Figur 1: En kraftvarmeproduktion cyklus gør brug af den overskudsvarme, der genereres af en termodynamisk proces for at opvarme boliger, biler og andre apparater.
kraftvarmeproduktion eller kombineret varme og kraft (CHP) er produktion på stedet af elektricitet fra spildvarme. Ved produktion af elektricitet fra kul, naturgas eller atomkraft omdannes kun en brøkdel af det faktiske energiindhold, der frigives under forbrænding, til elektricitet. Resten af energien går tabt som spildvarme., I et kraftværk genvindes denne spildvarme til andre anvendelser, såsom rumopvarmning eller andre industrielle processer, der kræver varme. Derfor er CHP en effektiv proces til at genvinde energi, der ellers ville være gået tabt. På grund af denne stigning i effektivitet har kraftvarmeproduktion mange miljømæssige fordele og kan være en nøglefaktor for at reducere klimaændringerne.kraftvarmeværker giver store omkostningsbesparelser, hvilket giver yderligere konkurrenceevne til industriel og kommerciel brug ved at tilbyde overkommelig varme til indenlandske brugere., De giver klare miljømæssige fordele på grund af deres forbedrede omdannelse af energi og brug af spildvarme. Der er dog mange vejspærringer i opbygningen af sådanne planter. En faktor er de relativt høje kapitalomkostninger forbundet med sådanne anlæg, hvilket gør det ubehageligt for potentielle udviklere. Kraftvarmeværker er en trussel mod sådanne virksomheder, og der har været kendt for at være mange juridiske skænderier i udviklingen af disse planter., Ud over, distribueret generation af elektricitetskilder kan skabe stødfarer for elselskabet ved at elektrificere en del af det elektriske net, der ellers ville være slukket, når virksomheden har brug for at arbejde på den del af nettet.da fossile brændstoffer hovedsagelig anvendes som input-kilde, kan kraftvarmeproduktion ikke betragtes som en i sidste ende bæredygtig løsning på lang sigt. Det kan dog hjælpe med at bremse hastigheden af kulstofemissioner med betydelige energibesparelser gennem højere effektivitet i situationer, hvor mere bæredygtige muligheder ikke er tilgængelige eller overkommelige.,
en diskussion af nogle af fordele og ulemper ved CHP kan ses på bloggen TriplePundit her.
effektivitet
kraftværker producerer omtrent dobbelt så meget energi som spildvarme som elektricitet. Boliger opvarmes normalt med ovne og kræver også brændstof for at generere deres varme. At aflede noget af spildvarmen fra elproduktion sparer betydelige mængder penge og energi.
produktion af den tilsvarende mængde varme og elektricitet ved hjælp af et kraftvarmesystem er meget mere effektivt, da varme fra elproduktion kan anvendes med fordel., Den samlede effektivitet af et kraftvarmesystem er givet af den samlede energi, der anvendes, både elektrisk og varmeenergi, divideret med den energi, der går ind. En meget mindre del af varmen er uoprettelig, og stadig tabt som spildvarme.
Figur 2: Energi flow-diagram, der sammenligner effektiviteten af separat elproduktion og kraftvarmeproduktion. Data for effektivitet, varme-og energiefterspørgsel er eksemplarisk. Grønne pile er forbundet med nyttig energi, sorte med tab.,
Effektivitetsberegninger
en husstand har et specifikt behov for termisk energi og et effektbehov . Kraftvarmeværket har en termisk virkningsgrad og en elektrisk virkningsgrad . På grund af kombineret produktion er KRAFTVARMEEFFEKTIVITETEN summen af disse effektivitetsgevinster , hvor det samlede brændstof, der er nødvendigt for at imødekomme husets behov, er . På grund af den meget højere effektivitet i forhold til en husstand, der ikke bruger kraftvarme, er mængden af brændstof, der er nødvendigt for at imødekomme dens energibehov, meget mindre., For eksempel, hvis et hus, der bruger CHP, har en effektivitet på 90%, vil det relativt kun bruge 1/3 af det brændstof, som et hus, der kører med 30% effektivitet, ville!
Type
Skematisk visning på et net-tilsluttet boligområde kraftvarmeproduktion generation enhed
Den elektriske output behov vil bidrage til, at systemet størrelsen af kraftvarmeenhed. Typisk, Mikro-KRAFTVARME vil output mindre end 5 kilowatt (kW) og Mini-KRAFTVARMEVÆRKER vil være større end 5 kW og mindre end 500 kW., Micro-CHP systemer er normalt installeret i boliger og er varmebehov kontrolleret. Dette betyder, at de tændes, når der er behov for varme til at producere biproduktvarmen, mens der genereres elektricitet.
De forskellige typer af Mikro-KRAFTVARME-systemer omfatter for eksempel:
- Mikro-gasturbiner
- forbrændingsmotorer
- brændselsceller
- Stirling motorer
Integrere KRAFTVARMEVÆRKER i el-nettet
for At integrere et KRAFTVARME-system på nettet, det skal for det første være forbundet til en inverter til at konvertere DC elektricitet AC elektricitet., Dette gør det muligt for den genererede elektricitet at blive brugt af andre på nettet.En høj penetrationshastighed for mikro-kraftvarmesystemer i boliger har potentialet til at forårsage ustabilitet i elnettet. Dette skyldes vanskeligheden ved at forudsige, hvornår disse systemer vil generere elektricitet, da de skal producere varme i hjemmet for at opnå den elektricitet, der kræves til belastningen. I spidsbelastningstider, hvor elforbruget er højt, er der et større behov for yderligere elektricitet på elnettet end i off-peak timer.,Områder af interesse, der løser dette problem, inkluderer varmelagring, som effektivt kan få kraftvarmeproduktionen til at blive styret af elforbrug i stedet for varmebehov kontrolleret. Systemet ville generere elektricitet som krævet af nettet og opbevare overskydende varme til brug på et andet tidspunkt.
For Yderligere Læsning
For yderligere information se venligst relaterede sider nedenfor:
- Varme motor
- spildvarme
- den Anden lov om termodynamik
- Eller udforske en tilfældig side