Układy chłodzenia gazowych agregatów kogeneracyjnych (część 1/2)

Działanie układów kogeneracyjnych CHP

Układy kogeneracyjne CHP (combined heat and power) charakteryzują się wytwarzaniem energii elektrycznej i cieplnej w skojarzeniu. Agregaty kogeneracyjne o których mowa, wykorzystują tłokowe silniki spalinowe wewnętrznego spalania o zapłonie iskrowym do przemiany energii chemicznej paliwa gazowego na energię cieplną, a docelowo na energię mechaniczną. Energia mechaniczna wytworzona w silniku spalinowym przenoszona jest za pomocą sprzęgła, (najczęściej z elementem elastycznym sprzęgła zamocowanym na czopie prądnicy) i wykorzystywana jest do wytwarzania energii elektrycznej w prądnicy (najczęściej spotyka się prądnice synchroniczne). W zależności od specyfiki zakładów przemysłowych, w których zamontowany jest agregat kogeneracyjny i napięcia sieci z którą agregat ma współpracować, stosuje się różne napięcia znamionowe prądnicy. Na przykład agregat kogeneracyjny produkcji Caterpillar serii CG-170 może być wyposażony w prądnice o następujących napięciach znamionowych: 400V, 415V, 690V, 6000V, 6300V, 6600V, 10 000V, 10 500V, 11 000V, 15 000V. W przypadku przesyłania energii elektrycznej do sieci dystrybucyjnej, przy napięciu znamionowym prądnicy różnym od napięcia sieci przesyłowej, pomiędzy agregatem kogeneracyjnym, a siecią przesyłową montuje się transformator.

Chłodzenie bloku silnika układu kogeneracyjnego

Ciepło które wywiązuje się podczas spalania mieszanki gazowej i zjawisk fizycznych zachodzących podczas pracy danego układu kogeneracyjnego odbierane jest przez układy chłodzenia i odprowadzane z gazowego agregatu kogeneracyjnego na zewnątrz. Zdjęcie termowizyjne nr 1 obrazuje chłodnicę awaryjną bloku silnika podczas pracy, chłodnica ta pracuje podczas mniejszego zapotrzebowania na ciepło niż wynosi bieżąca produkcja agregatu kogeneracyjnego.

chłodnia dodatkowa bloku silnia CAT

Oczywistymi dla wszystkich elementami z których należy odebrać i odprowadzić ciepło jest blok silnika i głowice cylindrowe. Ciepło w bloku silnika pochodzi w głównej mierze z chłodzenia tulei cylindrowych, a ciepło z głowic cylindrowych pochodzi zaś, z chłodzenia komór spalania oraz kanałów układu wydechowego. Oprócz wspomnianych wyżej miejsc wywiązywania się ciepła w silniku, należy też schłodzić np. olej silnikowy. Olej silnikowy ma kilka funkcji, a jedną z nich jest właśnie chłodzenie elementów silnika.

Chłodzenie oleju silnikowego układu kogeneracyjnego

Oprócz chłodzenia czyli odprowadzania ciepła z elementów które współpracują ze sobą ciernie, takich jak:

– czopy wału korbowego i rozrządu,

– tłoki i tuleje cylindrowe,

– łożyska wałka turbosprężarki,

– koła zębate układu rozrządu i inne,

olej silnikowy odbierać również ciepło z najgorętszych elementów silnika. Najbardziej znanym przykładem, jest odbieranie ciepła z denek tłoków. W tym celu stosuje się specjalne dysze natryskowe, które natryskują olejem silnikowym tłoki od spodu, z komory korbowej silnika. Wiadomą rzeczą jest, iż z gorącego oleju silnikowego należy obierać ciepło i zapewnić olejowi silnikowemu odpowiednią temperaturę (a co za tym idzie lepkość) przed ponownym wykorzystaniem go do smarowania silnika i chłodzenia silnika. W tym celu stosuje się chłodnice oleju silnikowego. Są one najczęściej montowane w najkorzystniejszym miejscu, to jest umożliwiającym najlepsze oddawanie ciepła. W silnikach marki Caterpillar serii CG-132 i CG-170 oraz w silnikach: MWM TCG 2016, MWM TCG 3016, MWM TCG 2020 chłodnica oleju silnikowego montowana jest przy wlocie cieczy chłodzącej (najczęściej roztworu glikolu) do bloku silnika. Ilustruje to zdjęcie termowizyjne nr 2.

linia olejowa sinika

 

mail: promanski@eneria.pl

Autor: Piotr ROMAŃSKI

Ekspert ds. Usług Serwisowych Silników Przemysłowych CAT

Agregaty stacjonarne CAT®. Jak wybrać urządzenie na miarę własnych potrzeb?

Wiele współczesnych urządzeń, bez których trudno wyobrazić sobie codzienne życie, wymaga stałych dostaw prądu. Awaria lub brak zasilania to problem, z którym łatwo można sobie poradzić korzystając z dedykowanych agregatów prądotwórczych. Klienci, którym zależy przede wszystkim na mobilności i możliwości przewożenia generatora z miejsca na miejsce mogą zdecydować się na rozwiązanie, jakim jest agregat przewoźny, natomiast w przypadku inwestorów, którzy szukają agregatów przeznaczonych do użytkowania w określonej lokalizacji, strzałem w dziesiątkę będą agregaty stacjonarne. O czym warto pamiętać wybierając prądotwórczy agregat stacjonarny? Jakie są ceny tego rodzaju urządzeń? Postaramy się odpowiedzieć na te pytania!

Do czego służy agregat stacjonarny?

Stacjonarne agregaty prądotwórcze to urządzenia, których zadaniem jest zapewnienie odbiornikom ciągłości w dostawie prądu. Generatory mogą być wykorzystywane w miejscach, w których nie ma zasilania lub w momencie awarii czy przerwy dostaw prądu. Brak energii elektrycznej, nawet jeśli będzie zauważalny tylko przez krótki czas, może doprowadzić do poważnych strat, zwłaszcza w zakładach produkcji przemysłowych czy gospodarstwa rolnych.

Na co zwrócić uwagę przy wyborze agregatu stacjonarnego?

Wybór stacjonarnego agregatu prądotwórczego powinien być możliwie jak najlepiej przemyślany. W pierwszej kolejności należy dokładnie określić własne potrzeby i wymagania – zastanów się, jakie odbiorniki (jedno- czy trójfazowe) mają docelowo być zasilane za pomocą generatora. Trzeba również pamiętać o tym, że moc agregatu musi być większa niż łączna moc zasilanych odbiorników. Co jeszcze, poza mocą, warto mieć na uwadze wybierając agregat stacjonarny?

  • Lokalizacja generatora prądotwórczego. Miejsce, w którym docelowo stanie stacjonarny agregat prądotwórczy powinno odpowiadać wszystkim obowiązującym normom, zarówno dla agregatu posadowionego na zewnątrz budynku jak i w specjalnie zaadoptowanym do tego pomieszczeniu.
  • Hałas podczas użytkowania urządzenia. Agregat podczas pracy nie powinien przekraczać parametrów akustycznych podyktowanych przepisami., zwłaszcza jeśli agregat będzie ustawiony w miejscu, w którym hałasy mogłyby być wyjątkowo uciążliwe- im ciszej pracuje generator tym lepiej.
  • Koszty użytkowania generatora. Kupując agregat stacjonarny musisz zwrócić uwagę na to, jakie jest w praktyce możliwe zużycie paliwa. To pomoże Ci ustalić koszty eksploatacji generatora, co ma szczególne znaczenie w przypadku jego intensywnego użytkowania. Istotnym kosztem jest również co roczny przegląd urządzenia.
  • Jakość wykonania. Kupując agregat warto mieć na względzie jakość wmontowanych komponentów, zwłaszcza silnika oraz odporność ewentualnej obudowy, chroniącej generator przed czynnikami zewnętrznymi.
  • Zalecana częstotliwość przeglądów okresowych. Tę kwestię warto dopasować do własnych oczekiwań i wymagań. Sprawdzenie niezbędnej częstotliwości przeprowadzania wymaganych przeglądów pomoże Ci lepiej zatroszczyć się o stan techniczny generatora.
  • Czas pracy urządzenia. Maksymalna długość pracy generatora ma szczególne znaczenie w przypadku intensywnego użytkowania sprzętu. W tym kontekście bardzo ważna jest, między innymi, pojemność zbiornika na paliwo.

Decydując się na zakup konkretnego agregatu stacjonarnego, warto zastanowić się, czy potrzebne jest zastosowanie układu SZR – Samoczynne Załączanie Rezerwy. Układ odpowiada za samoczynne włączenie zasilania awaryjnego.

 

Ceny stacjonarnych agregatów prądotwórczych

Cena stacjonarnych agregatów prądotwórczych jest uzależniona od konkretnego modelu, jednak dostępna na współczesnym rynku oferta jest pod tym względem na tyle szeroka, że klienci mogą łatwiej znaleźć urządzenie mieszczące się w granicach ich możliwości finansowych. Maksymalną cenę agregatu stacjonarnego warto określić już na początku poszukiwań odpowiedniego generatora. Opcjonalnie, jeśli brakuje Ci środków na zakup nowego urządzenia, możesz zdecydować się na czasowy wynajem, co będzie świetną alternatywą dla klientów, którym generator potrzebny jest tylko w konkretnym okresie.

Chcąc zainwestować w jakość, warto wybrać agregaty prądotwórcze CAT® – Caterpillar może się pochwalić bardzo dużym branżowym doświadczeniem, a produkowane przez firmę zespoły prądotwórcze cechują się zastosowaniem różnych rozwiązań technicznych, co pozwala na wybór modelu odpowiadającego potrzebom naszych Klientów.

e-mail:asusol@eneria.pl

Autor: Akradiusz Susoł

Inżynier Sprzedaży

Agregat przewoźny. O czym warto pamiętać wybierając mobilny generator?

Trudno wyobrazić sobie dzisiaj komfortowe funkcjonowanie bez dostępu do energii elektrycznej. Niestety, czasami chwilowe awarie zasilania lub brak jego źródeł w konkretnych miejscach to duża przeszkoda. W takich przypadkach strzałem w dziesiątkę może okazać się przewoźny agregat prądotwórczy, zwłaszcza jeśli inwestor zamierza użytkować generator w różnych lokalizacjach. Mobilność jest dużym plusem, na przykład, w kontekście generatorów wykorzystywanych w trakcie prac budowlanych. Takie rozwiązanie sprawdza się również w trakcie organizacji różnego rodzaju wydarzeń plenerowych.

Do czego służy agregat przewoźny?

Przewoźne agregaty prądotwórcze to urządzenia, których przeznaczeniem jest zasilanie konkretnych odbiorników w sytuacji awarii/przerwy w dostawie prądu lub jeżeli w danym miejscu nie funkcjonują inne źródła zasilania. Agregat przewoźny, od stacjonarnych agregatów prądotwórczych odróżnia, jak sama nazwa wskazuje, możliwość swobodnego przetransportowania generatora. Agregaty bardzo często są przewożone przy pomocy homologowanych podwozi jezdnych.

Na co zwrócić uwagę przy wyborze agregatu przewoźnego?

Wybierając przewoźne agregaty prądotwórcze warto w pierwszej kolejności określić własne potrzeby i oczekiwania. Podstawowe znaczenie ma moc odbiorników, które docelowo ma zasilać generator. Istotne dla ustalenia optymalnej mocy agregatu jest to czy korzystające z niego urządzenia są odbiornikami jedno- czy trójfazowymi. Dokładne określenie niezbędnej mocy agregatu to podstawa procesu decyzyjnego – agregat o zbyt dużej mocy w porównaniu do Twoich potrzeb może być droższy niż urządzenie o mocy optymalnej. Ponadto, agregat musi gwarantować dostęp do prądu o odpowiednim napięciu. Wybór konkretnego rodzaju generatora powinien być podyktowany sposobem, w jaki będzie wykorzystywany.

    

Agregat przewoźny CATERPILLAR – przykładowe opcje skrzynek z gniazdami.

Istotna jest również skrzynka z gniazdami która zwiększa przydatność standardowego agregatu prądotwórczego dając możliwość szybkiego podłączenia różnych odbiorników. Gniazda np. z zakresu 16A, 32A i 63A mogą okazać się przydatne do podłączenia urządzeń budowlanych, rolniczych czy sprzętu wykorzystywanego przy imprezach plenerowych.

Decydując się na zakup generatora prądotwórczego należy również zwrócić uwagę na koszty związane z jego użytkowaniem. Sprawdź, ile kosztuje paliwo do wybranego urządzenia oraz jak duże może być jego zużycie. Jest to szczególnie istotne w przypadku tych agregatów, które masz w planach użytkować bardzo aktywnie, co będzie się przekładało na ilość potrzebnego paliwa, a więc w konsekwencji, również na koszty eksploatacyjne. W wyborze agregatów przewoźnych warto zastanowić się także nad wielkością zbiornika paliwa, który powinien być dostosowany do indywidualnych oczekiwań dotyczących długości pracy urządzenia. Kupując mobilny agregat prądotwórczy skup się również na optymalnych rozmiarach urządzenia oraz poziomie hałasu, jaki generator będzie produkował w czasie pracy.

Jakie są ceny agregatów przewoźnych?

Zakup mobilnego agregatu przewoźnego to inwestycja w bezpieczeństwo energetyczne, dlatego proces wyboru odpowiedniego generatora prądotwórczego zacznij od skonkretyzowania własnych możliwości finansowych. Określ, jaką kwotę jesteś w stanie przeznaczyć na ten cel, a jeżeli dysponujesz bardzo skromnym budżetem, możesz skorzystać z opcji, jaką jest kupno agregatu używanego bądź leasing. Nowe agregaty prądotwórcze, w zależności od danych technologicznych, są dostępne w szerokiej rozpiętości cenowej, co pozwala na łatwiejszy wybór urządzenia mieszczącego się w założonej kwocie.

e-mail:asusol@eneria.pl

Autor: Akradiusz Susoł

Inżynier Sprzedaży

Serwisowanie gazowych agregatów kogeneracyjnych CAT

W odpowiedzi na pojawiające się pytania, odnośnie serwisowania (obsługi) gazowych agregatów kogeneracyjnych CHP (Combined Heat and Power) postanowiłem przybliżyć Państwu problematykę/tematykę związaną z obsługą serwisową i zakres obsługi serwisowej. Pracując  od kilku lat w Eneria Sp. z o.o zajmuję się zawodowo planowaniem przeglądów, remontów   oraz wyceną części i usług serwisowych związanych z szeroko rozumianą kogeneracją gazową. Obecnie sporządzamy plany utrzymania eksploatacyjnego dla silników gazowych marki Caterpillar które są w naszej obsłudze serwisowej, jak i u klientów zewnętrznych. Firma Caterpillar po zakupie producenta silników MWM,  ówczesnego producenta DEUTZ w obsłudze serwisowej ma silniki gazowe (gazowe agregaty kogeneracyjne) o mocy elektrycznej w przedziale 400 – 4 500 kWe.

Specyfika serwisowania gazowych agregatów kogeneracyjnych jest ściśle związana z miejscem ich zamontowania, tj. rodzajem gazu jaki jest używany do ich zasilania. Obecnie prowadzimy serwis agregatów które zasilane są następującymi rodzajami gazu:

  • gazem ziemnym wysokometanowym typu E (dawniej GZ – 50) – elektrociepłownie lokalne i elektrociepłownie przyzakładowe,
  • gazem LNG – elektrociepłownie lokalne i elektrociepłownie przyzakładowe bez dostępu do gazu ziemnego z sieci przesyłowej,
  • biogazem – w zależności od rodzaju biogazu ich typowa lokalizacja to: biogazownie rolnicze, składowiska odpadów komunalnych (wysypiska śmieci), komunalne i zakładowe oczyszczalnie ścieków,
  • gazami odpadowymi (gaz koksowniczy) – koksownie,
  • gazem kopalnianym ujmowanym przez podziemne instalacje – układy trigeneracyjne do produkcji energii elektrycznej, ciepła i chłodu do układów klimatyzacji kopalni,
  • gazem ziemnym pozyskanym z pokładów węgla kamiennego po zaszczelinowaniu pokładu węgla kamiennego z powierzchni – lokalna elektrociepłownia w Gilowicach, jest to pilotażowa i unikatowa instalacja PGNIG na terenie Europy.
  • surowym gazem ziemnym w kopalniach gazu ziemnego – układy sprężarkowe zasilane silnikami gazowymi.

Pomimo oczywistego kojarzenia się układów CHP z wytwarzaniem energii cieplnej i elektrycznej w skojarzeniu, gazowe agregaty kogeneracyjne używane są też do wytwarzania odpowiedniej atmosfery w szklarniach podczas nawożenia CO2 w produkcji roślinnej. W tym celu gazy spalinowe z silników CHP są oczyszczane i wtłaczane do szklarni,

Kolejnym sposobem wykorzystania gazowych układów kogeneracyjnych są gazowe układy trigeneracyjne (trójgeneracja).  W tych układach ciepło wykorzystywane jest do produkcji chłodu użytkowego w urządzeniach absorpcyjnych.

Jak często zalecany jest serwis agregatów kogeneracyjnych?

W zależności od stosowanego paliwa gazowego największą różnicę w obsłudze serwisowej widać w czasookresach wykonywania przeglądów okresowych gazowych agregatów kogeneracyjnych. Jest to związane z wieloma aspektami związanymi z używaniem jako paliwa różnych rodzajów gazów. W niniejszym tekście wspomnę Państwu tylko o dwóch aspektach. Są one związane z różną liczbą metanową poszczególnych gazów, a co za tym idzie ich skłonnością do spalania stukowego oraz ich składem fizycznym i chemicznym, gdzie bardzo często jako balast występują różne zanieczyszczenia fizyczne i chemiczne. Powodują one między innymi szybsze zużywanie się elementów oraz powstawanie osadów podczas spalania w komorach spalania poszczególnych cylindrów i elementach znajdujących się komorach spalania, takich jak zawory i świece zapłonowe.

 

Zdjęcie nr 2.                                                        Zdjęcie nr 3.

 

Zdjęcie nr 2 przedstawia głowicę zdjętą z agregatu kogeneracyjnego TCG2016 pracującego na biogazie. Jest widoczne zużycie gniazda zaworowego i zaworu. Zdjęcie nr 3 przedstawia pomiar wysokości trzonków zaworowych.

Najdłuższe czasookresy pomiędzy przeglądami występują w silnikach spalinowych zasilanych czystym gazem ziemnym, poprzez silniki zasilane biogazem z biogazowni rolniczych i silniki pracujące na gazach odpadowych, a skończywszy na agregatach kogeneracyjnych zasilanych gazem składowiskowym (gazem wysypiskowym), gdzie pomimo zastosowania najbardziej zaawansowanych systemów oczyszczania gazu, zanieczyszczeń w gazie jest po prostu najwięcej.

Według wielu osób „serwis gazowych układów kogeneracyjnych” zaczyna się od przyjazdu busa serwisowego z serwisantami firmy Eneria na obiekt/lokalizację gdzie zamontowany jest układ kogeneracyjny – zdjęcie 3. Tak naprawdę obsługa serwisowa gazowych układów kogeneracyjnych, to nie tylko dorywczy okres obecności serwisantów przy agregacie, a proces ciągłego nadzoru nad sprawnością techniczną urządzenia. Składają się na niego między innymi:

  • codzienna (ciągła) weryfikacja parametrów pracy agregatu,
  • codzienne obchody agregatu z weryfikacją organoleptyczną,
  • usuwanie prostych usterek, awarii przez obsługę układu kogeneracyjnego,
  • przeglądy i naprawy wykonywane przez serwis przedstawiciela producenta silnika
  • planowanie czasu przeglądów do wykonania przez serwis przedstawiciela producenta agregatu kogeneracyjnego.

Planowanie serwisów jest bardzo ważne ze względu na ciągły charakter pracy agregatów kogeneracyjnych i konieczność zapewnienia wysokiej dyspozycyjności.

Dlaczego warto skorzystać z serwisu agregatów kogeneracyjnych Eneria?

Agregaty kogeneracyjne pracują zwyczajowo ponad 8 000 mtg/rocznie (przy braku w danym roku przeglądów pośrednich zdjęcia 5,6 i głównych które wypadają co kilka lat zdjęcia 7,8).

 

Zdjęcie nr 4.                                                                     Zdjęcie nr 5.

Zdjęcie nr 6.                                                                     Zdjęcie nr 7.

Przeprowadzanie planowanych przeglądów i napraw jest bardzo ważne pod kątem niezawodnej i ciągłej pracy agregatów kogeneracyjnych. Wykonywanie zaplanowanych prac serwisowych, za każdym razem skraca do minimum czas postoju agregatów kogeneracyjnych – (zdjęcie 9).

Zdjęcie nr 8.                                                                      Zdjęcie nr 9.

Jest to związane z przygotowaniem się pod kątem kompletacji niezbędnych części, odpowiedniej ilości mechaników oraz zarezerwowaniu niezbędnego czasu w firmach podwykonawczych na wykonanie zaplanowanego zakresu robót. Mogą one dotyczyć między innymi przeprowadzenia serwisu turbosprężarki (zdjęcia 11, 12), prądnicy (zdjęcia 13 do 16)

 

Zdjęcie nr 10.                                                                          Zdjęcie nr 11.                            Zdjęcie nr 12.

Zdjęcie nr 13                                                                          Zdjęcie nr 14.                                  Zdjęcie nr 15.

 

Zdjęcie nr 16.                                   Zdjęcie nr 17.

lub czyszczenia wymienników ciepła (zdjęcia 17 i 18), chłodnic awaryjnych (zdjęcie 19).

Zdjęcie nr 18.                                                             Zdjęcie nr 19.

W każdym przypadku niezawodna praca agregatu kogeneracyjnego jest istotna pod kątem zapewnienia ciągłości dostaw energii cieplnej i elektrycznej zwłaszcza gdy zasilamy odbiorców indywidualnych/komunalnych. Kolejnym aspektem w którym niezawodna praca agregatu kogeneracyjnego jest niezbędna to zminimalizowanie strat związanych z koniecznością zapewnienia awaryjnego zasilania odbiorców podczas odstawienia agregatu, a przy długotrwałym odstawieniu w grę mogą wchodzić koszty zamówionego i nie odebranego paliwa gazowego oraz inne kary. Szczególnie wysokie koszty paliwa gazowego występują na biogazowniach rolniczych, w których podczas odstawienia się agregatu, nie da się „odstawić bakterii” od procesu wytwarzania biogazu. W okresie prowadzonych prac przeglądowych, remontowych czy naprawczych nadal trzeba prowadzić planowe karmienie bakterii, tak żeby ilość biogazu potrzebna do

uruchomienia i pracy agregatu kogeneracyjnego była wystarczająca. W przypadku odstawienia się agregatu kogeneracyjnego w biogazowni powszechną praktyką jest spalanie biogazu na „świeczce”. Nie muszę w tym momencie dodawać, iż z bezproduktywnego spalenia biogazu biogazownia nie czerpie żadnych korzyści. Dlatego też w celu optymalizacji pracy gazowych agregatów kogeneracyjnych i zwiększenia ich czasu pracy oraz dyspozycyjności wprowadziliśmy dla swoich klientów usługę Stand-By. Polega ona na zapewnieniu dostępu do mobilnego serwisanta na terenie naszego kraju przez 7 dni w tygodniu. Możliwość przyjazdu serwisanta serwisu Eneria Sp. z o.o. zapewnia naszym klientom wiele korzyści. Są między inny wśród nich:

  • stały dostęp do usługi serwisowej,
  • szybka weryfikacja usterki,
  • możliwość naprawy/uruchomienia agregatu podczas przyjazdu mechanika,
  • w przypadku poważniejszych awarii możliwość wytypowania niezbędnych części do zabrania przez mechaników delegowanych do usuwania awarii.

Niniejszym zachęcam do zapoznania się szerzej z naszą ofertą i kontaktu w celu omówienia nie poruszonych w tym artykule kwestii. Jako autoryzowany przedstawiciel firmy Caterpillar zapewniamy do wszystkich silników wyprodukowanych przez Caterpillar i ówcześnie firmę MWM pełną obsługę serwisową obejmującą między innymi:

  • wymianę oleju silnikowego i filtrów oleju silnikowego, utylizację przepracowanego oleju silnikowego,
  • wymianę glikoli w układach chłodzenia silnika i mieszanki, utylizację przepracowanego glikolu,
  • wykonywanie planowych serwisów,
  • koordynowanie prac podwykonawców w zakresie serwisu/obsługi: turbosprężarki, wymienników ciepła, prądnicy itp.,
  • wykonywanie remontów głównych i pośrednich,
  • konsultacje telefoniczne i obiektowe związane z eksploatacją agregatów kogeneracyjnych,
  • sprzedaż części zamiennych,
  • szeroko rozumiane wsparcie techniczne.

Zachęcamy Państwa do skontaktowania się z nami i skorzystania z naszej oferty ponieważ prawidłowo zaplanowany i prowadzony serwis zapewnia  Użytkownikom najdłuższy czas dyspozycyjności gazowych agregatów kogeneracyjnych. Nasi mechanicy po wykonaniu wszystkich zaplanowanych czynności obsługowych czekają gotowi zawsze pomóc  w każdych warunkach atmosferycznych.

 

mail: promanski@eneria.pl

Autor: Piotr ROMAŃSKI

Ekspert ds. Usług Serwisowych Silników Przemysłowych CAT

Czym jest hybrydowa instalacja fotowoltaiczna?

Polska polityka energetyczna zakłada zmniejszenie wykorzystania konwencjonalnych źródeł energii. Zgodnie z założeniami do 2030 roku poziom energii odnawialnej w całym sektorze energetycznym ma osiągnąć 23%. Receptą na spełnienie tych wytycznych ma być rozwój fotowoltaiki. Z roku na rok występuje zauważalny wzrost zainteresowania pozyskiwaniem energii ze słońca i jej udział w produkcji stale się zwiększa. Największym mankamentem obecnych instalacji fotowoltaicznych jest brak pewnego i stałego poziomu mocy. Naprzeciw tym oczekiwaniom wychodzą hybrydowe instalacje fotowoltaiczne.

Czym jest hybrydowa instalacja fotowoltaiczna?

Jak sama nazwa wskazuje hybrydowa instalacja fotowoltaiczna łączy dwa tryby systemów: sieciowy oraz wyspowy. Proces wytwarzania energii elektrycznej jest taki sam jak w przypadku typowej instalacji PV. Standardowy system jest dodatkowo wyposażony w pakiet akumulatorów oraz specjalny inwerter hybrydowy, który w płynny sposób dostarcza energię do systemu magazynującego i wpiętej instalacji elektrycznej. Te dodatkowe elementy pozwalają na zmagazynowanie energii w przypadku nadwyżki produkcji i wykorzystanie jej w okresie, kiedy zapotrzebowanie na energię będzie większe.

Po co przechowywać energię elektryczną?

Hybrydowy system fotowoltaiczny przechowuje nadmiar energii i zapewnia moc rezerwową podczas zaniku zasilania. Jest to przydatne dla właścicieli domów, a także dla większości firm, ponieważ taka instalacja pełni dodatkowo funkcję systemu awaryjnego zasilania.  Przechowywana energia w bateriach jest wykorzystana w każdym momencie dnia.  Przykładowo w przypadku nadprodukcji energii jest ona akumulowana w magazynie i wykorzystana w późniejszym okresie, gdy koszt energii elektrycznej jest na najwyższym poziomie. Hybrydowe systemy fotowoltaiczne to niewątpliwie najbardziej elastyczny rodzaj systemu fotowoltaicznego pozwalający właścicielom decydować i kontrolować ile energii wyprodukować, gdzie ją magazynować oraz jak i kiedy ją wykorzystać.

Korzyści systemu hybrydowego.

Najbardziej popularnymi instalacjami fotowoltaicznymi są systemy połączone z siecią. Charakterystyczną cechą tego układu jest wyłączenie falownika w momencie zaniku napięcia lub awarii sieci. Konstruktorzy tą procedurą chronią osoby wykonujące naprawy instalacji elektrycznej poza wewnętrzną linią zasilającą użytkownika. Odpowiednio zaprojektowana hybrydowa instalacja fotowoltaiczna bezpiecznie odłączy wewnętrzną instalację od sieci i zmieni ją w małą sieć z własną elektrownią, magazynem energii i wydzielonym obwodem elektrycznym.

W niektórych obszarach sieci elektrycznej operatorzy narzucają ograniczenia eksportowe lub mocowe  energii. W przypadku znacznego zwiększenia poboru (np. poprzez wykorzystanie klimatyzatorów) odpowiednim rozwiązaniem jest właśnie zastosowanie instalacji hybrydowej. Wykorzystywane inwertery są konfigurowane w taki sposób, aby dostosować do potrzeb inwestora modyfikując ilość energii oddawanej do sieci oraz konsumowanej na potrzeby własne. Takie rozwiązanie pozwala zamontować instalację fotowoltaiczną o większej mocy niż pozwalają na to warunki przyłączeniowe. Zmniejszenie zużycia energii z sieci przyczyni się do uzyskania częściowej niezależności od operatora sieci dystrybucyjnej. Zastosowanie hybrydowego inwertera i odpowiedniej aparatury łączeniowej pozwala systemowi pełnić również funkcję awaryjnego zasilacza UPS, jako dodatkowego źródła zasilania w momencie awarii sieci.

Aktualnie zakład energetyczny pobiera 20% lub 30% energii w momencie wprowadzenia energii do sieci, jest to uwarunkowane wielkością posiadanej instalacji. Jeśli użytkownik nie konsumuje znacznej ilości energii na bieżąco to traci duży procent mocy wytwórczej. Nie magazynując energii duża jej część jest „oddawana” zakładowi tracąc przy tym pieniądze, które można przeznaczyć na jednostkę magazynującą nadmiar mocy. Akumulowanie energii z fotowoltaiki i wykorzystanie jej w godzinach szczytu obniży koszty zakupu energii elektrycznej, a w konsekwencji przełoży się na oszczędności środków finansowych.

Jednym z niewielu mankamentów rozwiązań hybrydowych jest większy koszt instalacji związany z większą ilością komponentów. Dodatkowy koszt związany z zakupem banku energii oraz inteligentnego systemu wykorzystania układu zwiększa początkową kwotę inwestycji. Należy również pamiętać o konieczności zagospodarowania większej ilości miejsca na akumulatory w pomieszczeniu technicznym lub na zewnątrz w przypadku dużej jednostki akumulującej.

Jaki magazyn energii wybrać?

Przy wyborze magazynu energii należy zwrócić uwagę na wiele czynników m.in. technologię (akumulatory kwasowo-ołowiowe lub litowo-jonowe), pojemność akumulatorów, przestrzeń, pełne cykle naładowania i rozładowania czy okres gwarancji, który jest bardzo istotny dla inwestora.

Wyróżniamy dwa rodzaje systemów z magazynami energii:

  • Do stabilizacji sieci – system ma za zadanie poprawić jakości energii w trakcie krótkotrwałych zmian obciążenia w skali czasu. Ważne jest krótkoterminowe dostarczenie energii. W tym układzie ważniejsza jest dostarczona moc do instalacji elektrycznej niż czas jej trwania.
  • Do przechowywania energii – układ utrzymuje zdolność i jakość energii w jak najdłuższym czasie. W tym przypadku ważna jest zarówno moc jak i potencjalny czas jej dostarczenia.

Dlaczego warto wybrać rozwiązania firmy Eneria?

Eneria proponuje kompleksową pomoc klientowi w zakresie doboru, projektu, montażu oraz serwisu instalacji fotowoltaicznej wraz z magazynem energii. Kompleksowość naszych usług polega na tym, że oferujemy wsparcie na każdym etapie inwestycji. Zarówno na początku wykonywania prac,  jak i w momencie minimalizowania kosztów przedsiębiorstwa realizując montaż hybrydowego systemu przy istniejącej instalacji fotowoltaicznej.

 

Autor tekstu: Jędrzej Masztaleruk

Ekspert ds. fotowoltaiki PV Department

Nowe regulacje dot. zanieczyszczeń na morzu

Dbałość o środowisko należy do najważniejszych omawianych tematów na całym świecie. Wprowadzanie udoskonaleń w maszynach w znacznej mierze skupia się na zredukowaniu bądź całkowitym zlikwidowaniu negatywnych skutków działania urządzenia na środowisko.

Zmiany dotyczą maszyn działających na lądzie, w powietrzu jak i oczywiście na morzu. Jednym z częstych zanieczyszczeń gazowych pochodzących ze statków jest tlenek azotu (NOx). Redukcja zanieczyszczenia tym gazem podlega regulacjom Międzynarodowym.

Zgodnie z konwencją o zapobieganiu zanieczyszczenia morza przez statki (MARPOL – dokładnie z regułą 13 załącznika VI do konwencji) dla silników wysokoprężnych o mocy powyżej 130KW ustalone są limity emisji NOx (IMO I, IMO II i IMO III). Uzależnione są one od znamionowej prędkości obrotowej silnika. Obecnie globalnie obowiązujący limit to IMO II. Z kolei limit IMO III obowiązuje na statkach zbudowanych po 1 stycznia 2016 roku i w obszarach kontroli emisji NOx. Do końca ubiegłego roku konwencja kontroli emisji NOx dotyczyła obszarów Północnoamerykańskich oraz Morza Karaibskiego Stanów Zjednoczonych.

Rok 2021 przyniósł duże zmiany ponieważ od 1 stycznia obszarami kontroli emisji NOx stały się również Morze Bałtyckie oraz obszar emisji Morza Północnego.

Strefy kontroli emisji NOx

Strefy Kontroli Emisji NOx ( ECA NOx) 

 źródło: www.egcsa.com

Konsekwencje wprowadzenia Morza Bałtyckiego i Północnego i do stref kontroli emisji NOx

Wprowadzenie Morza Północnego i Bałtyckiego do stref kontroli emisji NOx, a więc obszaru, w którym znajdują się największe europejskie porty w praktyce oznacza, że wszystkie nowe statki operujące globalnie będą musiały być wyposażone w silniki spełniające emisję IMO III. Emisja NOx na poziomie IMO III, która jest około 5 krotnie niższa w porównaniu do IMO I wymaga od producentów silników spalinowych wprowadzenia dodatkowych technologii redukcji emisji.

Norma IMO III – kogo nie dotyczy?

Należy odnotować, że wymaganie poziomu emisji nie ma zastosowania do statków o długości poniżej 24 m używanych i zaprojektowanych do celów rekreacyjnych a także statków z całkowitą mocą mniejszą niż 750 KW, które normy nie może spełnić z uwagi na ograniczenia projektowe lub konstrukcyjne.

Caterpillar – eliminacja tlenków azotu w spalinach

Jedną z wykorzystywanych technologii jest Selektywna Redukcja Katalityczna ( Selective Catalytic Reduction – SCR). Jest to najbardziej skuteczna metoda eliminacji tlenków azotu w spalinach. Czynnikiem , który redukuje tlenki azotu jest wodny roztwór mocznika ( Diesel Exhaust Fluid – DEF). Rozpylany on jest wprost do strumienia spalin przed reaktorem gdzie rozkłada się na amoniak i dwutlenek węgla. Amoniak reaguje z tlenkami azotu tworząc wolny azot i parę wodną.
Zgodnie z przepisami IMO każdy silnik na statku morskim podlegający przepisom IMO powinien posiadać dokumentację techniczną identyfikującą krytyczne elementy silnika wpływające na emisję NOx. Takimi krytycznymi elementami są:

  • wtryskiwacze,
  • pompa wtryskowa,
  • wałek rozrządu,
  • głowica cylindrów,
  • tłok, korbowód,
  • chłodnica powietrza doładowującego
  • turbosprężarka
  • układ redukcji katalitycznej SCR.

Tym samym układ SCR staje się nieodłączną częścią silnika. Dlatego niesłychanie ważne jest aby cały system był zaprojektowany, wyprodukowany i przetestowany przez producenta silnika tym bardziej, że poprawność pracy układu na statku jest pod nadzorem inspektorów towarzystw klasyfikacyjnych. Caterpillar, lider w produkcji 4-suwowych silników okrętowych oferuje tylko przygotowane fabrycznie silniki IMO III z układem SCR. Zaprojektowanie silnika do pracy z systemem SCR pozwala na optymalną i niezawodną pracę systemu a co najważniejsze zapewnia stałą redukcję szkodliwych tlenków azotu. Komputer silnika CAT na bieżąco dostosowuje parametry pracy silnika tak aby zapewnić najlepsze warunki do reakcji w katalizatorze. W razie potrzeby wyłącza z pracy część cylindrów aby pozostałe będąc bardziej obciążone spowodowały szybszy przyrost temperatury spalin umożliwiający zapoczątkowanie reakcji katalitycznej.
Takiej możliwości nie ma w silnikach okrętowych innych producentów oferowanych z układami SCR firm trzecich. Tak naprawdę są to silniki IMO II z „nakładkami” ograniczającymi emisję do poziomu IMO III. Systemy takie oczyszczają spaliny jedynie wtedy gdy zachodzą odpowiednie do tego warunki. Komputer silnika w żaden sposób „nie wie” o tym ,że pracuje z systemem SCR więc jego oprogramowanie nie ma wpływu na optymalizację procesu.

Zalety silników okrętowych Caterpillar IMO III

Warto wspomnieć tutaj o innych zaletach systemu dostarczanego fabrycznie. Rozbudowanie technologii o dodatkowe elementy oczywiście wiąże się z nieco wyższym kosztem zakupu silnika. Jednakże optymalizacja wtrysku paliwa i ustawienie rozrządu z najwyższą precyzją w silnikach CAT pozwala na osiągnięcie redukcji zużycia paliwa o 5-7% w porównaniu ze standardowymi silnikami. Tym samym koszt zakupu systemu SCR zwraca się sam podczas eksploatacji silnika. Okresy między obsługowe SRC pokrywają się z planem regularnych przeglądów silnika, dlatego nie są wymagane żadne dodatkowe czynności konserwacyjne przez cały okres eksploatacji zarówno silnika, jak i układu SCR.

Caterpillar oferuje kompletny program silników dostosowanych do normy IMO III. Wszystkie modele silników IMO III oferują opcję przełączenia w reżim pracy IMO II. Pozwala to na zaoszczędzenie DEF w obszarach gdzie nie jest konieczne spełnianie emisji IMO III.
W większych modelach stosowany jest system wspomagania rozpylania DEF przy pomocy sprężonego powietrza ( Air Assisted Dosing) co pozwala na lepsze wymieszanie i pełniejszą reakcję chemiczną przy niższym zużyciu DEF.
W modelach o mniejszej mocy w celu zapewnienia kompaktowej konstrukcji stosowany jest system bez wsparcia powietrza (Airless Dosing).

Program silników IMO III  napędu głównego ( propulsion)

Program silników pomocniczych i zespołów prądotwórczych IMO III

Inwestuj mądrze sięgając po fachowców

Zakup produktu posiadającego najnowsze rozwiązania gwarantuje jakość i niezawodność. Silniki  należą do klasy premium, dlatego zawsze znajdziemy w nich kompleksowe rozwiązania dostosowane do najnowszych wymogów.

Silniki morskie marki CAT®

mail: mhoffman@eneria.pl

Autor: Maciej Hoffman

Marine Department Director

Ekspert ds Rynku Morskiego