Prakticky na ztráty připadá pouhých 8 až 15% energie. Tato efektivita je dána využitím nejen elektrické, ale i tepelné energie. Při klasické výrobě el. energie je toto "odpadní" teplo nevyužité vypouštěno do okolí.

Princip
El. energie se vyrábí v generátoru, tepelnou energii získáváme z chlazení spalovacího motoru, mazacího oleje a spalin. Výroba obou forem je spolu pevně spjata a je dán poměr mezi jejich množstvím (asi 1:2).

Paliva pro spalovací motor kogenerační jednotky
Palivem může být třeba zemní plyn, různé druhy bioplynu s vyšším obsahem metanu, uhelný plyn, nízkovýhřevný plyn získaný zplynováním biomasy, zkapalněný plyn. Doplňkovým palivem může být motorová nafta.

Rozdělení kogeneračních jednotek
a) kogenerační jednotky s plynovým spalovacím motorem
b) kogenerační jednotky s plynovou spalovací turbínou
c) kogenerační jednotky s parní turbínou

Provoz
Kogenerační jednotky se zážehovými nebo vznětovými (automobilovými) motory upravenými pro spalování plynu využívají palivo asi z 80% až 85%. Z toho připadá 30% až 35% na el. energii a 65% až 70% na teplo.
Kog. jednotky mohou být vybaveny asynchronními generátory pro paralelní provoz se sítí. Je vhodné doplnit mikroprocesorovým řídícím systémem, který umožňuje dálkové ovládání a sledování provozu.
Kog. jednotky se synchronními generátory mohou pracovat nejen paralelně se sítí, ale i nezávisle na ní. Jejich využití je široké. Mohou se využívat třeba jako nouzové zdroje, která zabezpečí nezbytnou dodávku el. energie při výpadku sítě.
Každá jednotka je vybavena samočinnou regulací provozu. U malých zařízení se jedná jen o automatický start, odstavení a nejčastěji o dvoustupňové zatěžování. Velká zařízení mají monitorovací systém, který řídí provoz dle potřeby tepla i elektrické energie odběratele.
Jestliže je kogenerační jednotka použita v teplárně, jejímž úkolem je především dodávka tepla a el. energie je pouze vedlejším produktem, pak se provoz této jednotky řídí podle venkovní teploty, teploty vratné vody, teplotního rozdílu topné a vratné vody, apod.
Pokud se kogenerační jednotka používá jako zdroj tepla pro topení a ohřev vody, musí být vybavena sekundárním okruhem, který zajišťuje vývod tepla do topného systému. Pokud není možné odvést plný tepelný výkon, je nutné doplnit systém chladící jednotkou pro nouzové chlazení.

Využití
Kog. jednotku je vhodné všude tam, kde je možný součastný odběr teplé vody a el. energie, např. v průmyslových podnicích, nemocnicích, školách, hotelech, penzionech, ubytovnách, bazénech, teplárnách, blokových kotelnách apod. Nebo také pro chlazení či klimatizaci.

Hotely, penziony, ubytovny
Mají dostatečně velkou spotřebu tepla pro vytápění a klimatizaci. Velkou a vyrovnanou spotřebu teplé vody během celého roku. Současně také mají dostatečně velkou vlastní spotřebu el. energie, která je poměrně rovnoměrně rozložená během dne.

Obchodní domy
Tyto objekty mají značnou spotřebu tepla pro vytápění a klimatizaci. Velká je i spotřeba elektrické energie (osvětlení, pohon klimatizace).

Internáty, koleje
Spotřeba el. energie a tepla je poměrně vysoká, ale výrazně klesá v době školních prázdnin.

Nemocnice
Spotřeba el. energie a tepla je poměrně vysoká a rovnoměrná. Vysoká je i spotřeba teplé vody během celého roku. Všechna vyrobená el. energie se zpravidla dá využít pro pokrytí vlastní spotřeby. Jednotky se synchronními generátory, vybavenými zařízeními pro ostrovní provoz mohou být použity i jako nouzové zdroje el. energie.

Administrativní budovy a školy
Rozhodujícím ukazatelem pro využití je spotřeba el. energie. Spotřeba tepla je vysoká pouze během topné sezóny. Množství odebrané teplé vody je minimální.

Komunální výtopny
Tyto výtopny dodávají teplo a teplou vodu převážně do obytných budov. Celá výroba el. energie se dodává do veřejné sítě.

Průmyslové podniky
Výhodné nasazení tam, kde je zaručena vlastní spotřeba tepla i el. energie, např. technologie s vysokou spotřebou teplé vody.

Čistírny odpadních vod
V kog. jednotkách se spaluje kalový plyn (bioplyn), který vzniká při technologickém čištění odpadní vody. Teplo se využívá pro vyhřívání čistírenského kalu, el. energie se spotřebuje pro pohony technologických agregátů čistírny.

Rodinné a nájemní domy
V rodinných a nájemních domech je výhodné kog. jednotku instalovat, pokud je zajištěna vlastní spotřeba vyrobeného tepla i mimo topnou sezónu. Efektivní využití tedy závisí na potřebě tepla a teplé vody.

Emise škodlivin
Při spalování zemního plynu v motorech vzniká vodní pára, oxid uhličitý, oxid uhelnatý, oxidy dusíku a nespálené uhlovodíky. Z lokálního pohledu kog. jednotky životní prostředí zatěžují, avšak ve srovnání s uhlím je množství škodlivých látek výrazně nižší. K omezení emisí se používají konstrukční úpravy motorů, katalyzátory i provozní opatření.

Základní podmínky úspěšné instalace kogenerační jednotky

• plné využití vyrobeného tepla, a to i v letních měsících
• možnost vlastní spotřeby vyrobené el. energie nebo její dodávky do veřejné sítě
• zpracování důkladné ekonomické rozvahy, která vychází ze zjištění reálných způsobů vytápění pro daný objekt, spotřeby el. energie, investičních a provozních nákladů, návratnosti vložených finančních prostředků
• kog. jednotka musí splňovat emisní limity Vyhlášky 117/97 Sb. MŽP ČR ze dne 12.5.1997, bod 1.1.6. platné pro kog. jednotky s plynovými spalovacími motory.
• v případě prodeje el. energie (tepla) je nutné zažádat Ministerstvo obchodu a průmyslu o udělení Státní autorizace na prodej el. energie (tepla) a uzavřít smlouvu o odběru el. energie s vlastníkem rozvodné sítě (např. JmE a.s.)

Výhody kogenerační jednotky

• při vlastní spotřebě tepla a el. energie se vyhneme přenosovým ztrátám
• využíváním odpadního tepla při výrobě el. energie dochází až ke 40% úspoře paliva se srovnáním s tradičními technologiemi
• palivo je v kog. jednotkách využíváno s vysokou účinností a to 80 až 85%. Z toho připadá 30 až 35% na el. energii a 65 až 70% na teplo.
• Přebytky vyrobené el. energie může výrobce prodávat do veřejné rozvodné sítě na základě smluvního vztahu s distribuční společností a tím může výrazně ovlivnit návratnost vložených finančních prostředků.
• Kogenerační jednotky produkují nízké emise škodlivin ve srovnání s uhlím.

Nevýhody využití kogenerační jednotky

• poměrně vysoké investiční náklady
• návratnost vložených finančních prostředků je závislá na využití vyrobeného tepla a el. energie
• je nutné zajistit ochranu proti hluku (používaji se např. protihlukové kryty, zvuková izolace strojovny, pružné uložení jednotek na základ apod.)

Autor textů: Mgr.Martina Novotná, Energ, spol. s r.o., pro informační tiskoviny JME a.s.