Mikrokraftvarme
Mikrokraftvarme (MKV) er samtidig production af varme og kraft i et hus, baseret på små energikonverteringsenheder. Varmen bruges til rumopvarmning og varmt brugsvand, evt. til køling. Elektriciteten bruges i huset eller ledes til nettet.
Mikro kraftvarme anlæg er anlæg beregnet på installation i enfamilieshuse. Der er meget stor interesse for sådanne anlæg på globalt plan. Der etableret et stort antal anlæg i Japan (> 70.000) og der køres demonstrationsprojekter i flere europæiske lande. Et antal leverandører melder nu, at anlæggene er klar til levering.
Mikro kraftvarme anlæg er anlæg beregnet på installation i enfamilieshuse. Der er meget stor interesse for sådanne anlæg på globalt plan. Der etableret et stort antal anlæg i Japan (> 70.000) og der køres demonstrationsprojekter i flere europæiske lande. Et antal leverandører melder nu, at anlæggene er klar til levering.
De fleste teknologier og anvendelser med potentiale for mikrokraftvarme har været med fokus på naturgas, men andre energiformer kan også komme på tale, som fx let gasolie, biogas, raps og RME. Der er udviklet en hel række forskellige konverteringsteknologier til anvendelse i huse, herunder:
-
Stempelmotorbaserede enheder
Traditionelle stempelmotorer har længe udgjort drivmaskinen i minikraftvarmeenheder. Motorer har i overvejende grad været modificerede motorer fra autobranchen eller industrimotorer. Disse har således typisk været 4-cylindrede vandkølede rækkemotorer, hvor tændingen som gasmotor foregår med tændrør. Visse af de mindste units har været baseret på 1-cylindrede motorer.
-
Stirling-motorbaserede enheder
En Stirling-motor kan fungere både som en motor og som kølemaskine/varmepumpe. Stirling-motoren er en ekstern forbrændingsstempelmotor. Stirling-motorer konverterer enhver temperaturforskel direkte til mekanisk bevægelse. Kort forklaret virker Stirling-motoren ved, at man skubber en indesluttet mængde gas (luft, helium eller lignende.) mellem et kammer, hvor gassen opvarmes, og et kammer, hvor gassen afkøles. Varm luft vil udvide sig og trække sig sammen, når det afkøles, i forhold til omgivelsernes luft. Dette benyttes via stempler til at skubbe og trække i stempelstænger, og herved kan mekanisk energi udvindes.
-
Brændselscellebaserede enheder
Brændselsceller har en række teknologiske karakteristika, der på forskellig vis gør dem særdeles attraktive. Først og fremmest indeholder brændselsceller ingen mekaniske dele. En brændselscelle kan opfattes som en slags batteri, som man holder konstant opladet ved at sende en brændselsgas (fx brint, metanol, naturgas, dieselgas, kulgas eller andet) på den ene side af en membran, og luft på den anden side af membranen. Så længe man opretholder flowet af brændselsgas og ilt, produceres der strøm. I enkelte typer brændselsceller kan processen foregå reversibelt, hvorved der produceres brint. I anvendelsessammenhæng kan dette vise sig at være særdeles fordelagtigt. Eksempelvis giver det mulighed for at oplagre energi i perioder med såkaldt ”eloverløb” fra vindmøller.
Forskellige brændselsceller kan fungere på en række forskellige brændsler. Nogle fungerer direkte på brint, metanol, naturgas, biogas eller andet. Processen kan dog også foregå på eksempelvis benzin eller kulgas, det kræver dog en reformer, der kan omdanne benzinen/kulgassen til brint.
-
Andre teknologier som Rankine cycle motorer/enheder, gasturbiner m.m.
Rankine-processen er den traditionelle måde at producere strøm på i større kraftværker. Her opvarmes og fordampes vand ved høje tryk. Den producerede højtryksdamp opvarmes yderligere (overhedes) i kraftværkskedlen og ledes derefter til en dampturbine, hvor den ved sin ekspansion driver turbinens skovlhjul. Overhedningen sker for at undgå, at dampen (delvist) fortætter i turbinen og beskadiger dennes skovlhjul. Derefter ledes dampen, der nu har et meget lavere tryk og fylder væsentligt mere end i udgangspunktet, til en kondensator, fortættes til vand, der så igen kan tryksættes, og processen ”gentages”. Processen kan forfines med mellemhedere m.m., for derigennem at nå højeste omsætning af termisk energi til kraftproduktion.
Ved anvendelse af andre medier end vand/vanddamp kan det selv for temperaturer under 400 °C undgås, at der skal overhedes. Disse medier kan fx være CFC, freon, iso-pentane eller ammoniak. En kredsproces, der udnytter disse medier, kaldes derfor ”Organisk Rankine Proces”.
Mange af disse produkter er enten allerede kommercielt tilgængelige, eller de er nær-kommercielle.
Små kraftvarmeenheder har typisk en lavere elvirkningsgrad end tilsvarende større kraftvarmeenheder, men der er til gengæld ikke noget el- og varmedistributionstab. Sammenlignet med gaskedler producerer mikrokraftvarme både el og varme ved højere virkningsgrad, og dette resulterer i bedre udnyttelse af naturgassen og heraf følgende reduktion af drivhuseffekten.
