Energia na cały rok

O tym, że w szpitalach zapewnienie niezakłóconych dostaw energii elektrycznej i utrzymanie właściwej temperatury non stop jest szczególnie istotne, nie trzeba nikogo przekonywać. A jeśli można przy okazji zaoszczędzić i ograniczyć zanieczyszczenie powietrza, inwestycja w wysokosprawny układ kogeneracyjny ma szczególną wartość.

Szpital Specjalistyczny im. Świętej Rodziny uczestniczył wspólnie z czterema innymi podmiotami w projekcie „Odnawialne źródła energii i kogeneracja w m.st. Warszawa” i został jego największym beneficjentem. W mokotowskim szpitalu powstała oszczędna i niskoemisyjna instalacja z powodzeniem uzupełniająca, a nawet zastępująca dostawy energii z elektrociepłowni.

Taniej i czyściej

Odnieśliśmy korzyści dwojakiego rodzaju. Po pierwsze, dzięki kogeneracji notujemy spore oszczędności finansowe. A po drugie, dokładamy cegiełkę do ogólnego zysku ekologicznego. Kiedy my produkujemy energię, elektrociepłownia spala mniej węgla. Może to nie jest wielki wkład, ale bardzo ważny – mówi Henryk Janiak, zastępca dyrektora ds. administracyjno-technicznych Szpitala Specjalistycznego im. św. Rodziny i koordynator projektu. W wypadku energii cieplnej potrzeby obiektu są zaspokajane niemal w stu procentach, a konieczność skorzystania z miejskiej sieci pojawia się wyłącznie podczas srogich, kilkunastostopniowych mrozów. Zainstalowany układ kogeneracyjny w skali roku pokrywa również około dwóch trzecich zapotrzebowania na energię elektryczną, której okresowe nadwyżki są sprzedawane do ogólnej sieci energetycznej.

Podstawowym źródłem energii elektrycznej w szpitalu jest układ trójgeneracyjny, oparty na zasilanym gazem ziemnym 12-cylindrowym silniku i generatorze. Ciepło, które jest odpadem podczas jej produkcji, przez cały rok służy do podgrzewania wody, w okresie jesienno-zimowym do ogrzewania pomieszczeń, a latem do zasilania agregatu absorpcyjnego, służącego do wytwarzania energii chłodniczej, np. do klimatyzacji. Szpital jest wciąż podłączony do miejskiej sieci ciepłowniczej i elektrycznej, co zabezpiecza dostawy energii w okresach większego zapotrzebowania oraz daje możliwość odsprzedaży nadwyżek energii elektrycznej. Dodatkową gwarancją ciągłości dostaw ciepła są rezerwowe kotły olejowe, które mogą być uruchomione w razie awarii sieci ciepłowniczej i układu kogeneracyjnego zainstalowanego w szpitalu.

W Szpitalu Specjalistycznym im. św. Rodziny potrzeby obiektu w zakresie energii cieplnej są zaspokajane niemal w stu procentach, fot. Szpital Specjalistyczny im. Świętej Rodziny w Warszawie

Układ trójgeneracyjny, oparty na zasilanym gazem ziemnym 12-cylindrowym silniku i generatorze, fot. Szpital Specjalistyczny im. Świętej Rodziny w Warszawie

Wytwarzanie energii na miejscu stwarza możliwość efektywniejszego jej wykorzystywania i dostosowania do realnych potrzeb, fot. Szpital Specjalistyczny im. Świętej Rodziny w Warszawie

Trójgeneracja ma sens

Klasyczna kogeneracja, czyli skojarzona gospodarka energetyczna, stosowana w elektrociepłowniach, polega na jednoczesnym produkowaniu energii elektrycznej i cieplnej, wykorzystywanej do ogrzewania wody użytkowej oraz mieszkań i innych pomieszczeń. W porównaniu z oddzielną produkcją energii elektrycznej i cieplnej przynosi ona nawet 30-procentową oszczędność paliwa. Ze względu na straty ciepła podczas transportu nie jest możliwe stosowanie jej na dużą skalę na terenach słabo zamieszkanych, gdzie jednak świetnie może się sprawdzić tzw. mała kogeneracja. Takie małe układy kogeneracyjne mogą również znakomicie funkcjonować nawet w centrum Warszawy. Wytwarzanie energii na miejscu stwarza bowiem możliwość efektywniejszego jej wykorzystywania i dostosowania do realnych potrzeb. Zwłaszcza gdy istnieje duże zapotrzebowanie nie tylko na energię elektryczną i cieplną, ale także chłodniczą, której nie można przetransportować z elektrociepłowni. Właśnie taką trójgeneracyjną instalację wybudowano w Szpitalu Specjalistycznym im. Świętej Rodziny.

Ten układ sprawdza się wyjątkowo dobrze. Priorytetem jest produkcja energii elektrycznej, podczas której wytwarzane jest również ciepło, które trzeba zagospodarować. Przy doborze urządzeń i określeniu maksymalnej ilości energii elektrycznej, którą zamierzamy wyprodukować, bierzemy pod uwagę ilość ciepła, którą jesteśmy w stanie zagospodarować. Ewentualne błędy projektowe przy obliczaniu ilości ciepła, którą dany obiekt jest w stanie zużyć, spowodowałyby, że ciepło pójdzie do atmosfery i będziemy ją podgrzewać – zwraca uwagę Henryk Janiak. Dlatego w projekcie kluczowe było możliwie jak najbardziej efektywne wykorzystanie powstałego w układzie kogeneracyjnym ciepła przez cały rok oraz uzyskanie maksymalnej sprawności produkcji energii elektrycznej i ciepła, dającej gwarancję efektywnej pracy chłodziarki absorpcyjnej. Udało się to osiągnąć dzięki zainstalowaniu dostosowanego do potrzeb szpitala układu absorbera produkującego wodę lodową na cele klimatyzacyjne w okresie letnim, używającego jako energii napędowej ciepła z systemu kogeneracyjnego. Nadmiar energii cieplnej latem nie jest więc już odpadem, lecz paliwem chłodniczym. Straty energii są ograniczane do minimum.

Element układu kogeneracyjnego na dachu szpitala, fot. Szpital Specjalistyczny im. Świętej Rodziny w Warszawie

Wytwarzanie energii na miejscu stwarza możliwość efektywniejszego jej wykorzystywania i dostosowania do realnych potrzeb, fot. Szpital Specjalistyczny im. Świętej Rodziny w Warszawie

Układ kogeneracyjny w szpitalu pokrywa również około dwóch trzecich rocznego zapotrzebowania na energię elektryczną, której okresowe nadwyżki są sprzedawane do ogólnej sieci energetycznej, fot. Szpital Specjalistyczny im. Świętej Rodziny w Warszawie

W odpowiednim sterowaniu produkcją energii pomaga system BMS (system zarządzania systemami automatycznego sterowania w budynku), również dofinansowany z RPO WM w ramach projektu „Budowa inteligentnego systemu zarządzania budynkiem i zintegrowanego systemu informatycznego Szpitala Specjalistycznego im. Świętej Rodziny w Warszawie”.

Dzięki temu mamy stały podgląd, co dzieje się w układzie trójgeneracji energii, na jakie parametry są ustawione kogeneratory – tłumaczy Henryk Janiak. Szpital nie zatrudnił energetyka, nadzór nad pracą układu sprawują bezpośrednio kierownik działu technicznego i zastępca dyrektora ds. techniczno-inwestycyjnych, a także konserwatorzy zabezpieczający szpital przez całą dobę. Nastawę pracy kogeneratorów można zmieniać ze stanowiska komputerowego znajdującego się w tzw. pomieszczeniu BMS.

Marek Rokita