Tehno-ekonomska analiza centraliziranog toplinskog sustava temeljenog na geotermalnoj energiji

Geotermalna energija je idealno tehničko rješenje za povećanje udjela obnovljivih izvora u proizvodnji električne i toplinske energije. Povijesno je bila ograničena na geološki aktivnija područja, ali se napretkom prvenstveno tehnike organskog Rankineovog ciklusa (ORC) ostvaruje mogućnost primjene na izvorima s razmjerno niskom temperaturom termalne vode. Korištenje geotermalne energije u svrhu grijanja sve više postaje mogućnost, čak i kod izvora s niskim temperaturama. Nove, energetski visokoučinkovite zgrade ne zahtijevaju visoke temperature u sustavu grijanja pa se toplinske potrebe mogu zadovoljiti i niskotemperaturnim izvorima. Ako zgrade nisu niskoenergetske ili se radi o kombinaciji zgrada raznih energetskih značajki, što je i najčešći slučaj, postoji mogućnost korištenja geotermalnih dizalica topline samostalno ili u kombinaciji s nekim drugim rješenjem.
Tako valja razmotriti moguća tehnička rješenja primjene geotermalne energije u svrhu proizvodnje električne i toplinske energije. Razmatrane su dvije lokacije (Rečica i Lanište) i za svaku je izrađeno nekoliko tehničkih rješenja. U skladu s time, treba prikazati proračun centralnog toplinskog sustava i njegovih komponenata i geotermalnog binarnog ORC-a. Određivanje toplinskog opterećenja je provedeno metodom 'stupanj–sat', a radna značajka svake komponente sustava je modelirana pripadajućom funkcijom. Kako bi se odredila najbolja kombinacija instaliranih snaga pojedinih komponenata, provedena je tehno–ekonomska analiza.
Za slučaj lokacije Rečica napravljene su četiri varijante korištenja izvora:
• izgradnja binarnog ORC postrojenja i CTS-a u obližnjim naseljima
• izgradnja binarnog ORC postrojenja i spoja na CTS Karlovca
• samo opskrba CTS-a u Karlovcu
• izgradnja samo ORC postrojenja.
Na lokaciji Lanište napravljeno su također četiri varijante:
• izgradnja novog CTS-a i opskrba geotermalnom dizalicom topline
• kombinacija geotermalne dizalice topline i kotla s električnim grijačem
• kombinacija geotermalne dizalice topline i kotla na prirodni plin
• kombinacija geotermalne dizalice topline i kotla na biomasu.
Na lokaciji Rečica su svi scenariji s iznimkom scenarija izgradnje ORC-a i novog CTS-a u naseljima Rečica i Luka Pokupska profitabilni s unutarnjim stopama povrata većim od 20%. Najprofitabilniji je scenarij izgradnje geotermalnog ORC postrojenja. Scenariji razmatrani na lokaciji Lanište nisu isplativi u 15 godina pa treba uložiti nepovratna sredstva ili povisiti cijenu toplinske energije. Najbolji od projekata na toj lokaciji je kombinacija geotermalne dizalice topline koja radi u baznom opterećenju i kotla na prirodni plin koji pokriva vršna opterećenja.

Autor
  • Herc_luka Luka HERC, univ. bacc. ing. mech.
    Sveučilište u Zagrebu, Fakultet strojarstva i brodogradnje, Zagreb

    Rođen je 8. prosinca 1995. godine u Čakovcu. Završio je program opće gimnazije u Srednjoj školi Prelog. Diplomirao je na preddiplomskom studiju strojarstva 2019. godine na Fakultetu strojarstva i brodogradnje Sveučilišta u Zagrebu, na Procesno-energetskom smjeru i usmjerenju Energetika i iste je godine upisao diplomski studij strojarstva na FSB-u. Tijekom preddiplomskog studija obavio je stručnu praksu u Pogonu EL-TO Zagreb, a od 2017. godine bio je demonstrator na kolegiju Osnove energetike na Zavodu za energetiku, energetska postrojenja i ekologiju FSB-a.

Ostali autori

prof. dr. sc. Neven DUIĆ, dipl. ing.
Sveučilište u Zagrebu, Fakultet strojarstva i brodogradnje, Zagreb

fast_rewindPovratak

input