In de energiewereld zijn er verschillende manieren om elektriciteit op te wekken. Het kan gebruikt worden fossiele brandstoffen (olie, kolen, aardgas ...) om op vele manieren elektrische energie te produceren. Het probleem bij het gebruik ervan is de vervuiling die ze op de planeet veroorzaken en dat het na verloop van tijd onuitputtelijke hulpbronnen zijn. Er kan ook energie door worden geproduceerd hernieuwbare bronnen (zon, wind, geothermie, hydraulisch ...) en op die manier zouden we het milieu niet schaden en zijn het onuitputtelijke bronnen.

Wat we wel duidelijk hebben als het gaat om het produceren van energie, uit welke bron dan ook, is dat we het moeten hebben energie-efficiëntie. Op deze manier profiteren we van weinig middelen en kunnen we voldoende energie en kwaliteit opwekken. Een hoogrendementsysteem dat tegenwoordig wordt gebruikt voor energieopwekking is Warmtekrachtkoppeling.

Wat is warmtekrachtkoppeling?

Welnu, warmtekrachtkoppeling is een zeer efficiënt energieproductiesysteem, aangezien tegelijkertijd tijdens het opwekkingsproces elektrische energie en thermische energie tegelijkertijd van de primaire energie. Deze primaire energie wordt meestal verkregen door verbranding van fossiele brandstoffen zoals gas of olie.

Voordelen van warmtekrachtkoppeling

Het voordeel van warmtekrachtkoppeling, afgezien van zijn hoge energie-efficiëntie, is dat zowel de opgewekte warmte als de elektrische energie in één proces kunnen worden gebruikt. Op de conventionele manier zou een energiecentrale nodig zijn voor de opwekking van elektriciteit en een conventionele ketel voor de opwekking van warmte. Warmtekrachtkoppeling vindt plaats op plaatsen dicht bij het verbruikspunt, waardoor veranderingen in de elektriciteitsspanning, transport over lange afstanden en een beter gebruik van energie worden vermeden. In conventionele elektrische netwerken wordt geschat dat ze tussendoor verloren kunnen gaan 25 en 30% elektriciteit gegenereerd tijdens transport.

Een ander voordeel van de hoge energie-efficiëntie is dat als de energie van de verbrandingsuitlaatgassen wordt gebruikt voor koeling door absorptiesystemen, dit wordt genoemd Trigeneratie.

Bij conventionele elektriciteitsproductie wordt deze meestal opgewekt door een dynamo, aangedreven door een elektromotor of een turbine. Op deze manier kan het gebruik van de chemische energie van de brandstof, dat wil zeggen de thermische efficiëntie, het is slechts 25% tot 40%, omdat de rest moet worden afgevoerd in de vorm van warmte. Het WKK-systeem is echter veel efficiënter. Tijdens de generatie kunt u profiteren van 70% van de energie door de productie van warm water en / of verwarming. Zelfs in thermische centrales kan weer elektriciteit worden opgewekt door stoom onder druk te gebruiken.

Elementen van warmtekrachtkoppeling

Als we het bovenstaande analyseren, kunnen we de belangrijkste kenmerken van warmtekrachtkoppeling aangeven. Het kan profiteren van de verschillende soorten energie die worden opgewekt, zodat het een veel hoger prestatiepotentieel heeft dan een conventioneel centrum. Dit helpt ons een beetje bij duurzaamheid van het milieu. Hoewel het geen hernieuwbare energiebronnen zijn, helpt het ons om minder brandstof voor het proces te gebruiken, waardoor er minder grondstoffen worden gebruikt. Dit verlaagt ook de productiekosten en dit leidt tot een toename van het concurrentievermogen voor producenten. Ten slotte helpt het ons bij de duurzaamheid van het milieu, aangezien het lagere verbruik van fossiele brandstof, hoe minder impact op het milieu zal worden gemaakt. Door energie te produceren op plaatsen dicht bij het verbruik, bespaart het ook op grondstoffen en ruimte bij de fabricage van de infrastructuur voor het transport.

Het belangrijkste element van warmtekrachtkoppeling is de gas- of turbinemotor. Wanneer we het hebben over warmtekrachtkoppeling en de vele toepassingen ervan, beginnen we meestal met dit primaire element. Om een ​​studie uit te voeren naar de energie die wordt opgewekt met warmtekrachtkoppeling voor een bepaald type project, moet eerst de warmtebehoefte worden berekend om het type machines en de grootte te bepalen die de nodige energie kan produceren.

Het is interessant om op te merken dat deze tijdens de analyse van de behoeften van het productieproces niet beperkt moeten blijven tot het bestuderen van de huidige behoeften. Dat wil zeggen dat er in de toekomst een analyse moet worden uitgevoerd van de mogelijkheden van verandering in het gebruik van warmte die de installatie van een warmtekrachtcentrale mogelijk maken efficiënter en daarom economisch gezien winstgevender.

Elementen in een warmtekrachtcentrale

In een warmtekrachtcentrale zijn er elementen die veel voorkomen omdat ze essentieel zijn. Onder hen hebben we de volgende:

1. Het allerbelangrijkste is de primaire bron waaruit we energie zullen halen. In dit geval zijn ze afkomstig van fossiele brandstoffen zoals aardgas, diesel of stookolie.
2. Een ander heel belangrijk element is de motor. Het is verantwoordelijk voor het omzetten van thermische of chemische energie in mechanische energie. Afhankelijk van het type installatie dat er komt en het gebruik dat eraan gaat worden, vinden we motoren zoals gasturbines, stoom- of alternatieve motoren.
3. Een warmtekrachtcentrale heeft nodig een systeem om mechanische energie te benutten. Meestal is het een dynamo die energie omzet in elektrische energie. Maar er zijn ook gevallen waarin het gebruikssysteem een ​​compressor of een pomp is waarbij mechanische energie direct wordt gebruikt.

1. Je hebt ook een warmtebenutting systeem dat wordt gegenereerd. We kunnen ketels vinden die verantwoordelijk zijn voor het terugwinnen van de warmte uit de uitlaatgassen. Het kunnen ook drogers of warmtewisselaars zijn.
2. Hoewel warmtekrachtkoppeling zeer efficiënt is, is er een deel van de energie dat niet wordt gebruikt. Daarom is het nodig een koelsysteem. Omdat een deel van de thermische energie niet in de plant wordt gebruikt, moet die warmte worden afgevoerd. Hiervoor worden koeltorens gebruikt. Het kunnen gascondensors of warmtewisselaars zijn die tot doel hebben de hoeveelheid warmte die wordt verspild en die in de atmosfeer terechtkomt, tot een minimum te beperken.
3. Zowel het koelsysteem als het gebruik van opgewekte warmte vragen een waterbehandelingssysteem.
4. Er is een controle systeem om voor de faciliteiten te zorgen.
5. In de warmtekrachtcentrale mag je niet missen een elektrisch systeem waarmee de hulpapparatuur van de plant kan worden geleverd. Dat wil zeggen, de export of import van elektrische energie die nodig is om de energiebalans op peil te kunnen houden. Dit maakt het mogelijk om de installatie van stroom te voorzien in situaties van elektrische storing vanuit het externe netwerk. Op deze manier is het onmiddellijk beschikbaar wanneer de servicevoorwaarden zijn hersteld.

Zodra we de belangrijkste elementen van WKK-installaties kennen, gaan we kijken naar de verschillende soorten installaties die er zijn.

Soorten warmtekrachtkoppelingsinstallaties

• Warmtekrachtkoppelingsinstallatie voor gasmotoren. Daarin gebruiken ze als brandstof gas, diesel of stookolie. Ze zijn zeer efficiënt bij het produceren van elektrische energie, maar minder efficiënt bij het produceren van thermische energie.
• Warmtekrachtkoppelingsinstallaties voor gasturbines. In deze fabrieken wordt de brandstof verbrand een turbogenerator. Een deel van de energie wordt omgezet in mechanische energie, die met behulp van de dynamo wordt omgezet in elektrische energie. Hun elektrische prestaties zijn lager dan die van zuigermotoren, maar ze hebben het voordeel dat ze een gemakkelijke terugwinning van warmte mogelijk maken, die bijna volledig geconcentreerd is in de uitlaatgassen, die een temperatuur hebben van ongeveer 500 ºC, ideaal voor het produceren van stoom bij een terugwinning. boiler.
• Warmtekrachtcentrales met stoomturbines. In dit type installatie wordt mechanische energie geproduceerd door de uitbreiding van hogedrukstoom die afkomstig is van een conventionele ketel. Dit type gebruik van de turbine was de eerste die werd gebruikt voor warmtekrachtkoppeling. Tegenwoordig is de toepassing ervan echter beperkt gebleven als aanvulling op installaties die restbrandstoffen zoals biomassa gebruiken.
• Warmtekrachtcentrales in gecombineerde cyclus met gas- en stoomturbine. De toepassing van gas- en stoomturbines wordt genoemd "Gecombineerde cyclus".

• Warmtekrachtcentrales met gasmotor en stoomturbine. In dit type installatie wordt de warmte die wordt vastgehouden in de uitlaatgassen van de motor teruggewonnen door middel van de recuperatieketel. Hierdoor ontstaat stoom die wordt gebruikt in een stoomturbine om meer elektrische energie of mechanische energie te kunnen produceren.

Voordelen van warmtekrachtkoppeling

Zoals we hebben gezien, heeft warmtekrachtkoppeling tal van voordelen. We zetten ze op een rij op basis van de voordelen die we eruit halen.

1. Voordelen voor het land en de samenleving. We vinden een besparing op primaire energie door minder fossiele brandstoffen te gebruiken. De uitstoot van verontreinigende stoffen in de atmosfeer wordt verminderd en regionale ontwikkeling wordt gecreëerd door het scheppen van banen te bevorderen.
2. Voordelen voor de gebruiker die zich inzet voor warmtekrachtkoppeling. Meer efficiëntie en betrouwbaarheid van energieproductie. Voldoet aan milieuvoorschriften. De prijs van de elektriciteitsrekening daalt, waardoor de productiekosten dalen. Er is een hogere kwaliteit in het energieproces en daardoor wordt het concurrentievermogen vergroot.
3. Voordelen voor het elektriciteitsbedrijf dat levert. De kosten van transmissie en distributie van energie worden vermeden omdat het dichtbij de plaats van opwekking wordt verbruikt. En ze hebben een grotere planningsmarge in de elektriciteitssector.

Met dit alles hoop ik dat ik u heb kunnen informeren over wat warmtekrachtkoppeling is en dat het nuttig voor u is.