ALE malá kapacita, problém s vybíjením

Podklady k přednášce 125EAB1,125EABI

Akumulace elektrické energie Přímo do vnitřní energie Kompenzátor (kondenzátor) – Energie je uchovávána v statickém elektrickém poli, které je vytvářeno mezi kompenzátory.

ALE… malá kapacita, problém s vybíjením

http://www.digitivity.com 125EAB1,EABI

prof.Karel Kabele

175

Akumulace elektrické energie Většinou se využívá přeměna na jinou formu energie Elektrická → Chemická – Baterie – Akumulátory – Palivové články • Elektřina štěpí vodu na vodík a kyslík • Jakým způsobem lze uchovávat vodík?

Magnetická – Supravodivé magnetické zásobníky energie • Ve fázi výzkumu 125EAB1,EABI

(C) prof.Ing.Karel Kabele, ČVUT FSv K TZB

prof.Karel Kabele

176

1


Zálohování chodu oběhového čerpadla

125EAB1,EABI

prof.Karel Kabele

177

SmartGrid (Francie)

125EAB1,EABI


prof.Karel Kabele

178

2


Smart by Fenix

125EAB1,EABI

prof.Karel Kabele

179

Akumulace elektrické energie

• Mechanická – Přečerpávací vodní elektrárny – Setrvačníkový generátor

125EAB1,EABI


prof.Karel Kabele

180

3


Přečerpávací elektrárna Dlouhé stráně

H = 510 m P = 2x 325 MW http://www.casopisstavebnictvi.cz

125EAB1,EABI

prof.Karel Kabele

181

Akumulace elektrické energie • Kinetická energie – využití ,,rychlosti“ – Setrvačník Pro systémy větrných elektráren , které nejsou připojeny na elektrickou síť . Setrvačník vyrovnává kolísavou dodávku energie větru. 5 kWh kapacita a 200 kW špičkové energie na 90 sekund. Setrvačník fy Enercon pracuje ve vakuu. Musí být měněn každých 5 let.

http://live.pege.org/2006-hannover/flywheel-storage.htm

125EAB1,EABI


prof.Karel Kabele

182

4


PRIMÁRNÍ ZDROJE ENERGIE

125EAB1,EABI

prof.Karel Kabele

184

Energetická náročnost budov

Systémová hranice

OZE nOZE Solární zisky

Vnitřní zisky

Požadovaný stav vnitřního Prostup prostředí (teplota, vlhkost, Infiltrace kvalita vzduchu, větrání osvětlení)

Denní osvětlení

Vytápění Chlazení Větrání Osvětlení

Teplá voda

Teplá voda

Potřeba energie

Ztráty tech.systémů

Vypočtená spotřeba energie

TECHNICKÉ SYSTÉMY BUDOV

Chlad Elektřina

Pomocné energie Dodaná energie

125EAB1, EABI prof.Ing.Karel Kabele,CSc.


Teplo

186

5


Energetická náročnost budov

Systémová hranice

OZE nOZE

Obnovitelná

Neobnovitelná

Vnitřní zisky

nOZE Vytápění

Požadovaný Prostup stav vnitřního prostředí (teplota, vlhkost, Infiltrace kvalita vzduchu, větrání osvětlení)

Denní osvětlení

Chlazení Větrání Osvětlení

Teplá voda

Teplá voda

Potřeba energie

Ztráty tech.systémů

Vypočtená spotřeba energie

TECHNICKÉ SYSTÉMY BUDOV

OZE

Teplo Chlad Elektřina

ZDROJE

Solární zisky

Primární energie

Pomocné energie Dodaná energie


187

Primární energie • •

Primární energie je energie obsažená v přírodních zdrojích dokud není přeměněna či poznamenána jakoukoli lidskou činností. Jaké zdroje primární energie známe? – Fosilní – uhlí, olej, plyn – Jaderná – Uran – Obnovitelné • • • • •

•

Solární energie Geotermální energie Energie z biomasy Energie z vody Energie ze vzduchu

faktorem primární energie – množství primární energie dělené množstvím dodané energie, kde primární energie je ta, která se požaduje pro dodávku jedné jednotky dodané energie při započítání neobnovitelné energie potřebné na těžbu, zpracování, uskladnění, dopravu, výrobu, transformaci, šíření, rozvedení a jakékoliv další operace nutné k dodávce do budovy, ve které se dodaná energie využije

125EAB1,EABI


prof.Karel Kabele

188

6


Primární energie „..energie, která neprošla žádným procesem přeměny, celková primární energie je součtem obnovitelné a neobnovitelné primární energie..“

Zemní plyn Černé uhlí Hnědé uhlí Propan-butan/LPG Lehký topný olej Elektřina Dřevěné peletky Kusové dřevo, dřevní štěpka Energie okolního prostředí (elektřina a teplo) Elektřina - dodávka mimo budovu Teplo - dodávka mimo budovu Soustava zásobování tepelnou energií s vyšším než 80% podílem OZE

1,1 1,1 1,1 1,2 1,2 3,2 1,2 1,1 1,0 -3,2 -1,1 1,1

Faktor neobnovitelné primární energie(-) 1,1 1,1 1,1 1,2 1,2 3,0 0,2 0,1 0,0 -3,0 -1,0 0,1

Soustava zásobování tepelnou energií s vyšším než 50% a nejvýše 80 % podílem OZE Soustava zásobování tepelnou energií s 50% a nižším podílem OZE Ostatní neuvedené energonositele

1,1

0,3

1,1 1,2

1,0 1,2

Faktor primární energie (-)

Energonositel


Energonositel Zemní plyn Hnědé uhlí Lehký topný olej Elektřina

Dřevěné peletky Kusové dřevo, dřevní štěpka Zemní plyn

Hnědé a černé uhlí

Zemní plyn

Hnědé a černé uhlí

Zemní plyn Biomasa Teplo – solární termický systém Elektřina – solární fotovoltaický systém Elektřina - export - solární fotovoltaický systém Teplo - export – biomasa 125EAB1,EABI

Způsob transformace standardní kotel kotel na tuhé palivo standardní kotel elektrické vytápění, chlazení a ohřev vody a tepelné čerpadlo (bez rozlišení) kotel na biomasu kotel na biomasu Soustava zásobování teplem – kombinovaná výroby elektřiny a tepla (70 %) Soustava zásobování teplem – kombinovaná výroby elektřiny a tepla (70 %) Soustava zásobování teplem – kombinovaná výroby elektřiny a tepla (35 %) Soustava zásobování teplem – kombinovaná výroby elektřiny a tepla (35 %) Soustava zásobování teplem Soustava zásobování teplem Solární termický systém Solární fotovoltaický systém dodávající vyrobenou elektrickou energii pouze pro vlastní potřebu budovy Solární fotovoltaický systém dodávající vyrobenou elektrickou energii do elektrizační soustavy Zdroj tepla spalující biomasu Kabele dodávající vyrobené teploprof.Karel do soustavy zásobování teplem


189

Faktor primární energie

Součinitel emisí CO2

(-) 1,1 1,1 1,1 3,0

(kg/kWh) 0,2249 0,5493 0,3232 0,6200

0,15 0,05

0,0620 0,0620

0,8

0,3381

0,8

0,4478

1,1

0,3381

1,1

0,4478

1,5 0,3 0,05

0,2365 0,0620

0,05

-2,8

-1,0 190

7


Výpočet primární energie • GEMIS - Global Emissions Model for integrated Systems

Freeware http://www.iinas.org/gemis -database-en.html

125EAB1,EABI

prof.Karel Kabele

191

FOSILNÍ PALIVA rwepower.com 125EAB1,EABI


prof.Karel Kabele

192

8


Fosilní paliva – Uhlí, Ropa, Plyn Teplárny (dálkové vytápění) • Spalování v KOTLI→ teplo →horká voda/pára Low temperature boiler

Condensing boiler Natural gas air

exhaust

Natural gas air

exhaust

kk 125EAB1,EABI

prof.Karel Kabele

193

Fosilní paliva – Uhlí, Ropa, Plyn Teplárny (dálkové vytápění) • Spalování v KOTLI→ teplo →horká voda/pára

• Palivo • tuhá, plynná, kapalná

• Hořáky • atmosférické • tlakové

• Pracovní teplota

•

• pára • horká voda • nízké teploty – kondenzační kotle Výkon – I.kategorie >3500 kW – II.kategorie >500 kW <3500 kW – III. kategorie >50 kW<500 kW 125EAB1,EABI


kk prof.Karel Kabele

194

9


Fosilní paliva-Uhlí, Ropa, Plyn Kotelny Spalování v KOTLI→ teplo →horká voda/pára • Přívod vzduchu – spalování – větrání – Odvod tepelných zisků

• Odvod vzduchu – Větrání

• Odvod spalin – atmosférické – tlakové – Turbo kotle 125EAB1,EABI

•

Dodávka paliva – Pevná, kapalná, plynná (zemní x propan)

• • • •

•

Rozvody tepla Pojistná zařízení Kontrola výkonu kotle Potrubní podpěry, základy pod těžkými elementy (zásobníky na vodu, kotle) Provoz

prof.Karel Kabele

kk 195

Fosilní paliva – Uhlí, Ropa, Plyn Teplárny (dálkové vytápění) • Kogenerace – → teplo →horká voda/pára – → mechanická energie→ generátor →elektřina

CHP = Combined Heat and Power generation-KOGENERACE

•Plynový kotel nebo turbína s el. generátorem •Chlazení motoru je zdrojem tepla •Výstup např . cca 42 kW tepla, 25 kW elektřiny 125EAB1,EABI


prof.Karel Kabele

kk 196

10


Fosilní paliva – Uhlí, Ropa, Plyn Elektrárny • Spalování v kotli → teplo→pára→turbína→elektřina+ teplo (odpadní)

kk 125EAB1,EABI

prof.Karel Kabele

197

JADERNÁ ENERGIE

http://valedosambito.com 125EAB1,EABI


prof.Karel Kabele

198

11


Jaderná energie Elektrárna • Jaderná reakce→ teplo→pára→turbína→elektřina+ teplo (odpadní)

kk 125EAB1,EABI


prof.Karel Kabele

199

12

ALE malá kapacita, problém s vybíjením

Recommend Documents