ΣΗΘ / Συμπαραγωγή σε Θερμοκήπια
Τα θερμοκήπια μπορούν να χρησιμοποιήσουν τη συμπαραγωγή ηλεκτρισμού και θερμότητας (ΣΗΘ) με σκοπό την παροχή θερμότητας, διοξειδίου του άνθρακα και ηλεκτρισμού. Ο πλεονάζων ηλεκτρισμός είναι συχνά δυνατό να διατεθεί στο τοπικό δίκτυο ηλεκτρισμού. Οι μηχανές αερίου είναι εξαιρετικά αποτελεσματικές στο να παρέχουν το ερέθισμα για την ανάπτυξη των φυτών, ενώ παράλληλα παρέχουν μία ευέλικτη προμήθεια ηλεκτρικής ενέργειας. Η θερμότητα μαζί με το φως και και το διοξείδιο του άνθρακα (CO2) προωθούν την ανάπτυξη των φυτών. Οι μηχανές αερίου παρέχουν ηλεκτρική ενέργεια στον εναλλάκτη και σε ένα σύστημα συμπαραγωγής μπορούν να ανακτήσουν χρήσιμη θερμότητα. Το διοξείδιο του άνθρακα απελευθερώνεται στα καυσαέρια των μηχανών ως υποπροϊόν της καύσης του αερίου καυσίμου. Η ηλεκτρική ενέργεια μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την παροχή φωτισμού ή να εξαχθεί στο δίκτυο, η θερμότητα μπορεί να αποθηκευτεί ως θερμό νερό για χρήση όποτε είναι αναγκαίο, ενώ, τέλος, το διοξείδιο του άνθρακα μπορεί να καθαριστεί και να χρησιμοποιηθεί για την προώθηση της ανάπτυξης των φυτών.
Οφέλη της ΣΗΘ για τα Θερμοκήπια
- Επίπεδα απόδοσης έως και 95% και επομένως μεγαλύτερη συμβολή στη διατήρηση πόρων και τη μεγιστοποίηση των κερδών.
- Παροχή ενέργειας στο δίκτυο σε περιόδους μέγιστης ζήτησης με συνέπεια τις υψηλές τιμές πώλησης της ενέργειας.
- Προμήθεια διοξειδίου του άνθρακα ανεξαρτήτως χρόνου και θερμότητας μέσω τεχνολογιών αποθήκευσης θερμότητας.
- Υψηλή ποιότητα διοξειδίου του άνθρακα (CO2).
Διοξείδιο του άνθρακα από τις μηχανές ΣΗΘ και η ανάπτυξη φυτών
Τα φυτά αναπτύσσονται μετατρέποντας το διοξείδιο του άνθρακα σε άνθρακα μέσω της φωτοσύνθεσης. Ο αέρας γενικά περιέχει περίπου 350 ppm διοξειδίου του άνθρακα. Τα βέλτιστα επίπεδα CO2 εξαρτώνται από το είδος του φυτού και γενικά κινούνται πάνω από τα 700 ppm. Με τον αυξημένο τεχνητό φωτισμό που υπάρχει στα θερμοκήπια, τα φυτά απορροφούν ακόμα περισσότερο CO2. Αν η ατμόσφαιρα του θερμοκηπίου εμπλουτιστεί με CO2, η θερμοκρασία διατηρείται σε σταθερό επίπεδο και υπάρχει αρκετός φωτισμός, η ανάπτυξη των φυτών και κατά συνέπεια και η απόδοση συγκομιδής μπορούν να αυξηθούν σημαντικά. Με την καύση του φυσικού αερίου στις μηχανές αερίου, παράγονται σχεδόν 0,2 kg διοξειδίου του άνθρακα ανά kWh εισροής ενέργειας. Αυτό το διοξείδιο του άνθρακα βρίσκεται στα καυσαέρια των μηχανών αερίων σε μία συγκέντρωση της τάξεως του 5-6% κατ’ όγκο.
Κατανάλωση Ενέργειας στα Θερμοκήπια
Η ενέργεια που παράγεται από τα συστήματα συμπαραγωγής ηλεκτρισμού και θερμότητας μηχανών αερίου στα θερμοκήπια μπορεί να αξιοποιηθεί με πολλούς τρόπους. Ο ηλεκτρισμός μπορεί να παρέχει ενέργεια για τεχνητό φωτισμό και/ή να τροφοδοτήσει το δίκτυο ηλεκτρισμού. Η θερμότητα ανταποκρίνεται αποτελεσματικά στις ανάγκες των θερμοκηπίων. Επίσης, το συναφές με το κλίμα διοξείδιο του άνθρακα των καυσαερίων των μηχανών αερίου λειτουργεί ως λίπασμα για τα φυτά.
Καθαρισμός Καυσαερίων
Μετά από τον καθαρισμό των καυσαερίων με ειδικούς καταλυτικούς μετατροπείς (Επιλεκτική Καταλυτική Αναγωγή (SCR) και καταλυτικοί μετατροπείς οξείδωσης), τα καυσαέρια ψύχονται από εναλλάκτες θερμότητας μέχρι τους περίπου 55°C και μεταφέρονται στο θερμοκήπιο προκειμένου να το εμπλουτίσουν με διοξείδιο του άνθρακα. Μία συσκευή μέτρησης η οποία μετρά συνεχώς τα επίπεδα καυσαερίων διασφαλίζει τη μέγιστη ασφάλεια για τα φυτά.
Βασικά αριθμητικά στοιχεία της ΣΗΘ για θερμοκήπια
Η αποδοτική λειτουργία είναι δυνατή με θερμοκηπιακές εκτάσεις σχεδόν 10 στρεμμάτων ή και μεγαλύτερες.
- Η λίπανση CO2 είναι ιδανική για σχεδόν όλα τα είδη φυτών.
- Λίπανση CO2 με παράλληλη παροχή θερμότητας: διαστάσεις 0,5MWe/ha.
- Λίπανση CO2 με παράλληλη παροχή θερμότητας και φωτισμό: διαστάσεις 0,35MWe/ha.
- Ιδανικός φωτισμός για λαχανικά (π.χ. ντομάτες ή πιπεριές) και για άνθη (π.χ. χρυσάνθεμα ή τριαντάφυλλα).
- Οι καθοριστικοί παράγοντες για την οικονομική λειτουργία των μονάδων είναι η υψηλή ηλεκτρική απόδοση, σε συνδυασμό με την κατανάλωση θερμότητας και CO2.
Θερμοκήπια Έργα
Τροποποίηση αλλαγής καυσίμου μηχανής JMS 320 Jenbacher από φυσικό αέριο σε προπάνιο
Σύγχρονες Αγροτικές Εκμεταλλεύσεις ΙΚΕ είναι ένας διαχειριστής θερμοκηπίων που ειδικεύεται στην καλλιέργεια λαχανικών που διανέμονται σε όλη την Ελλάδα.
Στα αγγλικά: AGR 217,000m² Glasshouse and Energy Centre with 33MWth Heat Pump System and 9MW Combined Heat and Power Plant
AGR has selected Clarke Energy to supply and install an innovative power generation project at a 217,000m² renewable heat glasshouse, one of the largest in the UK.
Στα αγγλικά: Coldwater Board of Public Utilities Cogeneration Plant for Greenhouse Facility, Michigan USA
The project is co-located with a 100-acre greenhouse facility that has the capability to use the engine heat and CO2 for greenhouse fertilisation.