co-trigenerare curs 12015
Post on 17-Feb-2018
222 Views
Preview:
TRANSCRIPT
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
7/23/2019 Co-trigenerare Curs 12015
http://slidepdf.com/reader/full/co-trigenerare-curs-12015 2/17
System structural components
Sistem de Trigenerare pentru Alimentarea cu Energie Termica si Electrica a unei case
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
7/23/2019 Co-trigenerare Curs 12015
http://slidepdf.com/reader/full/co-trigenerare-curs-12015 3/17
Sistem de Trigenerare pentru Alimentarea cu Energie Termica si Electrica a unei case
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
7/23/2019 Co-trigenerare Curs 12015
http://slidepdf.com/reader/full/co-trigenerare-curs-12015 4/17
Sistem de Trigenerare pentru Alimentarea cu Energie Termica si Electrica a unei case
4
7/23/2019 Co-trigenerare Curs 12015
http://slidepdf.com/reader/full/co-trigenerare-curs-12015 5/17
Sistem de Trigenerare pentru Alimentarea cu Energie Termica si Electrica a unei case
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 ≥
7/23/2019 Co-trigenerare Curs 12015
http://slidepdf.com/reader/full/co-trigenerare-curs-12015 6/17
Sistem de Trigenerare pentru Alimentarea cu Energie Termica si Electrica a unei case
#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
!
7/23/2019 Co-trigenerare Curs 12015
http://slidepdf.com/reader/full/co-trigenerare-curs-12015 7/17
Sistem de Trigenerare pentru Alimentarea cu Energie Termica si Electrica a unei case
)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%
"
7/23/2019 Co-trigenerare Curs 12015
http://slidepdf.com/reader/full/co-trigenerare-curs-12015 8/17
Sistem de Trigenerare pentru Alimentarea cu Energie Termica si Electrica a unei case
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 $n raport cu Soarele i cu direc%ia dominantă de circula%ie aaerului/ pot aoriza creterea sau/ dimpotriă determina diminuarea radia%iei solaredirecte.
D
7/23/2019 Co-trigenerare Curs 12015
http://slidepdf.com/reader/full/co-trigenerare-curs-12015 9/17
Sistem de Trigenerare pentru Alimentarea cu Energie Termica si Electrica a unei case
)nclinarea optima (sau ungi de înclinare$ 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
7/23/2019 Co-trigenerare Curs 12015
http://slidepdf.com/reader/full/co-trigenerare-curs-12015 10/17
Sistem de Trigenerare pentru Alimentarea cu Energie Termica si Electrica a unei case
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
7/23/2019 Co-trigenerare Curs 12015
http://slidepdf.com/reader/full/co-trigenerare-curs-12015 11/17
Sistem de Trigenerare pentru Alimentarea cu Energie Termica si Electrica a unei case
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
7/23/2019 Co-trigenerare Curs 12015
http://slidepdf.com/reader/full/co-trigenerare-curs-12015 12/17
Sistem de Trigenerare pentru Alimentarea cu Energie Termica si Electrica a unei case
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
7/23/2019 Co-trigenerare Curs 12015
http://slidepdf.com/reader/full/co-trigenerare-curs-12015 13/17
Sistem de Trigenerare pentru Alimentarea cu Energie Termica si Electrica a unei case
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
7/23/2019 Co-trigenerare Curs 12015
http://slidepdf.com/reader/full/co-trigenerare-curs-12015 14/17
Sistem de Trigenerare pentru Alimentarea cu Energie Termica si Electrica a unei case
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 $n care este posibil/ este eectuată prin sisteme decoenerare care sunt capabile să producă simultan enerie electrică/ căldură i deasemenea/ sa condiQioneze aerul. 6ceste sisteme combinate de enerie pot numite sisteme de trienerare/ care reprezintă o producQie combinată de enerieelectrică/ căldură i ri.
14
7/23/2019 Co-trigenerare Curs 12015
http://slidepdf.com/reader/full/co-trigenerare-curs-12015 15/17
Sistem de Trigenerare pentru Alimentarea cu Energie Termica si Electrica a unei case
Conceptul de trienerare este o e,tensie a conceptului C*# prin adăuarea unuiechipament de producere a riului pentru perioada de ara . n conormitate cu$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/ $ntre B i 1BBB medie trienerare/ intre 1BBB i ma,im 1B 8
Lmare trienerare.
3.3.1 Indicatorii de perorman4 ale sistemelor de producere aenergiilor
Productia separata SP
• F
H H
Q
Q EFF =
• M H
M
F
H
F P
W
E
Q
W
Q
Q
Q
E EFF ==
• H H
P
H SHP
EFF
Q
EFF
E
Q E EFF
+
+=
Productia in cogenerare
5#cienta globala a sistemului
F
H CHP
Q
Q E EFF
+=
5#cienta utiliarii combustibilului
H
H F
EFF
E FUE
−
=
Procentul de combustibil sal$at
H22 ×
+−=
Href
H
Eref
F
Q E
Q PES
η η
,> ,+
,22
I&
))
CI&
,22
3.3.2 Te*noogii de cogenerare
1
7/23/2019 Co-trigenerare Curs 12015
http://slidepdf.com/reader/full/co-trigenerare-curs-12015 16/17
Sistem de Trigenerare pentru Alimentarea cu Energie Termica si Electrica a unei case
: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!
7/23/2019 Co-trigenerare Curs 12015
http://slidepdf.com/reader/full/co-trigenerare-curs-12015 17/17
Sistem de Trigenerare pentru Alimentarea cu Energie Termica si Electrica a unei case
1"
top related