PERSPEKTIVY STIRLINGOVA MOTORU PRO MIKROKOGENERACI

ČVUT V PRAZE, FAKULTA STROJNÍ Ú12115 - ÚSTAV ENERGETIKY

BAKALÁŘSKÁ PRÁCE BACHELOR THESIS

PERSPEKTIVY STIRLINGOVA MOTORU PRO MIKROKOGENERACI STIRLING ENGINE AS A PERSPECTIVE MICRO – COGENERATION TECHNOLOGY

Autor práce:

Václav Novotný

Author

Vedoucí práce: Supervisor

Ing. Jakub Maščuch

Prohlášení Prohlašuji, že jsem svou diplomovou (bakalářskou) práci vypracoval samostatně a použil jsem pouze podklady (literaturu, projekty, SW atd.) uvedené v přiloženém seznamu.

Nemám závažný důvod proti užití tohoto školního díla ve smyslu § 60 zákona č. 121/2000 Sb., o právu autorském, o právech souvisejících s právem autorským a o změně některých zákonů (autorský zákon). V Praze dne ...............................................

..................................................... podpis

Abstrakt: Mikrokogenerace je jedním z pilířů decentralizovaného zásobení energiemi jako součástí konceptu „Smart Grids“, jehož význam v poslední době neustále stoupá. Při mikrokogeneraci na úrovni rodinných domů nelze z mnoha různých důvodů přímo použít technologie z klasického teplárenství, a tak se objevují technologie nové. Jednou z možností je použití Stirlingova motoru. Účelem této práce je provést zevrubnou rešerši výrobců zabývajících se Stirlingovo motorem, v období posledních třech desetiletích, s důrazem na kogenerační jednotky. Hlavním cílem bylo určit skutečný počet současných výrobců jednotek pro užití v domácnostech. V další části práce je na parametrickém bilančním modelu rodinného domu zhodnocena ekonomika provozu domácí kogenerační jednotky za současných podmínek v České Republice. Ukazuje se, že výsledky výpočtu mohou být vysoce závislé na skutečném diagramu odběru elektrické energie. Ve všech uvažovaných provozních podmínkách byla jednotka nerentabilní z důvodu vysoké pořizovací ceny. Rovněž byla hodnocena ekonomika provozu zařízení s výrazně nižší elektrickou účinností, a tím i elektrickým výkonem, kde je ale předpoklad vyšší jednoduchosti a nižší ceny zařízení. Výsledkem v rámci uvažovaných podmínek a požadavků na ekonomiku provozu je, striktní limitace prodejní ceny případného zařízení.

Abstract: Micro-cogeneration is one of the pillars of decentralized power supply as a part of the Smart Grids concept, which is recently gaining on its importance. In micro-cogeneration, CHP plants scaled down up to domestic size, standard technologies applied in large scale plants cannot be used for many reasons, so new technologies are emerging. One of the promising technologies is the Stirling Engine. Purpose of this paper is to bring a comprehensive list of Stirling Engine manufacturers who were active within last three decades, with particular focus on micro-cogeneration units. Main purpose is to determine the real number of recent domestic units’ manufacturers. In second part, use of a commercially available domestic CHP unit under recent conditions in Czech Republic has been evaluated on a parametric model of the unit in an average family house. It is apparent the results might be strongly dependent on the actual electricity consumption diagram. Under all the considered conditions, the economy of the unit operation is bad due to the device cost. Economy of eventually cheaper and simpler device with low electrical efficiency and output was evaluated as well, giving for use under given conditions very strict limits for potential production cost.

Obsah Seznam užitých veličin a zkratek ............................................................................................... 2 Úvod ........................................................................................................................................... 3 Stirlingův motor ......................................................................................................................... 4 Nedávný vývoj v oblasti Stirlingova motoru ............................................................................. 7 Přehled výrobců Stirlingova motoru ........................................................................................ 10 Whisper Tech Ltd ................................................................................................................. 10 Microgen Engine Corporation holding (MEC) .................................................................... 12 Remeha B.V. – část BDR Thermea (Die Dietrich Remeha GmbH), [44] ....................... 12 Baxi – součást BRD Thermea .......................................................................................... 13 Baxi-SenerTec UK– součást BRD Thermea .................................................................... 13 Viessmann Werke GmbH & Co. KG ............................................................................... 13 CLEANERGY AB ............................................................................................................... 14 Genoastirling S.r.l. ............................................................................................................... 15 Stirling DK ........................................................................................................................... 16 Stirling Holland .................................................................................................................... 17 Stirling Biopower Inc. .......................................................................................................... 17 Stirling Technology, Inc. ...................................................................................................... 18 Sunpower, Inc. ...................................................................................................................... 19 Ripasso Energy AB .............................................................................................................. 19 Sunvention International GmbH .......................................................................................... 19 Ve // ingenieure GmbH ........................................................................................................ 20 SUCTION GAS ENGINE MFG. CO., LTD. ....................................................................... 20 INFINIA ............................................................................................................................... 20 Stirling Systems Ltd. ............................................................................................................ 21 Cool Energy, Inc. ................................................................................................................. 21 ReGen Power Systems ......................................................................................................... 21 Inspirit Energy ...................................................................................................................... 22 Epas GmbH .......................................................................................................................... 23 Öko-Energiemaschinen Vertriebs GmbH ............................................................................ 24 SOLO Kleinmoteren GmbH................................................................................................. 24 UNITED STIRLING ............................................................................................................ 24 Tedom................................................................................................................................... 24 KWB - KRAFT UND WÄRME AUS BIOMASSE GmbH ................................................ 24 Hoval .................................................................................................................................... 25 Bilanční model rodinného domu pro výpočet ekonomiky nasazení μCHP jednotky .............. 25 Algoritmus pro určení rozložení výroby v rámci dne .......................................................... 29 Určení rozvržení odběru elektrické energie ......................................................................... 30 Vlastní výpočet toků elektrické energie a plateb ................................................................. 32 Výpočet původní a nové platby za energie .......................................................................... 33 Určení optimální velikosti baterií ......................................................................................... 34 Shrnutí výsledků pro zadané parametry ............................................................................... 35 Výpočet návratnosti μCHP jednotky .................................................................................... 38 Rámcová analýza uplatnitelnosti a nasaditelnosti motoru gama konfigurace o výkonu v řádech 100 W ....................................................................................................................................... 39 Závěr......................................................................................................................................... 43 Reference .................................................................................................................................. 46

1

Seznam užitých veličin a zkratek Veličiny ϑ – bezrozměrný teplotní koeficient [-]

ti – vnitřní výpočtová teplota [°C]

τ – bezrozměrný časový koeficient [-]

tQ – provozní hodiny μCHP jednotky v jednom dni [hod/den]

ηc – celková účinnost μCHP jednotky [-]

Tmax – teplota přívodu tepla [K]

e – teplárenský modul [-] [kWe/kWt]

Tmin – teplota odvodu tepla [K]

n – dny v rámci daného období [den]

x – koeficient pro korekci Qav z hodnot na založených čistě na ztrátovém výkonu budovy [-]

n0 – délka topného období [den] p – tlak [Pa] Pe – elektrický výkon μCHP jednotky [kW] Pt – tepelný výkon μCHP jednotky [kW] Q – potřeba tepla v daném období [MWh] Qav – průměrný tepelný výkon soustavy v daném období [kW]

Některé jednotky

samostatně

kWe, MWe výkonu

–

jednotka

užité

elektrického

kWt – jednotka tepelného výkonu

Qc – celková potřeba tepla [MWh] Qel – roční potřeba elektrické energie [MWh]

Zkratky

Qh – roční potřeba tepla [GJ] nebo [MWh]

CHP - Combined Heat and Power kogenerace

Qn – výhřevnost [kJ/kg]

μCHP - Micro Combined Heat and Power, mikro-kogenerace

Qp – spotřeba plynu [MWh] Qs – spalné teplo [kJ/kg]

FPSE - Free Piston Stirling Engine – Stirlingův motor s volným pístem

t0 – průměrná vnější teplota pro konec otopného období [°C]

LTD - Low Temperature Differential – Stirlingův motor pro malý teplotní rozdíl

te – průměrná venkovní teplota v daném období [°C]

TUV – teplá užitková voda

tev – venkovní výpočtová teplota [°C]

2

Úvod Rozvoj energetiky se v posledních letech zaměřuje ve velké míře nejen na obnovitelné zdroje a šetrnost výroby k životnímu prostředí, ale také na celkovou racionalizaci výroby, distribuce i spotřeby energií (elektrické energie a tepla). Toto je spojeno s novým konceptem distribučních sítí, tzv. Smart Grids. Uplatnění principů konceptu Smart Grids v této oblasti přináší odběratelům možnosti aktivního zapojení do tohoto procesu. Počínaje možnostmi odložení vybrané části spotřeby na období s výhodnější cenou, až po uplatnění lokálních zdrojů elektrické energie rozličných typů. Odběratelé poskytují distributorovi větší možnost využití potenciálu jejich spotřeby i případné výroby. Distributor na oplátku vytváří možnost výběru z výhodnějších tarifů pro distribuci elektrické energie a zprostředkovaně i případné lepší ceny za silovou elektřinu.[40] Jako jeden z uvažovaných a perspektivních způsobů využití lokálních zdrojů v rámci Smart Grids je drobná kombinovaná výroba elektrické energie a tepla – mikro-kogenerace (Micro Combined Heat and Power, dále μCHP). Definice takového zdroje je např. podle [19] zařízení s elektrickým výkonem do 3,5 kWe v případě jednofázového a do 11 kWe v případě třífázového výstupu. Při připojení zařízení do rozvodné sítě se předpokládá s provozem na nízkém napětí 230 V. (V případě zahraničí přichází v úvahu 110 V.) Jiné zdroje [27] uvádějí pro mikro zdroje limitní instalovaný výkon 50 kWe a pro malé zdroje 1 MWe, kromě toho je zde uvedena i klasifikace a rozdělení výroben, které spadají pod kogeneraci a které ne, přičemž toto rozdělení je založeno na účinnosti výroby a je korigováno řadou doplňkových parametrů. Pro příspěvek na podporu výkupu elektrické energie z CHP je však dle ERÚ[28] nejnižší výkonové rozmezí až do 1 MW a tím pádem pro mikrokogeneraci v důsledku neexistuje na straně výkupních cen žádné zvýhodnění. Mikro-kogenerace nabízí množství potenciálních výhod pro zásobení obytných budov energiemi ve smyslu vyšší účinnosti a nižších ekologických dopadů. Jako velká výhoda μCHP oproti běžnému vytápění je podle [19] fakt, že při běžném vytápění je účinnost využití energetické hodnoty paliva kolem 80 % a 20 % tepla odchází v exhalacích, zatímco při použití μCHP jednotky v exhalacích odchází pouze 5 % tepla a 15 % tepla je přeměněno na elektrickou energii. To lze však předpokládat jen v případě náhrady staršího systému spalování účinnějším v rámci jednotky. Pro využití výhod μCHP systém musí hlavně přinést úsporu nákladů a primárních zdrojů [18], čehož se dosahuje pomocí běžného principu

3

teplárenství. Této úspory by mělo být dosaženo při přijatelném komfortu obsluhy, srovnatelným s obsluhou zařízení pro běžné vytápění v domácnostech. Realizaci výroby elektrické energie v malém měřítku není možné provést technologiemi používanými v dnešních velkých elektrárnách či teplárnách a v průmyslové energetice. Kromě rapidního poklesu účinnosti při aplikaci těchto technologií na extrémně nízké výkony je potřeba počítat s množstvím dalších technických aspektů, které by mělo mikrokogenerační zařízení splňovat pro jeho úspěšné nasazení v domácnostech. Mezi ně patří především nízká hlučnost chodu a minimální vibrace, malé požadavky na prostor, minimální nároky na obsluhu, zároveň variabilita a rychlost operativní změny výkonu. Existuje řada technologií uvažovaných pro μCHP, z nichž některé jsou zatím spíše ve stadiu vývoje s více či méně jasnou budoucností (termoelektrický princip, plynové mikroturbíny, palivové články). Další technologií jsou motory s vnitřním spalováním, jejichž produkce a vývoj je díky automobilovému průmyslu na vysoké úrovni, avšak nesou s sebou mnoho nevýhod po stránkách hlučnosti, údržby, požadavků na palivo, a tím i provozních nákladů, přestože se řada výrobců snaží o jejich odstranění. Majoritní je uplatnění těchto motorů v off-grid aplikacích. Rovněž existují velmi perspektivní motory s vnějším spalováním, které jsou základem mnoha μCHP systémů. Protože spalování probíhá mimo vlastní motor, který potřebuje pouze přívod tepla, lze jako palivo použít doslova jakýkoliv spalitelný materiál, což umožňuje široké uplatnění, vysokou účinnost spalování i výrazně tišší chod vůči motorům s vnitřním spalováním. Dvěmi nejčastějšími provedeními jsou Rainkinův cyklus realizovaný s organickým pracovním médiem (ORC) a Stirlingův motor. [39] Účelem této práce je provést kompletní rešerši výrobců Stirlingových motorů, jak úspěšných, tak neúspěšných, případně dostupných informací o odložených i zrušených komerčních projektech, s primárním zaměřením na kogenerační jednotky, z období posledních třech desetiletí. Tato práce rovněž na částečně parametrickém bilančním modelu rodinného domu ukazuje provozně ekonomickou bilanci při nasazení komerčně dostupné μCHP jednotky na bázi Stirlingova motoru. Posledním bodem práce je stručná technickoekonomická analýza pro možnost komerčního nasazení Stirlingova motoru o výkonu v řádu 100 W.

Stirlingův motor Stirlingův motor byl vynalezen skotským inženýrem Robertem Stirlingem v roce 1816. Tento motor je založen na Stirlingově cyklu, který na základě cyklické komprese a expanze 4

při převádění tepla z vyšší na nižší teplotní hladinu koná práci [1]. Jedná se o uzavřený termodynamický regenerativní oběh s vnějším přívodem tepla, v praxi realizovaný jako pístový stroj. Vnější přívod tepla dává motoru značnou výhodu oproti většině ostatních současných pístových motorů v teoreticky široké škále možností použitého paliva, případně v možnosti využití odpadního tepla. [17,81]

Obr.1: Diagramy pv a Ts Stirlingova oběhu [17]

Obr.2: Znázornění dějů ve Stirlingově motoru [17]

Z termodynamického hlediska ideální cyklus sestává ze dvou izochorických a dvou izotermických dějů, pv a Ts diagramy jsou na obr. 1 a znázornění dějů na obr. 2. Konkrétními ději jsou 12 – izotermická komprese, při které dochází k odvodu tepla. Kompresní píst se 5

pohybuje směrem k regenerátoru, zatímco expanzní píst zůstává stát. Tlak se zvýší z p1 na p2, zatímco teplota zůstává díky odvodu tepla konstantní. Nedochází ke změně vnitřní energie a pracovnímu médiu klesá entropie. Následuje izochorický přechod 23 na teplotní hladinu přívodu tepla, kdy se oba písty pohybují zároveň tak, aby nedocházelo ke změně měrného objemu. Médium je přesunuto z kompresního válce do expanzního přes regenerátor. Teplo přivedené při procesu 23 je totožné s teplem odvedeným při ději 41, v ideálním případě tedy pracovní médium použije pro přívod tepla v tomto ději pouze regenerátor a výsledná teplota po průchodu je teplota přívodu tepla Tmax. Nárůst teploty po průchodu regenerátorem je doprovázen zvýšením tlaku na p3, nekoná se žádná práce. V ději 34 probíhá izotermická expanze, expanzní píst se posunuje směrem od regenerátoru, zatímco kompresní zůstává stát. V důsledku expanze dojde ke snížení tlaku. Teplota díky přívodu tepla zůstává konstantní, a tak práce vykonaná pístem přímo odpovídá přivedenému teplu. Nedochází ke změně vnitřní energie, narůstá entropie. Poté následuje izochorická regenerativní komprese, oba písty se opět pohybují současně a během proudění látky přes regenerátor je teplo média předáno do regenerátoru a teplota média po průchodu je Tmin, teplota odvodu tepla. Nekoná se práce, pracovnímu médiu klesá vnitřní energie a entropie. [17] Samozřejmě existuje možnost obrátit cyklus na chladicí. Tato možnost se též běžně používá a existují aplikace využívající chlazení na bázi Stirlingova motoru, např. [54] V ideálním případě se díky regeneraci jedná o zobecněný Carnotův cyklus, což dává předpoklad vysoké účinnosti. V reálném cyklu však nelze teplo přivádět a odvádět zcela izotermicky, obzvláště díky omezenému prostoru válce jako výměníku tepla. Stejně tak nelze realizovat dokonalý regenerátor, ve kterém jsou navíc významné tlakové ztráty. [17] Významnou roli ve ztrátách hraje rovněž mrtvý objem, který je tvořen částí válce a celým regenerátorem. Existuje množství typů a variací Stirlingova motoru a lze je třídit podle množství parametrů, které jsou detailně popsány v [17]. Základní rozdělení je dle konfigurace a vzájemného zapojení válců. Rozlišují se konfigurace alfa, beta a gama viz obr. 3. Konfigurace alfa se sestává ze dvou pístů v samostatných válcích, mezi kterými je umístěn regenerátor. Jedná o nejjednodušší koncepci, avšak oba písty vyžadují těsnění pracovního plynu a v praktické realizaci jsou relativně velké mrtvé objemy. Výhodou této konfigurace je možnost víceválcového uspořádání, kde jsou válce mezi sebou propojeny tak, že expanzní prostor jednoho pístu je spojen s kompresním prostorem druhého [17]. Toto zapojení dává díky dvojčinnému chodu výhodu v měrném výkonu a je používáno řadou výrobců. 6

Obr. 3: Zleva konfigurace alfa, beta a gama [17] Konfigurace beta využívá pouze jeden píst umístěný spolu s přesunovačem ve společném válci. Kompresní prostor je prostor mezi přesunovačem a pístem. [17] Konfigurace gama využívá stejně jako beta přesunovač, který je však ve vlastním válci. Kompresní prostor sestává z prostoru obou pístů a jejich propojení. Hlavní výhodou tohoto zapojení je poměrně jednoduchý klikový mechanismus.[17] Písty (příp. píst a přesunovač) motoru jsou běžně mechanicky svázány pro dodržení vzájemného pohybu při chodu. Stejnou funkci jako mechanické svázání může poskytnout i plyn fungující jako pružina. V takovém případě hovoříme o Stirlingově motoru s volným pístem, „Free Piston Stirling Engine“, FPSE. Používá se výhradně v konfiguraci beta. Stavba motoru zůstává zachována kromě spojení pístu a přesunovače, válec je na obou koncích zcela utěsněn. Při spojení s lineárním alternátorem uvnitř motoru je pak zcela eliminována možnost úniku pracovního media.[17]

Nedávný vývoj v oblasti Stirlingova motoru Stirlingův motor je díky svému teoretickému potenciálu velmi vysokých účinností v popředí zájmu mnoha výzkumných institucí i společností. Bylo vypracováno množství studií, sestrojeno SW i HW modelů avšak vždy pouze s dílčími úspěchy. Vedle prací zaměřených na klasické typy Stirlingova motoru (alfa, beta, gama) se objevují i zcela odlišné a nové koncepce počínaje drobnými úpravami a zvládnutými technologiemi jako FPSE a Ringbom Engine [23], přes zcela nové koncepce jako Termoakustický Stirlingův motor [24], konče koncepty jako vícefázový motor[14]. Během posledních několika desetiletí bylo provedeno množství studií zaměřených na výkonnost různých typů Stirlingova motoru a byly značně propracovány numerické modely pro jejich řešení [1]. Přesto podle [2] je při návrhu 7

geometrických parametrů postupováno převážně na základě zkušeností vývojářů, kteří ale nemají dostatek experimentálně získaných dat. Dokonce i přes velké množství studií a zkonstruovaných experimentálních zařízení se žádné nedokázalo vyrovnat motorům s vnitřním spalováním a komerční nasazení nedosahuje žádané úrovně. Mnoho parametrických modelů a studií pro optimalizaci geometrie a pracovních podmínek (tlak, otáčky) je založeno na základě Schmidtovy teorie, [4,5], která je následně pozměněna a doplněna tak, aby byl výsledek bližší skutečnosti. Jako důkaz toho, jak drastický je rozdíl mezi výsledkem pouze na základě Schmidtovy teorie a skutečností, lze považovat [12], kde výstupní výkon odpovídal teplotnímu spádu 5,5°C, přičemž skutečné teploty přívodu a odvodu tepla byly 155°C a 20°C. U většiny modelů a experimentálních zařízení vyvinutých v posledních letech se uplatňují výpočtové metody Urieli, případně Urieli a Berchowitz [13,16], občas se objeví i jiné zcela nové metody, např. založené na rozdělení prostoru válce na jednotlivé oblasti, u nichž se popíše chování [2] nebo uzlové objemy „nodal volumes“ – vypočtení objemů v jednotlivých pozicích v rámci pracovního cyklu založeném na podobném principu jako Schmidtova teorie [9]. Při návrzích Stirlingova motoru se dospělo k mnoha cenným faktům. Podle [1] se se zvětšujícím se počátečním tlakem zvyšuje výkon i účinnost, ale snižuje se rychlost, při které je dosaženo maximálního výkonu. Na druhou stranu bylo v [7,8] zjištěno, že pro každou teplotu přívodu tepla existuje maximální tlak, nad nímž se již výkon snižuje, a na motoru se začnou projevovat vibrace. Tento tlak se nachází v oblasti poměrně malých rychlostí, což odpovídá [1], při nichž převládá efekt úniku pracovní látky nad pozitivními efekty a již se nezvyšuje krouticí moment [7]. Z hlediska rozboru ztrát Formosa [5] zmiňuje velký význam efektivity chladiče. Ve studii [7] byl proměřen nejprve regenerátor jako hladký válec a následně upravený tak, že jeho plocha vzrostla na 214%, čímž dosáhli 50 % zvýšení jeho účinnosti, což zůstalo za očekáváním. V regenerátoru je také velice významná tlaková ztráta, která ve ztrátách Stirlingova motoru hraje významnou roli. Regenerátor se na všech tlakových ztrátách díky malému průřezu pro průchod vzduchu podílí cca z 90 %. Mrtvé objemy, které by měly být teoreticky nulové, mohou u skutečných motorů dosáhnout až 50 % z jejich celkového vnitřního objemu. Na druhou stranu při výpočtu motoru pomocí isotermické i adiabatické analýzy se výsledky od sebe příliš neliší. Prostor pro zlepšení je také v kinematickém zapojení pístu a přesouvače [7]. Většina motorů používá „rhombic drive“ [9], a to i přes jeho komplexnost a požadavky na přesnost, čehož je třeba pro správnou funkci [15]. Při porovnání rhombic drive oproti klikovému mechanismu je dosaženo o 10 % vyššího měrného výkonu za cenu ztráty 0,5 % na účinnosti [15]. Zjistilo se, že s měnícími se délkami 8

poloměrů jednotlivých částí rhombic drive se mění výkon i účinnost. Rostou s poloměrem usazení ojnic, avšak pouze do určitých otáček pohybujících se kolem 2 000 rpm, za nimiž se začnou snižovat. Příčina tohoto jevu ale zatím není známa. Naprosto opačný efekt má vzdálenost středů ozubených kol. Tyto parametry ovlivňují zdvih pístu a přesunovače, a proto by měly být při návrhu motoru detailně zváženy [1]. Detailní rozbor a optimalizaci použití rhombic drive provedl Shendage [15], zatímco Katbulut [9] provedl rozbor použití a následně sestrojil experimentální zařízení s použitím páky („lever“), konfrontoval výsledky s rhombic drive a dospěl k závěru, že výhody páky převažují nad nevýhodami a pro stejný výstupní výkon je v motoru nejnižší tlak. Cheng [1] zpozoroval, že motory jsou schopné se rozběhnout, pouze pokud jsou jim uděleny počáteční otáčky v určitém rozmezí. Mezi dalšími zajímavými prácemi Hirate [10] zhodnotil prototypový motor Ecoboy-SCM81, pro který následně navrhl změny pro zvýšení účinnosti. Wu [3] analyzoval optimální výkon Stirlingovo motorů, přičemž bral v potaz přenos tepla, čas, nedokonalost regenerace a nevratnost změn. Tím vytvořil nový teoretický základ pro vylepšování Stirlingovo motorů. Gu [11] navrhl Stirlingův motor s vysokou účinností za použití kompozitního (dvousložkového) pracovního média spolu s nadkritickou regenerací tepla. Shendage [15] a Thombare [17] zjistili, že pro spolehlivou funkci je zásadním problémem těsnění pracovní látky při vysokých tlacích a že je potřebné dbát na výběr systému pohybu pístu, převážně s požadavkem na minimální boční tah a maximální přiblížení ideálním objemovým změnám. Sripagorn [16] navrhl vzhledem k materiálovým problémům u vysokoteplotních motorů a naopak nízké účinnosti i měrném výkonu u motorů pracujících na nízkém teplotním rozdílu (Low Temperature Differential, dále LTD) jít cestou středních teplot (300 - 500°C) s přijatelnou účinností a měrným výkonem při použití stále poměrně levných materiálů. S velice zajímavou prací přišel Invernizzi [6], který navrhuje použití plynů odklánějících se od chování ideálních plynů a tento „real gas effect“ využít jako výhodu. Práce vychází mj. z Malonova motoru, který se podobal Stirlingovu motoru, avšak pracovním médiem byla voda. Z testů tohoto motoru ve 20. letech minulého století lze usuzovat, že voda byla za kritickým bodem a tak pracovním médiem byl spíše „hustý plyn“, než voda. Pokud je vhodný hustý plyn pracovním médiem, postačují pro stejný měrný výkon nižší tlaky a i při středně vysokých teplotách přívodu tepla lze dosáhnout dobré účinnosti. Vzhledem k vysokému použitému tlaku (min. 10 MPa) potřebnému pro překonání kritického bodu se usuzuje na efektivní přenos tepla mezi jeho zdrojem, případně regenerátorem a médiem díky zvýšenému koeficientu přenosu tepla. Vzhledem k použití pouze středně vysokých teplot (teplota přívodu 300 - 400°C) by se však vysoké tlaky mohly aplikovat i za použití poměrně běžných 9

materiálů. Jako vhodné látky se jeví CO2 nebo chladivo HFC-125, které je vzhledem ke kritické teplotě 66°C vhodné pro kogeneraci. Sanders [14] sestrojil matematický model a následně i experimentální zařízení, které potvrdilo předpovězené chování pro vícefázový Stirlingův motor. Jedná se o soustavu tří válců, v nichž jako písty fungují membrány. Tyto válce jsou mezi sebou spojeny do trojúhelníku a výstupní mechanickou prací je kmitavý pohyb jednotlivých částí této sestavy, který je možno využít lineárními generátory. Ačkoliv tento systém má díky pístům v podobě membrán mnoho výhod (těsnění, nízké ztráty, samostatný start), má toto zařízení velké ztráty disipací způsobené hysterezí plynové pružiny, „gas-spring-hysteresis“. Další komplikací, kterou však autor nezmiňuje, je případný přívod tepla k teplé straně velice nízkých a kmitajících válců nyní realizovaný pomocí odporových topných těles na těle válce. O konkrétní účinnosti se autor nezmiňuje.

Přehled výrobců Stirlingova motoru V následující části práce je uveden přehled současných výrobců Stirlingova motoru. U každého výrobce jsou uvedeny konkrétní vyráběné motory a jejich nejdůležitější technické specifikace, pokud jsou k dispozici. Jedním z účelů tohoto přehledu je sumarizace skutečných výrobců a jejich odlišení od dodavatelů, případně firem nabízejících produkt, který je dosud ve fázi vývoje. Do výčtu nejsou zahrnuty výrobci čistě demonstračních a dekoračních jednotek a výrobci využívající Stirlingův cyklus pouze pro účely chlazení. V první části jsou uvedeny výrobci, kteří přinášejí komerční nasazení pro Stirlingův motor. Za ní následuje přehled firem a projektů, které byly době nedávné v komerčním nasazení, případně velice blízko od tohoto stavu, avšak se do prodeje nedostaly, nebo byla výroba zastavena.

Whisper Tech Ltd

(obchodní značka WhisperGEN), [41,42]

Firma z Nového Zealandu produkující Stirlingovo motory jako off-grid zdroje elektrické energie i kogenerační jednotky na diesel či kerosin a on-grid jako kogenerační jednotky na zemní plyn. Od zemětřesení v únoru 2011 již nejsou k dispozici off-grid, převážně velmi malé, jednotky z důvodu zničení výrobních kapacit. V EU jsou kogenerační jednotky vyráběny od roku 2009 společným podnikem se španělskou firmou Mondragon. V roce 2012 dosáhlo celkové množství instalovaných jednotek v zemích EU jednoho tisíce. Kogenerační jednotka je běžně dostupná v Německu, Belgii, Holandsku, Velké Británii, Rakousku a Francii. Britský E-ON uvádí výpočet úspor při nasazení této jednotky. [80] 10

Obr.4 a 5:Konstrukční provedení motorů s viditelným systémem Wobble Yoke od WhisperGEN [42] Specifikace produktu: WhisperGen® EU1 microCHP Unit 4 válcový Stirlingův motor, válce naklápějí talíř, jehož pohyb je následně převeden na rotační – patentovaný systém „Wobble Yoke“, jedná se o „4 cylinder double acting“ uspořádání, modifikaci konfigurace alfa, kde pomocí vzájemné konfigurace a propojení jednotlivých válců každý z pístů funguje jako expanzní i kompresní. Pracovním médiem je dusík, hlučnost 46 dB. Palivo: Zemní plyn Spotřeba plynu: max 1,55 m3/h Vlastní spotřeba: Standby 11 W, při běhu 60 W (bez oběhového čerpadla pro teplou vodu) Elektrický výkon: 0,4-1,2 kW Tepelný výkon: 4,9-8,3 kW (nominální při 60-80°C: 7.5-8.3 kW; se záložním hořákem 13,214,5 kW) Účinnost: 96 % 11

Váha: 142 kg Rozměry: 491x838x563 mm Hluk: 46 dB Generátor: 4-pólový, 1fázové zapojení do sítě Cena včetně instalace v Německu: 14 000 EUR, ve Velké Británii včetně instalace cca £8000 (2010) [81]

Obr.6: Vzhled kogenerační jednotky [41]

Microgen Engine Corporation holding (MEC) (b.v., ltd, asia), [43] Společná korporace vlastněná převážně společnostmi BDR Thermea a Viessman pro společný vývoj a možnost masového nasazení μCHP jednotek pracujících právě na principu Stirlingova motoru. Stránka [38] naznačuje, že při vývoji zřejmě spolupracoval Sunpower. Dle [81] vývoj prováděly firmy BG Group a Sunpower do r. 2007, kdy roli BG Group převzalo konsorcium MEC.

Remeha B.V. – část BDR Thermea (Die Dietrich Remeha GmbH), [44] Nizozemská společnost zabývající se veškerými produkty pro vytápění domácností (tuhá paliva, plyn, tepelná čerpadla, solární termické systémy,…). V roce 2010 údajně vyvinula μCHP jednotku Evita pracující na principu Stirlingova motoru, která je k dispozici pouze u německé odnože firmy. Principielně se jedná o FPSE [82] Parametry jednotky: Evita Kondenzační kotel Palivo: Zemní plyn 12

Elektrický výkon max 1 kW, tepelný výkon 3,8-28 kW Hmotnost: 120 kg Rozměry: 490x910x471 mm

Obr.7: μCHP jednotka Evita by Remeha [82] Baxi – součást BRD Thermea [45] Britská společnost, jejíž obor činnosti je prakticky totožný se spol. Remeha. Dodává kogenerační jednotku Baxi EcogenTM, konstrukcí zcela totožnou s jednotkou Evita. K dispozici též od 2010. Současná cena: £7000 [83] Baxi-SenerTec UK– součást BRD Thermea [46] Britská společnost, součást Baxi, vyrábí 5,5 kWe μCHP jednotku Dachs E na bázi plynového spalovacího motoru a 1 kWe μCHP Dachs SE na bázi FPSE, který na rozdíl od jednotek předchozích společností má maximální tepelný výkon 5,8 kW s možností doplňkového špičkového 18 kW hořáku a jednotka má větší rozměry 860x1340x1900 mm. Principielně se nejspíše jedná o totožnou konstrukci. K dispozici pouze na německé verzi stránek. Viessmann Werke GmbH & Co. KG, [47] Německá společnost, která v rámci konsorcia Microgen Engine Corporation nabízí s ostatními prakticky totožnou 1 kWe jednotku Vitotwin 300 [84]. Liší se částečně v rozměrech: 480x480x900 mm. Tepelný výkon udán 6 kW, k dispozici je informace o celkové účinnosti dosahující 96 % (Qs) / 107 % (Qn). Firma jednotku doporučuje v použití se špičkovým hořákem (26 kWt) pro aplikace, kde roční platba za energie překračuje 60 000 Kč, tím pádem se předpokládá vysoké roční využití jednotky. Jednotka je dostupná i v ČR.

13

CLEANERGY AB, [48] Švédsko-Čínská společnost založená v roce 2008 skupinou investorů, která získala práva k motoru V 161 zkrachovalé německé společnosti Solo Kleinmotoren GmbH, připravila jej pro masové nasazení a v současnosti je dle vlastních slov jedním ze světových lídrů v oblasti Stirlingova motoru, avšak první vyrobené jednotky byly dodány teprve v letech 2010-2011. Oblast užití jsou SCP jednotky o nominálním výkonu 10 kWe C10G a CHP 9 kW C9G. V obou případech se jedná o alfa-konfiguraci. V oblasti CHP je uplatnění technologie pro provozní potřeby plynovodů, standardní použití μCHP jednotky je na zemní plyn, nebo bioplyn. Dodávána je kompaktní μCHP jednotka. Jednotky v současnosti nejsou dodávány jako produkt pro běžného koncového zákazníka.

Obr. 8: Koncepční provedení μCHP jednotky C9G Cleanergy [48] Parametry jednotky: C9G Servisní interval je 4-6000 hod, intenzita vydávaného hluku 67 dB, životnost 25 let, pracovním médiem je helium o tlaku 23 MPa, udávány ztráty pracovního media při zatížení (až 100-300 ml/h), není vhodné trvale provozovat přes 80 % výkonu, možnost nestandardně použít jiný zdroj tepla o teplotě alespoň 700°C. Elektrický výkon: 2-9 kW Tepelný výkon: 8-25 kW Elektrická účinnost: 22-24,5 % Celková účinnost: >90 % Spotřeba plynu: 2,9 Nm3/h čistého metanu při 80 % zatížení Rozměry: 1450x700x1000 mm

14

Genoastirling S.r.l., [49] Italská firma založena pro zúročení zkušeností a vývoje z University of Genoa. Kromě vlastních motorů nabízí poradenství, návrh a výrobu pro Stirlingovo motory tak, aby vyhovovaly konkrétním aplikacím pro domácnosti, farmy, průmyslové podniky s odpadním teplem či pro CHP, nebo solární systémy. Firma nabízí pouze samostatné motory konfigurace gama v různých výkonových hladinách, vlastní instalace či konkrétní použití je již na zákazníkovi, firma nenabízí kogenerační jednotky. Zřejmě se jedná o kusovou výrobu. Specifikace produktů: GENOA00 Jednoválcový motor s elektrickým výkonem 0,35 kW, skříň, blok motoru a písty z hliníku, zbytek motoru z nerezové oceli, bez potřeby mazání, servisní prohlídka po 5000 hodinách chodu, vhodný pro trvalý provoz, dodací lhůta 40 dní, potřebný tepelný tok, či účinnost nejsou k dispozici. Pracovním médiem je vzduch. Zdvihový objem: 94 cm3 Teplota přívodu tepla: 750°C Maximální tlak: 5 MPa Otáčky: 600 rpm Vnější rozměry: cca 520x550x320 mm Cena: 8 000 EUR

Obr. 9: GENOA03 od GenoaStirling [49] GENOA01 Dvouválcová verze předchozího, dvojnásobný celkový zdvihový objem, elektrický výkon 1 kW, ostatní parametry shodné s předchozím. Cena: 11 000 EUR 15

GENOA03 Dvouválcový motor s elektrickým výkonem 3 kW, většina parametrů shodná s předchozími. Servisní prohlídka by měla proběhnout po 1 000 hodinách provozu. Zdvihový objem: 880 cm3 Maximální tlak: 2,5 MPa Vnější rozměry: cca 716x770x240 mm Cena: 14 000 EUR Firma dále připravuje motory o výkonech 5 kWe a 7 kWe, které by měly být dostupné v roce 2012.

Stirling DK [50] Dánská firma založená v roce 2004 na základě výsledků výzkumu z The Technical University of Denmark probíhajícího od r. 1990. Výzkum byl zaměřen na vývoj Stirlingova motoru s konkrétním záměrem použití pro spalování biomasy. Byl vyvinut 35 kWe motor SD4-E, který je dodáván buď samostatně nebo v podobě mikroteplárenských celků určených pro spalování dřevní štěpky pomocí zplyňování, bioplynu, nebo fungující na základě pyrolýzy se současnou produkcí dřevěného uhlí. Obzvláště při spalování štěpky je pro větší výkony možné použití více motorů v paralelním zapojení. Existuje i možnost dodávek elektrárny jako celku namontované v přepravním kontejneru pro snadný transport a rychlé uvedení do provozu. Výrobce není ochoten jednotky dodat mimo severní Evropu. Podle [94] měla firma ve vývoji i 9 kWe jednotku SD-5 spalující zemní plyn.

Specifikace motoru SD4-E: 4 válcový dvoučinný s patentovaným „yoke“ mechanismem v konfiguraci alfa, pracovním médiem je helium, hladiny provozních tlaků 3,3-5,7 MPa, hmotnost 2,5 t, teplota přívodu tepla 700±50°C, vrtání 142 mm, zdvih 76 mm, maximální vstupní teplota chladící vody 60°C, servisní interval 4-6000 hodin, životnost 100 000 hod, hermeticky uzavřená konstrukce, konstrukcí totožný s motorem Mawera, zřejmě se jedná o dřívější trademark. Elektrický výkon: 35 kW, tepelný výkon motoru 90 kW (celé teplárenské jednotky 140 kW) Příkon: 200 kW Elektrická účinnost: 28 % Cena v 2005 [94]: 250 000 EUR/kompletní jednotku, 100 000 EUR/modul se Stirlingovo motorem 16

Obr.10: SD4-E od Stirling DK samostatně a 4motorová soustava na štěpku [50]

Stirling Holland [51] Holandská firma, která uvádí, že prodává motory vlastního designu, konstrukcí se jedná přímo o motory StirlingDK.

Stirling Biopower Inc. [52] dříve STM Power Inc. Americká firma sídlící v Michiganu, která po 30 letém vývoji začala v roce 2008 prodávat Stirlingův motor – jednotku PowerUnit, převážně pro účely získání energie ze spalování libovolných spalitelných plynů (zemní, skládkový,...), ale lze použít i jakékoliv jiné palivo či zdroj tepla. Možné je konvertovat primární zdroj pouze na elektrickou energii i zapojení pro CHP. Dle [94] existovala spolupráce s bývalou švýcarskou firmou Menag Group, která údajně nabízela 48 kWe jednotku ENX 55 s 30 % elektrickou účinností na stejné portfolio zdrojů.

Specifikace PowerUnit: Použit 4 válcový dvoučinný motor v konfiguraci alfa. Počáteční přetlak 14 kPa. Možnost přívodu libovolného spalitelného plynu, případně možnost užití jiných paliv či proudu horkého vzduchu. Pro větší výkon slouží užití více jednotek. Jednoduchá montáž i zapojení, odolá povětrnostním podmínkám, nízké nároky na údržbu, předpokládá se zapojení v rozvodné síti. Elektrický výkon: 43 kW 480 V 60 Hz, 38 kW 380 V 50 Hz, třífázové zapojení Elektrická účinnost: 27-28 %, celková účinnost pro CHP 75-80 %

17

Obr.11: Jednotka PowerUnit by Stirling Biopower [52]

Stirling Technology, Inc.

[53], také trademark Stirling Dynamics, licencovaná

výroba v Japonsku - Stirling Engine Company Americká společnost sídlící v Athens, Ohio, společný podnik s čínskou Shenyang UltimateAir® Ventilator Co. Ltd., pro ventilační systémy s rekuperací energie za pomoci Stirlingova motoru. Předpokládané užití samostatných motorů pro off-grid výrobu elektrické energie, případně v kogeneraci, nebo pro využití mechanické energie v odlehlých oblastech (čerpání vody atp.). Výrobní závod v USA a v Indii.

Obr. 12: Model ST-5, Stirling Technologies [53] Produkt: ST-5 Počáteční tlak v motoru 0,5 MPa zajišťovaný zabudovaným kompresorem, konstrukční provedení bez potřeby jakéhokoliv mazání, výměna ložisek po 2 000 hodinách, životnost přes 10 000 hod, pracovním médiem je vzduch. Mechanický výkon: 3,75 kW Tepelný využitelný výkon: 25 kW Potřeba tepla: 38 kW při 650°C Otáčky: 650 rpm

18

Sunpower, Inc.

[54]

Další americká společnost sídlící též v Athens, Ohio. Založena 1974 W. Bealem, vynálezcem FPSE [37], specializuje se na beta FPSE jak pro konverzi tepla na elektřinu, tak pro účely hlubokého chlazení – cryocoolers. Pro konverzi mechanické práce na elektřinu používá vlastní design lineárního alternátoru, dále užívá také vlastní design vzduchových ložisek. Použití motorů je pro účely nízkovýkonové dodávky elektrické energie v odlehlých oblastech (zajištění chodu energetických produktovodů), využití koncentrovaného slunečního záření (Concentrated Solar Power, dále CSP), použití ve vesmírných aplikacích a přenosné zdroje pro vojenské účely. Výkonová řada se pohybuje od 7,5 kWe do 35 kWe, přenosné zdroje 160 We. Firma se zabývala vývojem malého 500 W-10 kW μCHP zdroje BIOWATTTM pro spalování biomasy [76].

Ripasso Energy AB [56] Švédská společnost vyrábějící CSP jednotky s instalovaným výkonem 30 kW a účinností údajně 30 %. Spolu se společností Kockums AB [57] výroba Stirlingovo motorů na tekutý kyslík (AIP – air independent propulsion) pro použití v ponorkách, kde je výhoda minimální hlučnosti a vysoké spolehlivosti. Tyto jednotky používá třída Gotland ponorek švédského královského námořnictva.

Sunvention International GmbH,

též BSR (Bomin Solar Research), Solar

Technologies GmbH [58] Německá firma s koncepcí „Energy Power Greenhouse“ využívá díky upravené konstukci jižní stěny skleníku přebytečné teplo při nadměrném oslunění při teplotách až kolem 200°C, které následně dále využívá např., pro vaření nebo produkci elektrické energie. V rámci konceptu je i ukládání tepla do akumulační nádrže a tím odstranění výkyvů ve výkonech. Koncept pro budoucí vývoj s použitím tekutého přesunovače v „YMachine“ s možností paralelního řazení jednotek po 5 kWe pro off-grid aplikace.

Specifikace vyráběného Stirlingova motoru: SunPulse Engine: Elektrický výkon 1,5 kW, přívod tepla při 150-200°C, vnitřní tlak blízký atmosférickému, válec o průměru 2 m a výšce 0,5 m, předpokládaná životnost 30 let. Ačkoliv je motor nabízen jako produkt, web výrobce nasvědčuje, že vyrobeny byly dosud pouze prototypy.

19

Obr.13 a 14: The SunPulse Electric, by Sunvention [58]

Ve // ingenieure GmbH [59]

též Viebach engine

Drobná německá firma stojící na osobě Dieter Viebach, prodávající plány, části i sestavený 500 W motor ST05G-CNC gama konfigurace, pro jednodušší výrobu lehce upravený experimentální motor ST05. Rozměry 350x300x600 mm, hmotnost bez setrvačníku 20 kg, pracovní medium dusík či vzduch při 1 MPa, otáčky 800 rpm, účinnost 22 %, možnost obráceného chodu pro dosažení až -100°C. Jedná se o konfiguraci gama. Cena složeného motoru 13 715 EUR.

SUCTION GAS ENGINE MFG. CO., LTD. [85] Japonská firma se zaměřením na výměníky tepla a kompresory. Stirlingovo motory jsou pro ni okrajovou záležitostí, která je stále ve fází vývoje a pro jednoduché rychlé ohodnocení libovolného Stirlingova motoru poskytují na webu jednoduchý skript, ze kterého lze i získat data pro další zpracování. Jako testovací produkty jsou poskytovány motory 100 W class Stirling Engine "Ecoboy-SCM81" a 1 kW class low temperature difference Stirling engine. V případě SCM81 se jedná o „akademický design“, model byl vyvíjen na universitách za podpory Japan Society of Mechanical Engineering. Pro 1 kW class byl dosáhnut výkon 740 W. V obou případech se jedná o konfiguraci alfa.

INFINIA [60] former Stirling Technology Company Americká společnost se sídlem v Kennewick, Washington, specializující se na FPSE. Hlavním produktem společnosti jsou 3,2 kW CSP jednotky Powerdish, které dosahují účinnosti 24 %. Samostatné motory k dispozici nejsou. Firma vyvíjí 3 kW mobilní zdroj pro vojenské účely. Údajně má vyvinutou i CHP jednotku pro domácnosti a jednotku pro použití v odlehlých oblastech o výkonu 1 kWe/5 kWt[19]. Pro masovou výrobu a distribuci byla 20

v roce 2005 ustavena spolupráce s Japonskou firmou Rinnai a holandskou ENATEC microcogen B. V. [95], avšak od té doby nejsou o výsledcích spolupráce, či případných výrobcích k dispozici žádné zprávy.

Stirling Systems Ltd. [61] Švýcarská společnost založena v roce 2004 jako dceřiná společnost Schweizerische Industrie-Gesellschaft ("SIG"), awtec Ltd. za účelem vývoje μCHP jednotky, která by měla perspektivu být průlomovou technologií s možností masového nasazení. Byla vyvinuta jednotka založená na alfa FPSE o elektrickém výkonu 1,2 kW, tepelném 5 kW (špičkově 15 kW) pracující na 3,5 MPa a 650°C s heliem, a celkovou účinností >90 %. Jednotka se začala testovat („field test“) v roce 2005, v roce 2008 měly testovací jednotky úspěšně za sebou 20 000 provozních hodin a ohlásili vývoj nové generace motorů. Od té doby nejsou k dispozici další informace.

Cool Energy, Inc.

[62]

Americká firma sídlící v Coloradu, která vyvinula Stirlingův motor SolarHeart® pro účely napájení v odlehlých oblastech, CHP, využití odpadního průmyslového tepla a přeměny sluneční energie na elektřinu. V roce 2011 byly prodány první exempláře. Motor by měl na teplotním rozdílu 300°C dodávat 3 kWe s účinností 20 %, na rozdílu 210°C je výkon 2 kWe a účinnost 16 %.

Obr. 15: SolarHeart® od Cool Energy [71]

ReGen Power Systems [63] Tato firma tvrdí, že vyvinula parní kondenzační Stirlingův motor pracující na rozdílu teplot 230°C s účinností 25% a výkony od 500 kW do 2 MW a dále na rozdílu teplot 100°C s účinností 13 % ve výkonové škále 250 kW až 1 MW. Spolu s „critical pressure steam 21

expander“, principielně parním strojem, jsou údajně schopni dosáhnout kombinovaného cyklu o celkové termické účinnosti 49 %.

Obr. 16: Schéma ReGen kombinovaného cyklu [63] Firma přímo neposkytuje bližší informace o produktu, reference o instalacích, ani informace sama o sobě. Zřejmě má sídlo v USA v New Salem, Massachusetts, založena v r. 1995. V roce 2007, že firma sháněla investora, který by poskytl částku 2 000 000 USD [72].

Následuje přehled neúspěšných projektů a výrobců, kteří s nasazením jednotek na trh měli značné problémy, a výroba nebyla zahájena, nebo byla ukončena. Z uvedených informací o předchozích společnostech však vyplývá, že tato hranice není jasně daná a mezi neúspěšné firmy se již mohou řadit některé z předchozího oddílu.

Inspirit Energy (dříve Diesenco, Sigma Elektroteknisk A.S.) [64] Britská společnost, která v r. 2010 získala práva britské spol. Diesenco ldt. [81] uvádějící (neúspěšně) na trh μCHP jednotku HomePowerPlants, která převzala norskou společnost zabývající se výrobou Stirlingovo motoru pro μCHP Sigma Elektroteknisk A.S. Tato firma v roce 1999 zahajovala výrobu kogeneračních jednotek o výkonu 3 kWe a 9 kWt PCP 1-75 [73]. Prodej jednotek byl na velice nízké úrovni a aktiva společnosti byla koupena společností Diesenco, která však na počátku roku 2010 byla uvalena do nucené správy a aktiva týkající se μCHP jednotky převzala Inspirit Energy. Nyní firma uvádí na trh μCHP jednotku 176B, která vychází po množství změn právě z původní kostrukce Sigmy. Jednotka se měla začít zkušebně prodávat v roce 2011. Firma Diesenco kladla důraz na spolupráci

22

s automobilovým průmyslem a přizpůsobení konstrukce pro výrobní kapacity firem z automobilového průmyslu pro možnost aplikace masové produkce. Parametry: Založeno na kinematickém Stirlingovo motoru konfigurace beta, pracovním médiem helium, palivem je zemní plyn. Předpokládá se připojení na síť, výkon vyveden jednofázově, nejsou kladeny žádné nároky na strukturu umístění, nízké nároky na údržbu a tichý chod. Špičkový elektrický výkon 3 kW, tepelný 15 kW, případně s vodní akumulací udáván 25 kW. Elektrická účinnost 16 %, tepelná 76 %, celková dle výrobce 80 %.

Obr 17: μCHP jednotka Inspirit Energy [64]

Epas GmbH [65] Epas je německá firma zabývající se v současné době převážně tepelnými čerpadly. Na vlastním webu nemá o žádnou zmínku o produkci Stirlingovo motoru, avšak dle [78] firma vyráběla CSP jednotku EPAS Stirling S 400 a dále EPAS Stirling BM 1000, 1 kWe μCHP jednotku která využívala teplo ze spalování dřevních pelet.

Obr. 18: CHP jednotka Sunmachine [92]

23

Öko-Energiemaschinen Vertriebs GmbH, značka Sunmachine [66] Rakouská společnost, nyní v platební neschopnosti, údajně vyráběla μCHP jednotky poháněné spalováním pelet, plynu a CSP. Jednotka na spalování pelet dle [92] má 3 kWe, 10,5 kWt při příkonu 14,9 kW. Tepelný výstup 75°C / 60°C. Pracovním mediem je dusík, hmotnost 410 kg. Předpokládám, že v jednotkách na ostatní paliva byl použit totožný typ Stirlingova motoru.

SOLO Kleinmoteren GmbH [67] Německá firma zabývající se výrobou zahradní techniky poháněné spalovacími motory, motorových pil a motorů do ultralehkých letadel. Kolem roku 1990 započala vývoj v oblasti Stirlingova motoru, který vyvrcholil v roce 2000 zavedením výroby μCHP 10 kWe jednotky s motorem V161 na zemní plyn. Motor byl použit i v CSP aplikacích [74]. μCHP jednotka sklidila řadu ocenění [93]. V roce 2006 se firma dostala do konkurzu, který značka přestála, ale práva k motoru byla odkoupena společností CLEANERGY AB, více mezi žijícími výrobci.

UNITED STIRLING Dle [75] tato švédská firma vyráběla 15 kW víceválcový motor V160 D poháněný spalováním dieslu na základě licence firmy Philips. Testování motoru probíhalo kolem roku 1980, bylo testováno i CSP využití. O dalším osudu motoru či firmy chybí informace.

Tedom [68] Tento český výrobce CHP jednotek využívající spalovací motory mezi lety 2002 a 2010 vyvíjel Stirlingův motor 180V1. Vývoj byl v roce 2010 ukončen bez dosažení vytyčených cílů. [86]

KWB - KRAFT UND WÄRME AUS BIOMASSE GmbH, [69] Rakouská firma vyrábějící kotle pro spalování biomasy velikostí od 8 kW až po 300 kW a jejich příslušenství. Firma vyvinula μCHP jednotku STIRLING POWER MODULE, která byla určena pro vlastní peletové kotle EASYFIRE 15 kW. Elektrický výkon byl 1 kW, motor byl 4 válcový. Stirlingův motor měl být dodáván jako samostatný modul, který mělo být možno nainstalovat i do již existujících kotlů. Jednotka není k dispozici a v oficiálních materiálech firmy o ní není žádná zmínka. Dle [77] byl projekt v roce 2010 pozastaven s doběhnutím „field tests“ pro případné znovuoživení projektu. Případná prodejní 24

cena modulu vycházela na cca 7 000 EUR, což tuto jednotku dělá ekonomicky nenávratnou. [77]

Fig.19: Kotel Easyfire se Stirlingovo motorem firmy KWB [87]

Hoval [70] Tato firma zabývající se tepelnou technikou měla v roce 2005 dle [94] 1 kWe modul s beta motorem pro zplyňovací kotel Agrolyt o tepelném výkonu 36 kW ve fázi „fieldtest“.

Bilanční model rodinného domu pro výpočet ekonomiky nasazení μCHP jednotky Pro posouzení možnosti použití μCHP jednotky v technických, geografických a legislativních podmínkách v ČR pro případ běžné domácnosti byl sestaven bilanční model potřeb a výroby energií. Model byl vytvořen v tabulkovém kalkulátoru z důvodu variability a přehlednosti při jeho vývoji. Veškeré μCHP jednotky, které umožňují nasazení v domácnostech, pracují pouze na zemní plyn. Jako modelovaná CHP jednotka byla zvolena jednotka od Whispergen EU1 microCHP Unit (bez přídavného hořáku, neboť samostatná jednotka svým tepelným výkonem dostačuje). Jednotka v tomto složení pracuje v diskrétních provozních stavech: Power Level 1: 400 We, 4,9 kWt; Level2: 850 We, Level 3: 6 kWt, 1,2 kWe. [34] Model předpokládá provoz jednotky v režimu plný/nulový výkon. Tento režim je zvolen z důvodu nejvyššího teplárenského modulu e, přičemž účinnost kotle zůstává prakticky konstantní a rovněž z důvodu jednoduššího modelování výkonu jednotky v průběhu dne. Závislost teplárenského modulu e na tepelném výkonu viz obr. 20. Předpoklad tohoto provozního režimu je možný pouze se zařazením akumulace tepla v otopném systému. Vzhledem k pořizovací ceně takovéto high-tech jednotky a požadavku na vysokou provozní 25

účinnost je však zařazení tepelné akumulace do systému samozřejmostí. Dalším důvodem zařazení akumulace je využití vyššího příspěvku na kombinovanou výrobu elektřiny a tepla při provozu výhradně ve vysokém tarifu dle [28]. tepl. modul e

0,2 0,15 0,1 0,05 0 0

5 Tepelný výkon [kW]

10

Obr. 20: Závislost teplárenského modulu e na tepelném výkonu

Bilanční model byl sestavován se snahou o maximální parametrizaci vstupních údajů, aby byl univerzálně použitelný. Jako výchozí stav typického rodinného domu, novostavby či stavu po zateplení, je předpoklad roční potřeby tepla ve výši Qh=63 GJ=17,5 MWh a elektrické energie ve výši Qel=3 MWh. Umístěním Ostravice, venkovní výpočtová teplota tev=-15°C, vnitřní výpočtová teplota ti=19°C, průměrná venkovní teplota je 3,8°C, délka topného období n0=236 dní. [96] Po určení výpočtového ztrátového výkonu objektu se předpokládá lineární závislost potřeby tepla pro vytápění v závislosti na venkovní teplotě. Ta je určena výpočtovým ztrátovým výkonem objektu při venkovní výpočtové teplotě tev a vnitřní výpočtové teplotě ti, která teoreticky odpovídá nulovému potřebnému výkonu. Dále je zadána průměrná vnější teplota pro konec otopného období t0=13°C. Zdroj tepla pro přípravu TUV se předpokládá ze stejného zdroje jako teplo pro vytápění objektu. Předpokládám tříčlennou domácnost, která má spotřebu tepla v TUV 22,68 GJ (6,3 MWh) za rok, což odpovídá průměrnému výkonu 0,719 kW. Pro jednoduchost se předpokládá konstantní potřeba teplé vody v závislosti na vnější teplotě te. Hodnoty ztrátového výkonu objektu a potřeby tepla pro TUV jsou nastaveny dle výpočtu [96], aby odpovídaly celkové roční bilanci. Po sečtení závislosti potřeby tepla pro vytápění na te a potřeby tepla pro přípravu TUV je získána závislost průměrného výkonu topné soustavy v závislosti na průměrné vnější teplotě, viz obr. 21.

26

Průměrný výkon tep. soustavy [kW]

7 6 5 4 3 2 1 0 -15

-10

-5

0

5 10 Vnější teplota te [°C]

15

20

25

Obr. 21: závislost průměrného výkonu topné soustavy v závislosti na průměrné vnější teplotě

Z univerzálního diagramu trvání teplot v otopném období v ČR [99], závislosti ϑ reprezentující průběh teplot na τ značící průběh času (ϑ,τ mají rozsah mezi 0 a 1) je získán roční diagram trvání teplot pro danou lokalitu dle vzorce (1), (2) viz obr. 22. =

∙

=

−

(1) ∙(

−

)

(2)

15

te [°C]

10 5 0 -5

-10 -15 -20 0

50

100

150

200

n [dny]

250

Obr. 22: roční diagram trvání teplot pro Ostravici

Diskrétní hodnoty, kterými byl použitý univerzální diagram zadán, dělí otopné období zadané n0 na 20 stejně dlouhých období, kdy ke každému je přiřazena vnější průměrná teplota. Dosazením této teploty do dříve získané závislosti průměrného potřebného výkonu na teplotě je získán průměrný tepelný výkon soustavy v daném období Qav, a z nich je získána závislost trvání potřeby tepla. Pro teploty vyšší, než t0 odpovídá potřeba tepla pouze přípravě TUV. Po vynásobení průměrného výkonu počtem hodin v daném období je získána celková potřeba tepla v daném období. Konec posledního období je pro n=365, neboť u rodinného 27

domu předpokládám celoroční provoz. Vzhledem k tomu, že takto vypočtená roční potřeba tepla neodpovídá zadané, ale je vyšší, tak jsou původní vypočtené průměrné výkony Qav_i vynásobeny koeficientem x tak, aby výsledná spotřeba odpovídala zadané. Tento koeficient odpovídá korekčním součinitelům z výpočtu [96], pro počítaný případ byl x=0,87. Výsledná závislost pro modelovou budovu v tab. 1 a graf potřeby tepla je na obr. 22. výkon tep. soustavy Qav [kW]

6 5 4 3 2 1 0 0

50

100

150

200 dny [1]

250

300

350

Obr. 23: Graf trvání tepelného výkonu soustavy (potřeby tepla) dny 0 11,8 23,6 35,4 47,2 59 70,8 82,6 94,4 106,2 118 129,8 141,6 153,4 165,2 177 188,8 200,6 212,4 224,2 236 236 365

t e [°C] -15 -8,84 -5,48 -3,52 -2,12 -1 0,064 0,876 1,576 2,36 3,06 3,9 4,74 5,636 6,56 7,456 8,52 9,584 10,592 11,74 13 -

Qav [kW] 5,149685 4,330043 3,882965 3,62217 3,435887 3,286861 3,145287 3,037243 2,944102 2,839784 2,746643 2,634873 2,523104 2,403883 2,280937 2,161716 2,020141 1,878567 1,744444 1,591692 1,424038 0,719178 0,719178

Q [MWh] 0 1,226268 1,099656 1,025798 0,973043 0,930839 0,890745 0,860147 0,83377 0,804227 0,777849 0,746196 0,714543 0,68078 0,645961 0,612198 0,572104 0,53201 0,494026 0,450767 0,403288 0 2,226575

Tab. 1: Trvání potřeby tepla pro modelový dům

28

Pro každý z 21 intervalů, na které je rozdělen rok, byl vytvořen modelový týden s danou potřebou tepla na základě Qav i, která je poté zadaným poměrem rozdělena do potřeby tepla v pracovních dnech (5 dní) a o víkendu (2 dny), neboť předpokládám pro víkend vyšší spotřebu rozloženou do průběhu celého dne, zatímco v pracovních dnech je předpoklad realizace nejvyšší části spotřeby pouze odpoledne a večer. V případě modelového objektu byl tento poměr zvolen 0,6 pro 5 pracovních dní a 0,4 pro 2 víkendové (za pracovní den se spotřebuje 12% týdenní spotřeby, za víkendový 20 %). Tento poměr je určen odhadem na základě zkušeností několika osob s vytápěním svých objektů, není podložen měřením či objektivně relevantními daty. Na druhou stranu vzhledem k faktu, že každá domácnost se může chovat po stránce denních digramů potřeb tepla zcela odlišně [25], a vzhledem k celkové přibližnosti tohoto modelu by případné chyby způsobené tímto předpokladem měly být minimální v porovnání s možnými odchylkami v reálné situaci. Z těchto denních potřeb tepla je jejich vydělením tepelným výkonem jednotky získán počet provozních hodin v jednotlivých dnech tQ.

Algoritmus pro určení rozložení výroby v rámci dne Z důvodu neexistence experimentálních, či jiných relevantních dat pro denní rozložení výkonu otopné soustavy, a zároveň z důvodu předpokladu provozování tepelné soustavy s ohledem na nízký a vysoký tarif pro elektrickou energii (VT, NT), byl sestaven algoritmus pro chod μCHP jednotky. Při sestavování algoritmu pro určení denní doby provozu zařízení byla brána v úvahu jak předpokládaná skutečná potřeba tepla, tak doba vysokého tarifu. V pracovním dni je předpoklad potřeby tepla převážně večer, o víkendu předpokládám díky vyšší přítomnosti obyvatel potřebu více rozloženou do celého dne. Na obr. 24 lze vidět graf trvání provozních hodin tQ v rámci roku. Pro modelovaný objekt je průměrná denní doba chodu zařízení 5,99 hodin. Proto z 24hVT, 11hVT a 8hVT, který pro příspěvek určuje ERÚ [28] byl pro výpočet dále uvažován pouze osmihodinový VT. Jelikož se předpokládá s prodejem přebytků do sítě, nelze si období VT zvolit na základě vlastní potřeby, ale je zvoleno distributorem. Pro model byl VT vzat osmihodinový tarif pro akumulační elektrické vytápění pro danou lokalitu od distributora ČEZ a.s., tj. od 6:00 do 11:00 a od 17:00 do 20:00 [98]. Algoritmus pro dobu provozu je následující: Pracovní den: tQ≤3h : provoz od 17:00 do 17+tQ tQ≤8h : provoz od 17:00 do 20:00 a od 6:00 do 6+tQ 29

tQ≤12h : provoz od 17:00 do 20:00+(tq-8h) a od 6:00 do11:00 tQ≤18h : provoz od 17:00 do 24:00 a od 6:00 do 11:00+(tq-12h) tQ>18h : provoz od 24:00- tq do 24:00 Víkendový den: tQ≤8h : provoz od od 6:00 do (6:00+tq/2) a od 17:00 do (17+tq/2) tQ≤14h : provoz od 6:00 do 11:00+(tq-8h) a od 17:00 do 20:00 tQ≤18h : provoz od 6:00 do 20:00+(tq-14h)

tQ [hod/den]

tQ>18h : provoz od 24:00- tq do 24:00 20 18 16 14 12 10 8 6 4 2 0

Pracovní dny víkend

0

50

100

150

200

250

300

350 dny [1]

Obr. 24: Graf trvání denních provozních hodin vytápění

Určení rozvržení odběru elektrické energie 5 4,5 4

Odběr [kW]

3,5 3 2,5 2 1,5 1 0,5 0 0:00

0:00

0:00

0:00

0:00

0:00

0:00

0:00

čas [hod]

Obr. 25: Diagram odběru elektrické energie modelového objektu Aby bylo možné kvalifikovaně určit skutečné toky elektrické energie mezi kogenerační jednotkou, domácností a elektrizační sítí, případně bateriemi, bylo potřeba získat denní diagram odběru elektrické energie pro rodinný dům. Z důvodu absence zdroje 30

relevantních dat bylo přistoupeno k experimentálnímu měření. Pro získání tvaru týdenní křivky odběru bylo měření provedeno na rodinném domě obývaném v průběhu měření dvěma osobami. Měření probíhalo v týdnu od pátečního odpoledne 13. 4. 2012, přičemž jednotlivá měření probíhala od pátku odpoledne do nedělního večera pro získání víkendového průběhu a od pondělního do středečního večera pro získání pro získání charakteristiky v pracovních dnech. Principem měření bylo automatizované fotografické zaznamenávání stavu elektroměru měřícího s přesností setin kWh při vzorkovacím čase 5 minut, aby byly zřetelné odběrové špičky. K tomu účelu bylo na nepájivém poli sestrojeno zařízení řídící fotoaparát a spínající vysoce svítivé LED diody k osvětlení foceného prostoru. Měřící sestava je na obr. 26 a 27, ukázka fotografie z měřící sestavy je na obr. 28. Naměřené hodnoty byly následně přepsány do tabulkového kalkulátoru a byly z nich určeny okamžité výkony. Složením měření od pátečního odpoledne do nedělního večera a opakujících se úseků měření z pracovních dní byl získán diagram odběru elektrické energie. Pro soulad se spotřebou modelového objektu byly tyto hodnoty vynásobeny koeficientem odpovídajícím průměrnému odběru z měření a průměrnému odběru modelového objektu. Tím byl získán diagram potřeby elektrické energie, viz obr. 25. Potřebu energie předpokládám konstantní v průběhu roku.

Obr. 26,27 – Sestava pro měření diagramu odběru

Obr. 28 – Ukázka záznamu z měřicí sestavy 31

Vlastní výpočet toků elektrické energie a plateb Vstupními parametry, o jejichž hodnotě bylo nutno předem rozhodnout, jsou následující: Příspěvek za každou vyrobenou kWh z CHP ve VT: 1,63 Kč/kWh [28], cena za odebranou elektřinu, tj. bez stálých plateb: 5,59477 Kč/kWh [35], výkupní cena distributorem: 0,6 Kč/kWh (VT i NT, zvoleno odhadem), pro případ vlastní akumulace elektrické energie je potřebná znalost kapacity baterií, zvoleno 2,5 kWh na základě výsledné optimalizace, viz dále. Dalšími parametry pro akumulaci jsou účinnost střídače: 80 % [97] a účinnost usměrnění a uložení do baterií, předpokládána též 80 %. Dále míra nabitosti baterií, nad kterou je ve VT ekonomicky výhodnější vyrobenou elektřinu přestat skladovat, ale začít prodávat do sítě pro případ, že by se lišily výkupní ceny ve VT a NT. Pokud se neliší, je optimální hodnota nabitosti 100 %. Na základě změřeného diagramu odběru elektřiny je každý modelový týden rozdělen do diskrétních pětiminutových časových intervalů, kterým odpovídá určitá spotřeba elektrické energie. Pro jednotlivé denní doby je dle výše zmíněného algoritmu určeno, zda je CHP jednotka v provozu a tomu odpovídá okamžitá výroba elektrické energie. Z rozdílu produkce a spotřeby je pomocí dané vzorkovací periody určen okamžitý přebytek/potřeba elektrické energie. Pro výpočet bez baterií je z této energie určena v případě přebytku/potřeby platba distributora (0,6 Kč/kWh) /odběratele (5,9 Kč/kWh) za elektřinu. V případě zařazení baterií je pro nejchladnější interval určen „počáteční“ stav baterií, určeno 75 %. Pro přechod mezi následujícími výpočtovými týdny je stav baterií na konci týdne (Ne 23:55) roven stavu týdne následujícího (Po 0:00). Výjimku tvoří poslední, letní, období, trvající výrazně déle oproti ostatním, kdy předpokládám počáteční stav jako 0 %. Pro výpočet toku energie do/z baterií, nebo do/ze sítě je určena pomocná proměnná. Její hodnota je závislá na základě přebytku/potřeby energie, VT/NT spolu s mezí nabitosti, nad kterou je požadavek na prodej do sítě a obecně na skutečném stavu baterií. Na základě této proměnné je určen přírůstek/úbytek energie v bateriích, případně export/import energie ze sítě. Na základě exportované a importované energie je určeno inkaso/platba za elektřinu. K celkovému inkasu je následně přičten příspěvek na kombinovanou výrobu v osmihodinovém VT. Pro informaci je zařazen i výpočet příspěvků pro 24 hodinový tarif s příspěvkem 0,55 Kč/kWh, jehož ekonomický výsledek je oproti 8h VT výrazně horší. Pro věrohodné ohodnocení úspor při využití 24h VT a 11h VT by však bylo vhodné určit odlišný provozní režim, který by nepočítal pouze s on/off chodem jednotky, tj. pro využití těchto tarifů by bylo vhodné upravit algoritmus pro provoz kotle tak, aby se snažil kopírovat potřebu elektrické energie a více se 32

projevila úspora na energii ze sítě. Zde by byly využity i ostatní provozní stavy CHP jednotky. Z rozdílu všech plateb a inkasa za každý výpočtový týden je určena jejich hodnota pro výpočtové období vynásobením délkou období ve dnech a vydělením 7 (dny v týdnu). Suma takto získaných hodnot je celkovou roční platbou za elektrickou energii (bez stálých plateb). spotřeba tepla provozní účinnost kotle – odhad Spotřeba plynu DISTRIBUCE pevná cena za kapacitu

63,00285 GJ 90 % 70,00316 GJ 173,89 Kč/MWh 111,42 Kč/měsíc

3 381,35 Kč/rok 1 337,04 Kč/ rok

ODEBRANÝ PLYN A SLUŽBY DODÁVKY Za odebraný plyn 1112,21 Kč/MWh měsíční plat 106,2 Kč/měsíc sum dph

19,44532 MWh

20 % celkem

21 1 27 5 33

627,28 274,40 620,07 524,01 144,08

Kč/ Kč/ Kč/ Kč/ Kč/

rok rok rok rok rok

Tab. 2: Výpočet platby za plyn v původním stavu

Výpočet původní a nové platby za energie Pro výpočet původní ceny zemního plynu vycházím z ceníku RWE a.s. pro rok 2012 [36]. Jedná se o odběr mezi 15 a 20 MWh/rok, tomu odpovídají ceny. Výpočet je shrnut v tab. 2. Provozní účinnost je volena na základě plynových kotlů o srovnatelném výkonu [79]. REGULOVANÁ PLATBA ZA DOPRAVU

Kč/rok

distribuce měsíční příkon

plat

za

nad 3x10A do 3x16A včetně cena za 1 MWh VT

12 Kč/měsíc

144

3034,85 Kč/MWh

9104,55

172,8 Kč/MWh

518,4

503,06 Kč/MWh 8,1 Kč/MWh

1509,18 24,3

60 Kč/ měsíc 1875,96 Kč/MWh

720 5627,88

ostatní služby cena systémových služeb cena na podporu výkupu elektřiny cena za činnost zúčtování OTE

SILOVÁ ELEKTŘINA pevná cena cena za 1 MWh silové elektřiny

CELKEM cena za 1 kWh odebrané energie celk platba za spotřebovanou elektřinu celk stálá platba

17648,31 5,59477 16784,31 864

Tab. 3: Výpočet platby za elektrickou energii v původním stavu Pro výpočet ceny elektrické energie předpokládám dodavatele ČEZ a.s., produkt Komfort, předpoklad jištění 3x10 A až 3x16 A a vycházím z jeho ceníku pro r. 2012 [35]. Výpočet je shrnut v tab. 3. Celková roční platba za energie je v tomto případě 50 792 Kč.

33

Pro výpočet platby za energie po instalaci CHP jednotky je cena elektrické energie určena na základě stálé platby zůstávající na stejné úrovni, tj. 864 Kč a na základě vypočtené platby určené rozdílem nákupu za 5,595 Kč/kWh a exportu spolu s příspěvkem, určených na základě modelu popsaného výše. =

∙

(3)

Pro výpočet ceny za zemní plyn je spotřeba plynu Qp určena na základě potřeby tepla Qc udávané celkové účinnosti ηc=96 %, celkového výstupního výkonu 9,2 kW (elektrický Pe i tepelný Pt). Tím je určena tepelná účinnost 83,48 % dle (3) a z ní celková spotřeba plynu 20,96 MWh/rok. Tím se změní některé platby, detail výpočtu v tab. 4. Roční úspora je poté rozdíl mezi platbou za energie v původním stavu a ve stavu novém. spotřeba tepla Spotřeba plynu DISTRIBUCE

63,00285 GJ 75,47216 GJ

pevná cena 167,05 za kapacitu 136,98 ODEBRANÝ PLYN A SLUŽBY DODÁVKY Za odebraný plyn 1112,21 měsíční plat 106,2

20,96449 MWh

Kč/MWh Kč/month

3 502,12 KČ 1 643,76 KČ

Kč/MWh Kč/month

23 1 29 5 35

suma dph

20 % celkem

316,91 274,40 737,19 947,44 684,63

KČ KČ KČ KČ KČ

Tab. 4: Výpočet platby za plyn s CHP jednotkou 14000

roční úspora [Kč]

12000 10000 8000 6000 4000 2000 kapacita baterií[kWh]

0 0

2

4

6

8

Obr. 29: Závislost ročních úspor na kapacitě užitých baterií pro jednotku Whispergen

Určení optimální velikosti baterií Pro určení vhodné kapacity baterií byla z modelu získána závislost roční úspory na kapacitě baterií, viz obr. 29, na jejímž základě byla zvolena kapacita 2,5 kWh. 34

Shrnutí výsledků pro zadané parametry Podle roční bilance spotřeby by měla být roční výroba elektřiny ve výši 2,63 MWh a roční využití instalovaného výkonu 24,97 %. Pravděpodobně díky diskretizaci do 5 minutových intervalů model v důsledku počítá s částečně vyšší potřebou tepla 17,64 MWh (63,5 GJ) a tím výrobou elektřiny ve výši 2,65 MWh. Pro systém s akumulací do baterií je z hlediska elektřiny import 1,35 MWh, export 0,49 MWh a μCHP jednotka přímo pokrývá 55% spotřeby a je využito 63% výroby jednotky. Bez baterií je import 2,25 MWh a export 1,90 MWh, čímž je vlastní spotřeba elektřiny přímo pokryta pouze z 25% a využití vyrobené elektřiny je 28%. Hodnoty vyrobené energie jsou v rozporu s měřením provedeným s podobnou jednotkou Whispergen (udávané parametry poměru tepelného a elekrického výkonu jsou totožné, pouze se jedná o dřívější vývojovou verzi) v letech 2004-2005 v Severním Irsku [26], kdy roční potřebě tepla na úrovni 20 MWh odpovídala skutečná výroba pouze 2,1 MWh. Pravděpodobnou příčinu vidím v provozování jednotky v režimu přímého sledování potřeby tepla s minimální nebo dokonce žádnou tepelnou akumulací v systému, a tím provozování v režimech výrazně nižšího teplárenského modulů e jednotky, ve kterých je podle prezentovaných denních průběhů výroby zařízení provozováno. Autor této práce se o stavu tepelné akumulace nezmiňuje, tento předpoklad je usouzen na základě prezentovaných denních průběhů výkonu. Naopak E-ON ve Velké Británii [80] předpokládá ve vhodné lokalitě a s užitím tepelné akumulace roční výrobu ve výši 3MWh s rozdělením 50% pro vlastní spotřebu a 50% exportem, což se více blíží hodnotám z modelu. Míra využití vyrobené energie je oproti předpokladům v [19] (80% pro 1 kWe/6 kWt jednotku a 45% pro 3 kWe/9 kWt jednotku) extrémně nižší, oproti [80] znatelně nižší. V [19] i [80] není použito skladování elektřiny. Příčina je zřejmě v použitém diagramu spotřeby. U jednotlivých domácností můžou být tyto diagramy značně odlišné [25], a tak je pravděpodobné, že se poměr zužitkované energie může značně měnit. Shrnutí ekonomiky provozu je v tab. 5. NOVÝ STAV S Bateriemi Stálá platba za elektřinu platba za odebranou elektřinu platba za plyn CELKEM ROČNÍ ÚSPORA

864 3526,44 35 940,17 40330,61 10461,8

Kč Kč Kč Kč Kč

Bez Baterií Stálá platba za elektřinu platba za odebranou elektřinu platba za plyn CELKEM ROČNÍ ÚSPORA

Tab. 5: Výpočet úspor s CHP jednotkou 35

864 7747,20 35 940,17 44551,37 6241,0

Kč Kč Kč Kč Kč

Díky parametrickému modelu lze získat množství závislostí, z nichž některé jsou vykresleny dále. Pokud by zde nastala situace změny hodnoty stálých a nestálých plateb za plyn, již tato změna není přepočítávána. Vzhledem k principielní nepřesnosti modelu považuji význam chyby v takovémto případě za minimální. Pro vynesené závislosti zůstávají ostatní parametry na vstupních hodnotách, pokud není vysloveně určeno jinak. Na obr. 30 je vynesena závislost roční úspory prostředků v závislosti na roční spotřebě elektrické energie v objektu v rozsahu 1,5 MWh až 5 MWh. Je zde patrné, že μCHP jednotka má perspektivu případného nasazení v objektech s vyšší spotřebou. Na obr. 31 je vynesena závislost ročních úspor jako funkce roční potřeby tepla. Je zde též patrné, že s vyšší potřebou je úspora díky většímu množství kogeneračně vyrobené elektřiny vyšší. Proto je perspektivnější nasazení jednotky do míst s vyšší spotřebou, kde se její efekt více projeví. 13000 12000 11000 Úspora [kč]

10000 9000 8000 úspora s bateriemi úspora bez baterií

7000 6000 5000 4000 0

1

2 3 4 Roční spotřeba [MWh]

5

6

Obr. 30: Závislost roční úspory prostředků na roční spotřebě elektřiny 13000 12000

Úspora [kč]

11000 10000 9000 8000 úspora s bateriemi úspora bez baterií

7000 6000 5000 50

60

70 80 Roční potřeba tepla [GJ]

90

Obr. 31: Závislost roční úspory prostředků na roční potřebě tepla 36

Na obr. 32 je zřetelná závislost úspory prostředků pro případ různé ceny elektrické energie ze sítě (bez stálých plateb). Zde je jasný vliv použití ukládání elektřiny projevující se strmější závislostí. 18000 16000 14000 Úspora [kč]

12000 10000 8000 6000

úspora s bateriemi úspora bez baterií

4000 2000 0 0

2

4 6 cena za 1kWh [kč]

8

10

Obr. 32: Závislost roční úspory prostředků na ceně odběru elektřiny ze sítě Na obr. 33 je vykreslena závislost uspořených prostředků, jako funkce příspěvku na CHP. Je zde vidět, že závislost je lineární a její směrnice je díky stejné výrobě elektřiny s ukládáním energie i bez něho stejná pro oba případy.

25000

Úspora [kč]

20000 15000 10000

úspora s bateriemi

5000

úspora bez baterií

0 0

2

4

6

příspěvek ve VT [Kč/kWh]

Obr. 33: Závislost roční úspory prostředků na výši příspěvku pro CHP Na obr. 34 je znázorněna závislost roční úspory jako funkce ceny paliva. Cena paliva je uvedena bez stálých plateb, které však pro závislost nemají zásadní vliv z důvodu vzájemného odečtení ve výpočtu původní a následné platby, pokud jsou pro oba případy 37

totožné. Protože z ceny paliva vychází cena kogenerační elektřiny, je závislost klesající. Zde je nutno podotknout, že s klesající cenou paliva rostou nejen absolutní úspory, ale také výrazněji i relativní vztažené k celkové platbě za energie.

13000 12000

Úspora [Kč]

11000 10000 úspora s bateriemi úspora bez baterií

9000 8000 7000 6000 5000 0

500

1000 1500 cena paliva [Kč/MWh ]

2000

2500

Obr. 34: Závislost roční úspory prostředků na ceně paliva

Výpočet návratnosti μCHP jednotky Pro výpočet pořizovací ceny předpokládám cenu na úrovni Velké Británie, tj. 8000 GBP. Kurz pro přepočet uvažuji 32 Kč/GBP, čili pořizovací cena jednotky v podmínkách České Republiky by byla 256 000 Kč. Pro objektivní srovnání a výpočet návratnosti je však vhodné od pořizovací ceny odečíst hodnotu samostatného plynového kondenzačního kotle, např. pro kotel fy Junkers CerapurSmart ZSB 14-3 C částka činí cca 45 000 Kč [30], čímž hodnota investice do kogenerační jednotky odpovídá 211 000 Kč. V případě provozu bez akumulace elektrické energie vychází návratnost 33,8 let. Pro akumulaci elektrické energie jsou vhodné baterie, kterým neškodí nabíjení a vybíjení mezi jinými nežli krajními hodnotami a mají co nejdelší životnost z pohledu doby cyklů nabít-vybít. Těmto podmínkám odpovídá technologie lithiových baterií. V uvedených kapacitách jsou nejlevnější Li-pol, nebo LiFePO4, obojí o jednotkové ceně cca 10 600 Kč/kWh [88,89], kurz přepočtu 20 Kč/USD. Investice do samotných baterií pro 2,5 kWh je 26 500 Kč. K nim je zapotřebí střídač, optimálně s výkonem kolem 2 kW a plochou křivkou účinností až do nízkých výkonů pro základní zatížení („baseload“), cca 25 800 (25Kč/EUR) [91] a usměrňovač spolu s další řídicí elektronikou, odhad cca 15 000 Kč. Celková pořizovací cena činí v tomto případě 278 300 Kč a návratnost je na úrovni 26,6 let.

38

Při předpokladu 340 cyklů baterií ročně by doba návratnosti odpovídala téměř 9 000 cyklům, což je již za současnou hranicí životnosti baterií (2 000 cyklů pro pokles kapacity na 80 % [90]). Doba návratnosti μCHP jednotky je pro obě uvažované možnosti nasazení velice vysoká, obzvláště při úvaze celkové životnosti zařízení. V případě použití baterií může být reálná doba návratnosti z důvodu životnosti baterií vyšší nežli vypočtená. Pokud by návratnost jednotky při současných podmínkách měla být na úrovni 10 let, musel by se rozdíl mezi pořizovací cenou běžného kotle a jednotky pohybovat na úrovni 105 000 Kč včetně zařízení pro skladování elektrické energie, případně 63 000 Kč bez baterií, pro návratnost 15 let jsou hodnoty tohoto rozdílu 157 000 Kč, případně 94 000 Kč bez baterií. Při předpokladu změny ekonomicko-legislativních podmínek by pro 15 letou návratnost investice musela být roční úspora vyšší nežli 18 500 Kč s bateriemi a 14 000 Kč bez nich, pro 10 letou návratnost dokonce téměř 28 000 případně přes 21 000, což překračuje současnou roční platbu za elektrickou energii. Za současných podmínek se nelze na základě změny jednoho vstupu v reálných mezích dostat do ekonomicky přijatelných návratností, například příspěvek na kogeneraci ve VT by musel být pro 13 letou návratnost ve výši 6 Kč, přičemž díky vysoké prodejní ceně již vychází výhodněji verze bez baterií. Při součinnosti více faktorů by byla např. pro příspěvek ve výši 4 Kč a ceně za odebranou elektřinu 9 Kč/kWh návratnost 13 let při použití baterií a 14,8 let bez nich. Potenciální perspektiva nasazení této jednotky za současných podmínek může být v lokalitách s výrazně vyšší potřebou tepla, kde by k jednotce existoval zároveň doplňkový zdroj pro řešení špiček, a kde by se dosáhlo vyššího ročního využití instalovaného výkonu. Takové lokality však již neodpovídají rodinnému domu s průměrnou domácností v ČR.

Rámcová analýza uplatnitelnosti a nasaditelnosti motoru gama konfigurace o výkonu v řádech 100 W Jednotky se Stirlingovo motorem o velmi malých výkonech pro domácí energetické využití vyráběla firma Whispergen, kde se jednalo o off-grid jednotky spalující diesel/kerosin a výstupní výkon byl do 5,5 kWt a 800 We při výstupním napětí 12/24 V DC. Výhodou těchto jednotek byl tichý chod a měly by být nízké i provozní náklady. Přesto po poškození výrobního závodu zemětřesením byla výroba zastavena, čili výdělečnost tohoto odvětví byla pravděpodobně minimální. Pro off-grid výrobu energie drží téměř monopolní podíl motory 39

s vnitřním

spalováním,

kterým,

pravděpodobně

díky

použití

technologie

užívané

v automobilovém průmyslu, je velmi obtížné konkurovat. Co se týče využití Stirlingova motoru nízkých výkonů pro zdroj elektřiny na obsluhu produktovodů v odlehlých oblastech, či pro vesmírné aplikace, zde mají své místo na trhu produkty firem jako Sunpower[54], kde jde o výrobky s vysokou přidanou hodnotou, za kterými stojí desetiletí výzkumu, často s výrobou na zakázku přesně dle daných požadavků. Pokud by se mělo jednat o μCHP jednotky koncepce totožné se současnými, díky scale-efektu by se pravděpodobně docílilo horší účinnosti zařízení za téměř totožné investiční náklady, čili ekonomika provozu by byla ještě horší, nežli ve vypočteném modelovém případě. Potenciálně perspektivním nasazením je případ, kdy by elektrická účinnost záměrně nebyla mezi hlavními prioritami při designu, ale byly by jimi jednoduchost zařízení a cena, princip podobný navrženému v [16]. Pro případ domácích μCHP nehraje elektrická účinnost zásadní roli, dokud teplo odvedené z tepelného oběhu je dále využito pro vytápění a ztráty do okolí zařízení zůstávají minimální. Použití motoru konfigurace gama nabízí hlavní výhodu v jednoduchosti nejen klikového mechanismu [17], ale i při konstrukci celého motoru. Konfigurace gama má dobrou schopnost samostatného natlakování („self-pressurisation“) a možnost dosažení relativně vysoké teplosměnné plochy pro regenerátor. [20]. Raggi [21] dokázal, že lze postavit Stirlingův motor o mechanickém výkonu 1 kW za použití velkého množství součástí ze seriové produkce pístových kompresorů. Přestože teploty spalování se i v případě domácích zdrojů, obzvláště při spalování plynu, mohou pohybovat na úrovni překračující 1000°C a voda pro vytápění domácností má teplotu cca 80°C, ze závěru [12] plyne, že nelze předpokládat výkony motoru odpovídající tomuto rozdílu. V důsledku přenosu tepla přes velmi omezené plochy horkého a studeného konce jednotlivých válců pravděpodobně bude u velmi malého zařízení enormní pokles efektivně využitelného teplotního rozdílu, směřujícího na konstrukci blízkou LTD motorům. Pro konstrukci LTD motoru je nutné, aby motor byl konfigurace gama [22]. Tyto vlastnosti předurčují konfiguraci gama jako potenciálně prespektivní pro případnou nízkoseriovou výrobu μCHP jednotek o výkonech v řádech stovek W. Jako důkaz vhodnosti motoru konfigurace gama a nízkých výkonů pro kusovou výrobu lze považovat firmy Genoastirling a VE//ingeniuere [49,59], avšak prodejní cena jednotek těchto firem je extrémně vysoká. Pro určení ekonomiky provozu μCHP jednotky s velmi nízkým elektrickým výkonem byla v bilančním modelu zadána jednotka s výkonem 0,3 kWe při zachování tepelného výkonu 8 kW i dalších parametrů jednotky a objektu. Pro zvolený elektrický výkon byla opět určena optimální kapacita případných baterií pro skladování elektrické energie, viz obr. 35, ze 40

které byla jako optimální určena kapacita 0,4 kWh. Pro získání informace o případných úsporách v širším rozmezí výkonů byla vynesena závislost ročních úspor na instalovaném elektrickém výkonu jednotky (při stálém tepelném 8 kW), viz obr. 36. Pro případ úspory se skladováním energie byla ve výpočtu konstantní hodnota kapacity baterií 0,4 kWh, pokud by pro každý případ byla kapacita přepočítávána, lze předpokládat tuto závislost strmější. Roční výroba elektrické energie je v uvedeném případě 656 kWh, míra jejího využití pro vlastní spotřebu je 87% pro variantu s bateriemi a 67% pro variantu bez baterií. Roční úspora prostředků je pro 0,3 kWe 4 600 Kč ve variantě s bateriemi, případně 3 900 Kč bez baterií. V investičních nákladech pro zařízení pro skladování elektřiny je výrazná úspora v ceně baterií, 4 200 Kč oproti předchozím 26 500 Kč, avšak pro ostatní zařízení neexistuje výrazný prostor pro úsporu. Tím vychází náklady na možnost skladování elektrické energie na úrovni 45 000 Kč, čímž se tato možnost díky 700 Kč ročnímu rozdílu na straně úspor stává jednoznačně ekonomicky nerentabilní. Pro 15 letou návratnost by se pořizovací cena takovéhoto zařízení měla pohybovat na úrovni do 60 000 Kč. Při takto nízkých elektrických výkonech má však extrémní vliv celková účinnost jednotky. Např. při snížení celkové účinnosti jednotky na hodnotu porovnávacího kotle 90 % klesne roční úspora prostředků pod 2 000 Kč. Při zvýšení roční potřeby tepla na 86 GJ je roční úspora na hodnotě 5 500 Kč, což pro 15 letou návratnost umožňuje prodejní cenu na úrovni 82 000 Kč.

Obr. 35: Závislost roční úspory na kapacitě baterií pro skladování elektřiny pro 0,3 kWe motor Pokud by se podařilo sestrojit zařízení i na jiná paliva, nežli zemní plyn, byl proveden výpočet pro hnědé uhlí o ceně 2 450 Kč/t [31], což je cenově srovnatelné s palivovým dřevem [32]. V takovém případě je při předpokládané celkové provozní účinnosti 70 % pro původní stav i 41

pro μCHP jednotku roční úspora pod 3 000 Kč, viz výpočet platby za uhlí v tab. 6, výpočet

Roční úspora [Kč]

platby v původním a novém stavu (pouze případ bez skladování elektřiny) jsou v tab. 7. 7000 6500 6000 5500 5000 4500 4000 3500 3000 2500 2000

úspora s bateriemi úspora bez baterií

0

0,2

0,4 výkon jednotky [kWe]

0,6

0,8

Obr. 36: Závislost roční úspory na elektrickém výkonu 8kWt jednotky spotřeba tepla provozní účinnost kotle - odhad Spotřeba uhlí Výhřevnost ořech 2 spotřeba uhlí cena za 1t

Roční platba za uhlí

63,00285 70 90,00407 17,6 5,113868 2450

GJ % GJ MJ/kg tun KČ

12528,98 KČ Tab. 6: Výpočet ceny uhlí

PŮVODNÍ STAV Stálá platba za elektřinu platba za spotřebovanou elektřinu platba za plyn CELKEM NOVÝ STAV Stálá platba za elektřinu platba za spotřebovanou elektřinu platba za plyn CELKEM ROČNÍ ÚSPORA

864 16784,31 12528,97554 30177,28554

Kč Kč Kč Kč

864 13266,68956 13 102,03 27232,71587 2944,56967

Kč Kč Kč Kč Kč

Tab. 7: Výpočet ekonomiky 300We CHP jednotky Z uvedených výpočtů vyplývá, že komerční nasazení μCHP jednotky na bázi Stirlingova motoru (či libovolné jiné s podobnými parametry) o výstupním výkonu v řádu stovek W v podmínkách ČR je omezeno prodejní cenou. V základním modelovém případě by prodejní cena neměla překročit 60 000 Kč, v případě vyšší potřeby tepla se lze dostat na prodejní cenu přes 80 000 Kč. I tak se jedná o cenu srovnatelnou cenami kotlů [30,33], které jsou z výrobního hlediska podstatně jednodušší. Vyvinout a dostat do komerčního nasazení 42

μCHP jednotku s takovýmto Stirlingovo motorem by bylo velice obtížnou výzvou pro případné konstruktéry. V případě vývoje by bylo nutné provést bližší rozbor konstrukce zařízení a z něho vyplývající ceny. V případě příznivé ceny postavit experimentální zařízení, skutečné parametry jednotky určit experimentálně a znovu provést studii možné rentability komerčního nasazení.

Závěr Byla provedena detailní rešerše světových výrobců Stirlingova motoru aktivních během posledních cca třech desetiletí, včetně firem s projekty, které se nedostaly až do komerčního nasazení, nebo jejichž komerční nasazení bylo ukončeno. Z uvedené rešerše vyplývá, že ačkoliv svůj projekt μCHP jednotky na bázi Stirlingova motoru mělo značné množství firem, existují v současné době pouze dva výrobci jednotek pro nasazení v domácnostech, Whispergen a konsorcium MEC. Ačkoliv Stirlingův motor jako motor s externím spalováním by měl mít výhodu v portfoliu využitelných paliv, jednotky obou výrobců jsou určeny pouze ke spalování zemního plynu, tj. vysoce ušlechtilého paliva. Výkony obou těchto jednotek jsou zhruba 1 kWe a tepelné kolem 8 kW s možností přídavného hořáku pro vykrývání špiček v nejchladnějších obdobích. Pro určení ekonomické rentability komerčně vyráběné jednotky v podmínkách ČR byl sestaven bilanční model rodinného domu s průměrnou domácností se spotřebou na úrovni 17,5 MWh tepla a 3 MWh elektrické energie. Pro rok rozdělený na 21 období dle vnější teploty byl vždy sestaven modelový týden s danou spotřebou tepla rozdělenou mezi pracovní a víkendové dny a byl určen algoritmus pro průběh tepelného, a tím zároveň elektrického výkonu otopné soustavy na základě předpokládané potřeby tepla a předpokládaného vysokého tarifu pro odběr elektřiny, za který je účtován příspěvek na CHP. Byl proveden předpoklad akumulace tepla a tím možnost chodu zařízení pouze v on/off režimu, pouze v režimu vysoké účinnosti i teplárenského modulu. Jednotlivé týdny byly rozděleny do 5 minutových intervalů, pro něž byly dle reálného měření určeny hodnoty spotřeby. Model byl vytvořen pro 2 varianty zapojení, přímé a s akumulací elektrické energie do baterií. Dle rozdílu mezi produkcí a spotřebou elektřiny je určen její tok mezi domem a sítí, případně při akumulaci elektřiny mezi domem a bateriemi. Ze vzájemných toků elektřiny a její výroby ve VT je určena platební bilance, na jejímž základě je určena úspora prostředků při použití μCHP jednotky.

43

Tento model je vytvářen v maximální možné míře jako parametrický, aby mohl sloužit i pro jiné případy, než zde zadaný. Díky tomu jsou vykresleny určité závislosti vyplývající z modelu. Nevýhodou je, že platí pouze pro budovy, jejichž ztrátový výkon s potřebou teplé vody nepřekračuje výkon jednotky (zde 8 kW). Pro takové případy nebo pro aplikace kde se předpokládá jiný, než on/off režim provozu by bylo nutné určit průběh výkonu v jednotlivých obdobích nejlépe z experimentálních hodnot. Vzhledem k předpokladu chodu zařízení pouze při vysoké účinnosti na plný výkon je nutno brát výsledky modelu na straně produkce jako optimistické, což je částečně potvrzeno srovnáním s reálným měřením [26], kde však zřejmě nebyla akumulace tepla. I přesto je pro modelový případ instalace μCHP jednotky při současných podmínkách ekonomicky nenávratná a potenciál návratnosti je při stávající pořizovací ceně buď pro výrazně vyšší příspěvek na CHP či cenu odebrané energie ze sítě, nebo pro případ výrazně vyšší potřeby tepla, která již pravděpodobně převyšuje hodnoty běžného rodinného domu. Návratnost varianty s akumulací elektrické energie je i přes výrazný přírůstek na straně pořizovacích nákladů lepší oproti variantě přímého zapojení. Veškeré výsledky platí pro daný diagram odběru elektrické energie v jedné lokalitě. Hodnoty naměřené v [26] vykazují výrazně vyšší poměr využití a exportu vyrobené energie oproti modelu, výrazně vyšší využití vyrobené elektřiny předpokládá i [80]. Je pravděpodobné, že v lokalitě s odlišným rozložením odběru se může ekonomika díky výraznějším úsporám odebrané elektrické energie znatelně zlepšit. Teoretická možnost uplatnění malého gama motoru o výkonu v řádech stovek W existuje výhradně v μCHP jednotkách o nízké elektrické účinnosti, v modelu zvoleno 0,3 kW. V případě vysoce ušlechtilého paliva jako zemního plynu má hlavní podíl na ekonomice provozu celková provozní účinnost. Pro ekonomickou návratnost v případě modelového obydlí by byl požadavek na rozdíl ceny zařízení oproti klasickému systému pro vytápění do 60 000 Kč. V případě lokalit s vyšší spotřebou se lze dostat i přes 80 000 Kč. Motor konfigurace gama nabízí relativně jednoduchou a levnou konstrukci, avšak požadovaná výsledná cena zařízení pro μCHP je srovnatelná s cenou samostatných kotlů, které jsou výrobně jednodušší, tudíž perspektiva vývoje takového zařízení je velmi nízká. Byla ukázána úspora pro případnou 0,3 kWe jednotku na levnější palivo, zde hnědé uhlí spalované automatickým kotlem, a pro celkovou účinnost 70 %, vykazující na úspoře srovnatelné výsledky se zemním plynem. Při provozu takové jednotky lze díky předpokladu častějšího chodu na neoptimální výkon považovat model za ještě optimističtější. Ve výpočtu takto malé jednotky také platí potenciální změna ekonomiky provozu dle charakteru odběru. Pro daný 44

případ rozložení spotřeb energií a zřejmě pro případy blízké zadanému stavu lze při hodnocení založeném pouze na ekonomice provozu μCHP jednotku takto malých výkonů, pravděpodobně nejen na bázi Stirlingova motoru ale libovolného tepelného oběhu, nelze považovat za perspektivní.

45

Reference [1] Chin-Hsiang Cheng, Ying-Ju Yu, Combining dynamic and thermodynamic models for dynamic simulation of a beta-type Stirling engine with rhombic-drive mechanism, Renewable Energy, Volume 37, Issue 1, January 2012, Pages 161-173, ISSN 09601481, 10.1016/j.renene.2011.06.013. Dostupné z: http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0960148111003053 [2] Chin-Hsiang Cheng, Ying-Ju Yu, Numerical model for predicting thermodynamic cycle and thermal efficiency of a beta-type Stirling engine with rhombic-drive mechanism, Renewable Energy, Volume 35, Issue 11, November 2010, Pages 25902601, ISSN 0960-1481, 10.1016/j.renene.2010.04.002. Dostupné z: http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0960148110001540 [3] Naomasa Nakajima, Kazuhiro Ogawa, Iwao Fujimasa, Study on microengines: miniaturing stirling engines for actuators, Sensors and Actuators, Volume 20, Issues 1–2, 15 November 1989, Pages 75-82, ISSN 0250-6874, 10.1016/02506874(89)87104-5. Dostupné z: http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/025068748987104 [4] Eldesouki Eid, Performance of a beta-configuration heat engine having a regenerative displacer, Renewable Energy, Volume 34, Issue 11, November 2009, Pages 24042413, ISSN 0960-1481, 10.1016/j.renene.2009.03.016. Dostupné z: http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0960148109001189 [5] F. Formosa, G. Despesse, Analytical model for Stirling cycle machine design, Energy Conversion and Management, Volume 51, Issue 10, October 2010, Pages 1855-1863, ISSN 0196-8904, 10.1016/j.enconman.2010.02.010. Dostupné z: http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0196890410000671 [6] Costante M. Invernizzi, Stirling engines using working fluids with strong real gas effects, Applied Thermal Engineering, Volume 30, Issue 13, September 2010, Pages 1703-1710, ISSN 1359-4311, 10.1016/j.applthermaleng.2010.03.029. Dostupné z: http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1359431110001390 [7] Halit Karabulut, Hüseyin Serdar Yücesu, Can Çınar, Fatih Aksoy, An experimental study on the development of a β-type Stirling engine for low and moderate temperature heat sources, Applied Energy, Volume 86, Issue 1, January 2009, Pages 68-73, ISSN 0306-2619, 10.1016/j.apenergy.2008.04.003. Dostupné z: http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0306261908000962 [8] H. Karabulut, C. Çınar, E. Oztürk, H.S. Yücesu, Torque and power characteristics of a helium charged Stirling engine with a lever controlled displacer driving mechanism, 46

Renewable Energy, Volume 35, Issue 1, January 2010, Pages 138-143, ISSN 09601481, 10.1016/j.renene.2009.04.023. Dostupné z: http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0960148109001888 [9] Halit Karabulut, Fatih Aksoy, Erkan Öztürk, Thermodynamic analysis of a type Stirling engine with a displacer driving mechanism by means of a lever, Renewable Energy, Volume 34, Issue 1, January 2009, Pages 202-208, ISSN 0960-1481, 10.1016/j.renene.2008.03.011. Dostupné z: http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0960148108001018 [10] Pearce, J.M.; Al Zahawi, B.A.T.; Auckland, D.W.; Starr, F.; , "Electricity generation in the home: evaluation of single-house domestic combined heat and power," Science, Measurement and Technology, IEE Proceedings - , vol.143, no.6, pp.345-350, Nov 1996 doi: 10.1049/ip-smt:19960780 Dostupné z: http://ieeexplore.ieee.org/stamp/stamp.jsp?tp=&arnumber=553233&isnu mber=12015 [11] Gu Z, Sato H, Feng X. Using supercritical heat recovery process in Stirling engines for high thermal efficiency. Appl Therm Eng 2001;21:1621–30. Dostupné z: http://www.inference.phy.cam.ac.uk/sustainable/refs/solar/Stirling.pdf [12] Macháček, J., Gregor, J. Analysis of Stirling Engine Characteristics by Schmidt' s Theory. In Proceedings of the 11th conference Student EEICT 2005 volume 2. Brno: Ing. Zdeněk Novotný CSc., Ondráčkova 105 Brno, 2005. s. 117 ( s.)ISBN: 80-2142889 Dostupné z: http://www.feec.vutbr.cz/EEICT/2005/sbornik/03Doktorske_projekty/04-Silnoprouda_elektrotechnika_a_elektroenergetika/08machys.pdf [13] Nezaket Parlak, Andreas Wagner, Michael Elsner, Hakan S. Soyhan, Thermodynamic analysis of a gamma type Stirling engine in non-ideal adiabatic conditions, Renewable Energy, Volume 34, Issue 1, January 2009, Pages 266-273, ISSN 0960-1481, 10.1016/j.renene.2008.02.030. Dostupné z: http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0960148108000815 [14] A. Der Minassians and S. R. Sanders, Multi-Phase Stirling Engines, ASME Journal of Solar Energy Engineering, vol. 131, no. 2,May, 2009, http://power.eecs.berkeley.edu/publications/derminassians_multiphase_stirling.pdf [15] D.J. Shendage, S.B. Kedare, S.L. Bapat, An analysis of beta type Stirling engine with rhombic drive mechanism, Renewable Energy, Volume 36, Issue 1, January 2011, Pages 289-297, ISSN 0960-1481, 10.1016/j.renene.2010.06.041. Dostupné z: http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0960148110003149

47

[16] Angkee Sripakagorn, Chana Srikam, Design and performance of a moderate temperature difference Stirling engine, Renewable Energy, Volume 36, Issue 6, June 2011, Pages 1728-1733, ISSN 0960-1481, 10.1016/j.renene.2010.12.010. Dostupné z: http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0960148110005641 [17] D.G. Thombare, S.K. Verma, Technological development in the Stirling cycle engines, Renewable and Sustainable Energy Reviews, Volume 12, Issue 1, January 2008, Pages 1-38, ISSN 1364-0321, 10.1016/j.rser.2006.07.001. Dostupné z: http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1364032106000906 [18] Kari Alanne, Niklas Söderholm, Kai Sirén, Ian Beausoleil-Morrison, Technoeconomic assessment and optimization of Stirling engine micro-cogeneration systems in residential buildings, Energy Conversion and Management, Volume 51, Issue 12, December 2010, Pages 2635-2646, ISSN 0196-8904, 0.1016/j.enconman.2010.05.029. Dostupné z: http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0196890410002086 [19] HARRISON, Jeremy. Micro Combined Heat & Power: A description of the various technologies currently being considered for micro CHP applications. In: Micro Energy Systems for t-he 21st Century, IMechE seminar, 6th June 2002. 2002. Dostupné z: http://www.microchap.info/Micro%20CHP%20I%20Mech%20E.pdf [20] Shung-Wen Kang; Meng-Yuan Kuo; Jian-You Chen; Wen-An Lu; , "Fabrication and test of gamma-type Stirling engine," Energy and Sustainable Development: Issues and Strategies (ESD), 2010 Proceedings of the International Conference on , vol., no., pp.1-9, 2-4 June 2010 doi: 10.1109/ESD.2010.5598787. Dostupné z: http://ieeexplore.ieee.org/stamp/stamp.jsp?tp=&arnumber=5598787&isnumber=559 8764 [21] Raggi, L.; Katsuta, M.; Sekiya, H.; , "Design of a 1 kW class gamma type Stirling engine," Energy Conversion Engineering Conference, 1997. IECEC-97., Proceedings of the 32nd Intersociety , vol., no., pp.991-996 vol.2, 27 Jul-1 Aug 1997 doi: 10.1109/IECEC.1997.661904 Dostupné z: http://ieeexplore.ieee.org/stamp/stamp.jsp?tp=&arnumber=661904&isnu mber=14442 [22] Ming-Hui Tan; Woei-Chong Tan; Kok-Keong Chong; , "Performance of gamma type low temperature differential Stirling Engine powered by steam,"Sustainable Utilization and Development in Engineering and Technology (STUDENT), 2010 IEEE Conference on , vol., no., pp.19-22, 20-21 Nov. 2011 doi: 10.1109/STUDENT.2010.5686991. Dostupné z: http://ieeexplore.ieee.org/stamp/stamp.jsp?tp=&arnumber=5686991&isnu mber=5686981

48

[23] Olbermann, J.M.; Anderson, W.M.; , "Hermetically sealed Ringbom-Stirling engine/generator," Energy Conversion Engineering Conference, 1989. IECEC-89., Proceedings of the 24th Intersociety , vol., no., pp.2881-2884 vol.6, 6-11 Aug 1989 doi: 10.1109/IECEC.1989.74402. Dostupné z: http://ieeexplore.ieee.org/stamp/stamp.jsp?tp=&arnumber=74402&isnum ber=2490 [24] Biwa, Tetsushi; Hasegawa, Daichi; Yazaki, Taichi; , "Low temperature differential thermoacoustic Stirling engine," Applied Physics Letters , vol.97, no.3, pp.034102034102-3, Jul 2010 doi: 10.1063/1.3464554 Dostupné z: http://ieeexplore.ieee.org/stamp/stamp.jsp?tp=&arnumber=5520030&isnu mber=5520000 [25] MAŠČUCH, Jakub a Václav VODIČKA. UTILIZATION OF BIOMASS IN DECENTRALIZED MICRO-CHP. In: ERIN 2012: 6th International Conference for Young Researchers and PhD. Students and 4th Conference Energy & Biomass 2012. Faculty of Mechanical Engineering, Czech Technicla University in Prague, s. 408-413. [26] LYLE, Steven. LOW CARBON SOLUTIONS LTD. NIE Smart DCHP Report [online]. Dec 2005 [cit. 2012-06-06]. Dostupné z: http://www.docstoc.com/docs/83127338/DCHP-REPORT [27] EU. Směrnice Evropského parlamentu a Rady 2004/8/ES ze dne 11. února 2004 o podpoře kombinované výroby tepla a elektřiny založené na poptávce po užitečném teple na vnitřním trhu s energií a o změně směrnice 92/42/EHS. In: Úřední věstník L 052 , 21/02/2004 S. 0050 - 0060. EVROPSKÝ PARLAMENT A RADA EVROPSKÉ UNIE, 2004. Dostupné z: http://eurlex.europa.eu/LexUriServ/LexUriServ.do?uri=CELEX:32004L0008:CS:HTML [28] ČR. Cenové rozhodnutí Energetického regulačního úřadu č. 7/2011: kterým se stanovuje podpora pro výrobu elektřiny z obnovitelných zdrojů energie, kombinované výroby elektřiny a tepla a druhotných energetických zdrojů. In: Energetický regulační věstník. 23. listopadu 2011. Dostupné z: http://www.eru.cz/user_data/files/cenova%20rozhodnuti/CR%20elektro/2011/ER%20 CR%207_2011OZEKVETDZ.pdf [29] Kraft-Wärme-Kopplung. REMEHA GMBH. Katalog produktů: kogenerece [online]. 2011 [cit. 2012-06-05]. Dostupné z: http://www.remeha.de/191/%3Cb%3EKraftW%C3%A4rme-Kopplung%3C_b%3E [30] BOSCH TERMOTECHNIKA S.R.O. Kompletní ceník výrobků Junkers vč. příslušenství, platný od 1.5.2012 [online]. 2012 [cit. 2012-06-06]. Dostupné z: 49

https://junkerscz.resource.bosch.com/media/ttcz/dokumentace/cen_ky/velk_cenik_junkers_15_4_20 11.pdf [31] RIDERA BOHEMIA. Ceník platný od 1.1.2012 [online]. 2012. [cit. 2012-05-01] Dostupné z: http://ridera.eu/media/sklady/dokumenty/OSTRAVICE_paliva.pdf [32] Palivové dřevo prodej - ceník. PALIVOVÉ DŘEVO PETR KOS. Palivové dřevo, palivové dříví [online]. © 2009 - 2012 [cit. 2012-06-06]. Dostupné z: http://www.palivove-drevo-kos.cz/cenik-palivove-drevo.php [33] ROJEK DŘEVOOBRÁBĚCÍ STROJE. Ceník tepelné techniky platný pro ČR od 1.3.2012. EXW Častolovice, servis po ČR. [online]. © 2006 - 2011. Dostupné z: http://www.rojek.cz/ceniky/CenyTT1203.pdf [34] AC WhisperGen System – Product Specification. ©2003. Dostupné z: http://energysavingnow.com/plugin/ACmk4Specification.pdf [35] ČEZ A.S. Ceník produktů Skupiny ČEZ pro domácnosti na rok 2012. 2011. Dostupné z: http://www.cez.cz/cs/pro-zakazniky/ke-stazeni/ceniky-a-produktovelisty/domacnosti.html [36] Přehled cen SMP platných od 1. 1. 2012: přehled cen zemního plynu pro kategorii domácnost a maloodběratel. 2011. Dostupné z: http://www.rwe.cz/cs/media/ceny-zp2012/01_SMP_prehled_ZP_010112.pdf?jis=20120514111352 [37] VINEETH, C.S. STIRLING ENGINES: A Beginners Guide [online]. 2011 [cit. 201206-05]. Dostupné z: http://books.google.cz/books?id=zTdzKxQaqNcC&printsec=frontcover&hl=cs#v=one page&q&f=false [38] VENTURA, Tim. Sunpower Unveils 2007 Micro Co-Generation Technology. In: Pure Energy Systems News [online]. 2006 [cit. 2012-06-06]. Dostupné z: http://pesn.com/2006/03/03/9600241_SunPower_Micro_Cogeneration/ [39] Micro Combined Heat and Power [online]. 02/2012 [cit. 2012-06-05]. Dostupné z: http://www.microchap.info/ [40] Česká technologická platforma Smart Grid [online]. [cit. 2012-06-05]. Dostupné z: http://smartgridcz.eu/ [41] WHISPER TECH LIMITED. WhisperGen® [online]. Copyright 2001 – 2007 [cit. 2012-06-05]. Dostupné z: http://www.whispergen.com/ 50

[42] EFFICIENT HOME ENERGY, S.L. Whispergen-Europe [online]. Copyright Whispergen 2011 [cit. 2012-06-05]. Dostupné z: http://www.whispergen-europe.com/ [43] Microgen Engine Corporation [online]. © 2010 [cit. 2012-06-05]. Dostupné z: http://www.microgen-engine.com/ [44] Remeha B.V. [online]. 2012 [cit. 2012-06-05]. Dostupné z: http://www.remeha.com/ [45] BAXI HEATING UK LTD. Gas Boilers and Heating solutions [online]. 2012 [cit. 2012-06-05]. Dostupné z: http://www.baxi.co.uk/ [46] SenerTec: Dachs [online]. 2012 [cit. 2012-06-05]. Dostupné z: http://www.senertec.com/ [47] WIESSMANN: climate of innovation [online]. © 2012 [cit. 2012-06-06]. Dostupné z: http://www.viessmann.com/com/en [48] Cleanergy [online]. © Cleanergy 2012 [cit. 2012-06-06]. Dostupné z: http://www.cleanergy.com/ [49] GENOASTIRLING S.R.L. Genoastirling: Stirling Engine construction and design [online]. 2012 [cit. 2012-06-06]. Dostupné z: http://www.genoastirling.com/ [50] Stirling DK [online]. © Stirling DK 2012 [cit. 2012-06-06]. Dostupné z: http://www.stirling.dk/ [51] Stirling-Holland [online]. [2011] [cit. 2012-06-06]. Dostupné z: http://www.stirlingholland.nl/ [52] Stirling Biopower [online]. [2007] [cit. 2012-06-06]. Dostupné z: http://www.stmpower.com/ [53] Stirling Technology, Inc. [online]. [2009] [cit. 2012-06-06]. Dostupné z: http://www.stirling-tech.com/ [54] Sunpower, Inc. [online]. 2011 [cit. 2012-06-06]. Dostupné z: http://www.sunpower.com/ [55] Stirling and Hot Air Engine [online]. © 2002-2012 [cit. 2012-06-06]. Dostupné z: http://stirlingengines.org.uk/

51

[56] Ripasso Energy [online]. 2012 [cit. 2012-06-06]. Dostupné z: http://www.ripassoenergy.com/index2.html [57] Kockums AB [online]. 2012 [cit. 2012-06-06]. Dostupné z: http://www.kockums.se/ [58] SUNVENTION GMBH. Efficient Multi-Functional Solar Systems [online]. [2012] [cit. 2012-06-06]. Dostupné z: http://www.bsrsolar.com/ [59] Ve // ingenieure GmbH [online]. [2011] [cit. 2012-06-06]. Dostupné z: http://veingenieure.de/index.html [60] INFINIA [online]. 2011 [cit. 2012-06-06]. Dostupné z: http://www.infiniacorp.com/ [61] Stirling Systems [online]. [2008] [cit. 2012-06-06]. Dostupné z: http://www.stirlingsystems.com/en/home.html [62] Cool Energy: Powering a Clean Tomorrow® using the SolarHeart® Engine, a low temperature Stirling Engine [online]. © 2007-2012 [cit. 2012-06-06]. Dostupné z: http://www.coolenergyinc.com/index.html [63] ReGen: Power systems [online]. © 2008 [cit. 2012-06-06]. Dostupné z: http://www.rgpsystems.com/ [64] Inspirit Energy: cleaner brighter future [online]. © 2011 [cit. 2012-06-06]. Dostupné z: http://www.inspiritenergy.com/ [65] EPAS GmbH: Energie Power aus Schwaben [online]. [2010] [cit. 2012-06-06]. Dostupné z: http://www.energie-power-aus-schwaben.de/ [66] Öko-Energiemaschinen Vertriebs GmbH: SUNMACHINE [online]. [2006] [cit. 201206-06]. Dostupné z: http://www.sunmachine.at/ [67] Solo: Made in Germany [online]. 2012 [cit. 2012-06-06]. Dostupné z: http://www.solo-germany.com/index.htm [68] TEDOM a.s.: technika v souladu s přírodou [online]. 2012 [cit. 2012-06-06]. Dostupné z: http://kogenerace.tedom.com/ [69] KRAFT UND WÄRME AUS BIOMASSE GMBH. KWB: Die Biomasseheizung [online]. 2012 [cit. 2012-06-06]. Dostupné z: http://www.kwb.at/ [70] Hoval: Responsibility for energy and environment [online]. Copyright 2011 [cit. 201206-06]. Dostupné z: http://www.hoval.com/en/home

52

[71] DiGeSPo, Progress in 2011. DiGeSPo [online]. 2011 [cit. 2012-06-06]. Dostupné z: http://www.digespo.eu/EN.Progress_in_2011.aspx [72] Company Overview of ReGen Power Systems, LLC. In: Bloomberg Businessweek [online]. [cit. 2012-06-06]. Dostupné z: http://investing.businessweek.com/research/stocks/private/snapshot.asp?privcapId=50 875952 [73] Sigma Elektroteknisk A.S. SIER, Robert. Stirling and Hot Air Engine [online]. © 2002-2012 [cit. 2012-06-06]. Dostupné z: http://stirlingengines.org.uk/manufact/manf/misc/sig.html [74] Solo Kleinmotoren, SIER, Robert. Stirling and Hot Air Engine [online]. © 2002-2012 [cit. 2012-06-06]. Dostupné z: http://www.stirlingengines.org.uk/manufact/manf/germany/new7.html [75] UNITED STIRLING, Linköping, Sweden, SIER, Robert. Stirling and Hot Air Engine [online]. © 2002-2012 [cit. 2012-06-06]. Dostupné z: http://www.stirlingengines.org.uk/manufact/manf/misc/usswe.html [76] Sunpower Inc, SIER, Robert. Stirling and Hot Air Engine [online]. © 2002-2012 [cit. 2012-06-06]. Dostupné z: http://stirlingengines.org.uk/manufact/manf/usa/new6.html [77] Strom aus Pellets!. In: Jenni Energietechnik AC [online]. [2010] [cit. 2012-06-06]. Dostupné z: http://www.jenni.ch/index.html?html/produkte/stirling/Stirling1.htm [78] Invent International Partners: Renewable Energy Companies. Energy Managers Training: Bringing Knowledge to People [online]. © 2004-2012 [cit. 2012-06-06]. Dostupné z: http://www.energymanagertraining.com/partners/partners.htm [79] Plynové kotle. Destila s.r.o. [online]. © 2012 [cit. 2012-06-06]. Dostupné z: http://www.destila.cz/plynove-kotle [80] Whispergen additional-benefits. E.ON. Eon-futurehome [online]. © 2012 [cit. 201206-05]. Dostupné z: http://www.eon-futurehome.com/whispergen/additional-benefits/ [81] Stirling Engine. Micro CHP [online]. © 2012 [cit. 2012-06-05]. Dostupné z: http://www.microchap.info/stirling_engine.htm [82] Combined Heat and Power. BDR THERMEA [online]. 2011 [cit. 2012-06-05]. Dostupné z: http://www.bdrthermea.com/page/micro-chp.html

53

[83] E.ON launches micro CHP...again!. MICRO CHP [online]. 2012 [cit. 2012-06-05]. Dostupné z: http://microchp.blogspot.cz/2012/01/eon-launches-microchpagain_13.html [84] VITOTWIN 300-W. Viessmann [online]. © 2012 [cit. 2012-06-06]. Dostupné z: http://www.viessmann.cz/cs/rodinny_dum_dvougeneracni_rodinny_dum/produkte/mi kro-kwk.html [85] Stirling Cycle Machines. SUCTION GAS ENGINE MFG. CO., LTD. [online]. Copyright 2002 [cit. 2012-06-06]. Dostupné z: http://www.suction.co.jp/stirling/index.html [86] Řídící systém TEDOM 955 pro Stirlingův motor. UNIMA-KS [online]. [2010] [cit. 2012-06-06]. Dostupné z: http://www.unima-ks.cz/ridici-system-stirling.html [87] Module Stirling bois SPM de KWB, peu de chance d'une commercialisation. Econologie [online]. 2008 [cit. 2012-06-06]. Dostupné z: http://www.econologie.com/module-stirling-bois-spm-de-kwb-peu-de-chance-d-unecommercialisation-nouvelle-3919.html [88] ZIPPY Flightmax 2200mAh 3S1P 15C. Hobby King [online]. copyright 1999 - 2012 [cit. 2012-06-06]. Dostupné z: http://www.hobbyking.com/hobbyking/store/uh_viewItem.asp?idProduct=6518 [89] 36V 12Ah Forg battery. Aliexpress: by Alibaba.com [online]. © 1999-2012 [cit. 201205-05]. Dostupné z: http://www.aliexpress.com/product-fm/554112119-free-shipping36V-12Ah-Forg-battery-electric-bike-battery-li-ion-battery-with-a-chargerwholesalers.html [90] State of Charge (SOC) Determination. In: The Elecropaedia [online]. ©2005 [cit. 2012-06-06]. Dostupné z: http://www.mpoweruk.com/soc.htm [91] Solarmax 2000S Solar Inverter. Solarshop-Europe [online]. [2012] [cit. 2012-06-06]. Dostupné z: http://www.solarshopeurope.net/product_info.php?cPath=66_69_195&products_id=463 [92] MCGINLEY, Tony. SunMachine Germany. In: SUSTAINABLE ENERGY AUTHOR IRELAND (SEAI) [online]. November 23, 2009 [cit. 2012-06-06]. Dostupné z: http://wood-pellet-ireland.blogspot.cz/2009/11/sunmachine-germany.html [93] Solo Kleinmotoren. In: Wikipedia: the free encyclopedia [online]. San Francisco (CA): Wikimedia Foundation, 2001 [cit. 2012-06-06]. Dostupné z: http://de.wikipedia.org/wiki/Solo_Kleinmotoren

54

[94] BERND, Thomas. HOCHSCHULE REUTLINGEN, Maschinenbau Institut IFA / Steinbeis-Forschungszentrum WuESt. Stirling-BHKW‘s Einsatz von Biomasse. izes 13.9.2005, 2005. Dostupné z: http://www.unisaarland.de/fak8/powdertech/lehre/handouts/effiz_Energienutz1/Unterlagen/Stirling% 20BKW%20Thomas_izes.pdf [95] CLYDE, Jim. INFINIA CORPORATION, Rinnai, ENATEC micro-cogen B.V. International Companies Sign Combined Heat and Power System Production and Distribution Agreement. Kennewick, WA, June 20th, 2005. Dostupné z: http://www.docstoc.com/docs/3391818/enatec [96] REINBERK, Z. Potřeba tepla pro vytápění a ohřev teplé vody. [online software]. [cit. 2012-06-06]. Dostupné z: http://vytapeni.tzb-info.cz/tabulky-a-vypocty/47-potrebatepla-pro-vytapeni-a-ohrev-teple-vody [97] SolarMax 2000S/3000S/4200S/6000S. 05/2008. [Datasheet]. [cit. 2012-06-06]. Dostupné z: http://www.nemakej.cz/pdf/solarmax_s2000.pdf [98] ČEZ A.S. Spínání HDO oblast SEVER [sobor .xls]. 2012 [cit. 2012-06-06]. Dostupné z: http://www.cezdistribuce.cz/edee/content/file-other/distribuce/technickeinformace/120326_sever_plany_jaro.xlsx [99] MAŠČUCH, Jakub. ČVUT V PRAZE, Fakulta strojní, Ústav energetiky. Decentralizované energetické zdroje: cvičení [soubor .ppt, podklady ke cvičení]. 27. 2. 2012 [cit. 2012-06-06].

55