b'\n_START_ARTICLE_\nKogeneracija\n_START_PARAGRAPH_\nKogeneracija (engl. Combined Heat and Power ili CHP) je postupak istovremene proizvodnje elektri\xc4\x8dne i korisne toplinske energije u jedinstvenom procesu. Kogeneracija koristi otpadnu toplinu koja nastaje uobi\xc4\x8dajenom proizvodnjom elektri\xc4\x8dne energije u termoenergetskim postrojenjima te se naj\xc4\x8de\xc5\xa1\xc4\x87e koristi za grijanje gra\xc4\x91evina ili \xc4\x8dak cijelih naselja, a rje\xc4\x91e u drugim proizvodnim procesima._NEWLINE_Toplinska energija mo\xc5\xbee se koristiti za proizvodnju pare, zagrijavanje vode ili zraka. Tako\xc4\x91er se mo\xc5\xbee koristiti u procesu trigeneracije, gdje se dio energije koristi i za hla\xc4\x91enje. Kogeneracija je termodinami\xc4\x8dki u\xc4\x8dinkovito kori\xc5\xa1tenje goriva. Prilikom klasi\xc4\x8dne proizvodnje elektri\xc4\x8dne energije, dio energije odbacuje se u okoli\xc5\xa1 kao otpadna toplina, a u kogeneraciji ta toplinska energija postaje korisna. Dakle, osnovna prednost kogeneracije je pove\xc4\x87ana u\xc4\x8dinkovitost energenta u odnosu na konvencionalne elektrane koje slu\xc5\xbee samo za proizvodnju elektri\xc4\x8dne energije te industrijske sustave koji slu\xc5\xbee samo za proizvodnju pare ili vru\xc4\x87e vode za tehni\xc4\x8dke procese._NEWLINE_Kogeneracija se koristila u nekim od najranijih ure\xc4\x91aja za proizvodnju elektri\xc4\x8dne energije. Prije nastanka sredi\xc5\xa1njih stanica koje distribuiraju energiju, industrije su proizvodile vlastitu energiju koriste\xc4\x87i ispu\xc5\xa1ne pare za proces grijanja. Velike poslovne i stambene zgrade, hoteli i trgovine su istovremeno proizvodile vlastitu elektri\xc4\x8dnu energiju i koristili otpadnu paru za grijanje. Zbog visokih cijena javne elektri\xc4\x8dne energije, ovakva kogeneracijska djelovanja su se nastavila dugi niz godina nakon \xc5\xa1to je javna elektri\xc4\x8dna energija postala dostupna._NEWLINE_Komercijalno dostupne kogeneracijske tehnologije su parne i plinske turbine, mikroturbine, motori s unutarnjim izgaranjem, Stirlingov stroj i gorive \xc4\x87elije, u \xc5\xa1irokom rasponu snage od 1 kW za Stirlingov stroj do 250 MW za plinske turbine.\n_START_SECTION_\nKarakteristike\n_START_PARAGRAPH_\nU nekakvoj prosje\xc4\x8dnoj termoelektrani na ugljen, iskoristivost postrojenja se kre\xc4\x87e od 35 do 40\xc2\xa0%. Dakle, vi\xc5\xa1e od polovice energije nepovratno tro\xc5\xa1imo, \xc5\xa1to kroz hla\xc4\x91enje i kondenzaciju, \xc5\xa1to kroz gubitke u samom sustavu. Energija koja se gubi u kondenzatoru predstavlja najve\xc4\x87i dio ukupne izgubljene energije._NEWLINE_Prednosti kogeneracijskih sustava pred klasi\xc4\x8dnim sustavima s odvojenom opskrbom raznih oblika energije proizlaze prije svega iz visoke efikasnosti kogeneracijskih sustava. Pritom treba istaknuti da je ovakav stupanj iskoristivosti kogeneracijskog postrojenja svojstven re\xc5\xbeimu rada pri kojem se utro\xc5\xa1i sva toplinska energija proizvedena u sustavu. Direktna posljedica visoke efikasnosti kogeneracijskih postrojenja niske su vrijednosti emisija CO\xe2\x82\x82 u atmosferu pri njihovom radu. Konvencionalne elektrane emitiraju toplinu kao postprodukt pri generiranju elektri\xc4\x8dne struje u okoli\xc5\xa1 kroz tornjeve za hla\xc4\x91enje, kao ispu\xc5\xa1ne plinove, ili nekim drugim sredstvima. Kogeneracijska postrojenja tro\xc5\xa1e toplinsku energiju ili za industrijske potrebe ili za doma\xc4\x87instva, bilo vrlo blizu elektrani ili kao u Skandinaviji i isto\xc4\x8dnoj Europi gdje se energija kroz toplovode vodi do lokalnih ku\xc4\x87anstava._NEWLINE_Kogeneracijsko postrojenje je efikasnije ako je mjesto potro\xc5\xa1nje bli\xc5\xbee mjestu proizvodnje, dok mu korisnost pada s udaljeno\xc5\xa1\xc4\x87u potro\xc5\xa1a\xc4\x8da. Udaljenost podrazumijeva potrebu za dobro izoliranim cijevima, \xc5\xa1to je skupo, dok se struja mo\xc5\xbee transportirati na daleko ve\xc4\x87u udaljenost uz iste gubitke._NEWLINE_Kogeneracijske elektrane mogu biti projektirane da rade s obzirom na potra\xc5\xbenju za toplinskom energijom ili primarno kao elektrana \xc4\x8diji se toplinski otpad korisno upotrebljava. Kogeneracijske elektrane kao gorivo mogu koristiti prirodni plin, biomasu, drvna gra\xc4\x91u ili vodik (u slu\xc4\x8daju gorivnih \xc4\x87elija), a izbor tehnologije za kogeneraciju ovisi o raspolo\xc5\xbeivosti i cijeni goriva._NEWLINE_Toplinska energija dobivena kogeneracijskom tehnikom tako\xc4\x91er mo\xc5\xbee biti kori\xc5\xa1tena i u apsorpcijskim hladnjacima za hla\xc4\x91enje. Elektrane koje proizvode elektri\xc4\x8dnu energiju i toplinsku energiju za grijanje i hla\xc4\x91enje nazivaju se trigeneracijama, ili op\xc4\x87enito poligeneracijama._NEWLINE_Ukupna u\xc4\x8dinkovitost kogeneracije iznosi od 70 do 85\xc2\xa0% (od 27 do 45\xc2\xa0% elektri\xc4\x8dne energije i od 40 do 50\xc2\xa0% toplinske energije), za razliku od konvencionalnih elektrana gdje je ukupna u\xc4\x8dinkovitost od 30 do 51\xc2\xa0% (elektri\xc4\x8dne energije).\n_START_SECTION_\nStupanj iskoristivosti\n_START_PARAGRAPH_\nStupanj iskoristivosti kogeneracije se definira kao:_NEWLINE_._NEWLINE_Ova formula predstavlja omjer dobivene energije (elektri\xc4\x8dne (PE) i toplinske (QT)) i ulo\xc5\xbeene energije (QE).\n_START_SECTION_\nPostrojenje protutla\xc4\x8dne turbine\n_START_PARAGRAPH_\nNajjednostavniji i naj\xc4\x8de\xc5\xa1\xc4\x87i oblik, postrojenje protutla\xc4\x8dne turbine je bazi\xc4\x8dni proces gdje imamo paru proizvedenu u generatoru pare, ekspandiranu u turbini i potom dovedenu do razvodnika koji odvodi toplinu dalje u vrelovodni sustav. Turbina je protutla\xc4\x8dna i vr\xc5\xa1i se ekspanzija do protutlaka s temperaturom zasi\xc4\x87enja. Ovaj tip postrojenja prisutan je naj\xc4\x8de\xc5\xa1\xc4\x87e u industriji kod proizvodnje topline i elektri\xc4\x8dne energije. Ova postrojenja su jeftinija, a samim time i jednostavnija za odr\xc5\xbeavanje i upravljanje. Potreba i potro\xc5\xa1nja toplinske i elektri\xc4\x8dne energije varira tako da u slu\xc4\x8daju da imamo preveliku koli\xc4\x8dinu pare, vi\xc5\xa1ak uvijek mo\xc5\xbeemo izbacivati u atmosferu. Potreba koju imamo za toplinskom energijom u pogonu odre\xc4\x91ivat \xc4\x87e re\xc5\xbeim rada postrojenja. Koli\xc4\x8dina proizvedene elektri\xc4\x8dne i toplinske energije ne mo\xc5\xbee se bilancirati \xc5\xa1to je najve\xc4\x87i problem. Naprosto ne mo\xc5\xbeemo zbrajati toplinsku i elektri\xc4\x8dnu energiju.\n_START_SECTION_\nPostrojenje kondenzacijske turbine s reguliranim oduzimanjem pare\n_START_PARAGRAPH_\nZa ovakav sustav potrebno je imati na raspolaganju turbinu s dva stupnja: visokotla\xc4\x8dni i niskotla\xc4\x8dni. Nakon ekspanzije, u visokotla\xc4\x8dnom dijelu turbine vr\xc5\xa1i se ekspanzija nakon koje dolazi do oduzimanja pare. Sve se to odvija na konstantnom tlaku. Ovaj pogon je povoljniji po\xc5\xa1to imamo dva stupnja rada: \xc4\x8disti kondenzatorski i \xc4\x8disti protutla\xc4\x8dni. Kod \xc4\x8distog kondenzatorskog stupnja rada ne postoji potreba za toplinskom energijom pa se proizvodi samo elektri\xc4\x8dna energija. Kod \xc4\x8distog protutla\xc4\x8dnog stupnja rada, potreba za toplinskom energijom je toliko velika da uop\xc4\x87e nema proizvodnje u niskotla\xc4\x8dnom dijelu turbine. Realno, protutla\xc4\x8dni (\xc4\x8disti) re\xc5\xbeim se ne mo\xc5\xbee voditi. Niskotla\xc4\x8dni dio turbine ne mo\xc5\xbee ostati bez pare (hla\xc4\x91enje).\n_START_SECTION_\nPostrojenje plinske turbine s kori\xc5\xa1tenjem otpadne topline dimnih plinova\n_START_PARAGRAPH_\nPrincip rada postrojenja s plinskom turbinom s kori\xc5\xa1tenjem otpadne topline je sljede\xc4\x87i. Na ispuh plinske turbine dodaje se kotao koje slu\xc5\xbei za proizvodnju pare koja pak slu\xc5\xbei ili u industrijske svrhe ili za grijanje. Temperature na izlazu iz plinske turbine su izuzetno visoke (do 600 \xc2\xb0C) tako da mogu poslu\xc5\xbeiti u daljnjoj proizvodnji pare. Tu vidimo povezanost kombiniranog i kogeneracijskog procesa \xe2\x80\x93 proizvodnja pare za grijanje, ali i ponovnu proizvodnju elektri\xc4\x8dne energije. Dodatna proizvodnja i elektri\xc4\x8dne energije jo\xc5\xa1 dodatno pove\xc4\x87ava iskoristivost procesa.\n_START_SECTION_\nMikroCHP\n_START_PARAGRAPH_\nMikrokogeneracija je tako\xc4\x91er naziv za distribuirani energijski izvor (engl. Distributed Energy Resource - DER), i reda veli\xc4\x8dine je ku\xc4\x87anstva ili male proizvodne jedinice. Umjesto da se sve gorivo potro\xc5\xa1i na grijanje dio se koristi i za proizvodnju elektri\xc4\x8dne energije. Ta se elektri\xc4\x8dna energija mo\xc5\xbee koristiti unutar doma\xc4\x87instva (obrta), ili uz dopu\xc5\xa1tenje mre\xc5\xbee prodavati je natrag u istu. Postoje\xc4\x87e mikroCHP instalacije koriste \xc4\x8detiri razli\xc4\x8dite tehnologije: motore na unutra\xc5\xa1nje izgaranje, Stirling-ove motore, kru\xc5\xbene procese s vodenom parom i gorive \xc4\x87elije.\n_START_SECTION_\nMiniCHP\n_START_PARAGRAPH_\nMinikogeneracija je tako\xc4\x91er naziv za distribuirani energijski izvor (engl. Distributed Energy Resource - DER). Ovaj izvor je za razliku od mikroCHP-a ne\xc5\xa1to ve\xc4\x87e snage, reda veli\xc4\x8dine zgrade ili srednje velike proizvodne jedinice.\n_START_SECTION_\nKogeneracijsko postrojenje na biomasu\n_START_PARAGRAPH_\nKogeneracijsko postrojenje koristi biomasu za proizvodnju elektri\xc4\x8dne i toplinske energije u indirektnom plinsko-turbinskom procesu. Osnova sustava je klasi\xc4\x8dna plinska turbina s vanjskom komorom izgaranja \xc4\x8dija koncepcija omogu\xc4\x87ava da se zrak iz kompresora prije uvo\xc4\x91enje u turbinu odvede u vanjski dogrija\xc4\x8d zraka s lo\xc5\xbeenjem biomase, te se tako dogrijan uvodi u turbinu. Ovim se omogu\xc4\x87ava da plinska turbina umjesto s plinovima izgaranja radi s \xc4\x8distim zagrijanim zrakom \xc4\x8dime se osigurava njen rad u idealnim radnim uvjetima te se zna\xc4\x8dajno produ\xc5\xbeava njen radni vijek. U kogeneracijskoj proizvodnji elektri\xc4\x8dne i toplinske energije iz biomase dominira tehnologija izravnog izgaranja krute biomase u lo\xc5\xbei\xc5\xa1tima termoenergetskih postrojenja. Izgaranje krute biomase mo\xc5\xbee biti samostalno ili je rije\xc4\x8d o suizgaranju (suspaljivanju) s fosilnim gorivima (naj\xc4\x8de\xc5\xa1\xc4\x87e ugljenom). Samostalno izgaranje je karakteristi\xc4\x8dno za postrojenja malih i srednjih snaga, dok je suizgaranje karakteristi\xc4\x8dno za postrojenja srednjih i velikih snaga._NEWLINE_Premda je tro\xc5\xa1kovno najpovoljniji na\xc4\x8din kori\xc5\xa1tenje biomase u proizvodnji elektri\xc4\x8dne energije suspaljivanje u ugljenom lo\xc5\xbeenim termoelektranama, poticajno zakonodavno okru\xc5\xbeenje u mnogim razvijenim zemljama omogu\xc4\x87ilo je ekspanziju postrojenja koja kao gorivo koriste isklju\xc4\x8divo biomasu. Ograni\xc4\x8dena raspolo\xc5\xbeivost goriva i visoki transportni tro\xc5\xa1kovi uvjetuju izgradnju postrojenja manjeg kapaciteta koja tek u rijetkim slu\xc4\x8dajevima prema\xc5\xa1uju 30 MWe. U usporedbi s ugljenom lo\xc5\xbeenim elektranama, postrojenja lo\xc5\xbeena biomasom su skuplja i manje efikasna. Tek novija postrojenja kapaciteta ve\xc4\x87eg od 20 MWe, koja su izgra\xc4\x91ena nakon 2000. godine, posti\xc5\xbeu iskoristivost ve\xc4\x87u od 30\xc2\xa0%.\n_START_SECTION_\nModularni kogeneracijski sustav\n_START_PARAGRAPH_\nTemelji se na klasi\xc4\x8dnom otvorenom plinsko-turbinskom procesu. Klasi\xc4\x8dni proces plinske turbine karakterizira kompresija zraka iz okoline ( P\xe2\x82\x81,t\xe2\x82\x81 >>> P\xe2\x82\x82,t\xe2\x82\x82`) koji se dogrijava u izmjenjiva\xc4\x8du \xe2\x80\x93 regeneratoru sa ispu\xc5\xa1nom toplinom iz turbine ( t\xe2\x82\x82` >>> t\xe2\x82\x82``) te odlazi u komoru izgaranja za plin ili teku\xc4\x87e gorivo gdje se stvaraju plinovi izgaranja ( t\xe2\x82\x82`` >>> t\xe2\x82\x83 ). Plinovi u turbini ekspandiraju ( P\xe2\x82\x83,t\xe2\x82\x83 >>> Pit,t\xe2\x82\x84`) i osloba\xc4\x91aju energiju za pogon kompresora i elektri\xc4\x8dnog generatora. Nakon izlaska iz turbine ispu\xc5\xa1ni plinovi se hlade u regeneratoru ( t\xe2\x82\x84` >>> t\xe2\x82\x84`` ) gdje zagrijavaju zrak iz kompresora \xc4\x8dime se smanjuje potro\xc5\xa1nja goriva i pove\xc4\x87ava stupanj korisnosti. Za razliku od opisanog klasi\xc4\x8dnog procesa, za kori\xc5\xa1tenje energije biomase u plinskoj turbini potrebno je dograditi vanjske instalacije za izgaranje biomase \xc4\x8dija se energija direktno ili indirektno uvodi u turbinu.'