Elektrische aansluiting van kleine WKK's

Bart Verhelst
Persbericht

Elektrische aansluiting van kleine WKK's

Micro-WarmteKrachtKoppeling

 

WarmteKrachtKoppeling (WKK), de productie van warmte en elektriciteit op de plaats waar deze nodig is.  Rond WKK is nog niet veel bekend bij het brede publiek, als er dan al iets over gekend is dan denkt men meestal aan grote vermogens.  WKK is meer dan dat, deze systemen kunnen ook in een woning worden geplaatst onder de vorm van kleine eenheden en zo voorzien in de warmtebehoefte én de elektriciteitsrekening omlaag brengen. 

 

Micro-WKK

Micro-WKK eenheden worden gebruikt in de residentiële sector.  In een klassieke woning zijn er verschillende mogelijkheden om te verwarmen onder andere met fossiele brandstoffen (aardgas, aardolie), elektriciteit, hout, ….  Door het plaatsen van een micro-WKK (kleine WKK) is het mogelijk om tijdens de perioden dat er warm water nodig is voor de centrale verwarming of het sanitair, de WKK te laten werken.  Tezelfdertijd wordt ook elektriciteit opgewekt die dan binnen de woning gebruikt kan worden of bij laag verbruik in het net kan geïnjecteerd worden.

 

COGEN Vlaanderen

De studie van deze micro-WKK’s is gemaakt in samenwerking met het Vlaamse promotieorgaan voor WKK namelijk ‘COGEN Vlaanderen’.  De voornaamste doelstelling is om via WKK de CO2 uitstoot te reduceren.  Door de productie van elektriciteit en warmte op de plaats waar nodig wordt het brandstofverbruik verminderd en de energie nuttiger aangewend dan in een klassieke installatie.

 

 

De technologie

In de studie wordt in een eerste gedeelte de verschillende technologieën (manier van warmteopwekking) in kaart gebracht.  Dit eerste deel is vooral thermisch-mechanisch en heeft tot doel te bepalen welke van de bestaande technologieën in aanmerking komen om te gebruiken als micro-WKK.  De onderzochte technologieën zijn: de inwendige verbrandingsmotor (vlg. auto), de externe verbrandingsmotor (stirling), de brandstofcel, de microturbine en de rankine cyclus.  Van al deze technologieën worden de belangrijkste karakteristieken (energieverbruik, onderhouds- en installatiekost, geluidsproductie, levensduur, emissies, onderhoudsinterval, …) geëvalueerd en in een tabel samengebracht.  Uiteindelijk kunnen we besluiten dat vier van de vijf technologieën in aanmerking komen om als micro-WKK te gebruiken.

 

De aansluiting

Een tweede deel richt zich vooral naar de criteria die gesteld worden aan de elektrische aansluiting.  Hierin wordt een antwoord gezocht welke generatoren best geschikt zijn om te gebruiken in de residentiële sector en dit in combinatie met de geschikt bevonden technologieën.  Hier zijn er twee generatoren die telkens terug naar voor komen namelijk de inductie generator en permanent magneet generator. 

Naast de systemen met klassieke generator werkt de brandstofcel via een invertor.  De brandstofcel is dan ook vergelijkbaar met de meer gekende zonnepanelen.

 

Een belangrijk deel bij de elektrische aansluiting is het nagaan welke de risico's zijn bij het koppelen op het net.  Hiervoor worden de betrokkenen in kaart gebracht en wordt een evaluatie gemaakt welke risico's deze lopen door de implementatie van een micro-WKK op het net.  Er zijn acht risico's die in beschouwing worden genomen.  Uit de evaluatie blijkt dat een viertal risico's bij kleine systemen van groot belang zijn.  De andere zijn niet onmiddellijk van toepassing.  Deze risico's kunnen worden verminderd door een correcte koppeling op het net.  Hierbij zijn de bestaande regelgevingen van cruciaal belang. 

Op basis van de bestaande reglementering is een aansluiting opgesteld die als standaard kan genomen worden voor alle types micro-WKK.  Dit was ook een belangrijke doelstelling van het eindwerk.  Via enkele berekeningen en simulaties komen we tot het besluit dat een toestel voor spanningscontrole altijd noodzakelijk zal zijn.  Een controle van de frequentie is niet noodzakelijk op voorwaarde dat er een overstroombeveiliging gebruikt wordt en de stroom voldoende snel een waarde bereikt waarbij de veiligheid gaat schakelen.

 

Economische evaluatie

Tot slot is een economische evaluatie gemaakt.  Elke lezer zal op een bepaald ogenblik met de vraag komen te zitten of zo'n systeem wel rendabel is.  Om na te gaan welke de terugverdientijd is van een bepaald type micro-WKK zijn een aantal programma’s opgesteld.  Deze zijn zo opgesteld dat de mogelijkheid bestaat om zelf een groot aantal gegevens in te vullen of te wijzigen al naar gelang de eigen situatie.  Op deze manier is men niet gebonden aan één bepaald systeem en kan de evaluatie gebeuren voor elk type vermogen dat men wenst. 

 

Bij dit werk hoort ook een CD die niet alleen de bijlagen bevat maar ook de gebruikte simulatieprogramma’s.  Anderzijds heeft deze CD tot doel informatiebronnen betreffende duurzame energie te bundelen.  De CD bevat een massa aan links naar websites die betrekking hebben op WarmteKrachtKoppeling, windenergie, waterkracht, zonne-energie, ….

 

Meer informatie over WarmteKrachtKoppeling www.cogenvlaanderen.be simulatieprogramma’s zijn terug te vinden op www.bartverhelst.tk

 

Bart Verhelst

Universiteit of Hogeschool
Industriële Wetenschappen en Technologieopleiding EM
Publicatiejaar
2004
Share this on: