Tiskové zprávy

Green Energy

(Tiskové zprávy Duben 2018)

DEPRAG informuje o používání turbínového generátoru GET

Využití potenciálu: změna nevyužité energie na proud

Kooperační partneři vyvíjejí výzkumnou elektrárnu ORC

Je mnoho způsobů, jak bojovat proti změnám klimatu. Jedním z nich je využívání obnovitelných zdrojů energie. Dalším důležitým základem je opětovné získání nevyužité energie, která se uvolňuje při mnoha průmyslových procesech. Ta, bohužel, často uniká nevyužitá do okolního prostředí…

„Při mnoha průmyslových procesech vzniká plyn, který uniká nevyužitý do okolního prostředí. Východiskem by bylo, tyto plyny energeticky využít“, objasňuje Dr. Ing. Rolf Pfeiffer, ředitel a jednatel společnosti DEPRAG. Opětovné využití energie procesních plynů není nic nového. „Novinkou ale je, že náš vývoj umožnil v malém, kompaktním, decentralizovaném zařízení pro zpětné využití energie, přeměnit i nepatrné množství zbytkové energie v rozsahu výkonnosti od 5 do 200 Kilowatt na proud také.“ Turbínový generátor DEPRAG GET lze použít všude tam, kde průmyslový proces opouští nevyužitá energie.

Universita Bayreuth, Východobavorská Vysoká škola technická (OTH) Amberg-Weiden a DEPRAG SCHULZ GMBH u. CO. KG zahájili v roce 2011 společný výzkumný projekt, podporovaný Bavorskou nadací pro výzkum. Cílem výzkumu bylo, využít do té doby nevyužitou energii. Partnerům projektu se podařilo stávající odpadní teplo efektivně přeměnit na elektrickou energii.

Jedná se o nevyužitý potenciál energie, ve formě tepla, ne tlaku, který musí být využíván přes samostatný, uzavřený okruh – například procesem ORC (Organic Rankine Cycle). Na této bázi vyvíjeli tři partneři projektu zkušební zařízení ORC, které bylo sestaveno a testováno v centru pro energetickou techniku (ZET) univerzity Bayreuth. Ve druhém projektu výzkumu (2015-2016), v rámci kompetenčního centra pro kombinovanou výrobu tepla a elektřiny (KoKWK), partneři zařízení optimalizují, aby mohl být opět výrazně zvýšen stupeň účinnosti. Stejně tak i turbínový generátor poskytovaný firmou DEPRAG.

DEPRAG, společně se spolupracujícími partnery, zorganizoval na univerzitě v Bayreuthu informační zasedání pro zákazníky, kde byly výsledky výzkumu představeny. Účastníci měli v tento den jedinečnou příležitost poznat výzkumnou elektrárnu ORC, seznámit se s procesy a dozvědět se podrobnosti ohledně integrovaného turbínového generátoru GET.

Turbínový generátor DEPRAG GET

Kompaktní jednotka, sestávající z mikro-expanzní turbíny s elektrickým generátorem, vytváří proud z plynu. Bez příslušného elektrického skříňového rozvaděče není expandér o moc větší než krabice od bot a může být použit tam, kde se plyn z vyšší úrovně tlaku mění na nižší. Tlaková energie, která se přitom uvolňuje, se dosud používá k získávání elektřiny jen ojediněle, dochází tedy k plýtvání cenným energetickým potenciálem.

Inovativní turbínový generátor GET přemění energii, obsaženou v pracovním fluidu na elektřinu. Plyn proudící do turbíny, pomocí trysek se „jednoduše“ zrychlí, naráží na kolo turbíny a odevzdává tam svoji energii. Jeho kinetická energie se mění přes generátor na energii elektrickou. V tomto inovačním systému představuje turbína a elektrický generátor kompaktní jednotku – mají společnou hřídel. Důsledek: Otáčí se turbína a také rotor generátoru.

Turbínový generátor DEPRAG GET je k dostání v konstrukčních velikostech 5 kW, 30 kW, 60 kW, 120 kW a 175 kW a je konfigurován individuálně pro stávající proces. Pro dimenzování proudové mechaniky a pro konstrukci turbínového generátoru je nezbytné, definovat specifické parametry: druh média, vstupní a výstupní tlak, hmotnostní tok, vstupní a výstupní teplota. K tomu potřebují odborníci DEPRAG přesný popis aplikace a procesu.

Speciálně vyvinutý model pro výpočet turbín pomáhá inženýrům při dimenzování. Nástroj je spojen s databází látek, aby bylo možné stanovit pro zadané provozní body nejrůznější pracovní fluida odpovídajících vlastností. Dále jsou v softwaru integrovány různé modely ztrát, které byly validovány měřením. Tím je možné přesně stanovit geometrii konstrukčních částí vedoucích proudění. Nástroj pro výpočet byl opakovaně přizpůsobován a vylepšován, tak, aby mohla být velmi rychle a efektivně stanovena výkonnostní charakteristika. Pro zákazníky z toho vyplývá úspora času a nákladů. S modelem výpočtů turbíny jsou možné nejen návrhy proudové mechaniky pro jednostupňové axiální turbíny. Lze propočítat také dvoustupňové axiální turbíny – takzvané Curtisovy a Cantileverovy turbíny.

Mnohostranná oblast používání

Turbínový generátor GET lze používat v otevřeném i v uzavřeném procesu. Může být navržen pro různá média jako např. stlačený vzduch, zemní plyn, CO2, dusík, cyklopentan nebo chladící prostředky jako R245fa, R134a a podobně. Ve zkušebním zařízení ORC v Bayreuthu bude odpařován například MM ze skupiny siloxanů. Dr.-Ing. Rolf Pfeiffer: „Náš systém obnovy je možné použít pro celou řadu aplikací, pro přímé rozptýlení procesních plynů nebo pro nepřímé zužitkování nevyužitého odpadního tepla prostřednictvím integrovaní naší jednotky GET v procesu ORC.“

Využít energii s turbínovým generátorem DEPRAG je možné v dalších oblastech použití. Při transportu zemního plynu přes tisíce kilometrů existují četné možnosti využití pro řešení GET. Přitom jsou zvláštní výzvou především vysoké požadavky pro výbušná prostředí a z nich vyplývající povolená použití. Směrnice byly poprvé splněny v roce 2017. Turbína Green Energy může být například v distribučních stanicích městských továren: Plyn bude po transportu v potrubí uvolněný na nižší tlak. Při transformaci tlaku mění expandér cennou energii na elektrický proud.

Tepelná energie může pocházet také z přírodních zdrojů (geotermální energie). Bezplatné teplo hlubinných termálních vod, o teplotě 100 – 180°C, je přes výměník tepla dodáváno do kruhového procesu ORC. Zbytkové teplo většinou ještě před tím, než je termální voda poslána dalším vrtem znovu zpět do země, napájí dálkovou tepelnou síť.

V procesu ORC mohou být využity také zdroje tepla pro stacionární použití (kombinované tepelné elektrárny, lodní motory, atd.). V zásadě je každý spalovací motor vhodný pro doplňkové používání turbín. Základ: Samotný velmi účinný spalovací motor může na mechanickou práci přeměnit pouze třetinu energie z paliva. Zbývajících 60 procent odchází jako odpadní teplo ve spalinách a ztrácí se v chladící vodě. Řešením by bylo využití tepelné energie na základě uzavřeného cyklu. Turbínový generátor přitom představuje klíčový komponent. Získaným elektrickým výkonem mohou být zásobeny jiné spotřebiče a zlepší se celková účinnost.

DEPRAG SCHULZ GMBH u. CO. KG patří k lídrům mezi výrobci pneumatických motorů. Vývoj a výroba nejrůznějších pneumatických pohonů se v průběhu posledních deseti let zaměřila na turbínové technologie, jako na hlavní bod. S těmito inovačními řešeními mohou být dokonale realizovány nové aplikace. DEPRAG, se sídlem v hornofalckém Ambergu, je zastoupen přibližně 700 zaměstnanci ve více než 50 zemích. Inovace a průběžné zlepšování stávajících výrobních řad bylo vždy firmou DEPRA považováno jako nejlepší odpověď na výzvy doby.


 
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 
 

Copyright fotografie (vymezení autorských práv):

Vezměte, prosím, na vědomí, že fotografie podléhají autorským právům. Neoprávněné použití bez souhlasu vlastníka a udání zdroje, úprava či užití pro jiné účely nejsou dovoleny.