

Sursă5 Hurostat.

) H metan%

tatele mem:re !ot a!lica alte valori, 1n /uncţie de ti!ul de lemn utili"at cel mai mult 1n statul mem:ru res!ectiv%

) A!lica:il 1n ca"ul 1n care economiile de energie sunt calculate ca energie !rimară !rin intermediul unei a:ordări

ascendente :a"ate !e consumul energetic /inal%

3.2.1 Tipuri de biomas/iocombustibilul poate denit ca produs cu aloare adăuată abricat

din resurse disponibile de biomasă i poate de natură solidă/ lichidă sau azoasă.#rocesele prin care se realizează biocombustibili sunt5

• Termoc*imic (ardere directă/ piroliză/ azeicare) .• /ioc*imic (ermentare anaerobă /alcolică etc.)• 0groc*imic ( plante oleainoase pentru e,traerea de biodisel).

#roduc%ia de biocombustibili

3.2.2 Valori#carea biomaseiValori#carea prin combustie direct a biomasei peletiarea,bric*etarea

13




3.3 Conceptul de Cogenerare.

Conceptul de OcoenerareO denePte producerea concomitentă/ cu aceeaPiinstalaQie (rup motor termic-enerator de curent/ turbină/ etc) a eneriei termice ielectrice. Coenerarea reprezinta un concept inineresc care implică producerea deelectricitate Pi căldură utilă printr-o sinură operaQiune/ prin urmare combustibiluleste utilizat ecient $n comparaQie cu obQinerea celor doi produPi prin procedee

separate. CerinQele de coenerare pot $ndeplinite $n mai multe moduri/ de laturbine cu abur Pi aze naturale/ pile de combustie i motoare Stirlin. :in punct deedere eneretic i din punct de edere economic/ utilizarea cea mai ecientă aeneriei primare/ $n cazul $n care este posibil/ este eectuată prin sisteme decoenerare care sunt capabile să producă simultan enerie electrică/ căldură i deasemenea/ sa condiQioneze aerul. 6ceste sisteme combinate de enerie pot numite sisteme de trienerare/ care reprezintă o producQie combinată de enerieelectrică/ căldură i ri.

14




Conceptul de trienerare este o e,tensie a conceptului C*# prin adăuarea unuiechipament de producere a riului pentru perioada de ara . n conormitate cu$ireciva %.E. nr. &'(&)1& a *arlamenului %onsiliului European/ priitoare laRpromoarea coenerării/ unită%ile de producere combinată/ cu puteri electriceunitare de la c'%ia p'nă la B sunt micro+%%,*" denumite eneric - micatrienerare/ $ntre B i 1BBB medie trienerare/ intre 1BBB i ma,im 1B 8

Lmare trienerare.

3.3.1 Indicatorii de perorman4 ale sistemelor de producere aenergiilor

Productia separata SP

• F

H H

Q

Q EFF =

• M H

M

F

H

F P

W

E

Q

W

Q

Q

Q

E EFF ==

• H H

P

H SHP

EFF

Q

EFF

E

Q E EFF

+

+=

Productia in cogenerare

5#cienta globala a sistemului

F

H CHP

Q

Q E EFF

+=

5#cienta utiliarii combustibilului

H

H F

EFF

QQ

E FUE

−

=

Procentul de combustibil sal$at

H22 ×

+−=

Href

H

Eref

F

Q E

Q PES

η η

,> ,+

,22

I&

))

CI&

,22

3.3.2 Te*noogii de cogenerare

1




:irectia deneste următoarele tehnoloii de coenerare 5a) turbine cu ga"e $n ciclu combinat cu recuperare de căldură i turbine cu aburTb) turbină cu abur cu contrapresiuneTc) turbină cu abur cu condensa%ie i prize relabileTd) turbine cu aze i cazane recuperatoareTe) motoare cu ardere internăT) microturbineT) motoare StirlinTh) celule de combustieTi) motoare termiceT

0) cicluri oranice &anineT) orice altă instala%ie sau combinaQie de instala%ii prin care se produce simultan

enerie termică i electrică.

1!

http://legeaz.net/legea-gazelor-351-2004

http://legeaz.net/legea-gazelor-351-2004




1"

Co-trigenerare Curs 12015

Documents

Transcript of Co-trigenerare Curs 12015