Συµπαραγωγή : έργα, εξελίξεις, προοπτικές ρ Αθανάσιος Κατσανεβάκης ΕΣΤΙΑ σύµβουλοι & µηχανικοί Α.Ε. Νοέµβριος 2010 ΙΕΝΕ ρ Κατσανεβάκης Αθ. 1
Για ποιο λόγο να εφαρµόσουµε συµπαραγωγή- ΣΗΘ-; Ενεργειακά & Περιβαλλοντικά: Επειδή έχουµε ανάγκη θερµότητας Οι εφαρµογές ΣΗΘ είναι ωφέλιµες µόνον όταν έχουµε σηµαντικές ανάγκες σε θερµότητα Επιχειρηµατικά: για να αποκοµίσουµε οικονοµικό όφελος Οι εφαρµογές ΣΗΘ είναι οικονοµικά ωφέλιµες µόνον όταν έχουµε υψηλότερη τιµή ηλεκτρισµού σε σχέση µε την τιµή της θερµότητας Νοέµβριος 2010 ΙΕΝΕ ρ Κατσανεβάκης Αθ. 2
Θερµικές ανάγκες To βέλτιστο: σταθερές µε συνεχές φορτίο 24h/d, 365 ηµέρες /έτος Βιοµηχανία Κτίρια, Γεωργία, Κατοικία Οδηγία 2004/8/EC Νοέµβριος 2010 ΙΕΝΕ ρ Κατσανεβάκης Αθ. 3
Βιοµηχανία Σε ορισµένους κλάδους σηµαντικά θερµικά φορτία συνεχούς βάσης. Ασύµµετρη αύξηση της τιµής των καυσίµων. Αβεβαιότητα εξέλιξης βιοµηχανικής παραγωγής Νοέµβριος 2010 ΙΕΝΕ ρ Κατσανεβάκης Αθ. 4
Εξέλιξη τιµής καυσίµων Φ.Α- ΦΥΣΙΚΟ ΑΕΡΙΟ Τιµή 2 <5.000.000 kwh ευρώ/μwhαθ 90 100 80 70 60 50 40 30 20 10 0 31/1/2000 31/5/2000 29/9/2000 31/1/2001 31/5/2001 28/9/2001 31/1/2002 31/5/2002 30/9/2002 31/1/2003 30/05/2003 30/09/2003 30/1/2004 31/05/2004 30/09/2004 31/1/2005 31/05/2005 30/9/2005 31/1/2006 31/5/2006 29/9/2006 31/1/2007 31/5/2007 28/9/2007 31/1/2008 30/5/2008 Ευρώ/MWhΑΘ ΜΗΝΑΣ Νοέµβριος 2010 ΙΕΝΕ ρ Κατσανεβάκης Αθ. 5
Κτίρια Ασταθής ζήτηση θερµικών φορτίων. Υψηλότερες τιµές ενέργειας. Μικρές θερµικές ανάγκες σε µεγάλο πλήθος καταναλωτών. Νοέµβριος 2010 ΙΕΝΕ ρ Κατσανεβάκης Αθ. 6
Νόµος 3851/2010 Τοµή στα εµπόδια ανάπτυξης της ΣΗΘ Σύνδεση τιµής πώλησης ηλ. Ενέργειας µε τιµή Φ.Α. Μείωση της γραφειοκρατίας αδειοδότησης. Υπό Κ.Σ. οικονοµικής ανάπτυξης αναµένεται σηµαντική αύξηση των εφαρµογών ΣΗΘ. Νοέµβριος 2010 ΙΕΝΕ ρ Κατσανεβάκης Αθ. 7
Καινοτόµες εφαρµογές Φούρνος βιοµηχανίας 1 Νοέµβριος 2010 ΙΕΝΕ ρ Κατσανεβάκης Αθ. 8
Καινοτόµες εγαρµογές. Φούρνος βιοµηχανίας 2. Νοέµβριος 2010 ΙΕΝΕ ρ Κατσανεβάκης Αθ. 9
RESULTS specific fuel energy consumption in the plant before and after TUBEK application -turbine set excluded- 350 300 specific fuel energy consumption in the plant [kcal/kg] kcallhv/kg product 250 200 150 100 50 0 May-02 Jul-02 Sep-02 Nov-02 Apr-03 Jun-03 Aug-03 Oct-03 Dec-03 base-line specific fuel energy consumption [kcal/kg] Νοέµβριος 2010 ΙΕΝΕ ρ Κατσανεβάκης Αθ. 10
Καινοτοµίες Ρύθµιση+έλεγχος ΣΗΘ Ερευνητικό πρόγραµµα CONNECT ΣΤΟΧΟΣ ΣΥΜΜΕΤΟΧΗΣ ΕΣΤΙΑ: Design of Advanced Controllers for Economic, Robust and Safe Manufacturing Η ανάπτυξη τεχνογνωσίας για βέλτιστη ρύθµιση µονάδων Performance, COOP-CT-2006-031638 συµπαραγωγής Ερευνητικό πρόγραµµα DECADE Development of Efficient and Robust ΣΤΟΧΟΣ ΣΥΜΜΕΤΟΧΗΣ ΕΣΤΙΑ: Controllers for Advanced Energy Η µοντελοποίηση της λειτουργίας µονάδων συµπαραγωγής Systems, PIAP-GA GA-2008-230659230659 Νοέµβριος 2010 ΙΕΝΕ ρ Κατσανεβάκης Αθ. 11
Επιδεικτικό Έργο Μικροσυµπαραγωγής (µchp) Εγκατάσταση : Ξενοδοχείο Εγνατία (Θεσσαλονίκη) Καύσιµο : Φυσικό αέριο Ηλεκτρική Ισχύς : 5-20 kwel Θερµική Ισχύς : 10-43 kwth Λειτουργία : Παράλληλα στο δίκτυο, ζεστά νερά θέρµανσης και ζεστά νερά χρήσης Νοέµβριος 2010 ΙΕΝΕ ρ Κατσανεβάκης Αθ. 12
Επιδεικτικό Έργο Μικροσυµπαραγωγής (µchp) Βέλτιστα σενάρια λειτουργίας (CONNECT) Παράµετροι συστήµατος b g b d b d Energy supplier p T E I P µchp boiler... w TwB1 w B2 Fuel suppliers a Q g e CONSUMER Ανάπτυξη µοντέλου προγραµµατισµού λειτουργίας «µικρότερου-κόστους» Επίλυση µοντέλου µε χρήση GAMS (MInLP επιλύτης) Αποτελέσµατα µοντελοποίησης για τρεις τυπικές ηµέρες λειτουργίας Νοέµβριος 2010 ΙΕΝΕ ρ Κατσανεβάκης Αθ. 13
Επιδεικτικό Έργο Μικροσυµπαραγωγής (µchp) 25 Electricity consumed Imported electricity Exported electricity Winter day CHP produced electricity Hotel specific consumtions annual variation kwel 20 15 10 5 0 hel kwhth, kwh 30 25 20 15 10 5 Thermal Specific Consumption Electrical Specific Consumption Heat consumed CHP heat produced 350 Heat stored 150 0 5 10 15 20 kwth 300 Heat losses 250 200 0 Mar-06 Jul-06 Time Oct-06 100 Jan-07 Apr-07 Aug-07 50 Month Winter day 0 0 5 10 15 20 Time Νοέµβριος 2010 ΙΕΝΕ ρ Κατσανεβάκης Αθ. 14
Επιδεικτικό Έργο Μικροσυµπαραγωγής (µchp) Αποτελέσµατα προσοµοίωσης Στόχος, περιορισµοί Μετρήσεις PLC controller Βέλτιστος Ελέγχος εδοµένα ελέγχου Νόµοι Ελέγχου ΣΥΣΤΗΜΑ Έλεγχος λειτουργίας µchp Νοέµβριος 2010 ΙΕΝΕ ρ Κατσανεβάκης Αθ. 15
Επιδεικτικό Έργο Μικροσυµπαραγωγής (µchp) Μοντελοποίηση λειτουργίας (DECADE) Ανάπτυξη µοντέλου λειτουργίας λειτουργίας «µικρότερου-κόστους» Επίλυση µοντέλου µε χρήση gproms Αποτελέσµατα µοντελοποίησης Νοέµβριος 2010 ΙΕΝΕ ρ Κατσανεβάκης Αθ. 16
Επιδεικτικό Έργο Μικροσυµπαραγωγής (µchp) (1) (3) (2) (4) (5) (6.1) (6.2) (1) : venturi-type air and natural gas mixer (5) : exhaust manifold (2) : isenthalpic throttle valve (6.1) : closed loop heat recovery system (3) : intake manifold (6.2) : open loop heat recovery system (4) : engine cylinders and generator Νοέµβριος 2010 ΙΕΝΕ ρ Κατσανεβάκης Αθ. 17
Επιδεικτικό Έργο Μικροσυµπαραγωγής (µchp) Electricity in kw 24 20 16 12 8 4 Winter day - Electricity Heat in kw 300 250 200 150 100 Electricity consumed Exported electricity Imported electricity Winter day - Thermal CHP produced electricity Modeled CHP production Heat consumed Heat stored Heat produced by CHP Heat losses Modeled CHP recovered heat 0 50 0 4 8 12 16 20 24 0 Hour of the day in h 0 4 8 12 16 20 24 Hour of the day in h Νοέµβριος 2010 ΙΕΝΕ ρ Κατσανεβάκης Αθ. 18
Το µέλλον της ΣΗΘ; Σηµαντικό πεδίο εφαρµογών Ελκυστικό νοµοθετικό περιβάλλον Σηµαντική τεχνογνωσία Νοέµβριος 2010 ΙΕΝΕ ρ Κατσανεβάκης Αθ. 19