Kombinirani toplotni in električni sistemi (CHP) so ena najnovejših ogrevalnih tehnologij, pri teh pa je zanimivo, da ne proizvajajo samo toplote, temveč tudi elektriko. V intervjuju strokovnjak za preverjanje stroškov podrobno razloži, koliko lahko stane kombinirana enota za ogrevanje in električno energijo za enodružinski dom.
Vprašanje: Kako dejansko delujejo blokovske termoelektrarne?
Strokovnjak za preverjanje stroškov: V bistvu je odvisno od vrste SPTE enote:
- Sistemi notranjega zgorevanja
- Sistemi s Stirlingovim motorjem
- Grelniki gorivnih celic
"Tipične" blokovske termoelektrarne so sistemi z notranjim zgorevanjem. Sestavljeni so iz motorja in generatorja ter grelne enote.
Uporabite lahko kurilno olje, zemeljski plin ali tekoči plin - odvisno od različice SPTE enote. Goriva poganjajo motor, ki prek generatorja proizvaja elektriko. Nastala odpadna toplota se zajame, preden se izgubi in da na razpolago ogrevalnemu krogotoku ali dovede v rezervoar.
Takšni sistemi proizvajajo elektriko in toploto v razmerju približno 1: 3, tj. Za 1 kWh električne energije je približno 3 kWh toplotne energije.
Stirlingovi motorji delujejo po drugačnem principu: tu toplota zunanjega vira toplote premakne bat gor in dol. Gibanje bata navzgor in navzdol se uporablja za pogon generatorja, ki nato proizvaja elektriko.
Toploto, ki nastane z zunanjim zgorevanjem, lahko nato pozneje uporabimo v ogrevalnem krogu za ogrevanje prostorov in toplo vodo.
Namesto posameznih Stirlingovih motorjev se danes običajno uporabljajo tako imenovani linearni motorji, ki imajo posebno visoko stopnjo učinkovitosti pri proizvodnji toplote.
Posebna prednost Stirlingovih sistemov motorjev je, da lahko uporabljajo kateri koli vir toplote. Ni nujno, da gre za fosilna goriva, kot je to pri sistemih z notranjim zgorevanjem - tukaj lahko kot energent uporabimo tudi poceni biomaso in nevtralizirano CO2 (peleti, sekanci). Celo toplotno energijo sonca (sončno toplotno energijo) je mogoče ustvariti v Stirlingovih sistemih za kombinirano proizvodnjo toplote in električne energije. Druga prednost Stirlingovih sistemov je zelo tekoče delovanje in visoka učinkovitost celotnega sistema v smislu rekuperacije toplote. Nasprotno pa je učinkovitost pri proizvodnji električne energije precej slaba in znaša le 10% - 20%.
Najnovejši razvoj na področju SPTE je ogrevanje na gorivne celice. Proizvaja tudi ogrevanje in elektriko.
Če na vodo dobimo dovolj visoko napetost, se ta razgradi v vodik in kisik (zgodovinska naprava za to se imenuje "Hoffmannova naprava za razgradnjo vode"). Gorivna celica ta proces natančno obrne: vodik in kisik se srečata - to sprošča toploto, električno energijo in vodo.
Vodik se pridobiva iz zemeljskega plina
V tem primeru se potreben vodik pridobi iz povezave zemeljskega plina. Pri majhnih sistemih se to običajno zgodi zunaj gorivne celice - takšni sistemi se imenujejo tudi nizkotemperaturne gorivne celice. Razlog za to je zelo preprost: če vodik nastaja iz zemeljskega plina v gorivni celici, kot je to običajno v velikih sistemih, nastanejo izredno visoke temperature. To je lahko v nekaterih primerih tudi nevarno.
Sistemi ogrevanja na gorivne celice imajo najvišjo učinkovitost med vsemi SPTE in so razmeroma preprosti in zelo ugodni sistemi. Po potrebi jih je mogoče upravljati tudi z bioplinom, so zelo tihi in izjemno nizko vzdrževani. Ogrevanje gorivnih celic je skoraj popolnoma brez emisij.
Ker vsi sistemi SPTE zagotavljajo samo konstantno moč, vendar lahko le težko pokrijejo največjo moč, so običajno povezani s kondenzacijskimi kotli, ki nato zagotavljajo dodatno ogrevalno energijo, kadar obstaja velika potreba po toploti. To povečuje tudi stroške kombiniranih toplotnih in elektrarn.
Vprašanje: Kaj na splošno stanejo kombinirane toplotne in elektrarne?
Strokovnjak za preverjanje stroškov: Splošnega odgovora na to ni - vedno je odvisno od vrste sistema in storitve, ki jo zagotavlja.
Načeloma pa lahko domnevate, da sistemi trenutno stanejo najmanj 15.000 EUR . Večina sistemov stane med 20.000 in 30.000 EUR .
Te cene veljajo za enodružinske in dvostanovanjske hiše; za večdružinske hiše ali večstanovanjske hiše so stroški bistveno višji.
Po drugi strani pa še vedno obstajajo visoke subvencije in ob pravilnem dimenzioniranju in ugodnih pogojih visoki možni prihranki pri stroških ogrevanja in stroških električne energije. V mnogih primerih se nakup kljub visokim stroškom dolgoročno splača.
Majhen primer stroškov iz prakse
V naši hiši je nameščen majhen sistem z Stirlingovim motorjem.
| Objavi | cena |
|---|---|
| Obrat za mikro-SPTE | 17.600 EUR |
| Namestitev | 4.500 EUR |
| Povezava na električno omrežje (za vstopne tarife) | 1.500 EUR |
| Skupni stroški | 22.000 EUR |
| napredovanje | minus 1.900 EUR |
| lastni stroški | 20.100 EUR |
Seveda je to le en primer stroškov za določeno napravo, ki se uporablja v določenem okolju. Stroški se lahko tudi v drugih primerih bistveno razlikujejo.
Subvencije, ki izhajajo iz tekočih operacij, se ne upoštevajo: KfW subvencionira vsako kWh, ustvarjeno za sistem, s 5,41 centa / kWh v 10 letih. Poleg tega obstajajo tudi druge subvencije, na primer neveljavni davek na energijo.
Vprašanje: Od česa so na splošno odvisni stroški kombinirane toplotne in električne enote?
Strokovnjak za preverjanje stroškov: Seveda veliko dejavnikov igra vlogo pri stroških nabave:
- kateri sistem se uporablja
- kako velik je sistem
- ali se uporablja odlagalni rezervoar
- ali je sistem povezan z javnim omrežjem, tako da je mogoče oblikovati vstopne tarife
- kateri sistemi največje obremenitve so še vedno lahko nameščeni
- katere subvencije je mogoče dobiti za posamezni sistem
Vse te dejavnike je treba upoštevati pri poskusu ocene začetnih stroškov.
Praviloma je priporočljivo imeti sistem, ki je posebej zasnovan in dimenzioniran za vašo hišo, saj je velikost sistema zelo pomembna za stroške sistema.
Praviloma bo treba izdelati tudi profil obremenitve, ki bo pokazal, katere potrebe po energiji obstajajo v določenem času. Le tako lahko pravilno ocenite, katera velikost sistema je najbolje uporabljena in kateri dodatni ogrevalni sistem je treba namestiti s katero močjo.
Vprašanje: Kaj pa stroški ogrevanja s takšnimi sistemi - se splačajo?
Kombinirana toplotna in elektrarna se običajno obrestuje
Strokovnjak za preverjanje stroškov: Tudi tu morate seveda vedno oceniti posamezen primer - na splošno obstaja vsaj možnost, da so takšni sistemi očitno donosni in se stroški nabave pogosto amortizirajo v nekaj letih.
Vsekakor je predpogoj za smiselno uporabo čim bolj uravnotežena porazdelitev obremenitve in ustrezna dimenzioniranje sistema.
Poleg tega SPTE enota proizvaja elektriko samo, kadar je potrebna toplota. Ker pa je izkoristek SPTE vedno največji, kadar neprekinjeno deluje, ga je zaradi učinkovitosti treba načrtovati za čim daljši čas obremenitve sistema. To pogosto storimo s pomočjo vmesnih rezervoarjev, ki absorbirajo proizvedeno toplotno energijo, kadar ta ni potrebna. Nato lahko iz rezervoarja za shranjevanje črpamo toplotno energijo za ogrevanje ali potrebno toplo vodo.
V bistvu, dlje kot deluje kombinirana toplotna in elektrarna, bolj se splača. .
V idealnem primeru bi morali električno energijo porabiti sami - zaradi nizke dovodne tarife se napajanje v javno omrežje danes pogosto finančno ne splača.
Dovolj veliki sistemi za shranjevanje električne energije lahko pomagajo zagotoviti uporabo lastne električne energije tudi v času konic in tako postanejo v veliki meri neodvisni od dobavitelja električne energije. Vendar včasih še vedno visoki stroški za shranjevanje električne energije zahtevajo zelo natančno načrtovanje vnaprej, da ne zapravimo nepotrebnih stroškov.
Poleg tega je treba v izračun dobičkonosnosti vključiti tudi tekoče subvencije (5,41 centa / kWh za 10 let) in davčne olajšave za lastnike SPTE.
Vprašanje: Kakšne tekoče stroške morate izračunati s SPTE?
Strokovnjak za preverjanje stroškov: tekoči stroški so pogosto podcenjeni in se pogosto ne upoštevajo pri izračunu donosnosti.
Praviloma znašajo stroški vzdrževanja večine sistemov z notranjim zgorevanjem v povprečju približno 3 cente / kWh . S pogostim kolesarjenjem (samodejni vklop in izklop sistema) so lahko tudi stroški višji; pozneje, ko se sistem postara, je treba zaradi velikega števila gibljivih delov upoštevati večje stroške vzdrževanja in servisiranja.
Upoštevati je treba, da morate za številne donacije predložiti tudi pogodbo o popolnem vzdrževanju za najmanj 10 let. Stroški takšnih vzdrževalnih pogodb so takrat višji, običajno približno 5 centov / kWh .
Te stroške je zato treba v vsakem primeru upoštevati, pa tudi stroške popravil, rezervnih delov in potrebno splošno prenovo sistema po določenem številu obratovalnih ur.
Pri drugih vrstah sistemov so stroški vzdrževanja pogosto bistveno nižji - grelec na gorivne celice je na primer relativno enostavno vzdrževati.
Vprašanje: Ali je ogrevalni sistem na gorivne celice donosnejši od drugih SPTE naprav?
Strokovnjak za preverjanje stroškov: Na Japonskem je ogrevanje na gorivne celice že vrsto let ena izmed najbolj priljubljenih možnosti ogrevanja, vendar iz njega ni mogoče izpeljati posebne donosnosti.
Načeloma velja tudi za ogrevanje gorivnih celic, da se splača le, če je dovolj velika potreba po toploti čim bolj konstantna in poraba električne energije v gospodinjstvu ni prenizka.
Čim manj in več občasne toplote je potrebno, tem slabše je videti z donosnostjo ogrevanja gorivnih celic. Če je poraba električne energije tako nizka, da je treba velik del proizvedene električne energije dovajati v javno omrežje, so možnosti amortizacije izredno slabe.
Ogrevanje gorivnih celic je zelo napreden in resnično ekološki sistem ogrevanja, vendar je vnaprej izračun donosnosti nujno potreben in neizogiben. V mnogih gospodinjstvih se tudi ta oblika SPTE s svojo visoko učinkovitostjo ne bo mogla amortizirati. To je mogoče le pod ustreznimi pogoji.
V drugih primerih pa lahko ogrevanje gorivnih celic znatno prihrani in se v nekaj letih povrne.
