Cresterea eficientei energetice a cladirilor publice prin...

Cresterea eficientei energetice a

cladirilor publice prin utilizarea

sistemelor de cogenerare de inalta

eficienta

VALEG C r e a t i v e S o l u t i o n s

1. Conceptul de “cogenerare”

2. Bune practici europene

6. Beneficiile cogenerării, față de generarea separată (Cogenerarea vs. cazan+e.e. de la rețea)

7. Tipuri de clienți “buni” pentru micro-cogenerare

8. Dimensionarea. Cum proiectăm un sistem de cogenerare?

9. Conectarea. Cum conectam un sistem de cogenerare?

10. Studiu de caz

VALEG Sumarul prezentarii. .

C r e a t i v e S o l u t i o n s

VALEG Cele mai bune practici in legislatia UE C r e a t I v e S o l u t I o n s

Tara: Franta

μ-Cogen eligibila pentru “Schema suport de certificate a

eficientei energetice”

Din ianuarie 2011, μ-Cogen este eligibila pentru certificatul economisire a energiei (aka White Certificate).

A fost dezvoltata o metodologie de alocare a certificatelor (de ex. BAR TH 44 pentru sisteme de μ-Cogen cu motoare Stirling).

Tehnologiile μ-Cogen sunt deasemenea luate in calcul in metodologiile ultimului “cod al cladirilor” (réglementation thermique/ RT 2012).

In plus instalarea unui sistem μ-Cogen este o alternativa la cerintele de utilizare a energiei verzi pentru cladirile cu consumuri de 5 kWh/m2 pe an

Chiar mai mult, persoanele fizice, care isi instaleaza μ-Cogen, beneficiaza de reduceri de taxe

Tara : Germania

Programul de subventii pentru μ-Cogen si Tariful Fix Premium

Ca parte a strategiei Energiewende (tranzitia din energie), Germania a promovat μ-Cogen ca una dintre tehnologiile care genereaza economii de energie in sectoarele rezidential si comercial.

In conformitate cu legea cogenerarii, tehnologiile μ-Cogen, deasemenea, sunt eligibile pentru bonusul de cogenerare, care se adauga la pretul pietei pentru electricitatea, produsa in μ-Cogen, si vanduta in retea.

In plus, pentru a incuraja consumatorii sa opteze pentru tehnologiile μ-Cogen, atunci cand se decid sa isi schimbe centrala termica, sau sa faca o investitie in cresterea eficientei energetice a cladirii, cu un sistem μ-Cogen sub 20 kWe le permite sa obtina un grant cu o valoare intre 1.425 € si 3.325 €, in functie de puterea instalata a sistemului.

VALEG Cele mai bune practici in legislatia UE C r e a t i v e S o l u t i o n s

VALEG Germania C r e a t i v e S o l u t i o n s

2009 2010 2011 2012 2009 - 2012

No. MWel No. MWel No. MWel No. MWel No. MWel

TOTAL 5.145 546 3.528 794 4.672 583 5.342 381 18.687 2.304

<= 10 kWel 3.349 18 2.011 10 2.746 11 3.421 13 11.527 52

> 10 <= 50 kWel 1.486 38 1.132 31 1.486 40 1.469 39 5.573 148

> 50 kWel <= 2 MWel 286 121 359 138 417 175 434 186 1.496 620

> 2 <= 100 MWel 23 229 26 615 22 173 18 143 89 1.160

> 100 MWel 1 140 0 0 1 184 0 0 2 324

Sursa: BAFA data edited by German Federal Environment Agency (UBA).

Tara : Germania si Olanda

Beneficii din sisteme μ-Cogen flexibile si dispecerizabile

Mai multe initiative din Olanda si Germania utilizeaza μ-Cogen ca parte a unro proiecte pilot “smartgrid” pentru a demonstra fezabilitatea unor solutii de cogenerare sigure si flexibile avand, in acelasi timp o amprenta de carbon foarte mica,

In anul 2010, in localitatea Hoogkerk, s-au instalat mai multe dispozitive inteligente precum, masini de spalat, pompe de caldura, panouri solare, sisteme μ-Cogen. Conectand aceste dispozitive si coordonand consumul de energie au rezultat valori de consum de varf mai mici si s-a redus, in mod semnificativ, incarcarea retelei de distributie in zona.

Sistemele virtuale de (co)generare (VPP) – sunt grupuri de sisteme de generare distribuita a energiei, localizate intr-o arie geografica, fara legatura fizica intre ele, si operate de o entitate centrala care utilizeaza sisteme integrate de conducere in timp real, care pot beneficia de flexibilitatea sistemelor μ-Cogen.

VALEG Cele mai bune practici in legislatia UE C r e a t I v e S o l u t I o n s

Tara : Germania si Olanda

Beneficii ale sistemelor de μ-Cogen flexibile si dispecerizabile

In acest moment exista, in functiune, mai multe proiecte pilot in Germania si Olanda, care testeaza fezabilitatea tehnica si economica a centralelor virtuale (VPP), unele integrand doar sisteme de micro-cogenerare iar altele integrand sub aceeasi umbrela virtuala , pe langa sisteme μ-Cogen si pompe de caldura, turbine eoliene sau parcuri fotovoltaice.

Un astfel de proiect este EnergieBlock, initiat in 2012 de Trianel, care conecteaza 25 de sisteme μ-Cogen. Avantajul unei centrale virtuale (VPP) rezulta din capacitatea de a modula in mod eficient si flexibil puterea generata pentru a face fata varfurilor de sarcina (de consum) si pentru a compensa variatiile de putere generata ale sistemelor eoliene sau solare.


Tara : Regatul Unit al Marii Britanii

“Instaleaza si apoi informeaza operatorul de retea” despre conectarea

unui sistem de micro-cogenerare destinat consumului propriu

Procedura de conectare simplificata la retea (ER G83/2 ) a sistemelor de generare, pentru productia proprie, care livreaza mai putin de 16 A pe faza (www.microgenerationcertification.org) :

- Instalarea se face de catre un instalator certificat

- Odata ce unitatea este instalata, instalatorul este obligat sa

- Notifice operatorul de retea in maximum 28 de zile

- Transmita opertorului de retea informatiile tehnice referitoare la unitatea de generare

- Conectarea este aprobata in cel mai scurt timp posibil


http://www.microgenerationcertification.org/

1. H.G. 494/2014 privind modificarea HG 1215/2009

2. H.G. 1215/2009, privind stabilirea criteriilor și a condițiilor necesare implementării schemei de sprijin pentru promovarea cogenerării de înaltă eficiență pe baza cererii de energie termică utilă

3. H.G. 209/2007, priving promovarea cogenerarii bazate pe cererea de energie termica utila

In Romania ne lipseste reglementarea referitoare la

“tariful fix – feed in tarrif” pentru producatorii de energie cu

puterea instalata de la 1 kWel la 1 MWel !!!!

Mai multe informatii pe : www.anre.ro

VALEG Legislatia romaneasca C r e a t i v e S o l u t i o n s

http://www.anre.ro/

Concluzii (Micro)cogenerarea este dezvoltata atat in tari cu un raport mare al preturilor

El./Gaz: Italia, UK, Germania, Belgia, UK In Germania si Belgia cogenerarea, suplimentar fata de raportul El./Gaz foarte bun,

beneficiaza si de scheme suport promovate de state Microcogenerarea este dezvoltata si in tari cu un raport mic El./Gaz: Danemarca,

Austria, Olanda, Franta beneficiind de scheme “feed-in tarif” foarte convenabile

In UE se fac eforturi pentru a ajuta “decolarea” domeniului Directiva 27/2012 – Eficienta energetica a CE

Rezolutia Parlamentului European referitoare la microgenerare (generarea de energie electrică si termică la scară redusă) – 2013

COGEN Europe Position Paper – 2013 estimeaza un potential de 5 GWe, in 2025, adica aprox. 50.000 de sisteme de microcogenerare, de 100 kWel, la nivelul UE.

Mai multe opinii care sustin (micro)cogenerarea la www.cogeneurope.eu

VALEG Care este viitorul microcogenerarii? C r e a t i v e S o l u t i o n s

http://www.cogeneurope.eu/

Cogenerarea vs.

producerea separata


Producerea energiei in cogenerare Producerea separata a energie

Energie generata in cogenerare

Energie electrica cumparata de la furnizor/ Energie (in gaz) utilizata de cazan pentru a produce aceeasi cantitate de en. termica ca si cogenerarea

Electric

Qg*𝛈el

Qg*𝛈el

Furnizor de electricitate

Furnizor gaz 𝛈el

Qg

𝛈th

Termic

Ucald* Qg*𝛈th Ucald*Qg*𝛈th/𝛈caz Furnizor de gaz

VALEG Comparatie, cogenerare vs. producere separata C r e a t i v e S o l u t i o n s

Cgaz cogen = 1 Cel + Cgaz caz

𝛈el * Pel/Pg + Ucald*𝛈th/𝛈caz

Daca notam: A= 1/(𝛈el * Pel/Pg + Ucald* 𝛈th/𝛈caz), atunci rezulta ca

Cgaz cogen = (Cel + Cth cazan)* A

Iar economia creata de microcogenerare, la costurile cu combustibilul, va fi

Δ= (Cel + Cth cazan) - Cgaz cogen = (Cel + Cth cazan) *(1-A)

Δ (%) = 1-A (%)

* ( )


Preturi tipice in Romania

Pgaz = 30 Euro/MWh Randament tipic cazan: 𝛈 caz = 90%

Pel MT = 90 Euro/MWh Ucald = 100% - 50% - 0%

Pel JT = 120 Euro/MWh Pcald RADET = 40 Euro/MWh

Motor de 20 kWel Motor de 100 kWel Motor de 1.000 kWel

𝛈el = 32 % 𝛈el = 30,5 % 𝛈el = 40 %

𝛈th = 64 % 𝛈th = 59,9 % 𝛈th = 46 %

La o utilizare a caldurii de 100%, rezulta o economie de:

49,8 % 47% 41,6%


38,9 % 35,6% 31,3%


21,9 % 18,0% 16,7%

Vom face in continuare o analiza mai aprofundata, examinand DRI, RIR si VAN pentru mai multe tipuri de

sisteme de microcogenerare, mentinand aceleasi valori pentru preturile gazului si energiei electrice.


Impactul pretului

gazului si al electricitatii


Cgaz cogen Cel + Cgaz caz

1 𝛈el * Pel/Pg + Ucald*𝛈th/𝛈caz ͇

VALEG Impactul pretului gazului si al electricitatii C r e a t i v e S o l u t i o n s

Pentru un sistem de cogenerare de 20 kWel/40 kWth:

𝛈el = 32 % , 𝛈th = 64 % , 𝛈 caz = 85%, Ucald = 100%


1 0,32* Pel/Pg + 0,75 ͇

93%

81%

72% 64%

58% 53%

49% 46%

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

Pel/Pg

Ccogen/Cprod sep (%)

7%

19%

28%

36% 42%

47% 51%

54%

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

Reducere (%)

Pel/Pg 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 4,5

1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 4,5


Pentru un sistem de cogenerare de 100 kWel/200 kWth:

𝛈el = 30,5 % , 𝛈th = 59,9 % , 𝛈 caz = 85%, Ucald = 100%


1 0,305* Pel/Pg + 0,704 ͇

1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 4,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 4,5

1%

14%

24% 32%

38% 44%

48% 52%

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

Reducere (%)

Pel/Pg

99%

86%

76% 68%

62% 56%

52% 48%

0%

20%

40%

60%

80%

100%

120%Ccogen/Cprod sep

Pel/Pg


Pentru un sistem de cogenerare de 1.000 kWel/1.100 kWth:

𝛈el = 40 % , 𝛈th = 46 % , 𝛈 caz = 85%, Ucald = 100%


1 0,4* Pel/Pg + 0,541 ͇

1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 4,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 4,5

106%

88%

75%

65% 57%

52% 47%

43%

0%

20%

40%

60%

80%

100%

120%

Ccogen/Cprod sep

Pel/Pg -6%

12%

25%

35% 43%

48% 53%

57%

-10%

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

Pel/Pg

Reducere (%)


Corelarea pretului la electricitate si gaz in SUA

VALEG Corelarea pretului la electricitate si gaz in SUA C r e a t i v e S o l u t i o n s

Efectul reducerii

sarcinii termice



1 𝛈el * Pel/Pg + Ucald*𝛈th/𝛈caz ͇

Vom studia cazurile: 1. Cu modulare, urmarind sarcina termica 2. Cu esaparea caldurii in exces

VALEG Efectul reducerii sarcinii termice C r e a t i v e S o l u t i o n s

0.0

1.0

2.0

3.0

4.0

5.0

6.0

7.0

8.0

50% 60% 70% 80% 90% 100%

114 kWel

600 kWel

237 kWel

100 kWel

Durata de recuperare a investitiei

0%

5%

10%

15%

20%

25%

30%

35%

40%

45%

50%

50% 60% 70% 80% 90% 100%

114 kWel

600 kWel

237 kWel

100 kWel

RA

Rata Interna de rentabilitate

-100,000

0

100,000

200,000

300,000

400,000

500,000

600,000

50% 60% 70% 80% 90% 100%

114 kWel

600 kWel

237 kWel

100 kWel

Valoarea Actualizata Neta

VALEG DRI, RIR, VAN: Efectul reducerii sarcinii termice C r e a t i v e S o l u t i o n s

1. Performanta unui sistem de microcogenerare (timp de recuperare a investitiei, RIR, VAN) este

foarte sensibila la incarcarea termica.

2. Performanta unui sistem de microcogenerare (timp de recuperare a investitiei, RIR, VAN), in cazul

urmaririi sarcinii termice scade fata de varianta esaparii, in atmosfera, a caldurii in exces !!!

Explicatie ??

3. Cu cat puterea instalata scade, cu atat sensibilitatea performantei sistemului de microcogenerare,

la variatia incarcarii termice (esapare sau modulare) este mai mare.

1. Aceeasi scadere a incarcarii termice provoaca o degradare mai mare a performantei sistemului de microcogenerare de

putere mai mica.

4. Pentru segmentul de piata, cu puterea instalata cuprinsa intre 10 kWel si 20 kWel, scaderea sub

80% a incarcarii termice, fata de puterea termica instalata face investitia nefezabila (VAN negativ).

5. Pentru segmentul de piata, cu puterea electrica instalata cuprinsa intre 30 kWel si 50 kWel, VAN

devine negativ la incarcari termice cuprinse intre 60% si 70% fata de puterea termica nominala.

6. Pentru segmentul de piata, cu puterea electrica instalata cuprinsa intre 100 kWel si 500 kWel, VAN

devine negativ la incarcari termice sub 50% din puterea termica nominala.

VALEG Efectul reducerii sarcinii termice. Concluzii. C r e a t i v e S o l u t i o n s

Microcogenerare vs./si

pompa de caldura


Producerea energiei in microcogenerare

Producerea separata a energiei

Energie primara (in gaz) utilizata de cogenerare

Energie electrica cumparata de la furnizor/ Energie (in gaz) utilizata de cazan pentru a produce aceeasi cantitate de en. termica ca si cogenerarea

Randament

Electric

𝛈el Qg*𝛈el

Qg*𝛈el


Furnizor gaz Qg

Termic 𝛈th

Qg*𝛈th Qg*𝛈th COP


VALEG Microcogenerare vs. pompa de caldura C r e a t i v e S o l u t i o n s

Pret gaz = 30 Euro/MWh Pret gaz = 30 Euro/MWh

Pret el = 120 Euro/MWh Pret el = 90 Euro/MWh

Rand. el. = 32%

Rand. th. = 64%

Concluzii 1. La valori mari ale raportului Pel/Pgaz, cogenerarea este net superioara PDC 2. Valoarea COP-ului PDC nu este esentiala in competitia microcogenerare vs. PDC 3. In situatia in care, valoarea minima a consumului de electricitate este mult mai

mica decat valoarea minima a consumului termic, al locatiei, microcogenerarea poate lucra in tandem cu PDC, alimentand PDC cu electricitatea ieftina produsa de microcogenerare.

COP Δ (%)

2 60,9%

2,5 56,6%

3 53,1%

3,5 50,3%

4 47,9%

4,5 45,9%

5 44,2%

5,5 42,7%

COP Δ (%)

2 47,9%

2,5 42,1%

3 37,5%

3,5 33,7%

4 30,6%

4,5 27,9%

5 25,6%

5,5 23,6%


133

0

200

400

600

800

1,000

1,200

1,400

1,600kWth Curba clasata termica CT …

Ore

3

0

5

10

15

20

25kWel kWel Curba clasata electrica CT …

Ore

μ-cogenerare

Gaz

natural

Centrala

termica

de cartier

3 kWel

40 kWth

17 kWel ?


133

0

200

400

600

800

1,000

1,200

1,400

1,600kWth Curba clasata termica CT …

Ore

3

0

5

10

15

20

25kWel kWel Curba clasata electrica CT …

Ore

μ - cogenerare

+PDC

Gaz

natural

Centrala

termica

de cartier

3 kWel

17 kWel

68 kWth

40 kWth

108 kWth

VALEG Cum procedam daca consumul termic >> consumul electric? C r e a t i v e S o l u t i o n s

𝛈el = 32%

𝛈th = 64%

𝛈caz = 90%

μ - cogenerare

+PDC cu COP=4

Gaz

natural

Centrala

termica

de cartier

3 kWel

17 kWel

68 kWth

40 kWth

108 kWth

Iar economia creata de microcogenerare+PDC, la costurile cu combustibilul, va fi

Δ= (Cel + Cth cazan) - Cgaz cogen+PDC = (Cel + Cth cazan) *(1-A)

Δ (%) = 1-A (%)

133 0

200400600800

1,0001,2001,4001,600

Curba clasata termica CT …

Ore

3

0

5

10

15

20

25

Curba clasata electrica CT …

Ore

COP Δ 1 6,2%

1,5 19,6%

2 29,7%

2,5 37,5%

3 43,8%

3,5 48,9%

4 53,1%

4,5 56,7%

5 59,8%

5,5 62,5%

VALEG Microcogenerare + pompa de caldura C r e a t i v e S o l u t i o n s

𝛈el = 32%

𝛈th = 64%

𝛈caz = 90%

μ - cogenerare

+cazan electric

Gaz

natural

Centrala

termica

de cartier

3 kWel

17 kWel

16,15 kWth

40 kWth

56,15 kWth

Iar economia creata de microcogenerare+PDC, la costurile cu combustibilul, va fi

Δ= (Cel + Cth cazan) - Cgaz cogen+PDC = (Cel + Cth cazan) *(1-A)

Δ (%) = 1-A (%)

56,15 0

200400600800

1,0001,2001,4001,600

Curba clasata termica CT …

Ore

3

0

5

10

15

20

25

Curba clasata electrica CT …

Ore

COP Δ 0,95 4,7%

1 6,2%

1,5 19,6%

2 29,7%

2,5 37,5%

3 43,8%

3,5 48,9%

4 53,1%

4,5 56,7%

5 59,8%

5,5 62,5%

VALEG Microcogenerare + cazan electric C r e a t i v e S o l u t i o n s

Tipuri de clienti “buni” pentru cogenerare

VALEG .


32 29

82 47

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450Curbele clasate electrica si termica kWel / kWth

41 29 29

47

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

Curbele lunare de sarcina electrica si termica

kWel / kWth

Caracteristici, solutii Consumul termic minim este de aprox. doua ori mai mare decat consumul electric minim Consum adaptat sistemelor de microcogenerare, cu coeficient de cogenerare apropiat de 2 Integrare hidraulica de tip serie Solutie: 33 kWel/72 kWth Setare: urmarire sarcina electrica

VALEG Bazin de inot C r e a t i v e S o l u t i o n s

24.2

13.4 8.3 8.1 8.1

18.8 12.1

0.0

10.0

20.0

30.0

40.0

50.0

60.0

70.0

80.0

90.0

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

kWel / kWth

Curbele clasate electrica si termica kWel / kWth

Luna

kWel / kWth kWel / kWth

8.3 12.1

18.8

0.0

10.0

20.0

30.0

40.0

50.0

60.0

70.0

80.0

90.0

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12


kWel / kWth

Luna

Caracteristici, solutii Consumul termic minim este de aprox. doua ori mai mare decat consumul electric minim Consum adaptat sistemelor de microcogenerare, cu coeficient de cogenerare apropiat de 2 Integrare hidraulica de tip serie Solutie: 6 kWel/13 kWth Setare: urmarire sarcina electrica

VALEG Hotel mic, fara piscina C r e a t i v e S o l u t i o n s

61

34 37 27

0

50

100

150

200

250

300

350

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12


Curbele clasate pentru anul 2014

Luna


59

32 27

0

50

100

150

200

250

300

350

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Curbele lunare de sarcina electrica si termica pentru anul 2014

kWel / kWth

Luna

Caracteristici, solutii Consumul termic minim este mai mare decat consumul electric minim Consum neadaptat sistemelor de microcogenerare Se dimensioneaza dupa sarcina termica minima, puterea instalata electrica rezulta Integrare hidraulica de tip serie Solutie: 20 kWel/40 kWth Setare: urmarire sarcina termica

VALEG Centru spa cu piscina si saune C r e a t i v e S o l u t i o n s

Caracteristici, solutii Consumul termic minim este aproximativ egal cu consumul electric minim Consum neadaptat sistemelor de microcogenerare Se dimensioneaza dupa sarcina termica minima, puterea instalata electrica rezulta

Potential pentru instalare chiller cu ab(d)sorbtie, daca are sistem centralizat de racire Integrare hidraulica de tip serie Solutie: 33 kWel/72 kWth Setare: urmarire sarcina electrica

50 46

124

71

0

100

200

300

400

500

600

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

kWel / kWth

Curbele lunare de sarcina pentru anul 2014

Luna

78 47 46 45

36 74 71

0

100

200

300

400

500

600

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Luna

kWel / kWth


VALEG Ansamblu imobiliar nou fara piscina C r e a t i v e S o l u t i o n s

Caracteristici, solutii Consumul termic minim este foarte mic comparat cu consumul electric minim Se dimensioneaza dupa? Discutie… Setare: urmarire sarcina… ? Discutie….

81 74 69

24 8 5

0

50

100

150

200

250

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Luna

kWel / kWth


5

24

0

50

100

150

200

250

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Luna

kWel / kWth

Curbele de sarcina pentru anul 2013

VALEG Spital Bucuresti C r e a t i v e S o l u t i o n s

Caracteristici, solutii Consumul termic minim este mai mare decat dublul consumului electric minim Consum adaptat sistemelor de microcogenerare Se dimensioneaza dupa sarcina electrica minima, puterea instalata termica rezulta Integrare hidraulica de tip serie cu acumulator de caldura Setare: urmarire sarcina electrica

10.7 9.7

24 23

0.0

20.0

40.0

60.0

80.0

100.0

120.0

140.0

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12


Luna


Curbele clasate

10.0 25.0 25.0

0.0

20.0

40.0

60.0

80.0

100.0

120.0

140.0

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12


kWel / kWth

Luna

VALEG Scara de bloc vechi C r e a t i v e S o l u t i o n s

VALEG Centre spa cu piscina si saune C r e a t i v e S o l u t i o n s

Caracteristici, solutii Consumul termic minim este mai mic decat consumul electric minim Consum neadaptat sistemelor de microcogenerare, insa puterea mare consumata face site-ul interesant Se dimensioneaza dupa sarcina termica minima, puterea instalata electrica rezulta Integrare hidraulica de tip paralel Setare: urmarire sarcina termica

406 345 335 335

309

261 261

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1,000

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Luna

kWel / kWth


335 309 361

261

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1,000

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

kWel / kWth

Curbele lunare de sarcina pentru anul 2014

Luna

VALEG Centrala termica de termoficare C r e a t i v e S o l u t i o n s

Caracteristici, solutii Consumul termic minim este de 24 de ori mai mare decat consumul electric minim Consum neadaptat sistemelor de microcogenerare, insa puterea mare consumata face site-ul interesant Se poate instala un sistem de microcogenerare de 50 kWel/90 kWh si o pompa de caldura de 160 kWth (care la un COP=4 are un consum de 40 kWel) Se dimensioneaza dupa sarcina termica minima, puterea instalata electrica rezulta Integrare hidraulica de tip serie, cu preincalzirea apei din reteaua publica inainte de a intra in sistemul de cogenerare Setare: urmarire sarcina termica

54 20 12 12

312 289

0

200

400

600

800

1,000

1,200

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12


kWel / kWth

289 312

53 12 53

0

200

400

600

800

1,000

1,200

Ian Feb Mar Apr Mai Iun Iul Aug Sep Oct Nov Dec

kWel / kWth

Curbele clasate electrica si termica

Metodologie de dezvoltare

a unui proiect de

(micro)cogenerare

VALEG Centrala termica de termoficare C r e a t i v e S o l u t i o n s

1. Evaluarea site-ului

2. Dimensionarea sistemului de microcogenerare

3. Conectarea, din punct de vedere electric, a sistemului de microcogenerare

VALEG Avem o oportunitate cum procedam ? C r e a t i v e S o l u t i o n s

1. Exista, in locatie, consum simultan de energie electrica si termica/frig ?

Care este durata perioadei de consum simultan (8.760 ore, <7.000 ore (80%),…, <5.000 ore (57%)?

S-ar putea consuma energie termica si vara (de exemplu pentru a produce frig) ?

2. Costul a 1 MWh electric raportat la costul a 1 MWh inglobat in gaz >4/> 3?

Costul a 1 MWh electric trece de 80 Euro ?

Costul a 1 MWh in gaz este sub 30 Euro/MWh?

3. Are factura de energie (electricitate+energie termica/gaz) are o pondere importanta in costurile

produselor/serviciilor furnizate de client ?

4. Cazanul utilizat pentru a produce caldura, este vechi, cu randament <85%?

5. Este planificata o extensie a capacitatii de productie ?

6. Este planificata o reparatie capitala a activului (cladire, fabrica, …) ?

DACA RASPUNDETI CU DA LA CEL PUTIN 4 INTREBARI,

MERITA SA EVALUATI IMPACTUL CONSTRUIRII UNEI

CENTRALE DE MICROCOGENERARE !

VALEG Lista de verificare, preliminara C r e a t i v e S o l u t i o n s

VALEG Comparatie pret e.e. vs. pret gaz. C r e a t i v e S o l u t i o n s

94.0%

2.0% 4.0%

0.0%

20.0%

40.0%

60.0%

80.0%

100.0%

120.0%

Pierdere

Acciza

Pret gaz

Structura pretului electricitatii produse in cogenerare

Pret total 0,111 lei/kWh Factur

a furnizo

r de gaz 12.7%

29.80%

39.9%

2.9% 2.3% 3.1%

6.8% 0.5%

2.2%

0.00%

20.00%

40.00%

60.00%

80.00%

100.00%

120.00%

Taxa de cogenerare

Acciza

Certificate Verzi

Servicii de sistem

Tarif de introducerein retea (TG)Tarif de extrageredin retea (TL)Tarif de distributiee.e.Pretul pierderilor+profit furnizorPretul energiei utile

Structura pretului electricitatii cumparate de la retea . Pret total 0,4532 lei/kWh

Factura furnizor electricitate

Din grafice rezulta ca: 1. Energia electrica ajunge la consumatorul final “insotita” de multe taxe si tarife care ii cresc pretul pentru acesta 2. Peste 50% din aceste taxe si tarife se elimina daca energia electrica ar fi produsa local 3. Energia continuta in gazul natural este “insotita” de, semnificativ, mai putine taxe si tarife 4. Raportul dintre costul e.e. si costul GN, pentru cons. final, poate ajunge la 3 sau chiar 4 (3,3 in cazul prezentat)

Rezulta că ar fi util dacă, utilizând gazul disponibil în locație, am putea produce energie electrică.

O astfel de soluție este cogenerarea de înaltă eficiență!

Aceste taxe nu se mai platesc in cazul folosirii a energiei electrice

produse de cogenerare

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

Ian Feb Mar Apr Mai Iun Iul Aug Sep Oct Nov DeckW

Consumul lunar de caldura Consumul lunar de electricitate

Curbele de sarcina pentru un consumator ipotetic

VALEG Cum se dimensioneaza ? C r e a t i v e S o l u t i o n s

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900




Niciodata !

Pierderi datorita supradimensionarii Caldura in exces este disipata in atmosfera


0

100

200

300

400

500

600

700

800

900





In anumite cazuri


0

100

200

300

400

500

600

700

800

900





Recomandat


0

100

200

300

400

500

600

700

800

900


Niciodata !

In anumite cazuri

Recomandat

Consumul lunar de electricitate Consumul lunar de caldura Puterea instalata care nu produce pierderi

Pentru a fi eficient, din punct de vedere economic, un sistem de microcogenerare trebuie proiectat pentru a functiona o perioada cat mai lunga de timp/an (ideal 8.760 ore/an, uzual 8000 ore/an, dar nu mai putin de 5.000 – 6.000 ore/an).

In consecinta:

1. Puterea instalata trebuie sa fie 90% - 95% din minimul puterii consumate electrice sau

termice.

2. In exemplul din grafic, sistemul de microcogenerare va avea o putere instalata capabila

sa livreze aproximativ 200 kW termici si 100 kW electrici.

3. In lunile in care puterea electrica instalata este depasita, se importa energie electrica de

la sistem

4. In lunile in care puterea termica instalata este depasita, se utilizeaza cazanele de varf


Rezervor de stocare a apei calde menajere.

Capacitate 4*3 mc = 12 mc

Reteaua de Joasa Tensiune (JT) a proprietatii /cladirii

Reteaua electrica a distribuitorului local

Contoar de en. electrica cumparata PLATESC

100 – 110 € /MWh

Contoar de energie electrica vanduta PRIMESC

55 – 66 €/MWh + 38 € /MWh bonus =

93 – 104 € /MWh

NU !!! Produc ieftin Vand ieftin Cumpar scump

PIERDERE !!!

PIERD 6 – 7 €/MWh

Spre circuitul de a.c.m. al proprietatii Apa calda

VALEG Cum NU se conecteaza d.p.v. electric? C r e a t i v e S o l u t i o n s

Rezervor de stocare a apei calde menajere.

Capacitate 4*3 mc = 12 mc

Reteaua de JT a proprietatii /cladirii


Contoar de energie electrica cumparata de la furnizor

100 – 110 Euro/MWh

Contoar de energie electrica produsa local, pentru nevoile proprii

50 – 60 €/MWh

Limita de jurisdictie/proprietate din punct de vedere electric

DA !!! Produc ieftin Consum ieftin

Economisesc 40 - 50 € la fiecare MWh produs in microcogenerare

Doar pentru varfurile

de sarcina

Contoar de energie electrica ce masoara consumul

locatiei

Apa calda Spre circuitul de a.c.m. al proprietatii

VALEG Cum se conecteaza d.p.v. electric? C r e a t i v e S o l u t i o n s

C O G E N

A C U C M A U L L D A U T R O A R

C A Z A N

C A A P L A D A

CIRCUITE DE REGLARE

Conectarea “in paralel” cu celelalte surse de caldura

VALEG Cum se conecteaza d.p.v. hidraulic? C r e a t i v e S o l u t i o n s

C O G E N

A C U C M A U L L D A U T R O A R

C A Z A N

C A A P L A D A

CIRCUITE DE REGLARE

Conectarea “in serie” cu celelalte surse de caldura

VALEG Cum se conecteaza d.p.v. hidraulic? C r e a t i v e S o l u t i o n s

Combustibil

Electricitate

Caldura

Energie mecanica

CO2

Frig

VALEG ”Produse” secundare utile C r e a t i v e S o l u t i o n s

Sursa

de

energie

Consumatori de

energie

Alte

idei ?

VALEG Organizatii active in promovarea cogenerarii C r e a t i v e S o l u t i o n s

Cogen Europe: www.cogeneurope.eu

Delta Energy and Environment: http://www.delta-ee.com

Cogeneration Observatory and Dissemination Europe: http://www.code2-project.eu/about/

Energy Saving Trust: http://www.energysavingtrust.org.uk/domestic/micro-chp

How the UK supports the use of combined heat and power: https://www.gov.uk/combined-heat-and-power#page-navigation

Carti/manuale despre (micro)cogenerare: https://www.aeeprograms.com/store/

RoSEFF: https://www.seff.ro/

Fondul Român pentru Eficienţa Energiei : http://www.free.org.ro/

Autoritatea Nationala de Reglementare in domeniul Energiei: www.anre.ro

http://www.cogeneurope.eu/

http://www.delta-ee.com/



http://www.code2-project.eu/about/



http://www.energysavingtrust.org.uk/domestic/micro-chp



https://www.gov.uk/combined-heat-and-power









https://www.aeeprograms.com/store/

https://www.seff.ro/

http://www.free.org.ro/

http://www.anre.ro/

Studiu de caz

VALEG .


Dynamic Gym and Spa Caransebes

Suprafata utila: aprox. 1.000 mp

Volumul piscinei: 300 mc

Consumatori electrici: pompe,

ventilatoare, CTA, iluminat

Consumatori termici: piscina,

jacuzzi, a.c.m., incalzire

VALEG Studiu de caz .


Sistemul de cogenerare, propus, are urmatoarele caracteristici: Tipul/Producatorul echipamentului: Combustibilul utilizat: gaz natural, propan sau butan Puterea electrica instalata: 20 kWel, cu modulatie, pana la 50 % din nominal

Randamentul electric: 32% Puterea termica instalata: 40 kWel, cu modulatie, pana la 62,5 % din nominal

Randamentul termic: 64 % Temperatura maxima pe retur, la circuitul de racire a motorului: 75 grade C Nivelul de zgomot: mai mic de 49 dB(A). Nivelul emisiilor: NOx < 100 mg/Nmc, CO < 50 mg/Nmc Dimensiunile: 1.250 x 750 x 1.110 mm Masa: aprox. 750 Kg Intervalul intre doua operatii de intretinere: max. 6.000 ore de functionare

Deoarece echipamentul propus a fi utilizat este inclus in Lista Eligibila de Masuri si Echipamente (LEME), a RoSEFF , un procent de 10% din valoarea investitiei poate fi finantata, sub forma de grant (imprumut nerambursabil), de catre RoSEFF. RoSEFF (www.seff.ro) este un program de sprijin pentru investitii in cresterea eficientei energetice finantat de BERD.

VALEG Studiu de caz. Solutia. .


http://www.seff.ro/

Unitatea de cogenerare

Panoul electric si de automatizare

Distribuitorul de caldura

Bazinul de stocare/Acumulatorul de caldura



Turul locatiei

Returul locatiei



Energy Meter



Apa calda Rezervor de

stocare/Acumulator de caldura

Spre consumatorii din locatie

Reteaua de Joasa Tensiune (JT) a proprietatii /cladirii


Contoar de energie electrica cumparata de la furnizor

109 Euro/MWh

Contoar de energie electrica produsa local, pentru nevoile proprii

54 €/MWh

Limita de jurisdictie/proprietate din punct de vedere electric

DA !!! Produc ieftin Consum ieftin

Economisesc 40 - 50 € la fiecare MWh produs in cogenerare

Doar pentru varfurile

de sarcina



First message Total hours

Hours run

Total stops

Hours/Start

Elec. Prod

Heat prod

Fuel Cons

Elec sold

Site elec. cons (meas)

2014-01-02 10:14 715 653 82 7,0 13.089 25.887 45.019 0 15.234

2014-02-01 06:47 665 574 135 4,0 11.259 22.369 38.863 0 15.946

2014-03-01 12:27 717 666 177 3,0 12.176 24.583 42.549 0 15.234

2014-04-01 00:10 719 658 295 2,0 11.681 23.709 41.001 0 15.234

2014-05-01 00:00 730 626 323 1,0 10.093 21.031 36.102 0 12.464

2014-06-01 02:53 711 635 143 4,0 9.149 19.769 33.591 0 10.978

2014-07-01 01:12 739 694 88 7,0 9.746 21.221 35.988 0 11.068

2014-08-01 03:26 740 691 123 5,0 10.128 21.765 37.038 0 11.943

2014-09-01 08:53 740 691 123 5,0 10.128 21.765 37.038 0 11.943

2014-10-30 08:38 740 691 123 5,0 10.128 21.765 37.038 0 11.943

2014-11-01 00:01 714 692 89 7,0 11.862 24.356 41.977 0 14.382

2014-12-01 05:47 743 714 104 6,0 13.054 26.365 45.626 0 16.160

TOTALURI MEDII 2014 8.673 7.985 1.805 56 132.493 274.585 471.830 0 162.529

VALEG Studiu de caz. Statistici. .


P med prod P med cons 𝛈 (%) medii lunare First message Running

hours Electric (kWel)

Termic (kWth)

Cogen factor

In gaz (kW)

Electrica (CHP+

grid

Prod e.e. /Cons site

Electric Termic Total

2014-01-02 10:14 91,3% 20,04 39,64 0,51 68,9 23,3 85,9% 32,0% 62,1% 94,1%

2014-02-01 06:47 86,3% 19,61 38,97 0,50 67,7 27,8 70,6% 31,9% 62,2% 94,0%

2014-03-01 12:27 92,9% 18,28 36,91 0,50 63,9 22,9 79,9% 31,5% 62,4% 93,9%

2014-04-01 00:10 91,5% 17,75 36,03 0,49 62,3 23,2 76,7% 31,3% 62,5% 93,8%

2014-05-01 00:00 85,8% 16,12 33,60 0,48 57,7 19,9 81,0% 30,8% 62,9% 93,7%

2014-06-01 02:53 89,3% 14,41 31,13 0,46 52,9 17,3 83,3% 30,0% 63,6% 93,5%

2014-07-01 01:12 93,9% 14,04 30,58 0,46 51,9 15,9 88,1% 29,8% 63,7% 93,5%

2014-08-01 03:26 93,4% 14,66 31,50 0,47 53,6 17,3 84,8% 30,1% 63,5% 93,5%

2014-09-01 08:53 93,4% 14,66 31,50 0,47 53,6 17,3 84,8% 30,1% 63,5% 93,5%

2014-10-30 08:38 93,4% 14,66 31,50 0,47 53,6 17,3 84,8% 30,1% 63,5% 93,5%

2014-11-01 00:01 96,9% 17,14 35,20 0,49 60,7 20,8 82,5% 31,1% 62,7% 93,7%

2014-12-01 05:47 96,1% 18,28 36,93 0,50 63,9 22,6 80,8% 31,5% 62,4% 93,9%

TOTALURI MEDII 2014 92,1% 16,59 34,39 0,48 59,1 20,4 81,5% 30,9% 62,9% 93,7%



0

20

40

60

80

100

120

140

Ian Feb Mar Apr May Iun Iul Aug Sept Oct Nov Dec

E.e de la retea (kW)

E.e de la cogenerare (kW)

Consum GN (kW)

Profilul de consum al locatiei, anul 2014

0

2,000

4,000

6,000

8,000

10,000

12,000

14,000

Ian Feb Mar Apr May Iun Iul Aug Sept Oct Nov Dec

Factura GN+e.e fara cogen. (lei/luna)

Costul GN ptr. cogen+pret ment.(lei/luna)

Total economie lunara (lei/luna)

Costuri si economii la Caransebes, anul 2014



Partea cea mai dificila a fost sa convingem clientul sa renunte la o

solutie de 75 kWel – 100 kWel

Dificultati mari cu obtinerea ATR-ului de catre client

Primele 2-3 luni au fost dificile (curba de invatare)

Statisticile obtinute confirma justetea solutiei (20 kWel/40 kWth)

Operarea si mentenanta sunt facute de client fara probleme

VALEG Studiu de caz. Experienta si concluzii. .


VALEG Hotel in Cluj-Napoca .


1. Conceptul de “cogenerare”

2. Bune practici europene

6. Beneficiile cogenerării, față de generarea separată (Cogenerarea vs. cazan+e.e. de la rețea)

7. Tipuri de clienți (industrii) “buni” pentru cogenerare

8. Dimensionarea. Cum proiectăm un sistem de cogenerare?

9. Conectarea. Cum conectam un sistem de cogenerare?

10.Studiu de caz

VALEG Recapitularea principalelor informații. .


Cresterea eficientei energetice a cladirilor publice prin...

Documents

Transcript of Cresterea eficientei energetice a cladirilor publice prin...