know-how tehnologije - home - · pdf file−beton −plastika ojačana ugljeničnim...

32
Know-How tehnologije: Priručnik za male modularne sisteme daljinskog grijanja i hlađenja na bazi obnovljivih izvora energije Capacity building training courses on financing & business models 11 May 2017, Sarajevo MSc.Dino Trešnjo, dipl.ing.maš

Upload: votu

Post on 03-Feb-2018

216 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: Know-How tehnologije - Home - · PDF file−beton −plastika ojačana ugljeničnim vlaknima •Voda kao medij za skladištenje Izgradnja dva nova toplinska ... Dimenzionisanje sistema

Know-How tehnologije:

Priručnik za male modularne sisteme

daljinskog grijanja i hlađenja na bazi

obnovljivih izvora energije

Capacity building training courses

on financing & business models 11 May 2017, Sarajevo

MSc.Dino Trešnjo, dipl.ing.maš

Page 2: Know-How tehnologije - Home - · PDF file−beton −plastika ojačana ugljeničnim vlaknima •Voda kao medij za skladištenje Izgradnja dva nova toplinska ... Dimenzionisanje sistema

2

Koncept malih modularnih obnovljivih centralizovanih

toplinskih i rashladnih

Page 3: Know-How tehnologije - Home - · PDF file−beton −plastika ojačana ugljeničnim vlaknima •Voda kao medij za skladištenje Izgradnja dva nova toplinska ... Dimenzionisanje sistema

3

Sunčeva energija

Page 4: Know-How tehnologije - Home - · PDF file−beton −plastika ojačana ugljeničnim vlaknima •Voda kao medij za skladištenje Izgradnja dva nova toplinska ... Dimenzionisanje sistema

4

Tehnologije grijanja na solarnu nergiju

Udio solarne energije u sistemima daljinskog grijanja (na

godišnjem nivou):

– Solarno grijanje bez spremnika: ~ 5-8%

– Solarno grijanje sa dnevnim toplinskim spremnicima: ~ 20-25%

– Solarno grijanje sa kombinacijom dnevnih i sezonskih

toplinskih spremnika: ~ 30-50%

Izvor: Rutz Dominik (WIP)

Pločasti kolektori postavljeni

na zemlju koji su dio CTS-a

u Gramu u Danskoj

Page 5: Know-How tehnologije - Home - · PDF file−beton −plastika ojačana ugljeničnim vlaknima •Voda kao medij za skladištenje Izgradnja dva nova toplinska ... Dimenzionisanje sistema

5

Sunčeva energija

Dnevni spremnik topline

(Izvor: PlanEnergi)

Page 6: Know-How tehnologije - Home - · PDF file−beton −plastika ojačana ugljeničnim vlaknima •Voda kao medij za skladištenje Izgradnja dva nova toplinska ... Dimenzionisanje sistema

6

Sunčeva energija

• Investicijski troškovi u solarne kolektore u CTS-u

0

2

4

6

8

10

12

14

0 10,000 20,000 30,000 40,000

Inve

stm

en

t /

[M€

]

Collector area / [m2]

Data from Solvarmedata.dk

0.5 M€ + 180 €/m2

(Source: PlanEnergi)

Page 7: Know-How tehnologije - Home - · PDF file−beton −plastika ojačana ugljeničnim vlaknima •Voda kao medij za skladištenje Izgradnja dva nova toplinska ... Dimenzionisanje sistema

7

Biomasa

• Procesi predobrade

– Mehanička obrada: usitnjavanje, proizvodnja briketa i

peleta

– Termo-hemijska obrada: uplinjavanje, piroliza

– Biohemijska obrada: anaerobna digestija

Visoko kvalitetna (lijevo), te nisko kvalitetna (sredina, desno) drvna sječka u

Njemačkoj (Izvor: Rutz D.)

Page 8: Know-How tehnologije - Home - · PDF file−beton −plastika ojačana ugljeničnim vlaknima •Voda kao medij za skladištenje Izgradnja dva nova toplinska ... Dimenzionisanje sistema

8

Sistemi na biomasu

• Mogućnost korištenja različite vrste biomase

• Potrebno razmotriti kojom vrstom biomase

(toplinskim izvorom) raspolaže određena sredina

Sistem za dobavu bala slame (lijevo), te kotao na slamu snage 1,6 MW u

Ballen-Brundbyu, Danska

Page 9: Know-How tehnologije - Home - · PDF file−beton −plastika ojačana ugljeničnim vlaknima •Voda kao medij za skladištenje Izgradnja dva nova toplinska ... Dimenzionisanje sistema

9

Sistemi na biomasu

Kogeneracijska postrojenja (CHP – Combined Heat and

Power)

– Parne turbine

– Organski Rankinov ciklus (ORC)

– Gasifikacija biomase

Kogeneracijsko postrojenja na drvnu sječku u Augsburgu,

Njemačka (kapacitet 80 000 t/god drvne sječke; 7,8 MWel; 15

MWth)

(Izvor: Rutz D.)

ORC sistem (1 520 kWel) u

Grünfuttertrocknungsgenossenschaft Kirchdorf a.H. eG u

Njemačkoj

(Izvor: Rutz D.)

Page 10: Know-How tehnologije - Home - · PDF file−beton −plastika ojačana ugljeničnim vlaknima •Voda kao medij za skladištenje Izgradnja dva nova toplinska ... Dimenzionisanje sistema

10

• Uplinjavanje biomase

Postrojenje za uplinjavanje biomase male snage firme „SpannerRE²“ (Izvor: Rutz D.)

Sistemi na biomasu

Page 11: Know-How tehnologije - Home - · PDF file−beton −plastika ojačana ugljeničnim vlaknima •Voda kao medij za skladištenje Izgradnja dva nova toplinska ... Dimenzionisanje sistema

11

Sistemi na biomasu

• Bioplinski sistemi

Digestori poljoprivrednog bioplinskog postrojenja (lijevo) i CHP jedinica (desno)

bioplinskog postrojenja (Izvor: Rutz D.)

Page 12: Know-How tehnologije - Home - · PDF file−beton −plastika ojačana ugljeničnim vlaknima •Voda kao medij za skladištenje Izgradnja dva nova toplinska ... Dimenzionisanje sistema

12

Snaga CHP postrojenja?

• Izgradnju kogeneracijskog postrojenja vršiti

isključivo shodno energetskim potrebama!

• CHP postrojenje ne smije biti predimenzionisano!

Npr. za 10 MWt vršnog opterećenja tokom godine

projektuje se kogeneraciojsko postrojenje od 5MWt

• Pokušati dosegnuti najmanje 70% ukupne efikasnosti

• Toplinu ‘ne bacati’ toplina je novac!

Page 13: Know-How tehnologije - Home - · PDF file−beton −plastika ojačana ugljeničnim vlaknima •Voda kao medij za skladištenje Izgradnja dva nova toplinska ... Dimenzionisanje sistema

13

Snaga postrojenja

• Sa nazivnom snagom postrojenja koja iznosi 1/2 od vršne snage na

godišnjem nivou moguće je zadovoljiti 90% potreba za grijanjem.

(Izvor: Doczekal C.) Hours per year

Heating p

ow

er

in k

W

Page 14: Know-How tehnologije - Home - · PDF file−beton −plastika ojačana ugljeničnim vlaknima •Voda kao medij za skladištenje Izgradnja dva nova toplinska ... Dimenzionisanje sistema

14

Otpadna toplina

• Npr. Iz industrije

• Cijena može biti veoma niska.

• Potrebno je analizirati energetske tokove u

industriji

• U sistemima se često koriste toplinske pumpe u

svrhu podizanja temperatura na odgovarajuću

razinu u sistemima daljinskog grijanja.

• Korištenje otpadne topline u svrhu hlađenja

može biti veoma ekonomična.

Page 15: Know-How tehnologije - Home - · PDF file−beton −plastika ojačana ugljeničnim vlaknima •Voda kao medij za skladištenje Izgradnja dva nova toplinska ... Dimenzionisanje sistema

15

Pretvorba električne energije u toplinsku

• Električni bojleri

• Najčešće se koriste kao vršni bojleri

Električni bojler instalirane snage 10 MW te

kapaciteta 14,4 m³ koji se nalazi u gradu Gram

(Danska) te je spojen na CTS (Izvor: Rutz D.)

Page 16: Know-How tehnologije - Home - · PDF file−beton −plastika ojačana ugljeničnim vlaknima •Voda kao medij za skladištenje Izgradnja dva nova toplinska ... Dimenzionisanje sistema

16

Toplinske pumpe

• Prenose toplinu sa područja niže temperature na područje

više temperature, korištenjem rashladnog medija (radna tvar).

• Koriste el.energiju

Dizalica topline koja

koristi podzemne vode

kao izvor topline

(instalirana snaga 440

kW) u malom CTS sa

solarnim kolektorima u

Dollnsteinu, Njemačka

(Izvor: Rutz D.)

Page 17: Know-How tehnologije - Home - · PDF file−beton −plastika ojačana ugljeničnim vlaknima •Voda kao medij za skladištenje Izgradnja dva nova toplinska ... Dimenzionisanje sistema

17

Toplinske pumpe

• Nova tehnologija– npr. Rotaciona toplinska pumpa

Ljeto (primjer): Toplinski izvor - rijeka

Zima (primjer): Toplinski izvor – ispusni plinovi iz kotla heat source exhaust

gases from a boiler

(izvor: www.ecop.at )

Page 18: Know-How tehnologije - Home - · PDF file−beton −plastika ojačana ugljeničnim vlaknima •Voda kao medij za skladištenje Izgradnja dva nova toplinska ... Dimenzionisanje sistema

18

Toplinske pumpe

• Pokušati postići više temperature toplinskog izvora

• Pokušati postići niže temperature toplinskog ponora

• …sve s ciljem postizanja veće efikasnosti!

Temperaturni nivo toplinskog ponora (npr. Mreža

sistema daljinskog grijanja)

Temperaturni nivo toplinskog izvora (npr.

Otpadna toplina iz industrije)

Page 19: Know-How tehnologije - Home - · PDF file−beton −plastika ojačana ugljeničnim vlaknima •Voda kao medij za skladištenje Izgradnja dva nova toplinska ... Dimenzionisanje sistema

19

Vršni i zamjenski kotlovi

• To su uglavnom kotlovi na fosilna goriva

• Mala investiciona ulaganja

• Neznatan broj sati rada tokom godine

• Ekonomični

Vršni kotao na lož ulje u sklopu bioplinskog postrojenja u Njemačkoj u

sklopu postrojenja na biomasu u Češkoj (Izvor: Rutz D.)

Page 20: Know-How tehnologije - Home - · PDF file−beton −plastika ojačana ugljeničnim vlaknima •Voda kao medij za skladištenje Izgradnja dva nova toplinska ... Dimenzionisanje sistema

20

Tehnologije skladištenja topline

• Balansiranje fluktuacija u proizvodnji i potrošnji

energije.

• Veličina spremnika također uveliko ovisi i o

dužini skladištenja i kapacitetu.

• Povećavaju efikasnost proizvodnih postrojenja

omogućavajući kotlovima na biomasu i

kogeneracijskim postrojenjima duži period rada

u optimalnoj radnoj tački.

• Pretežno se primjenjuju za skladištenje topline iz

solarnih kolektora.

Page 21: Know-How tehnologije - Home - · PDF file−beton −plastika ojačana ugljeničnim vlaknima •Voda kao medij za skladištenje Izgradnja dva nova toplinska ... Dimenzionisanje sistema

21

• Spremnici za kratkoročno skladištenje

− nehrđajuči čelik

− beton

− plastika ojačana ugljeničnim vlaknima

• Voda kao medij za skladištenje

Izgradnja dva nova toplinska

spremnika u obliku čeličnog

tanka u Hjallerup, Danska (Izvor: http://www.hjallerupfjernvarme.dk)

Tehnologije skladištenja topline

Page 22: Know-How tehnologije - Home - · PDF file−beton −plastika ojačana ugljeničnim vlaknima •Voda kao medij za skladištenje Izgradnja dva nova toplinska ... Dimenzionisanje sistema

22

Tehnologije skladištenja topline

Postojeći koncepti za skladištenje topline (Izvor: Steinbeis Forschungsinstitut Solites)

Page 23: Know-How tehnologije - Home - · PDF file−beton −plastika ojačana ugljeničnim vlaknima •Voda kao medij za skladištenje Izgradnja dva nova toplinska ... Dimenzionisanje sistema

23

Toplinski spremnik u

obliku izolirane jame u

gradu Mastral, Danska

(Source: PlanEnergi)

Tehnologije skladištenja topline

Page 24: Know-How tehnologije - Home - · PDF file−beton −plastika ojačana ugljeničnim vlaknima •Voda kao medij za skladištenje Izgradnja dva nova toplinska ... Dimenzionisanje sistema

24

Toplinski spremnik u obliku bušotine u sklopu solarnog CTS-a u

Brædstrupu, Danska

(Izvor: PlanEnergi)

Tehnologije skladištenja topline

Page 25: Know-How tehnologije - Home - · PDF file−beton −plastika ojačana ugljeničnim vlaknima •Voda kao medij za skladištenje Izgradnja dva nova toplinska ... Dimenzionisanje sistema

25

Gustoća toplinske energije

• Omjer godišnje toplinske energije isporučene u

mrežu i dužine toplovoda

• Dužina toplovoda je jednaka dužini cijevi u

toplovodu.

• Npr. u Austriji je predložena vrijednost od 900

kWh/m/a kako bi projekat bio ekonomski isplativ.

Page 26: Know-How tehnologije - Home - · PDF file−beton −plastika ojačana ugljeničnim vlaknima •Voda kao medij za skladištenje Izgradnja dva nova toplinska ... Dimenzionisanje sistema

26

Gustoća toplinske energije

• Primjer iz Austrije

• Uobičajeni toplinski gubici u mreži ~ 15 do 20%

Gustoća toplinske energije (kWh/m godišnje)

Gu

bic

i u

to

pli

nsko

j m

reži (%

)

Source: Landesenergieverein Steiermark

Page 27: Know-How tehnologije - Home - · PDF file−beton −plastika ojačana ugljeničnim vlaknima •Voda kao medij za skladištenje Izgradnja dva nova toplinska ... Dimenzionisanje sistema

27

Dimenzionisanje sistema daljinskog grijanja

• Mali sistemi daljinskog grijanja

− Za sela i gradove

− Naselja i industrija

• Mikro sistemi daljinskog grijanja

– Samo za nekoliko potrošača

– Brža i lakša izgradnja

Page 28: Know-How tehnologije - Home - · PDF file−beton −plastika ojačana ugljeničnim vlaknima •Voda kao medij za skladištenje Izgradnja dva nova toplinska ... Dimenzionisanje sistema

28

Niža temperatura podstiče efikasnije korištenje

obnovljivih izvora energije

(Izvor: http://www.4dh.dk/about-4dh/4gdh-definition)

Page 29: Know-How tehnologije - Home - · PDF file−beton −plastika ojačana ugljeničnim vlaknima •Voda kao medij za skladištenje Izgradnja dva nova toplinska ... Dimenzionisanje sistema

29

Sistemi hlađenja

• Potencijalni potrošači:

– Javne i privatne građevine

– Industrija (npr.hlađenje servera)

– Poljoprivreda

– Prehrambena industrija

– Hemijska industrija

Page 30: Know-How tehnologije - Home - · PDF file−beton −plastika ojačana ugljeničnim vlaknima •Voda kao medij za skladištenje Izgradnja dva nova toplinska ... Dimenzionisanje sistema

30

Primjer rashladnog sistema

• Apsopcijski hladnjak

• Toplina kao ulaz

• Potrebne

temperature veće

od 70°C

~20 kW rashladna snaga

Izvor: Pink (Austria)

Page 31: Know-How tehnologije - Home - · PDF file−beton −plastika ojačana ugljeničnim vlaknima •Voda kao medij za skladištenje Izgradnja dva nova toplinska ... Dimenzionisanje sistema

31

Priručnik

• Na bosanskom jeziku

• 114 stranica

• besplatan

• http://www.coolheating.eu/images/downloads/CoolHeating-Handbook.pdf

Page 32: Know-How tehnologije - Home - · PDF file−beton −plastika ojačana ugljeničnim vlaknima •Voda kao medij za skladištenje Izgradnja dva nova toplinska ... Dimenzionisanje sistema

32

Hvala vam na pažnji!

Kontakt:

Anes Kazagić [email protected]

Izet Smajević [email protected]

Elma Redžić e.redžić@epbih.ba

Dino Trešnjo [email protected]

www.elektroprivreda.ba

www.coolheating.eu

This project has received funding from the European Union’s Horizon 2020 research and innovation programme under grant agreement No 691679.

The sole responsibility for the content of this report lies with the authors. It does not necessarily reflect the opinion of the European Union nor of the Innovation

and Networks Executive Agency (INEA). Neither the INEA nor the European Commission are responsible for any use that may be made of the information

contained therein.