Odpadní teplo v průmyslových procesech často není využito. Tento nevyužitý potenciál čeká na své zhodnocení! V rámci výzkumného projektu vyvinuly Univerzita Bayreuth, Východobavorská technická vysoká univerzita Amberg-Weiden a firma DEPRAG SCHULZ GMBH u. CO. novou ORC mini-elektrárnu – vyžadovanou Bavorským výzkumným institutem. Partnerům projektu se podařilo přeměnit odpadní teplo v elektrickou energii.
Základní myšlenkou je: "V mnoha průmyslových procesech uniká nevyužitý procesní plyn do atmosféry. Výchozím bodem bylo učinit tyto plyny energeticky využitelné", objasňuje ředitel společnosti DEPRAG Dr.-Ing. Rolf Pfeiffer. Přičemž zpětné získání energie z procesních plynů není nové. "Nové ale je to, že s naším vývojem v malém, kompaktním, decentralizovaném zařízení na zpětné získání energie může být přeměněno v elektřinu malé množství zbytkové energie v rozsahu výkonu od 3 do 120 kW." Energetický potenciál není zajištěn ve formě tlaku, nýbrž jako teplo, využití následuje přes zvláštně uzavřený koloběh – například přes ORC proces (Organic Rankine Cycle - organický Rankinův cyklus). Na základě toho vyvinuli partneři projektu zkušební ORC zařízení, které bylo konstruováno a testováno v středisku pro energetickou techniku Univerzity Bayreuth.
Pro představení výsledků projektu zorganizovala firma DEPRAG společně s Univerzitou Bayreuth informační akci pro zákazníky na Univerzitě Bayreuth. V tento den měli účastníci ojedinělou příležitost prohlédnout si ORC zařízení, poznat procesy a dozvědět se více informací o integrovaném GET turbínovém generátoru.
DEPRAG GET turbínový generátor
Kompaktní jednotka z mikro-expanzní turbíny s elektrickým generátorem vyrobí elektřinu z plynu. Bez příslušné elektrické rozvodné skříně není turbínový generátor větší než krabice od bot a může být decentralizovaně použit tam, kde je potřeba plyn z vyšší tlakové úrovně na nižší. Tato vzniklá tlaková energie byla doposud použita pouze v několika málo případech k získání elektřiny – cenný energetický potenciál byl vyplýtván.
Inovativní GET turbínový generátor přemění v pracovním fluidu obsaženou energii v elektřinu. Plyn proudí do turbíny, je tryskami "stlačen", urychlen a vydá svoji energii. Kinetická energie je v generátoru přeměněna v elektrickou energii. V tomto inovativním systému představují turbína a elektrický generátor kompaktní jednotku – mají společnou hřídel. Následkem toho je: točí-li se turbína, točí se také rotor generátoru.
DEPRAG GET turbínový generátor je v nabídce v rozsazích výkonu 5 kW, 25 kW, 50 kW a 120 kW a může být individuálně konfigurován na libovolný proces. K proudově mechanickému vytvoření a konstrukci turbínového generátoru je nezbytné definovat specifické procesní parametry: druh média, vstupní a výstupní tlak, průtočné množství stejně tak vstupní a výstupní teplotu. K tomu potřebují odborníci firmy DEPRAG přesný popis aplikace a procesu.
GET turbínový generátor může být použit v otevřeném i uzavřeném procesu. Může být konstruován pro nejrůznější média jako například stlačený vzduch, zemní plyn, CO2, vodní pára, cyklopentan, R245fa nebo SES36. U zkušebního ORC zařízení v Bayreuthu se odpařuje například cyklopentan. Dr.-Ing. Rolf Pfeiffer: "Náš systém na zpětné získání energie lze použít pro celou řadu aplikací, kdy se přímo zpracovávají procesní plyny nebo je třeba zhodnotit při integraci naší GET jednotky do ORC procesu nepřímo nevyužité odpadní teplo."
Všestranné oblasti použití
Zpětné získání energie je proveditelné s turbínový generátorem DEPRAG v mnoha oblastech použití. Při tavení kovů jako je hliník nebo měď jsou tavicí vany chlazeny stlačeným vzduchem. Stlačený vzduch prochází chladícími kanály a tím se zachycuje teplo. Obvykle je vypuštěno nevyužité do atmosféry. S novou mikro-expanzní turbínou a integrovaným generátorem se přemění v elektrickou energii, která je dodávána do elektrické sítě.
I v bioplynových zařízeních a blokových tepelných elektrárnách je myslitelné použití GET turbínového generátoru na bázi ORC procesu k výrobě elektrické energie. Elektrický stupeň účinnosti zařízení lze smysluplně optimalizovat novým turbínovým generátorem, ve kterém může být efektivně využito i malé množství odpadního tepla v ORC procesu k zpětnému získání energie.
V zásadě se hodí každý spalovací motor pro dodatečné použití turbíny. Samotný efektivní spalovací motor může přeměnit pouze okolo třetiny energie, které je obsažena v palivu, v mechanickou práci. Zbylých 60 procent generované energie se vytratí jako odpadní teplo ve výfukových plynech a chladicích kapalinách. Použití u mobilních pohonů například v užitkových vozidlech spočívá v tom, že tato termická energie je využita na základě procesu páry. Turbínový generátor zde představuje klíčovou součást. Získaným elektrickým výkonem může být zásobeno napájení, odlehčí se alternátoru a je zlepšen celkový stupeň účinnosti.
DEPRAG SCHULZ GMBH u. CO. patří k vedoucím výrobcům pneumatických motorů. Z vývoje a výroby nejrůznějších pneumatických pohonů se v průběhu uplynulého desetiletí firma zaměřila na turbínovou technologii. S těmito inovativními řešeními mohou být kompletně realizovány nové aplikace. Firma DEPRAG se sídlem společnosti v hornofalckém Ambergu je zastoupena 600 zaměstnanci ve více než 50 zemích. Inovacemi a neustálým zlepšováním stávajících produktových řad reaguje firma DEPRAG na nové výzvy a požadavky budoucnosti.
Kontakt:
Dagmar Dübbelde
DEPRAG SCHULZ GMBH u. CO.
Carl-Schulz-Platz 1
D-92224 Amberg
Tel: 09621 371-343
Fax: 09621 371-199
Email: d.duebbelde@deprag.de
Internet: www.deprag.com
