Čas nás tlačí. Již třicet let se nezadržitelně zvyšuje globální teplota. Experti očekávají v roce 2010 nový teplotní rekord od počátku měření teplot. Neustále vzrůstající počet přírodních katastrof vypovídá jasně. Malý krok kupředu učinila světová společnost v Cancunu. Oficiálně stanovila nejvyšší dva stupně pro hranici globálního oteplování země. Evropská unie se snaží snižovat emise a CO2, který je označován za jed pro podnebí - mělo by dojít do roku 2020 ke snížení o celých třicet procent. Tento cíl je jasně stanoven a předepsán. Je nutno ho zohlednit při vývoji a v průmyslu a rovněž začít s inovativními projekty pro ochranu klimatu.
V mnoha průmyslových procesech se uvolňuje energie, kterou se neuvěřitelně plýtvá. V boji proti oteplování země je velmi významné zhodnocení nevyužitých potenciálů. Výzkumný projekt s velkými ambicemi pro oblast obnovy energie, který požaduje ministerstvo pro hospodářství a technologii na základě usnesení parlamentu, se týká firmy DEPRAG SCHULZ GMBH u. CO. KG Ředitel společnosti Dr.-Ing. Rolf Pfeiffer vysvětluje důvody projektu: „V mnoha průmyslových procesech uniká procesní plyn do atmosféry. Naším výchozím bodem bylo tyty plyny energeticky využít.“ Přičemž obnova energie z procesních plynů není nová. Dr.-Ing. Rolf Pfeiffer: „Nové je ale to, že s naším vývojem v malém, kompaktním, decentralizovaném zařízení na obnovu energie se může proměnit v proud také malé množství zbytkové energie v rozsahu výkonu od 5 do 20 kW.“
Výsledkem rozsáhlých výzkumných prací jsou první prototypy inovativního turbínového generátoru DEPRAG ve vývojové laboratoři. Patent je již přihlášen, testovací řady s prototypy jsou úspěšně dokončeny. Dr.-Ing. Rolf Pfeiffer: „Můžeme zahájit s naším produktem sériovou výrobu a hledáme partnery, kteří by chtěli využívat tento inovativní systém na obnovu energie ve svém zařízení. Náš systém zpětného vrácení energie lze použít v mnoha oborech, kde se vydávají procesní plyny nebo zhodnocuje nevyužité odvedené teplo.“
Již při prvních studiích si stanovil tým firmy DEPRAG v čele s vedoucím vývoje Gerdem Zinnem následující představu o novém systému: Nový systém na obnovu energie by měl být malý, jednoduchý a robustní, pro výkon mezi 5 a 20 kW. Použití pohonu jsme se museli vzdát z důvodu vysokých nákladů a požadavků na údržbu. To znamenalo obrovskou výzvu pro vývoj. Díky fyzikálním skutečnostem a malým průměrům turbínových kol vzniknou vysoké otáčky turbíny a tím také generátoru.
Mechanické vlastnosti vlastního materiálu vykazují zřetelné hranice. Žádný běžný generátor nebyl dost malý a nesplňoval požadavky na dlouhodobou pevnost při splnění spočítaných otáček - 40.000 ot./min. Bylo tedy nutné vyvinout vlastní elektrický generátor. Pro konstruktéry byla důležitá životnost rotoru. Výsledkem intenzivní výzkumné práce byl celkový systém ve dvou variantách, zakládajících se na permanentním synchronním zařízení pro výrobu proudu.
Jak tedy vypadá prototyp firmy DEPRAG? Kompaktní jednotka z mikro-expanzní turbíny s elektrickým generátorem vyrábí proud z plynu. Bez příslušného elektrického skříňového rozvaděče není turbínový generátor větší než krabice na boty a může být použit decentralizovaně dle principu Plug & Earn všude tam, kde je zanechaný plyn buď nevyužitý v průmyslovém procesu nebo je potřeba změnit vyšší úroveň tlaku na nižší. Přičemž volná tlaková úroveň se používala dosud jen v několika málo případech získávání proudu, ekologicky cenný energetický potenciál se nesmyslně ztratil.
Inovativní turbínový generátor DEPRAG proměnil energii obsaženou v pracovním fluidu do proudu. Plyn vnikne do turbíny, je stlačen parciálním ostřikem („tryskou“) a urychlen. Co se týče olopatkování turbíny a otočení, vydá se energie. Kinetická energie se přemění v generátoru na elektrickou energii. V novém inovativním systému představují turbína a elektrický generátor kompaktní jednotku, mají jednu společnou hřídel. Výsledkem toho je, že se turbína točí, stejně se točí také rotor generátoru - vyrobí se elektrická energie!
Obnovit energii pomocí turbínového generátoru DEPRAG je potřeba v mnoha průmyslových oborech. Při tavení kovů jsou např. ochlazeny tavné vany pneumatickým vzduchem. Pneumatický vzduch proudí chladícími kanály a přijímá teplo. Následně je nevyužitý vypuštěn do atmosféry. S novým turbínovým generátorem může být následně dále použit (vlastně jako odpadový produkt). Energie obsažená z tepla se může přeměnit mikro-expanzí turbínou a integrovaným generátorem na elektrický proud a napájet do elektrické sítě.
Ve velkých bioplynových zařízeních a kotelnách se vydávala doposud zbytková energie na bázi ORC procesu (Organic Rankine Cycle), rozsah výkonu byl ovšem mezi 200 a 1500 kW. Dnes vzniká stále více menších bioplynových zařízení a kotelen. Efektivitu takových zařízení lze efektivně optimalizovat novým turbínovým generátorem, ve kterém je účinně využíváno menší množství odpadového tepla v ORC-procesu na obnovu energie. Tak se může zvýšit stupeň efektivity těchto zařízení za těchto okolností o více než 45%. Tím se dosáhne dle zákona o obnovitelných energiích (EEG) tzn. technologického bonusu 2 Ct/kWh pro celkové zařízení.
Zemní plyn je čerpán vysokým tlakem plynovodem, tisíc kilometrů musí absolvovat než se dostane ke spotřebiteli. K napájení do regionálních sítí, ve kterých je nižší tlak, je nutné tlak snížit, aby došlo k uvolnění plynu. Veřejné služby snižují tlak plynu ještě jednou, dříve než se dostane zemní plyn do domácností. Při transformaci tlaků v plynových vedeních se ztratí energie v technice těchto dálkových plynů. Dle inženýrů firmy DEPRAG nemůže dojít s turbínovým generátorem k velké ztrátě v elektrickém proudu.
Ředitel společnosti Dr.-Ing. Rolf Pfeiffer vidí velký potenciál na trhu pro turbínové generátory DEPRAG a shrnuje veškeré výhody: „Také malé množství zbytkové energie lze levně přeměnit do proudu s kompaktním systémem obnovy energie.“ Ekologické využití takového zpětného získání energie se vyplatí. Náhrada napájení podle zákona o obnovitelných energiích (EEG) nabízí dodatečnou motivaci. Dostupné investiční náklady. Dr.-Ing. Rolf Pfeiffer: „Dokážeme si představit, že jednou budeme moci nabídnout jednotku turbínového generátoru na 10 kW v odpovídajícím počtu pod 10.000 EUR.“
DEPRAG SCHULZ GMBH u. CO. KG patří k vedoucím firmám na trhu v oblasti inovativních pneumatických motorů. Firma se sídlem v bavorském Ambergu je zastoupena 600 zaměstnanci ve více než v 50 zemích. Inovací a neustálým vylepšováním stávajících produktových řad odpovídá DEPRAG na výzvy času.
Kontakt:
Dagmar Dübbelde
DEPRAG SCHULZ GMBH u. CO. KG
Carl-Schulz-Platz 1
D-92224 Amberg
Tel: 09621 371-343
Fax: 09621 371-199
Email: d.duebbelde@deprag.de
