Metodický postup pro určení úspor primární energie eplárna s plynovou turbínou ORGRZ, a.s., DIIZ PLNÉ CHNIKY A CHMI HUDCOA 76, 657 97 BRNO, POŠ. PŘIHR. 197, BRNO 2 z.č.
1 eplárna s plynovou turbínou Obsah 1 abulka hodnot vstupujících do výpočtu...3 2 Stanovení množství elektřiny z kombinované výroby...3 2.1 Je-li η > 0,75...3 2.2 Je-li η < 0,75...3 3 ýpočet úspor primární energie (UP)...5 3.1 nergetická účinnost dodávky tepla z kombinované výroby η q...5 3.2 lektrická účinnost kombinované výroby η e...6 3.3 Referenční energetická účinnost oddělené výroby tepla η r...6 3.4 Referenční účinnost oddělené výroby elektřiny η r...7 ORGRZ, a.s., DIIZ PLNÉ CHNIKY A CHMI HUDCOA 76, 657 97 BRNO, POŠ. PŘIHR. 197, BRNO 2 Z. Č.
2 eplárna s plynovou turbínou G G Q pal Q už Obrázek č.1 Schéma zapojení plynové turbíny s rekuperací tepla LGNDA G - spalovací turbína G - elektrický generátor ORGRZ, a.s., DIIZ PLNÉ CHNIKY A CHMI HUDCOA 76, 657 97 BRNO, POŠ. PŘIHR. 197, BRNO 2 Z. Č.
3 eplárna s plynovou turbínou 1 abulka hodnot vstupujících do výpočtu Popis nergie spotřebovaných paliv Měsíční výroba užitečného tepla dodaného G1 (ze spalinového kotle) Označení [jednotka] Hodnota Zemní plyn Q pal,celk 18 155 [MWh] 0 Q už [MWh] Jmenovitý výkon turbíny P j [MW] 15 5 500 Množství vyrobené elektrické energie x [MWh] 7 800 Průměrná teplota ovzduší v hodnoceném období t o [ C] -5 Poměr elektrického a tepelného výkonu stanovený výrobcem y [---] 0,86 Počet provozních hodin v hodnoceném měsíci [h] 700 Rok výstavby - 1995 abulka 1 Známé, změřené nebo stanovené hodnoty 2 Stanovení množství elektřiny z kombinované výroby Účinnost soustrojí se spalovací turbínou při provozu s rekuperací tepla se stanoví podle vztahu: x + Quž 7800 + 5500 η 0,733 [-] [1] Q 18155 pal. celk 2.1 Je-li η > 0,75 pak množství elektřiny z vysoce účinné kombinované výroby vyrobené v soustrojí se spalovací turbínou při provozu s rekuperací tepla, se stanoví podle vztahu: x [MWh] [2] ýpočet UP je uveden v kapitole 3. 2.2 Je-li η < 0,75 pak množství elektřiny z vysoce účinné kombinované výroby vyrobené v soustrojí se spalovací turbínou při provozu s rekuperací tepla, se stanoví podle vztahu: Q už * y st 5500 * 0,901 4953 [MWh] [3] ORGRZ, a.s., DIIZ PLNÉ CHNIKY A CHMI HUDCOA 76, 657 97 BRNO, POŠ. PŘIHR. 197, BRNO 2 Z. Č.
4 eplárna s plynovou turbínou y st y. x s. x i 0,86 * 1,1 * 0,952 0,901 [-] [4] x [MWh] je množství elektrické energie (měřené na svorkách generátoru) vyrobené v soustrojí se spalovací turbínou za sledované období (měsíc nebo rok). [MWh] je vypočtené množství elektřiny z vysoce účinné kombinované výroby vyrobené v soustrojí se spalovací turbínou při provozu s rekuperací tepla Q už [MWh] se rovná množství užitečné tepelné energie dodávané z kombinované výroby k dalšímu využití. Množství užitečného tepla se stanoví podle definice měřením nebo vyhodnocením z naměřených hodnot. Q pal.celk [MWh] je celkový energetický potenciál paliva spotřebovaného v soustrojí nebo sériové sestavě soustrojí za sledované období. x s [-] součinitel teploty ovzduší, vyjadřuje vliv průměrné měsíční teploty ovzduší. x i [-] součinitel vlivu zatížení spalovací turbíny, vyjadřuje vliv poklesu zatížení a teploty spalin na výstupu. y [-] je poměr elektrického a tepelného výkonu stanovený výrobcem. eplota ovzduší -15-5 +5 +15 +25 ( C) x s 1,15 1,10 1,06 1,00 0,95 abulka 2 Hodnoty x s. Zatížení % 100 90 80 70 60 50 x i 1,00 0,99 0,97 0,94 0,89 0,80 abulka 3 Hodnoty x i. Zatížení v měsíci se stanoví podle vztahu: zatížení P x /P j * 100 11,1/15 * 100 74 [%] [5] P x x / z x 7800/700 11,1 [MW] [6] P x [MW] je vypočtený průměrný elektrický výkon turbíny ve sledovaném období P j [MW] je jmenovitý elektrický výkon turbíny x [MWh] je výroba elektřiny ve sledovaném období Z x [h] je počet provozních hodin turbíny ve sledovaném období ORGRZ, a.s., DIIZ PLNÉ CHNIKY A CHMI HUDCOA 76, 657 97 BRNO, POŠ. PŘIHR. 197, BRNO 2 Z. Č.
5 eplárna s plynovou turbínou 3 ýpočet úspor primární energie (UP) UP 1 1 1 *100 1 *100 30,75 % η 0,477 0,430 q ηe + + 0,850 0,487 η r ηr [7] η q η e η r η r [-] je energetická účinnost dodávky tepla z kombinované výroby, u parních výroben elektřiny a tepla se tato hodnota vynásobí koeficientem 1,045 [-] je elektrická účinnost kombinované výroby, u parních výroben elektřiny a tepla, kde rok výstavby je 1996 a dříve, se tato hodnota vynásobí koeficientem 1,107 [-] je referenční hodnota energetické účinnosti oddělené výroby tepla (výtopenská výroba) [-] je referenční hodnota účinnosti oddělené výroby elektřiny 3.1 nergetická účinnost dodávky tepla z kombinované výroby η q (U parních výroben elektřiny a tepla se tato hodnota vynásobí koeficientem 1,045.) Quž 5500 η q * k p *1 0,477 [-] [8] Q 11529 pal Q pal. celk 18155 Q pal * * 4953 11529 [MWh] [9] 7800 x Q už Q pal [MWh] je roční nebo měsíční výroba užitečného tepla, rovná se množství užitečné tepelné energie dodávané z kombinované výroby k dalšímu využití. Množství užitečného tepla se stanoví podle definice měřením nebo vyhodnocením z naměřených hodnot. [MWh] je energetický potenciál paliva použitého v procesu kombinované výroby ke společné výrobě užitečného tepla a elektřiny, při splnění prahových hodnot účinnosti se jedná o celkové palivo spotřebované v soustrojí nebo sériové sestavě soustrojí ORGRZ, a.s., DIIZ PLNÉ CHNIKY A CHMI HUDCOA 76, 657 97 BRNO, POŠ. PŘIHR. 197, BRNO 2 Z. Č.
6 eplárna s plynovou turbínou k p [-] koeficient. Pro parní výtopny k p 1,045, v ostatních případech k p 1 3.2 lektrická účinnost kombinované výroby η e (U parních výroben elektřiny a tepla, kde rok výstavby je 1996 a dříve, se tato hodnota vynásobí koeficientem 1,107) 4953 η e * ke *1,0 0,430 [-] [10] Q 11529 pal k e [-] koeficient. U parních výroben elektřiny a tepla, kde rok výstavby je 1996 a dříve je k e 1,107, v ostatních případech k e 1 3.3 Referenční energetická účinnost oddělené výroby tepla η r Pro jeden druh paliva (zemní plyn) se referenční účinnost stanoví takto: Palivo Pevné Kapalné Plynné n Q pal i * ηripal i 1 η r 0,05 ηripal 0,05 0,90 0,05 0,850 [-] [11] n Q y 1 pal i [%] harmonizovaná referenční účinnost oddělené výroby tepelné energie členěná podle typu paliva (tabulka 4.) Pára/horká voda Druh média Přímé výfukové plyny Černé uhlí 88,000 80,000 Hnědé uhlí, lignit 86,000 78,000 Dřevní hmota 86,000 78,000 Biomasa 80,000 72,000 Biologicky rozložitelný a neobnovitelný (komunální) odpad 80,000 72,000 opné oleje 89,000 81,000 Biopaliva 89,000 81,000 Biologicky rozložitelný odpad 80,000 72,000 Neobnovitelný odpad 80,000 72,000 Zemní plyn 90,000 82,000 Plyn z rafinace/vodík 89,000 81,000 Koksárenský, vysokopecní a jiné odpadní plyny, odpadní teplo 80,000 72,000 Bioplyn 70,000 62,000 abulka 4 Harmonizované referenční hodnoty účinnosti pro oddělenou výrobu tepla dle vyhlášky ORGRZ, a.s., DIIZ PLNÉ CHNIKY A CHMI HUDCOA 76, 657 97 BRNO, POŠ. PŘIHR. 197, BRNO 2 Z. Č.
7 eplárna s plynovou turbínou 3.4 Referenční účinnost oddělené výroby elektřiny η r ( η + Δη ) k ( 0,508 + 0,007) * 0,945 0, 487 η [-] [11] r rpal rtep * nap. úr. př Pro jeden druh paliva (zemní plyn) se referenční účinnost stanoví takto: η η 0,508 [-] [12] rpal ripal [%] harmonizované referenční účinnosti oddělené výroby elektřiny uvedené v tabulce 7 pro jednotlivé druhy paliva. Palivo Zařízení K vybudované do roku 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006-2011 Pevné Kapalné 85* Černé uhlí 39,700 40,500 41,200 41,800 42,300 42,700 43,100 43,500 43,800 44,000 44,2 Hnědé uhlí, lignit 37,300 38,100 38,800 39,400 39,900 40,300 40,700 41,100 41,400 41,600 41,8 Dřevní hmota 25,000 26,300 27,500 28,500 29,600 30,400 31,100 31,700 32,200 32,600 33,0 Biomasa 20,000 21,000 21,600 22,100 22,600 23,100 23,500 24,000 24,400 24,700 25,0 Biologicky rozložitelný a neobnovitelný (komunální) odpad 20,000 21,000 21,600 22,100 22,600 23,100 23,500 24,000 24,400 24,700 25,0 opné oleje 39,700 40,500 41,200 41,800 42,300 42,700 43,100 43,500 43,800 44,000 44,2 Biopaliva 39,700 40,500 41,200 41,800 42,300 42,700 43,100 43,500 43,800 44,000 44,2 Biologicky rozložitelný odpad 20,000 21,000 21,600 22,100 22,600 23,100 23,500 24,000 24,400 24,700 25,0 Neobnovitelný odpad 20,000 21,000 21,600 22,100 22,600 23,100 23,500 24,000 24,400 24,700 25,0 Zemní plyn 50,000 50,400 50,800 51,100 51,400 51,700 51,900 52,100 52,300 52,400 52,5 Plyn z rafinace/vodík 39,700 40,500 41,200 41,800 42,300 42,700 43,100 43,500 43,800 44,000 44,2 Koksárenský, vysokopecní a jiné odpadní plyny, odpadní teplo 35,000 35,000 35,000 35,000 35,000 35,000 35,000 35,000 35,000 35,000 35,0 Bioplyn 36,700 37,500 38,300 39,000 39,600 40,100 40,600 41,000 41,400 41,700 42,0 abulka 5 Harmonizované referenční hodnoty účinnosti pro oddělenou výrobu elektřiny používané k výpočtům v období v období od roku 2006 do roku 2011 dle vyhlášky a) Korekční faktor na klimatické podmínky Harmonizovaná referenční účinnost pro oddělenou výrobu elektřiny se zvyšuje v závislosti na průměrné roční teplotě vzduchu o 0,1 procentního bodu za každý stupeň pod 15 o C. Protože na území ČR dlouhodobá průměrná roční teplota vzduchu t tep dosahuje 8 o C, zvýší se harmonizovaná referenční účinnost o ORGRZ, a.s., DIIZ PLNÉ CHNIKY A CHMI HUDCOA 76, 657 97 BRNO, POŠ. PŘIHR. 197, BRNO 2 Z. Č.
8 eplárna s plynovou turbínou ( ) [ ] Δ η 0,1 15 8 0, 7 % [13] rtep b) Korekční faktor ve vztahu k síťovým ztrátám n ki nap. úr. př. * i i 1 0,945*7800 k nap. úr. př. 0,945 [-] [14] n 7800 i 1 i i [MWh] jednotlivé podíly množství elektřiny dodané do odlišných napěťových úrovní k inap.úr.př [-] jednotlivé korekční faktory pro vyhnutelné síťové ztráty Napětí lektřina dodávána do přenosové nebo distribuční soustavy Hodnota korekčního faktoru k inap.úr př lektřina dodávána pro vlastní spotřebu nebo přímým vedením > 200 k 1,000 0,985 100-200 k 0,985 0,965 50-100 k 0,965 0,945 0,4-50 k 0,945 0,925 < 0,4 k 0,925 0,860 abulka 6 Korekční faktory ve vztahu k síťovým ztrátám dle vyhlášky ORGRZ, a.s., DIIZ PLNÉ CHNIKY A CHMI HUDCOA 76, 657 97 BRNO, POŠ. PŘIHR. 197, BRNO 2 Z. Č.