deze post is voor iedereen die zich ooit heeft afgevraagd wat een WKK-installatie is of hoe deze werkt.
ook bekend als warmtekrachtkoppeling (WKK), de term warmtekrachtkoppeling beschrijft de gelijktijdige opwekking van elektrische energie en bruikbare warmte uit een enkele primaire energiebron, vaak aardgas of biobrandstoffen.,
Er bestaan verschillende definities van warmtekrachtkoppelingssystemen, maar over het geheel genomen is de term van toepassing wanneer één enkele brandstofbron twee of meer vormen van energie produceert. Warmtekrachtkoppeling wordt ook wel gerecycleerde energie genoemd.
Hoe werkt een warmtekrachtcentrale?
wanneer een elektriciteitscentrale elektriciteit genereert, produceert deze warmte. Als de plant die warmte afgeeft in de omgeving als uitlaat, is dat een enorme verspilling van energie. Het grootste deel van die warmte kan worden opgevangen en gebruikt voor andere doeleinden. Wanneer die herbestemming van warmte optreedt, werkt de centrale als een warmtekrachtkoppelingssysteem.,
het warmtekrachtkoppelingsproces kan de totale energie-efficiëntie verhogen, met typische systemen variërend van 65 tot 90 procent. Bedrijven die gebruikmaken van warmtekrachtkoppeling kunnen de operationele kosten verlagen en hun zelfvoorziening vergroten en tegelijkertijd de uitstoot van broeikasgassen en verontreinigende stoffen verminderen.
het verhaal achter CHP
het concept van warmtekrachtkoppeling is niet nieuw., Europa en de VS gebruikten beide vormen van CHP van 1880 tot 1890. In die jaren gebruikten veel industrieën hun eigen kolengestookte elektriciteitscentrales om de elektriciteit op te wekken die hun fabrieken, fabrieken of mijnen aandeed.
De stoom die als bijproduct werd geproduceerd, werd gebruikt als thermische energie voor verschillende industriële processen of om de ruimte te verwarmen.Thomas Edison ontwierp en bouwde de eerste commerciële elektriciteitscentrale in de VS in 1882 en het was toevallig een warmtekrachtcentrale., Het thermische bijproduct van Edison ‘ s Pearl Street Station in New York werd als stoom gedistribueerd onder lokale fabrikanten en het verwarmde ook nabijgelegen gebouwen.de stijging en daling van het gebruik van WKK
in de vroege jaren 1900 produceerde WKK-systemen ongeveer 58 procent van de totale ter plaatse opgewekte elektrische energie in industriële installaties in de VS dat percentage daalde tot slechts 5 procent in 1974, volgens “warmtekrachtkoppeling: Technologies, Optimization, and Implementation”, geredigeerd door Christos A. Frangopoulos.
Er waren vele redenen voor die scherpe daling.,
elektriciteit uit Centrale elektriciteitsnetten werd betrouwbaarder en goedkoper te kopen en brandstof, zoals aardgas, werd beschikbaar tegen lage kosten, waardoor particuliere kolengestookte elektriciteitscentrales minder wenselijk werden. Ook heeft de overheid het aantal en de reikwijdte van de regelgeving en beperkingen met betrekking tot de opwekking van elektriciteit vergroot.
echter, toen de brandstofkosten in 1973 toenamen en het bewustzijn van de schadelijke effecten van verontreiniging toenam, werd warmtekrachtkoppeling opnieuw zeer relevant.
waarom warmtekrachtkoppeling gebruiken?
het gebruik van warmtekrachtkoppeling heeft verschillende voordelen., De belangrijkste redenen om WKK te gebruiken zijn om energie en kosten te besparen door het brandstofverbruik te verlagen. In het Verenigd Koninkrijk besparen bestaande gebruikers van WKK bijvoorbeeld 20 procent van hun energiekosten.
bij WKK wordt, wanneer brandstofenergie wordt omgezet in mechanische of elektrische energie, het grootste deel van de vrijgekomen warmte niet verspild. Er is minder brandstof nodig om evenveel nuttig werk op te wekken als een conventionele elektriciteitscentrale zou produceren.,
dat verminderd brandstofgebruik verschillende voordelen heeft, waaronder:
- lagere brandstofkosten
- verminderde behoefte aan brandstofopslag en – vervoer
- verminderde emissies-WKK is een van de meest kosteneffectieve manieren om koolstofemissies te verminderen
- minder slijtage aan machines als gevolg van verminderde blootstelling aan verontreinigende stoffen
een ander voordeel is veiligheid.
warmtekrachtkoppeling wordt beschouwd als een veilige stroomvoorziening, omdat deze op zichzelf staande stroom levert die niet afhankelijk is van een gemeentelijk elektriciteitsnet., Een bedrijf dat gebruik maakt van warmtekrachtkoppeling kan werken off-grid of gemakkelijk aan te vullen om te voldoen aan een stijging van de energievraag.
Vista ‘ s ervaring met warmtekrachtkoppeling varieert van “micro” warmtekrachtkoppelingsontwerpen die tussen 5-10 MW vermogen kunnen genereren tot veel grotere warmtekrachtkoppelingsinstallaties.
Wat Is een warmtekrachtinstallatie: de basiselementen
op het meest elementaire niveau heeft een typische warmtekrachtinstallatie een elektriciteitsgenerator en een warmteterugwinningssysteem.,
Hier zijn enkele basiselementen van een WKK-opstelling:
- Prime movers: zet brandstof om in warmte en elektrische energie die kan worden gebruikt om mechanische energie te genereren. Voorbeelden van prime movers zijn gasturbines en zuigermotoren
- elektrische generator: zet mechanische energie om in elektrische energie
- warmteterugwinningssysteem: vangt warmte op van de prime mover
- warmtewisselaar: zorgt ervoor dat de opgevangen warmte wordt gebruikt
welke brandstoffen worden gebruikt in warmtekrachtcentrales?,
verschillende brandstoffen kunnen in warmtekrachtcentrales worden gebruikt, waaronder:
- aardgas
- diesel
- benzine
- steenkool
- biobrandstoffen
het gebruik van biobrandstoffen in warmtekrachtkoppeling omvat doorgaans hernieuwbare hulpbronnen, zoals afvalgassen van stortplaatsen en vast afval van de landbouw.,
twee brede types WKK-systemen
- Topping cycle-installaties: een topping cycle-systeem begint met elektriciteitsopwekking
- bottom cycle-installaties: het opwekken van warmte is eerst — afvalwarmte produceert stoom die vervolgens wordt gebruikt om elektriciteit op te wekken
bottom cycle-installaties worden gevonden in industrieën die gebruik maken van ovens met zeer hoge temperaturen. Ze zijn minder gebruikelijk dan topping cycle planten voor een deel omdat het makkelijker is om overtollige elektriciteit te verkopen.
wie kan warmtekrachtkoppeling gebruiken?
De industriële sector heeft een enorme behoefte aan warmte en elektriciteit., Sommige industrieën gebruiken voornamelijk warmte, zoals metaalfabrikanten, terwijl sommige vooral elektriciteit gebruiken. Andere industrieën hebben zowel warmte als elektriciteit in verschillende verhoudingen nodig.
elk scenario kan profiteren van een gerecycleerd energiesysteem. Een fabriek die meer elektriciteit nodig heeft dan warmte kan de warmte verkopen aan een nutsbedrijf en overtollige elektriciteit kan ook worden verkocht.
warmtekrachtcentrales hebben drie grootteklassen:
- Klein: veel kleine WKK-centrales in de VS en Canada worden geëxploiteerd door militaire, universiteiten en niet-nutsbedrijven., Wat zij delen zijn hoge eisen aan energiegebruik, evenals een dringende behoefte aan betrouwbare en zelfvoorzienende energiebronnen. Een wetenschappelijk Amerikaans artikel citeert een computernetwerk bedrijf dat ongeveer US $300.000 per jaar aan energiekosten bespaart door het gebruik van WKK.
- Medium: de markt voor middelgrote warmtekrachtkoppelingssystemen groeit. Middelgrote schaal wordt gedefinieerd als eenheden die 50 tot 500 kW vermogen genereren, volgens” Cogeneration: a User ’s Guide”, door David Flin. Sectoren die veel warmte en energie nodig hebben, zoals ziekenhuizen en hotels, vallen in deze categorie.,
- Groot: Grote WKK-installaties bestaan in energie-intensieve velden, zoals olieraffinaderijen en voedselverwerkende installaties. Deze kunnen 500 kW of meer aan energie leveren.Vista Projects heeft uitgebreide ervaring met het ontwerpen en optimaliseren van warmtekrachtkoppeling in verschillende industrieën en sectoren.
wanneer de juiste omstandigheden van toepassing zijn, is het zinvol om warmtekrachtkoppeling te gebruiken. Het is een betrouwbare en efficiënte manier om ter plaatse stroom te leveren die economisch en ecologisch voordelig is.