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#Tendencias de productos
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Soluciones descentralizadas que se convierten
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Genere el poder del calor residual industrial
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Con los cambios de avance en el sector de energía, el interés en generadores de poder descentralizado, variable está creciendo. El uso del calor residual de procesos industriales puede contribuir perceptiblemente al rendimiento energético creciente y a la generación de poder con poco carbono. El ciclo de Rankine orgánico (ORCA) lleva un acercamiento tecnológico la conversión del calor residual en poder. Por más de 7 años, un consorcio bávaro septentrional, consistiendo en la universidad de Bayreuth, la universidad técnica MÁS ALLÁ DEL HORIZONTE y la compañía DEPRAG de Amberg-Weiden, ha estado desarrollando con éxito sistemas de la ORCA, específicamente, las turbinas micro de la extensión en las gamas de energía baja de debajo 50 kilovatios (eléctricos).
La recuperación de la energía inusitada, tal como el calor en gas de escape de los motores de combustión o de las turbinas de gas o aún el calor residual de procesos industriales, es una estrategia prometedora para dirigir el desafío para aumentar rendimiento energético. Las soluciones técnicas existentes, tales como procesos rio abajo o turbinas del poder de vapor como ampliadores del gas natural, se limitan a los flujos de energía con una temperatura del °C más de 500 y una salida del sistema eléctrico de más de 100 kilovatios. Para alcanzar la penetración de un mercado más fuerte y un impacto positivo tangible en sistema de energía de hoy, es vital golpear ligeramente en los potenciales sustanciales en los niveles de una temperatura más baja.
El concepto: Una turbina eficiente, a escala reducida de la ORCA
La ORCA se adapta particularmente a la conversión de la energía de fuentes de calor con temperaturas del °C 100 a 500 °C. en principio, éste es el proceso tradicional del poder de vapor nombrado después del físico y del ingeniero escoceses William John Macquorn Rankine (1820 – 1872). En contraste con los generadores convencionales, en sistemas de la ORCA sin embargo, el medio de trabajo es líquido orgánico en vez de agua. Estos materiales tienen la ventaja del torneado a cocer al vapor en las temperaturas comparativamente bajas. Esta tecnología todavía no se ha establecido suficientemente en kilovatios más bajo del rango de potencia eléctrico de 100. Esto es debido, entre otras cosas, a la falta de ampliadores micro rentables con los generadores. El grupo de socios ha tomado exactamente este acercamiento con su trabajo intensivo de la investigación y desarrollo. En primer lugar, un nuevo tipo de unidad alto-integrada del generador de turbina se ha desarrollado que se comprende de una turbina de impulso axial con el generador síncrono sellado herméticamente (imagen de la turbina). Además, un diseño innovador del cambiador de calor (placa y cambiador de calor de la cáscara) se ha probado para conectar directamente el medio de funcionamiento de la ORCA con los gas de escape. Estas medidas evitan los circuitos intermedios de alto coste.
Colaboración estrecha: Bayreuth y Amberg
En el proyecto “desarrollo de un mini generador de la ORCA para la utilización del calor residual”, financiada por la caridad bávara de la financiación de investigación a partir de 2011 a 2013, la experiencia específica de los tres socios del proyecto primero fue reunida en varias etapas de desarrollo: Simulación y selección inmóviles de líquido, diseño y producción de un evaporador directo y una turbina micro de la extensión con el generador, concepto del sistema de la demostración así como del edificio y operación del sistema. La turbina micro de la extensión era calculada y diseñada por profesor Dr. - Ing. Andreas Weiß de la universidad técnica MÁS ALLÁ DEL HORIZONTE de Amberg-Weiden. SCHULZ U. GMBH CO. de DEPRAG basado en Amberg solucionó los desafíos técnicos implicados en la producción de la turbina micro de la extensión de la ORCA. Finalmente, un sistema de la investigación fue puesto en el für Energietechnik (ZET) de Zentrum en la universidad de Bayreuth bajo dirección de profesor Dr-Ing. Dieter Brüggemann (imagen del sistema de la investigación). “La cooperación intensiva y enfocada de los promotores de la turbina de Amberg y de los expertos de la termodinámica de Bayreuth llevó al logro de la energía eléctrica de 12 kilovatios con eficacia de la turbina del casi 65% usando temperaturas del gas de escape de hasta 300 grados de Celsius”, recuerda al Dr. - Ing. Theresa Weith, que trabajó en el proyecto y ahora dirige el tema de la transferencia de calor en el ZET.
Desarrollo posterior sistemático: Un uso más amplio y uso flexible
El proyecto de investigación es el primer paso en el desarrollo posterior sistemático de la tecnología de la ORCA de los socios del proyecto. Después de que sea acertado la construcción y la prueba del generador experimental con la evaporación directa del cyclopentane y de una turbina micro como ampliador, un sistema modular para las turbinas micro de la extensión fueran desarrolladas. Esto vino en el marco del subproyecto del centro de la excelencia para la producción de calor y de energía combinados, las “turbinas micro de la extensión con los generadores de alta velocidad para la conversión del calor residual en CHP u otros procesos industriales”, financiada por el ministerio bávaro del estado de la educación y de los asuntos culturales, ciencia y artes, entre 2013 y 2016. Tres diversos representantes de este sistema modular se han examinado extensivamente en un segundo sistema de la ORCA usando el hexamethyldisiloxane (milímetro) como el fluido operante.
Usando el nuevo generador extremadamente confiable de la prueba de la ORCA, las turbinas se pueden probar no sólo en el punto del diseño, pero también bajo carga parcial, para poder determinar características operativas y de la eficacia. Las medidas tomadas verifican aumentos posteriores en eficacia para poder observar un grado de eficacia del casi 75% por la turbina. Todos los participantes han intentado continuamente sostener cálculos teóricos con pruebas concretas del laboratorio. Las “publicaciones numerosas en este campo han sido contenido con cálculos computarizados y no han podido proporcionar ningunas pruebas experimentales. Hemos podido cerrar este hueco y demostrar el gran potencial para la producción de energía incluso en pequeños sistemas de la ORCA”, acentuó a profesor Brüggemann.
La familia de producto de la Verde-Energía-turbina (CONSIGA) de SCHULZ U. GMBH CO. de DEPRAG, cuyo diseño se basa sobre todo en el proyecto resumido, también demuestra que los objetivos ambiciosos han alcanzado más allá del ámbito científico. Hay cinco diversos tamaños que cubren los rangos de potencia eléctricos de 3 kilovatios a 175 kilovatios. Debido a su diseño simple, CONSIGA el generador de turbina puede ser adaptado rápidamente y rentable en la práctica a los requisitos de alimentación variados, a los fluidos operantes, a las presiones y a las temperaturas. Hay actualmente ya alrededor 100 máquinas que trabajan en el campo.
A pesar de los éxitos alcanzó ya, los socios del proyecto se han fijado las metas aún más ambiciosas para el futuro. En el proyecto más reciente financiado por el BFS, una turbina adaptante con geometría variable se está desarrollando y se está probando en la existencia sistema de la investigación. “Esperamos permitir la adaptación inteligente y eficiente por la turbina a las gamas con frecuencia de ocurrencia de la parcial-carga” explicamos a profesor Weiß.