EnergyVille stelt oplossing voor om lage temperatuur warmtebronnen beter te benutten

13-09-2017

Milaan, Italië – 13 september 2017 – Tijdens de vierde editie van de internationale Organic Rankine Cycle (ORC) Conferentie in Milaan stelde EnergyVille een studie voor die de prestatie van een nieuwe warmtekrachtkoppeling (WKK) configuratie onderzoekt: de preheat-parallel configuratie. Deze configuratie combineert de voordelen van conventionele WKK systemen in serie of in parallel. De configuratie gebruikt de restwarmte van de energiebron in de serietak om het water dat bestemd is voor de stadsverwarming voor te verwarmen, waarna het in een parallelle tak verder opgewarmd wordt naar de vereiste toevoertemperatuur. Volgens de studie toont de nieuwe configuratie een significant hogere efficiëntie dan de configuraties in serie of parallel en biedt het daarom mogelijkheden voor lage temperatuur (vb. geothermische) WKK systemen.

De Preheat-parallel WKK configuratie

Lage temperatuur energiebronnen genereren vaak verschillende energieproducten om de financiële gezondheid van hun systeem te verbeteren. In de huidige studie worden elektriciteit en warmte geproduceerd in een WKK systeem. Het gebruik van warme en elektriciteit resulteert in een verbeterde efficiëntie van het systeem en dus een verbeterde financiële gezondheid dan bij een puur elektrisch systeem. 

Voor een traditioneel WKK systeem levert de thermische bron warmte aan zowel de ORC (Organische Rankine Cyclus) en het stadsverwarmingssysteem in parallel. Hier blijft echter een deel van de energie achter in de thermische bron nadat de warmte is afgeleverd aan de ORC. De preheat-parallel configuratie gebruikt deze warmte nuttig door er het stadsverwarmingswater mee te verwarmen voor het de warmtewisselaar in gaat in de parallele tak, waar het water vervolgens wordt opgewarmd tot de benodigde toevoertemperatuur. Figuur 1 geeft een schematische voorstelling van de configuratie en illustreert het principe.

Figure 1: Schematische voorstelling van de preheat-parallel WKK configuratie. Elektriciteit wordt geproduceerd door een ORC en warmte wordt geleverd aan het stadsverwarmingssysteem. De groene lijnen duiden de energiebron aan en de gestippelde blauwe lijn het water in het stadsverwarmingssysteem.

Een optimale oplossing voor lage temperatuur bronnen

De studie toont aan dat de preheat-parallel configuratie vooral de voorkeur heeft wanneer het geconnecteerde stadsverwarmingssysteem een groot genoeg verschil heeft tussen de toevoer en terugkeertemperatuur. Zo'n network maakt gebruik van het voorverwarmingseffect, het meest belangrijke kenmerk van de configuratie. De nieuwe configuratie is vooral voordelig voor Noordwest Europa, waar geothermische bronnen in financiële moeilijkheden zitten door het lage thermische verloop van slechts 30°C/km, de hoge boorkosten en de vrij lage temperatuur van de warmtebron. In deze regio's kan het preheat parallel WKK systeem gekoppeld aan een stadsverwarmingssysteem nieuwe perspectieven openen voor een financiële gezonde geothermische centrale.