ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V PRAZE Fakulta stavební Katedra technických zařízení budov. Budovy a energie Obnovitelné zdroje energie

Podobné dokumenty
Obnovitelné zdroje energie

Obnovitelné zdroje energie

Obnovitelné zdroje energie Budovy a energie

Obnovitelné zdroje energie

Digitální učební materiál

EU peníze středním školám digitální učební materiál

ODBORNÉ VZDĚLÁVÁNÍ ÚŘEDNÍKŮ PRO VÝKON STÁTNÍ SPRÁVY OCHRANY OVZDUŠÍ V ČESKÉ REPUBLICE. Spalování paliv - Kotle Ing. Jan Andreovský Ph.D.

Přehled technologii pro energetické využití biomasy

Co je BIOMASA? Ekologická definice

DÁLKOVÉ VYTÁPĚNÍ =DISTRICT HEATING, = SZT SYSTÉM ZÁSOBOVÁNÍ TEPLEM = CZT CENTRALIZOVANÉ ZÁSOBOVÁNÍ TEPLEM

Energetické využití odpadu. 200 let První brněnské strojírny

EU peníze středním školám digitální učební materiál

Obnovitelné zdroje energie

DÁLKOVÉ VYTÁPĚNÍ (DISTRICT HEATING, CZT CENTRALIZOVAN ZÁSOBOVÁNÍ TEPLEM)

Vývoj v oblasti využití biomasy v Jihomoravském kraji

DATRYS s.r.o. Energetické využití místně dostupných bioodpadů a jiných odpadů ENEF Banská Bystrica,

Marian Mikulík. Možnosti lokálneho vykurovania a výroby elektrickej energie z biomasy

PATRES Školící program. Bioplynové technologie

ití,, výhody a nevýhody jednotlivých zdrojů

Návrh. Čl. I. 3. Příloha č. 1 zní:

Možnosti výroby elektřiny z biomasy

Úvod do problematiky. Možnosti energetického využití biomasy

ŘÍZENÉ SPALOVÁNÍ BIOMASY

Moravské gymnázium Brno s.r.o. RNDr. Miroslav Štefan

VERNER udává směr vývoje v ČR

Technologie zplyňování biomasy

lní vývoj v biomasy Ing. Jan Koloničný, Ph.D. Luhačovice

Spolek pro kombinovanou výrobu elektřiny a tepla člen COGEN Europe. Firemní profil

Bionafta. Bionafta. Bioetanol. Bioetanol. Bioetanol. Bioetanol

Biomasa jako palivo Energetické využití biomasy jejím spalováním ENERGETICKÉ VYUŽITÍ BIOMASY

AKCE: Přednáška Technologie výroby a zpracování bioplynu Stanislav Bureš. Datum:

Bioplyn - hořlavý a energeticky bohatý plyn

SPOTŘEBA ENERGIE ODKUD BEREME ENERGII VÝROBA ELEKTŘINY

Obnovitelné zdroje energie

1/47. Biomasa. energetické využití druhy biomasy statistiky

Kombinovaná výroba elektřiny a tepla v roce 2008

Energeticky soběstačná obec Žlutice zelené teplo z biomasy

KOGENERACE PLYNOVÉ MOTORY

lní vývoj v ČR Biomasa aktuáln pevnými palivy 2010 Ing. Jan Koloničný, ný, Ph.D. Mgr. Veronika Hase v Hotelu Skalní mlýn

AHK-obchodní cesta do České republiky Využití bioplynu k výrobě tepla a elektřiny října Kogenerační jednotky a zařízení na úpravu plynu

Téma sady: Všeobecně o vytápění. Název prezentace: základní pojmy 2

Energetické plodiny pro vytápění budov

Využití biomasy pro výrobu biopaliva Bakalářská práce

ČVUT v Praze Fakulta stavební Katedra technických zařízení budov. 125ESB Energetické systémy budov. prof. Ing. Karel Kabele, CSc. ESB1 - Harmonogram

VYUŢITÍ ODPADŮ A SUROVIN ZE ZEMĚDĚLSKÉHO PROVOZU K VÝROBĚ BIOPLYNU. Ing Jaroslav Váňa CSc

NEKONVENČNÍ ZPŮSOBY VÝROBY TEPELNÉ A ELEKTRICKÉ ENERGIE. Ing. Stanislav HONUS

TZB - Vytápění. Daniel Macek Katedra ekonomiky a řízení ve stavebnictví, Fakulta stavební, ČVUT v Praze

kotlem na pelety Ing. Silvie Petránkov hotel Skalní mlýn, Blansko - 1 -

PEVNÁ PALIVA. Základní dělení: Složení paliva: Fosilní-jedná se o nerostnou surovinu u našich výrobků se týká jen hnědouhelné brikety

Projekt multifunkční energeticky soběstačné linky pro intenzivní a efektivní zpracování BRO a TAP. Ing. Pavel Omelka

Kombinovaná výroba elektřiny a tepla

VYSOKÁ ÚČINNOST VYUŽITÍ BIOMASY = efektivní cesta k naplnění závazku EU a snížení nákladů konečných spotřebitelů elektřiny

(CH4, CO2, H2, N, 2, H2S)

PROGRAM BIOPLYNOVÉ STANICE

Analýza teplárenství. Konference v PSP

Rozdělení BPS podle zpracovávaného substrátu

Vícepalivový tepelný zdroj

Nezávislost na dodavatelích tepla možnosti, příklady. Tomáš Matuška Ústav techniky prostředí Fakulta strojní, ČVUT v Praze

ČVUT v Praze Fakulta stavební Katedra technických zařízení budov Situace v ČR 55% uhelné 42% jádro 3% vodní 0,1 % ostatní (vítr, fotovoltaická)

Kombinovaná výroba elektrické energie a tepla (KVET) Možnosti využití biomasy

1/62 Zdroje tepla pro CZT

ČVUT v Praze Fakulta stavební Katedra technických zařízení budov. Vytápění prostorů. Základní pojmy

Aktuality z oblasti využívání pevné biomasy. Ing. Richard Horký, TTS Group

Metodické pokyny k pracovnímu listu č. 10 OBNOVITELNÉ ZDROJE ENERGIE VYUŽÍVANÉ ČLOVĚKEM 9. ročník

Biomasa jako zdroj energie

4. Odpady v zemědělsko - potravinářském komplexu. Odpady z živočišné výroby a jejich zpracování

1 Předmět úpravy Tato vyhláška upravuje v návaznosti na přímo použitelný předpis Evropské unie 1 ) a) způsob určení množství elektřiny z vysokoúčinné

VYHLÁŠKA ze dne 5. prosince 2012 o stanovení minimální účinnosti užití energie při výrobě elektřiny a tepelné energie

Kombinovaná výroba elektřiny a tepla - kogenerace

ALTERNATIVNÍ PALIVA, BIOPALIVA ČZU/FAPPZ

Profil společnosti Největší výrobce a dodavatel ekologického tepla a elektřiny ve Strakonicích 1954 Ekologický provoz využívající biopalivo až 40%

ZDROJE TEPLA Rozdělení Jako zdroj tepla může být navržena kotelna, CZT (centrální zásobování teplem) nebo netradiční zdroj (tepelné čerpadlo,

Obsah. KVET _Mikrokogenerace. Technologie pro KVET. Vývoj pro zlepšení parametrů KVET. Využití KVET _ Mikrokogenerace

EU peníze středním školám digitální učební materiál

ANALÝZA POTENCIÁLU BIOMASY V ČR S RESPEKTOVÁNÍM POTRAVINOVÉ BEZPEČNOSTI

Úvod Bioplynová stanice Provoz bioplynové stanice Produkty anaerobní digesce Bioplynová stanice Načeradec...

Hodnocení energetické náročnosti z pohledu primární energie - souvislosti s KVET

Žádosti o podporu v rámci prioritních os 2 a 3 jsou přijímány od 1. března 2010 do 30. dubna 2010.

Současný stav využívání biomasy ve Zlínském kraji

ODBORNÉ VZDĚLÁVÁNÍ ÚŘEDNÍKŮ PRO VÝKON STÁTNÍ SPRÁVY OCHRANY OVZDUŠÍ V ČESKÉ REPUBLICE. Spalování paliv - Kotle Ing. Jan Andreovský Ph.D.

DNY TEPLÁRENSTVÍ A ENERGETIKY Funkce, výhody a nevýhody CZT. Ing. Josef Karafiát, CSc., ORTEP, s.r.o.

Výroba tepelné energie v Centrální výtopně na spalování biomasy ve Žluticích

lní vývoj a další směr r v energetickém Mgr. Veronika Bogoczová

ENERGETICKÉ VYUŽITÍ BIOMASY

Moderní způsoby vytápění domů s využitím biomasy. Ing. T. Voříšek, SEVEn, o.p.s. Seminář Vytápění biomasou 2009, Luhačovice,

Identifikace vzdělávacího materiálu VY_52_INOVACE_F.9.A.22 EU OP VK. Obnovitelné zdroje

Z e l e n á e n e r g i e

EU peníze středním školám digitální učební materiál

Sbírka zákonů č. 477 / Strana 6354 Částka 180 A-PDF Split DEMO : Purchase from to remove the watermark

Obnovitelné zdroje energie Otázky k samotestům

VŠB-TU OSTRAVA. Energetika. Bc. Lukáš Titz

Zdroje energie a tepla

i) parní stroj s rekuperací tepla, j) organický Rankinův cyklus, nebo k) kombinace technologií a zařízení uvedených v písmenech

Obnovitelné zdroje energie Budovy a energie

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ FAKULTA STROJNÍHO INŽENÝRSTVÍ - ENERGETICKÝ ÚSTAV ODBOR TERMOMECHANIKY A TECHNIKY

Biomasa Zdroj energie pro život

Sluneční energie. Základní energie - celkové množství přiváděné k Zemi cca 1350 W.m % se odrazí do kosmického prostoru 15 % pohlceno atmosférou

Bioplynová stanice. Úvod. Immobio-Energie s.r.o. Jiráskovo nám. 4 Tel.: Plzeň Fax: contact@immobio-energie.

Návrh VYHLÁŠKA. ze dne 2015,

Složení a výroba pelet. čistá kvalitní pilina bez chemických pojiv průměr 6, 8 mm výhřevnost 18 MJ/kg bez chemických pojiv, max.

Transkript:

ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V PRAZE Fakulta stavební Katedra technických zařízení budov Budovy a energie Obnovitelné zdroje energie doc. Ing. Michal Kabrhel, Ph.D. Verze 2.17 Systémy CZT 2 1

Centrální zásobování teplem 3 Zdroj tepla Distribuční soustava Předávací stanice Otopná soustava Centrální zásobování teplem Okrskové výtopny:110/70 C Průmyslové výtopny: 130/70 C Teplárny: 120/70 C ; 130/70 C ; 150/70 C Distribuční soustava Zdroj tepla Předávací stanice Otopná soustava 4 2

Zdroje tepla Velké zdroje tepla (>3500kW) vyrábějí tepelnou energii a zásobují teplem velké územní celky Zdroje pro CZT Okrskové kotelny 2-20MW Výtopny 20-35MW Teplárny 20-60MW Teplonosná látka zdroj-soustava Pára-pára Pára-voda Voda-voda Voda-pára (primární okruh horká voda >110 C, tlak >1,6MPa, sekundární okruh teplá voda <90 C, tlak <50kPa) 5 Distribuční soustava Uložení potrubí kanály bezkanálové Kolektory povrchové a) b) c) d) 6 3

Distribuční soustava -Kolektory Inženýrská stavba pro vedení a ukládání inženýrských sítí (trubních i kabelových). Sítě jsou tak přístupné pro stálé kontroly, opravy a údržbu. Ražené, hloubené z povrchu (často z prefabrikátů), podchody pod komunikacemi, technické chodby v suterénech budov. V ČR především Praha (90km), částečně Brno. Teplota 14 C, průměr 2-4,5m 7 Trubkové U -trubky Stavebnicové Deskové šroubované Pájené Vlásečnicové Výměníky tepla 8 4

Domovní předávací stanice Kompaktní předávací stanice Domovní předávací stanice 9 Biomasa 10 5

Biomasa Biomasa je hmota organického původu (rostlinného i živočišného). Rostlinná biomasa (fytomasa) složena z vody, oxidu uhličitého ze vzduchu, malého procenta různých prvků způdy a za existence fotosyntézy a slunečního záření o volné vlnové délce 0,38 až 0,79 mikronů: 6 CO 2 + 6 H 2 O + energie + stopové prvky = C 6 H 12 O 6 + 6 O 2 Vytváří se cukry, škrob, lignin, bílkoviny, tuky, latexy, vláknina-celulóza a další látky. Fotosyntéza -pomocí zeleného barviva (chlorofylu) je zachycována do org. sloučenin sluneční energie. Hlavní přínosy biomasy: redukce skleníkových plynů snížení závislosti na dovozu energie regionální rozvoj 11 Biomasa Způsoby získávání energie Termo-chemicky (spalování)-problematika vlhkosti- např. dřevo za 1,5 roku w=20%, výhřevnost závisí na množství hořlaviny (organická část, směs hořlavých uhlovodíků). Spalování přímé nebo spalování vyrobených kapalných nebo plynných produktů (olej,..) C 6 H 12 O 6 + 6 O 2 = 6 CO 2 + 6 H 2 O + energie + popel Bio-chemicky (fermentace, alkoholové kvašení, anaerobní vyhnívání, metanové kvašení (bioplyn)) Mechanicko-chemická přeměna (lisování olejů, štípání, drcení, lisování, peletování, výroba bionafty) 12 6

Biomasa Pěstovaná k energetickým účelům Lignocelolůzové Dřeviny (vrba, olše), obiloviny Travní porosty (sloní tráva) Ostatní porosty (šťovík,..) Olejnaté (řepka, slunečnice) Škrobo-cukernaté (brambory, kukuřice) www.biomtrade.cz 13 Odpadní produkty Biomasa Rostlinné odpady - zemědělská prvovýroba (řepková sláma, sekaná tráva, sláma..) Lesní odpady (dendromasa) -nevyužitá stromová hmota po lesní výrobě (větve, pařezy) Organické odpady z průmyslové výroby (dřevařská výroba, cukrovary, mlékárny,..) Odpady ze živočišné výroby (hnůj, kejda,..) Komunální organické odpady (kal, komunální tuhý odpad) nizkoenergetickydomek.cz 14 7

Biomasa Rychle rostoucí rostliny Dřeviny (RRD)-výmladkové platáže využitelnost po 8 letech, životnost 15-20 let nejedná se o zemědělskou půdu, (cca 1h/1RD) topoly, vrby (ověřované jilm, olše) Byliny (energetické byliny) Jednoleté, víceleté, vytrvalé, nižší energetický zisk např. šťovík, sklizeň od 2 roku každý rok, životnost 10 let, cena energie cca 100 Kč/GJ Rostliny obsahující škrob a cukr výroba etanolu (brambory, kukuřice) Olejnaté rostliny výroba oleje, využití vedlejších produktů (řepka, slunečnice) 15 Sklizeň rostlin Biomasa 16 8

Biomasa Palivo upravené do lépe využitelné podoby: (výroba paliva-cena energie-dostupnost) štěpka-použití: kotle na kusové dřevo, interiérové kotle, krbová kamna, kotelny na automatické spalování biomasy dřevo-použití: kotle na kusové dřevo, interiérové kotle, krbová kamna dřevní brikety-použití: kotle na kusové dřevo, interiérové kotle, krbová kamna piliny- kotle na kusové dřevo, kotelny na automatické spalování biomasy pelety-slisované piliny a hobliny v podobě malých válečků. Umožňují automatizovat dopravu paliva do kotle. Výhřevnost do 18MJ/kg 17 Biomasa Pelety použití: automatické kotle na obilí a pelety, kotelny na automatické spalování biomasy Pelety z řepky Pelety ze šťovíku Dřevní pelety s kůrou Dřevní pelety bez kůry Obilniny Použití: automatické kotle na obilí a pelety pšenice, oves, hořčice 18 9

Termíny Výhřevnost -množství tepla, uvolněného dokonalým spálením jednoho kilogramu paliva při stejné teplotě, vodní pára nezkondenzuje Spalné teplo -je množství tepla, které se uvolní dokonalým spálením 1kg paliva o teplotě 20 C při ochlazení spalin znovu na 20 C, přičemž zkondenzuje vodní pára zpět na vodu Obsah vody max 100% m1 hmotnost vzorku surového dřeva m2 hmotnost vzorku po vysušení Technický pohled Dřevozprac. průmysl 19 Energetické vlastnosti Biomasa 20 10

Spalování biomasy přímé spalování ekonomické u produktů ze dřeva (polena, štěpka, brikety, pelety) a slámy nutný nízký obsah vlhkosti u slámy vysoký obsah létavých částeček zplyňování přeměna pevných paliv v plynná paliva teploty 500 až 1200 C, způsob konverze ligninu (tvoří cca 25 30 % biomasy), kdy je objem hmoty redukován až o 90 %. Jako vstupní surovinu na výrobu syntetického plynu lze použít různé druhy obilovin, trávu, rychle rostoucí dřeviny (topoly, vrby). Nejlepší účinnosti zařízení se dosáhne, pokud je konstruováno speciálně pro daný druh paliva. pyrolýza zužitkování tuhých odpadů 21 Malé zdroje tepla Spalování biomasy Lokální topidla dřevo, brikety Krby, krbová kamna -teplovzdušné; s teplovodní vložkou Kachlová kamna Výkon 7kW, spotřeba paliva 3,6 kg/h, doba hoření 3h. 22 11

Biomasa Kotle pro centrální vytápění dřevo, brikety, štěpka, pelety. Výkon běžně do 100kW. Nutné řešit uskladnění a dopravu paliva Automatický kotel na pelety, výkon do 20kW Kotel na dřevo 45 kw, účinnost 85% Zplyňovací kotel na dřevo 99kW, účinnost 85-90% 23 Zpravidla na sypká paliva Kotle se zásobníkem Lze používat i kusová paliva Zásobník ocelový, textilní, plastový 24 12

Velké zdroje Biomasa Automatické kotle umožňují spalovat i méně kvalitní paliva jako jsou dřevní štěpka, sláma, kůra. Kotle vhodné zejména pro CZT. Náklady na výstavbu zdroje tepla jsou investičně závislé na dostupnosti vhodného zázemí. Provozní náklady pak na dostupnosti paliva a případně nutnosti jeho dopravy. 2,7 MW Dešná Jidřichův Hradec 25 Bioplyn Dříve bioplynové stanice spojeny především s ČOV Kompostování zemědělského a komunálního odpadu Oddělení frakcí-fermentor(ohřev na cca 40 C) bakterie rozkládají odpad-výroba bioplynu a hnojiva, odpad je nutné hygienizovat. Hnojivo je ekologicky nezávadné, kvalitní. Bioplyn dosahuje 70% výhřevnosti zemního plynu cca 21MJ/m 3 www.ekolist.cz 26 13

Zjednodušené schéma bioplynové stanice fermentor sběrná nádrž zásobník zpracované biomasy plynojem kogenerační jednotka www.ekowatt.cz 27 Bioplynová stanice Výtěžnost: 10kW=1ha plantáže bylin 1kW=cca 10 dobytčích jednotek Možno zpracovat všechnu biologickou hmotu mimo dřeva. Kogenerační jednotky bioplynových stanic-nutné zajistit vhodné složení bioplynu Při využití kogenerace nutno najít účelné využití tepla v letním období. 28 14

Bioplynová stanice BCM metoda Zpracování bioplynu na zemní plyn v požadované kvalitě a CO 2. Vyráběn může být methan, soda, CO 2. Nejvhodnější metoda závisí na množství zpracovávaného bioplynu. 29 Skládkový plyn Směs plynů vznikajících při mikrobiologickém rozkladu organických složek odpadu. Skládky tuhých komunálních odpadů (TKO) Nepříjemný zápach v okolí, možná exploze skládkového plynu Skládkový plyn musí být odváděn a využíván ČR cca 312kg TKO/os.rok cca 35% organického původu www.envicrack.cz 30 15

Kogenerace 31 Kogenerace Kombinovanávýrobaelektrickéenergieatepla(KVET,CHP) Jedná se zpravidla opřeměnu primární energie na energii elektrickoutak,abybylomožnévyužítodpadníteplo. Podmínkou využití kogenerace je celoroční zajištění odběru tepla v blízkosti zdroje (např. příprava TV, technologie, vytápění). Umístěnízdrojů: teplárnyvblízkostiměst elektrárnyvblízkostizdrojepaliva Trigenerace-výrobatepla,chladuael.energie 32 16

Kogenerace Technologiezdrojů KVET: Parní protitlaková turbína Parní odběrová turbína Plynová turbína s rekuperací tepla Paroplynové zařízení s dodávkou tepla Spalovací pístový motor Další technologie mikroturbína, Stirlingův motor, palivový článek, parní stroj, organický Rankinův cyklus a kombinace uvedených technologií a zařízení www.allforpower.cz 33 Kogenerace Spalovacípístovémotory Motor spalující levné palivo spřeměnou mechanické práce na elektrickou energii vgenerátoru asvyužitím vznikajícího tepla. Nejběžněji využito v malých a středních kog. jednotkáchnemocnice, sportovní haly, bazény, obchodní a administrativní centra, ČOV, bioplynové stanice, okrskové kotelny. Provedení od malých 2válcových kompaktních motorů až po oddělené 18 válcové umístěné z důvodu hluku v samostatnýchprostorách. 34 17

Kogenerace Spalovacípístovémotory Odvod tepla běžně 2stupňový-předehřev olej/voda adohřev výfukovéplyny/voda Vyráběnéteplomáomezenouteplotu(100 C). Vhodné ve spojení sakumulátorem tepla-není nutné maření teplapřipotřebě elektřiny. Sníženívýkonunemávýraznývlivnasníženíúčinnosti. www.biom.cz www.tedom.cz 35 Kogenerace Parní stroj využití k redukci páry pára přiváděna do pístů princip znám z historických strojů Organický Rankinův cyklus Pro nižší teploty je výhodnější využití organických látek místo vody Jednodušší turbína, látky známé z chlazení (obrácený R.cyklus)-freony, alkany, aromatické uhlovodíky 36 18

Kogenerace Mikrokogenerace současná výroba tepla a elektřiny při vysoké účinnosti Mikrokogenerace výroba elektřiny a tepla pro oblast malých výkonů (rodinné domy,..) při nízkých emisích Technologie Stirlingůvmotor Motor s vnitřním spalováním Palivový článek 37 37 Mikrokogenerace Stirlingůvmotor Výhoda -prostorová úspornost, vysoká účinnost Nevýhoda -problém se servisem motoru (ekologie,..) 38 38 19

Mikrokogenerace Sestava motoru s vnitřním spalováním a zdroje tepla Kombinace prvků do sestavy plynový motor - rekuperace tepla -zásobník - plynový kotel 39 Palivový článek Mikrokogenerace Využití paliva a okysličovadla pro výrobu elektřiny a tepla Umístění článku uvnitř i vně objektu Účinnost až 85 % (elektrická 60%) Nutná odolnost vysokým teplotám www.infoenergie.cz www.enviros.cz 40 20

snížené možnosti využití tepla z kogenerační jednotky jsou využitelné v letních měsících Trigenerace 41 21