Odborné články
Elektřina s vůní německé technologie
V dějinách techniky se nejednou stalo, že se konstruktéři vrátili k principům a technologiím, které již odvál čas. Nové materiály, konstrukční postupy, možnosti regulace a počítačového řízení mohou zdánlivě překonané technické principy opět vrátit do hry. Příběh dřevoplynu toho může být příkladem.
Exkurze do historie
Dřevní plyn je směsí mnoha uhlovodíků s velmi nízkou výhřevností. Dominantní spalitelnou složkou je vodík. Výhřevnost se pohybuje kolem 5 MJ/m3 (pro srovnání – u bioplynu je to asi 20 MJ a u zemního plynu 43 MJ/m3). První zmínky o výrobě dřevního plynu můžeme nalézt v souvislosti s výrobou dřevěného uhlí.
V roce 1812 byla v Londýně poprvé uskutečněna suchá destilace na komerčním zařízení. První protiproudý zplyňovač byl zprovozněn v roce 1839. Plyn, produkovaný z uhlí nebo rašeliny, byl využíván pro výrobu tepla již od roku 1840. V roce 1884 byly v Anglii známy první upravené plynové motory. Teprve nedostatek ropy za druhé světové války vedl k širšímu využití vyvíječů plynu v průmyslu, automobilové dopravě a pohonu spalovacích motorů. Ještě v první polovině minulého století u nás pracovalo několik stacionárních aplikací pro pohon obilných mlýnů a pilařských provozů. (Ale taxi poháněná uhlím byla běžně k vidění v Koreji ještě v roce 1970.)
V Dánsku bylo dřevoplynovými vyvíječi během druhé světové války poháněno 95 % zemědělských strojů, traktorů, nákladních aut, stacionárních motorů a motorových lodí. Dokonce i v neutrálním Švédsku bylo takto poháněno 40 % všech vozidel. Dostupnost ropy a nárůst automobilové dopravy však dřevoplynové generátory odsunuly do starých filmů a sbírek muzeí. Posledních dvacet let se pokusům v oblasti dřevního plynu věnovala celá řada nejrůznějších subjektů od „garážových mistrů“ přes renomované firmy až po vysoké školy.
Podrobný popis většiny z nich včetně fotografií autentických aplikací a rozhovorů s tvůrci agregátů je obsažený ve dvojici elektronických publikací „Technické systémy pro výrobu elektrické energie z biomasy – Elektřina s vůni dřeva“ a „Technické systémy pro energetické využití odpadů“. Obě práce vznikly s výrazným příspěvkem programu EFEKT – MPO, proto jsou volně k dispozici ke stažení na stránkách http://www.mpo-efekt.cz i na webu www.energis24.cz. Zde jsou umístěny v sekci publikace a články. Na webu Energis 24 navíc v sekci realizované akce najdete program specializovaného semináře, orientovaného na dřevní plyn za několik roků zpět. Kromě programu si můžete zdarma stáhnout všechny prezentace v plném znění nebo se přijet podívat na letošní seminář, kde poprvé fyzicky představíme několik novinek z oblasti dřevního plynu.
![](/aaa/img.php?src=/upload/9dde8a86bc39c815ad93f4e52cbe3ebf/sejvl-obr-3-otevrena-kogeneracn-jednotka.jpg&w=300)
Současný stav
Dřevní plyn je v praxi použitelný od desítek kilowatt jednotkového výkonu do několika megawatt. V našich zeměpisných šířkách jsou doposud nejrozšířenější aplikace kolem stovky kilowatt elektrického výkonu.
V současné době u nás pracuje několik instalací kogeneračních jednotek na dřevní plyn. Většina z nich má za sebou několikaletou historii konstrukčních pokusů, ale i omylů a některé instalace jsou už pro nefunkčnost z provozu odstaveny. Dřevní plyn už způsobil celou řadu osobních i firemních tragédií, přesto se po mnoha letech vývoje otvírá možnost, že bude doplňkovým energetickým zdrojem naší elektrizační soustavy. Novodobý vývoj dřevního plynu intenzivně probíhá také v sousedním Německu, které to po odstavení německých jaderných elektráren s aplikaci obnovitelných zdrojů energie myslí naprosto vážně. Můžeme si tedy podrobněji představit celou technologii německé firmy Kuntschar ENERGIEERZEUGUNG GmbH.
![](/aaa/img.php?src=/upload/9dde8a86bc39c815ad93f4e52cbe3ebf/sejvl-obr-5-hermeticky-uzavreny.jpg&w=300)
První impuls pro vývoj technologie na zplyňování zajistila energetická společnosti E.ON, která u Waltera Kuntschara už před několika desetiletími zadala vývoj agregátu na likvidaci čistírenských kalů termickým zplyňováním. Po pádu železné opony měl investor jiné priority, proto s omezeným rozpočtem na vývoji dřevoplynové verze pokračoval pan Walter Kuntschar sám. Zakladatel podniku a duchovní otec celého agregátu pracoval řadu let na vývoji a výstavbě pístových spalovacích motorů a kogeneračních jednotek a za více než 25 let se v oblasti dřevního plynu dostal na technologickou špičku v oboru.
![](/aaa/img.php?src=/upload/9dde8a86bc39c815ad93f4e52cbe3ebf/sejvl-obr-4-diskuse.jpg&w=300)
Popis kogenerační jednotky
Hrubší dřevní štěpka o velikosti 8 – 12 cm a vlhkosti do 20 % do vyvíječe dřevního plynu vstupuje přes dvojitý hermeticky uzavřený hydraulický plnící válec. Při plném výkonu se přidává kbelík paliva každých deset minut a za rok ho spotřebujete dobrých 1000 tun. Zajímavé je i automatické zapalování, kdy štěpka přepadává přes rozžhavené elektrické topné tělísko, čímž se prohřeje v celém svém objemu. Startovacím ventilátorem pak dojde k „rozfoukání“ ohně bez použití zapalovacího plamene. Asi za 10 minut se dosáhne plného výkonu a plyn lze pustit do motoru. Ve vyvíječi dřevního plynu se běžně dosahuje teplot kolem 1400 – 1700 ˚C, proto je žárové pásmo opatřeno ohnivzdornou vyzdívkou. Vzhledem ke kombinaci různých materiálů považuje výrobce za ideální provozní režim nepřetržitý provoz, ale je možné i několik startů v průběhu dne. Mezi generátorem dřevního plynu a motorem je vřazený pouze cyklon pro odloučení tuhých částic a chladič dřevního plynu.
Hlavní filtr dřevního plynu je provedený jako série keramických filtračních patron, umístěných v prstenci kolem válcového generátoru dřevního plynu, což dává jinak útlému generátoru relativně velký průměr. Vynášení popele i čištění keramických filtrů je realizováno pomocí stlačeného vzduchu.
Srdcem kogenerační jednotky je atmosférický pístový spalovací motor MAN. Je dvanáctiválcový a má zdvihový objem 23 litrů. Celá jednotka je namontovaná na ocelovém rámu v protihlukovém krytu. Soustrojí je osazeno elektronickým snímáním všech možných parametrů a vybaveno automatickým doplňováním oleje. Teplota dřevního plynu při vstupu do motoru je zhruba 70 ˚C, což sice není z hlediska spalovacího motoru ideální, ale pohybujeme se tak bezpečně nad hranicí kondenzace vodních par, obsažených v dřevním plynu, čímž odpadá celá řada dalších problémů se zanášením motoru kyselým agresivním kondenzátem.
![](/aaa/img.php?src=/upload/9dde8a86bc39c815ad93f4e52cbe3ebf/sejvl-obr-6-kabely.jpg&w=300)
![](/aaa/img.php?src=/upload/9dde8a86bc39c815ad93f4e52cbe3ebf/sejvl-obr-7-rotor.jpg&w=300)
Zájem zákazníků roste
Výkonově se jedná o jediný model z provenience firmy KUNTSCHAR. Za 25 let předchozího vývoje vyrobeno a v provozu nasazeno asi 30 agregátů a dalších 10 bylo dílensky rozpracovaných. Již tehdy měla produkce charakter sériové výroby s minimální odlišností jednotlivých výrobků. Vzhledem ke stále rostoucímu zájmu zákazníků se dnes na dodávku agregátu píše pořadník. Proto výrobce zahájil v roce 2012 výstavbu další výrobní haly a jeho cílem je výrobu zdesetinásobit.
![](/aaa/img.php?src=/upload/9dde8a86bc39c815ad93f4e52cbe3ebf/sejvl-obr-7-pohled-na-vzdusik.jpg&w=300)
Jak je vidět z uvedeného snímku celá technologie je opředena kabeláží, protože se snímá a vyhodnocuje vše, pokud možno nejraději dvakrát. Celý agregát je osazený řadou měřicích čidel a ovládaný řídícím počítačem s dotykovou obrazovkou pro průmyslové použití.
Na rozdíl od některých našich aplikací se jedná o provozně ověřený a spolehlivý výrobek. U technologie firmy Kuntschar se hlídá a monitoruje vše, pokud možno nejraději dvakrát. Celý agregát je osazený řadou měřicích čidel a ovládaný řídícím počítačem s dotykovou obrazovkou pro průmyslové použití. Na rozdíl od mnoha našich aplikací se jedná o provozně ověřený a spolehlivý výrobek.
Kde najdeme reference
Modely německé firmy Kuntschar najdete v Německu, Švýcarsku, Itálii, Japonsku, ale také v Česku.
Instalace se uskutečnila díky havlíčkobrodské firmě B.POWER, která má výhradní obchodní zastoupení pro ČR a SR. Nejvíce instalací je nyní v Itálii, kde výkupní cena elektrické energie představuje v přepočtu na naše podmínky asi 7 Kč na kWh. To se však bohužel mnohdy nevyplatí využívat teplo z kombinované výroby, které pak odchází chladičem. Takové instalace pokládám za krátkozraké.
Kogenerační jednotky na dřevní plyn nacházejí použití nejen v komunálních výtopnách či průmyslových podnicích, které zajistí pokud možno celoroční využití vyrobeného tepla i elektrické energie. Mohou to být ale také hotely, zimní stadiony, plavecké bazény a podobné objekty. Jsem proto přesvědčen, že dřevní plyn pro energetické účely má velkou budoucnost.
TweetČlánek: Tisknout s obrázky | Tisknout bez obrázků | Poslat e-mailem
Související články:
Zobrazit ostatní články v kategorii Obnovitelné zdroje energie, Spalování biomasy
Datum uveřejnění: 11.2.2013
Poslední změna: 27.1.2013
Počet shlédnutí: 9722
Citace tohoto článku:
ŠEJVL, Radovan: Elektřina s vůní německé technologie. Biom.cz [online]. 2013-02-11 [cit. 2024-09-01]. Dostupné z WWW: <https://biom.cz/cz-pelety-a-brikety-obnovitelne-zdroje-energie-bioplyn-spalovani-biomasy-biometan/odborne-clanky/elektrina-s-vuni-nemecke-technologie>. ISSN: 1801-2655.
Komentáře:
![]() |
![]() |
![]() |
![]() |
![]() |