Микротурбина: Микротурбины против ГПУ / Статьи и обзоры / Элек.ру

Содержание

Микротурбина — Википедия. Что такое Микротурбина

Микротурбина (микротурбогенератор) — компактная турбина. Отчасти, успех микротурбин обусловлен развитием электроники, делающей возможной работу оборудования без вмешательства человека. Микротурбины применяются в самых сложных проектах автономного электроснабжения.

Микротурбинные системы имеют множество преимуществ перед автономными электростанциями на базе поршневых двигателей: более высокая плотность мощности (с учетом занимаемой площади и веса), экстремально низкие эмиссии или всего несколько (или одна) движущихся частей. Микротурбины Capstone разрабатываются с воздушными подшипниками и охлаждаются воздухом без использования моторного масла и смазочно-охлаждающих жидкостей. Преимущество микротурбин также заключается в том, что большая часть выделяемой тепловой энергии сосредоточена в системе выхлопа с относительно высокой температурой в то время, как выделяемое тепло возвратно-поступательных двигателей распределяется между выхлопом и охлаждающей системой.

микротурбина, турбина, генератор, capstone
Разрез микротурбины Capstone C65 (65 кВт)

Микротурбины могут работать на большей части промышленных топлив, таких как: природный газ, пропан, дизельное топливо, керосин, попутный нефтяной газ, также могут использоваться возобновляемые виды топлива: E85, биодизель и биогаз.

Микротурбина имеет компрессор, одноступенчатую радиальную турбину, инвертор и рекуператор. Тепло дымовых газов может быть использовано для подогрева воды, воздуха, процессов осушения или в абсорбционно-холодильных машинах — АБХМ, которые создают холод для кондиционированния воздуха, используя бесплатную тепловую энергию, вместо электрической энергии.

КПД типовых микротурбин массового производства достигает 35 %. В режиме комбинированной генерации электричества и тепловой энергии — когенерации, может достигаться высокий коэффициент использования топлива — КИТ, выше 85 %.

Преимущества микротурбин:

  • эластичность и адаптивность к восприятию электрических нагрузок в диапазоне от 1 до 100%
  • возможность длительной работы микротурбины на предельно низкой мощности - 1%,
  • низкий уровень эмиссий,
  • отсутствие дымовых труб,
  • отсутствие в микротурбинах моторного масла, смазки
  • отсутствие охлаждающих жидкостей,
  • быстрое и технологичное подключение к топливным магистралям, электрическим коммуникациям и тепловым сетям,
  • сервисное обслуживание микротурбины – 1 день, 1 раз в году,
  • низкий уровень шума,
  • предельно малый уровень вибраций микротурбины,
  • система дистанционного контроля,
  • компактные размеры микротурбины,
  • возможность размещения микротурбинной электростанции на крышах зданий,
  • высокое качество производимой электроэнергии ввиду наличия инвертора,
  • комбинированное производство электроэнергии и тепла (когенерация),
  • возможность работы в условиях низких температур (Крайний Север, Арктика).
  • Массачусетский технологический институт (MIT) начал проект разработки миллиметровых двигателей турбин в середине 1990-х, когда профессор аэронавтики и астронавтики Алан Епштейн обосновал возможность создания персональных турбин, которые будут способны удовлетворить персональные потребности в электричестве современного человека, по примеру того, как большая турбина может удовлетворить потребности в электричестве небольшого города. Согласно исследованиям профессора Епштейна существующие в настоящее время промышленные литий-ионные аккумуляторы поставляют около 120—150 Вт·ч/кг. Миллиметровая турбина МИТ будет поставлять около 500—700 Вт·ч в ближайшем будущем, и в дальнейшем эта величина вырастет до 1200—1500 Вт·ч.

Сферы применения микротурбин:

  • нефтегазовая сфера - утилизация ПНГ[1] (попутный нефтяной газ является побочным эффектом нефтедобычи и образует значительное количество вредных выбросов. Энергетические установки имеют возможность использовать ПНГ для выработки электроэнергии, что обладает очень высокой степенью эффективности),
  • децентрализованное энергоснабжение (в т.ч. сотовая связь),
  • энергоснабжение в условиях Крайнего Севера,
  • энергоснабжение торговых комплексов,
  • энергоснабжение дата-центров,
  • энергоснабжение фармацевтических складов,
  • энергоснабжение стройплощадок,
  • энергоснабжение аграрного сектора.

Производители:

См. также

Примечания

Ссылки

«В России создали газотурбинный двигатель сверхмалого размера» в блоге «Перспективные разработки, НИОКРы, изобретения»

На вопросы «Завтра» отвечает Сергей Журавлёв, руководитель проекта создания газотурбинного двигателя сверхмалого размера.

«ЗАВТРА». Сергей, при взгляде на вашу микротурбину кажется, что это — небольшой реактивный двигатель. Который, наверное, ставят на какие-то сверхмалые самолёты, беспилотные летательные аппараты…

Сергей ЖУРАВЛЁВ. Внешний вид обманчив, и, несмотря на то, что несколько человек из нашей команды имеют прямое отношение к авиации, мы вообще-то делали совсем иное. Микротурбина — сердце нашего проекта автономного дома. Мы считаем, что дом в России должен быть изначально энергоактивным, то есть производить энергии больше, чем потреблять. И за счёт этого он должен быть автономным, то есть не иметь жёсткого подключения к внешним монопольным сетям.

«ЗАВТРА». Есть западная концепция: ставим на крышу солнечные батареи, а во двор — ветряк. Но у нас, извините, в стране нет ни толкового солнца, ни ветра, поскольку мы — в середине северного континента. В чём состоит ваш подход?

Сергей ЖУРАВЛЁВ. Автономный дом создать сегодня несложно, технологии это позволяют. Весь вопрос состоит в стоимости, потому что, конечно, можно поставить солнечные батареи и летом накапливать энергии более чем достаточно, а потом использовать её зимой. Но стоимость аккумулирования этой энергии будет близкой к космической — даже если ставить современные аккумуляторы, перекачивать воду по системе разновысотных прудов или же запасать тепловую энергию с помощью тепловых насосов или расплавленной теплоёмкой соли.

Чтобы таким образом запасти энергии на всю зиму, надо потратить целое состояние на систему аккумулирования. Поэтому мы исходим из концепции комбинирования разных источников энергии, которые позволяют закрывать все потребности. Электроэнергию сегодня бессмысленно накапливать в аккумуляторах, первичную энергию надо накапливать в химической форме, например — в виде горючих газов.

То есть приходим к тому, что надо ускорять процессы «метаболизма здания», производя горючие газы из тех отходов и мусора, что образуются в самом автономном доме. Есть несколько принципиальных способов получения и водорода или метана, но нам важен тот факт, что горючий газ, производимый самим домохозяйством, позволяет легко закрыть им генерацию электроэнергии и тепла на протяжении всей зимы. Отсюда и возникла идея микрогазотурбинной установки. У турбин есть много преимуществ по сравнению с обычными газопоршневыми агрегатами, то есть обычными и привычными для нас двигателями внутреннего сгорания.

У небольших газотурбинных двигателей уже достигнут очень высокий КПД, их, в отличие от газопоршневых двигателей, легко звукоизолировать, они почти не шумят и занимают малый объём. Неоспоримым их преимуществом является и то, что они легко работают на плохом, некачественном газе, который может генерировать домохозяйство из своих бытовых отходов.

«ЗАВТРА». Здесь надо сказать, что мы все привыкли к чистому, почти 100% метану, который нам поставляет по газовой трубе «Газпром», тот самый монополист, от которого вы хотите уйти, — а вы предлагаете получать прямо в доме пусть и менее чистый, но уже «свой», автономный метан?

Сергей ЖУРАВЛЁВ. Да, сейчас в деталях проработана практика получения конечного газового продукта, смеси горючих газов из большого спектра бытовых отходов — начиная от бумаги или дерева и заканчивая, извините за подробности, помётом птиц или навозом домашних животных.

Именно поэтому микротурбины сейчас — очень актуальное направление разработок. В том числе — и на Западе, где несколько компаний активно над этим работают. Понятно, что там концепция очень похожа на нашу: микротурбина становится «энергетическим сердцем» семьи или предприятия, когда всё производство многих бытовых предметов потребления, в первую очередь — продуктов питания концентрируется в самом домохозяйстве. И это, конечно, тот самый образ совсем иного будущего, когда мы получаем целый пласт «новых производителей», эдаких «крестьян XXI века», которые уже очень мало зависят от внешнего мира, обеспечивая себя всем необходимым и даже создавая излишки продукции.

«ЗАВТРА». Да, дай Бог, чтобы мы смогли возродить наши российские просторы благодаря такой уникальной технологии. А что у вас в ближайших планах?

Сергей ЖУРАВЛЁВ. Да, автономный дом — это будущее. Сегодня же возможность для применения микротурбин раскрывается в уже упомянутой нами авиации. В прошлом эволюция двигателей в авиации обошла микродвигатели стороной — по той простой причине, что они подходили только для авиамоделизма, имели очень малый ресурс. Микродвигатели в авиации были «бабочками-подёнками», были короткоживущими и рассматривались только как подобия, копии настоящих, «взрослых» авиадвигателей. Но сегодня, наконец, эволюция двигателестроения в размере микротурбины привела нас к тому, что возможности технологии и запросы авиации сошлись в одну точку — и мы можем сейчас сделать хорошую микротурбину для авиации.

«ЗАВТРА». Посмотрим на этот небольшой агрегат. Выглядит как настоящий двигатель, а что эта малютка сегодня выдаёт, если перевести в сухие цифры мощности или тяги?

Сергей ЖУРАВЛЁВ. На максимальных оборотах эта микротурбина выдаёт 200 ньютонов. Если же говорим о мощности — то это порядка 12 кВт. Достаточно мощный двигатель для своего скромного размера.

«ЗАВТРА». Для сравнения: насколько помню, обычная квартира даже на пике мощности потребляет сегодня 1,5-2 кВт электроэнергии, а в среднем — сотни ватт?

Сергей ЖУРАВЛЁВ. Да, такой малютки вполне хватит на десяток квартир в многоквартирном доме. Сейчас все параметры посчитаны на скорости микротурбины около 100 тысяч оборотов в минуту. Но при форсированном варианте турбины можно достичь и 150 тысяч оборотов в минуту, хотя это и не рационально.

«ЗАВТРА». Это ведь отнюдь не обороты двигателя внутреннего сгорания! Получается, что в турбине используются высокотехнологичная подвеска, специализированные подшипники, точный вал?

Сергей ЖУРАВЛЁВ. Да, в турбине стоят качественные, долговечные подшипники. В авиамоделизме для похожих турбин используют подшипники попроще, но они живут недолго, а для бытовой микротурбины самая главная проблема — создать систему смазки и балансировки двигателя, вала, которая бы позволяла ему долго послужить.

Современные флагманы отрасли уже имеют ресурс микротурбин порядка 100 тысяч часов, то есть около десяти лет, и при регулярном обслуживании турбины один раз в год. Мы не ставим такой задачи, хотя уже просчитали компоновку системы охлаждения на пять тысяч часов. А эта машина сможет работать не менее пятисот часов — это первый, но важный рубеж. Мы сейчас только переходим в стадию тестовых испытаний с промышленными образцами. Поэтому какой нам выдаст результат машина, мы пока не загадываем, но говорим: «не менее», — и это уже примерно впятеро больше, чем самый хороший авиамодельный двигатель.

«ЗАВТРА». Скажите, а как дальше интегрировать эту микротурбину? Ведь ей нужна будет система подготовки топлива, если её использовать в энергоснабжении домохозяйств — то и система получения электроэнергии. Кто этим займётся?

Сергей ЖУРАВЛЁВ. Пока что, на первом этапе, мы начинаем работу именно с авиацией, немного упрощая себе первый шаг на пути к конечной цели. Авиация пока что всё-таки использует качественный керосин, а не бытовой газ, который по своим параметрам даже хуже магистрального. А задача когенерирующей микротурбинной установки, как я уже сказал, — это и наша мечта, и наша стратегическая цель.

«ЗАВТРА». Когенерация — это комбинированное получение тепла и электроэнергии, то, к чему надо всегда стремиться в нашей холодной стране. А были ли какие-то аналоги такого подхода, создания таких миктротурбин в советской, в российской истории? Насколько эта вещь уникальна?

Сергей ЖУРАВЛЁВ. В России не производятся двигатели такого типоразмера. Делают только двигатели для военных целей, это двигатели обычно более простые — для крылатых ракет, например. Но это подход одноразового использования, вида «выстрелил и забыл». Крылатая ракета при этом должна пролететь свой час до цели — и, соответственно, весь двигатель рассчитан на то, чтобы она этот час летела гарантированно.

Мы же говорим о совсем другом рынке, гражданского применения. Соответственно, всем способным произвести продукт на такой ёмкий рынок я желаю только успеха. Места и работы хватит всем. Поэтому мы, в общем, не опасаемся жёсткой конкуренции на рынке — в малой энергетике всё в России ещё только начинается.

«ЗАВТРА». Скажите, а какие следующие этапы вы планируете для микротурбины? Как вы её будете испытывать и совершенствовать?

Сергей ЖУРАВЛЁВ. К сожалению, у нас не так много средств, чтобы построить качественный испытательный стенд. Сейчас мы занимаемся этой работой, готовимся к тестовым испытаниям опытного образца. Наша текущая задача — произвести промышленный образец, создать производственную кооперацию, отработать технологические процессы и применяемые материалы. Дальше будет стадия доводочных испытаний. Но кое-что мы делаем и заранее, не дожидаясь, когда двигатель обретёт окончательный вид, — например, мы приступили к эскизной разработке гибридной силовой установки, как для целей будущей когенерации, так и для использования в беспилотных летательных аппаратах. Гибридный двигатель — это наиболее современная схема квадрокоптеров и конвертопланов, которые используют электропривод винта, но могут питаться и от микротурбины, а не от аккумуляторов, как сегодня.

«ЗАВТРА». Да, я был в своё время поражён тем, насколько далеко ушёл прогресс за последние десять лет развития беспилотной авиации, но знаю, какая критическая масса проблем возникла с БПЛА именно из-за того, что современные аккумуляторы накладывают ограничения на дальность и скорость беспилотников.

Сергей ЖУРАВЛЁВ. Беспилотные аппараты — очень сложные агрегаты, мы и не претендуем на их конструирование или производство. Наша задача — сделать качественную силовую установку, применимую в разных типах летательных аппаратов. Микротурбину можно встроить в любой авиадвигатель: турбореактивный, турбовентиляторный, турбовинтовой и уже упомянутый электрический двигатель для БПЛА. Микротурбина для них — компактный и мощный источник энергии. Выдавая реактивную струю и вращая вал, микротурбина создаёт электроэнергию, достаточную для полёта летательного аппарата.

«ЗАВТРА». Скажите, Сергей, а в какой части микротурбина собрана из российских комплектующих? С чем вы столкнулись при разработке своего аппарата, и какие задачи вы решили, а какие остались пока нерешёнными?

Сергей ЖУРАВЛЁВ. Не буду рассказывать обо всех тонкостях и нюансах наших операционных изысканий. В целом же скажу, что Россия за последние годы накопила очень серьёзный парк передового оборудования в так называемых аддитивных технологиях. Этот двигатель произведён на 70% в рамках аддитивных технологий, то есть запрограммированным «выращиванием» металлических конструкций. Аддитивные технологии — это использование 3D-принтера, который сразу делает готовое изделие прямо из аморфного металла.

«ЗАВТРА». То есть вся ваша микротурбина буквально «напечатана» из металла?

Сергей ЖУРАВЛЁВ. Да, всё напечатано — кроме болтиков и гаечек. Болтики печатать незачем, на них есть стандарт. На токарном станке тут выточены только вал и корпус вала двигателя. Ну, и немного деталей выполнено фрезеровками на пятикоординатных станках, но это тоже — самое современное оборудование.

Соответственно, утверждать, что мы сегодня «отсталая страна» — это несусветная глупость. Есть лишь ряд технологических потребностей, пока что не решённых в российской промышленности. Например, уже упомянутые «долгоиграющие» керамические подшипники нашей микротурбины. В то же время мы видим, что российская научно-производственная база готова к производству и таких изделий, здесь вопрос лишь в экономике. Чтобы построить производство керамической продукции такого уровня для нашего изделия, это производство должно выпускать несопоставимо больший объём, чтобы сделать приемлемую стоимость. Прежде всего это вопрос конкуренции, грубо говоря — китайскую, японскую или немецкую продукцию купить пока намного дешевле, чем произвести здесь; нельзя поставить суперстанок только ради того, чтобы сделать четыре подшипника на опытную турбину.

«ЗАВТРА». Ну, это проблема всех компаний-инноваторов. На западе изобретателям тоже приходится выкручиваться в такой ситуации.

Сергей ЖУРАВЛЁВ. Да, надо учитывать «эффект инновации». Например, если наша оборонная промышленность заинтересована в получении профессиональных двигателей в небольшом типоразмере, причём с применением самых современных материалов, этот процесс будет ускоряться вне зависимости от того, хотим мы этого или нет. Это видно просто по тому, как за последние 3-4 года армия вдруг обогатилась современной техникой.

«ЗАВТРА». Скажите, а кто вам помогает и что вам мешает в вашей работе?

Сергей ЖУРАВЛЁВ. Вы знаете, мешают, скорее, производственные традиции, которые в России всё-таки достаточно косные. С одной стороны, это хорошо, потому что традиции позволяют делать меньше ошибок, но они же часто тормозят инновации.

Простой пример. Мы производим моделирование двигателей в компьютерной 3D-среде, то есть компонуем корпус двигателей со всеми деталями прямо в виртуальной 3D-модели. Эта же модель является исходным кодом для станка с ЧПУ или 3D-принтера, никаких чертежей, современное оборудование сразу «понимает» такой двоичный код. Но часть российских производств почему-то до сих пор требует перевести нашу 3D-модель в десяток ГОСТовских чертежей. А потом эти же чертежи их собственные конструкторы снова переводят уже в свою 3D-модель, чтобы «скормить» тем же станкам с ЧПУ!

Всё это тормозит и усложняет процесс и служит источником ошибок. Как говорят, «два переезда равны одному пожару», так вот — две переделки чертежей создают очень похожий эффект… И мы сегодня таких производителей переучиваем, приучаем к тому, чтобы они действовали, исходя из изменившихся реалий.

В итоге, из-за такой «притирки» смежников кооперация по производству этого двигателя заняла почти полгода. Кооперация в том смысле, что мы передавали готовое модельное решение со всеми необходимыми параметрами. И наши партнёры, надо отдать им должное и сказать огромное спасибо, брались за эти микропартии, экспериментальные, по сути, изделия, так как всё-таки в России есть удивительно нежное отношение к новому, уникальному, что мы и почувствовали, работая со своими смежниками по созданию нашей турбины. Ведь аддитивные технологии сегодня всё-таки только осваиваются российской промышленностью, и сделать просто «влёт» ту или иную деталь — это довольно сложно. Но наши партнёры активно включались и делали всё, что могли — в самых непростых условиях.

«ЗАВТРА». Есть ли интерес к вашим разработкам со стороны отечественной «оборонки», если не заходить в зону государственных секретов? Наше военное ведомство — насколько оно проявляет интерес к такого рода концепциям, как они воспринимают идею микротурбины для авиации, в том числе и для беспилотной?

Сергей ЖУРАВЛЁВ. Давайте я отвечу почти философски. Я туда ещё не ходил, а ко мне ещё официально не приходили. «Товарищ майор» нами ещё не интересовался, но я предполагаю, причём с высокой долей уверенности, что поиск решений в этом направлении осуществляется нашим военным ведомством уже давно и очень активно. Я ведь вижу, как довольно крупные институты работают именно над этой задачей, и рано или поздно мы с этой стороной применения нашего изделия, конечно, столкнёмся.

«ЗАВТРА». То есть либо гора придёт к Магомету, либо всё-таки Магомет придёт к горе?

Сергей ЖУРАВЛЁВ. Вот именно. У нас нет антагонизма по отношению к нашей оборонной промышленности, но и опыта взаимодействия с ней тоже нет. Мы вообще — частная команда. Мы даже юридическое лицо специально под этот проект пока не создавали. В общем, у нас была задача — построить двигатель. И мы её выполнили

«ЗАВТРА». А сколько человеко-часов потребовалось, чтобы сделать эту малютку?

Сергей ЖУРАВЛЁВ. Скажем так, от «идеи, нарисованной на салфетке» и до воплощения двигателя в опытном образце прошло два года, что вылилось в напряжённый труд двух десятков людей, хотя, конечно, и не на полном рабочем дне.

«ЗАВТРА». То есть это достаточно сжатый срок от идеи до образца.

Сергей ЖУРАВЛЁВ. Я считаю, что сегодня производственные компетенции можно обретать очень быстро. Для этого достаточно доступа к источникам технологических знаний и мотивированной, слаженной команды. Сама же высокотехнологическая продукция не является сегодня каким-то табуированным знанием, к которому могут прикасаться только суперпрофессионалы, «избранные или специально обученные люди», как иногда в шутку говорят. Всё в инновациях создаётся поиском, мозговыми штурмами, оценками, перебором вариантов. Это очень непростой процесс, и тут на первый план выходит мотивация.

«ЗАВТРА». Есть мнение, что сейчас инновационное производство построить гораздо легче, чем даже 20 лет тому назад. Например, я слышал, что тот завод, который Советский Союз по АФАР-радарам для своих военных самолётов строил целое десятилетие, сегодня можно за полтора года собрать прямо в чистом поле — и это не будет каким-то стахановским подвигом. Насколько это правда?

Сергей ЖУРАВЛЁВ. Россия и Советский Союз всегда славились прежде всего способностью к мобилизации, к производству невероятного за очень короткие сроки. Поэтому, конечно, даже советские стройки уже были примером высочайших темпов освоения новых технологий и нового знания — и атомный, и космический проект, и менее «громкие» вещи, которые тоже всегда были на мировом уровне. С другой стороны, нынешние технологии в самом деле при желании позволяют производственнику буквально «прыгать через ступеньки», создавая в ещё более сжатые сроки совершенно новые изделия, часто основанные на новых, уникальных подходах. Нынешнее время — настоящая эпоха возможностей для думающих, активных людей. Настоящее «время мечты».

«ЗАВТРА». Касательно вашей мечты хотел задать вопрос. Мы начали наш разговор с «дома будущего». Я тоже истовый фанат будущего, поскольку прекрасно понимаю, что без движения вперёд любое общество медленно сползает назад. Ваше мнение: что общество получит от сегодняшних инноваций, таких, как ваша микротурбина или концепция автономного дома?

Сергей ЖУРАВЛЁВ. Если говорить о мечте или о нашей философии, то я считаю, что любой проект должен исходить из чётких философских оснований, из ясного видения будущего мира, в котором твой проект является важным, критическим элементом. Иначе будешь всю жизнь думать об «инновационной расчёске для волос». Я условно говорю, подчёркивая, что сегодня часто люди пытаются сделать бесполезные вещи, не обижая ни в коем случае разработчиков новых вариантов расчёсок. Просто мне это не интересно, новые расчёски наш мир не изменят. Например, если уж мы строим автономный энергоизбыточный дом, надо себе сказать, что он ничем не привязан к земле, кроме фундамента.

«ЗАВТРА». То есть захотели в Карелию — полетели в Карелию. Захотели на южный берег Крыма — полетели на южный берег Крыма?

Сергей ЖУРАВЛЁВ. Да, ровно об этом речь: дом должен в некоем идеальном образе будущего стать и вашим транспортным средством. Ничего нереального в этом нет. Но это, конечно, уже совсем другая история, которую не стоит сразу привязывать к нашей скромной микротурбине. Она может стать не более чем маленьким шажком к такому образу будущего.

«ЗАВТРА». Сергей, большое спасибо за беседу. Я надеюсь, может быть, через два года, может, уже через год увидеть энергетическую установку с вашим «сердцем» — крошечным турбореактивным двигателем, микротурбиной. Пусть даже под грифом «секретно», в виде сообщения, что где-то в России начаты испытания нового БПЛА для нужд Минобороны, с «инновационным турбореактивным двигателем». И, конечно, желаю, чтобы вы не потеряли энтузиазма на длинном пути к вашей мечте.

Сергей ЖУРАВЛЁВ. Энтузиазма точно не потеряем. Надеюсь, его хватит надолго. Как всегда говорят, были  бы деньги — было бы и счастье. Но, тем не менее — и находим, и делаем, и сделаем.

Материал подготовил Алексей АНПИЛОГОВ

Микротурбина — Википедия

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Микротурбина (микротурбогенератор) — компактная турбина. Отчасти, успех микротурбин обусловлен развитием электроники, делающей возможной работу оборудования без вмешательства человека. Микротурбины применяются в самых сложных проектах автономного электроснабжения.

Микротурбинные системы имеют множество преимуществ перед автономными электростанциями на базе поршневых двигателей: более высокая плотность мощности (с учетом занимаемой площади и веса), экстремально низкие эмиссии или всего несколько (или одна) движущихся частей. Микротурбины Capstone разрабатываются с воздушными подшипниками и охлаждаются воздухом без использования моторного масла и смазочно-охлаждающих жидкостей. Преимущество микротурбин также заключается в том, что большая часть выделяемой тепловой энергии сосредоточена в системе выхлопа с относительно высокой температурой в то время, как выделяемое тепло возвратно-поступательных двигателей распределяется между выхлопом и охлаждающей системой.

микротурбина, турбина, генератор, capstone Разрез микротурбины Capstone C65 (65 кВт)

Микротурбины могут работать на большей части промышленных топлив, таких как: природный газ, пропан, дизельное топливо, керосин, попутный нефтяной газ, также могут использоваться возобновляемые виды топлива: E85, биодизель и биогаз.

Микротурбина имеет компрессор, одноступенчатую радиальную турбину, инвертор и рекуператор. Тепло дымовых газов может быть использовано для подогрева воды, воздуха, процессов осушения или в абсорбционно-холодильных машинах — АБХМ, которые создают холод для кондиционированния воздуха, используя бесплатную тепловую энергию, вместо электрической энергии.

КПД типовых микротурбин массового производства достигает 35 %. В режиме комбинированной генерации электричества и тепловой энергии — когенерации, может достигаться высокий коэффициент использования топлива — КИТ, выше 85 %.

Преимущества микротурбин:

  • эластичность и адаптивность к восприятию электрических нагрузок в диапазоне от 1 до 100%
  • возможность длительной работы микротурбины на предельно низкой мощности - 1%,
  • низкий уровень эмиссий,
  • отсутствие дымовых труб,
  • отсутствие в микротурбинах моторного масла, смазки
  • отсутствие охлаждающих жидкостей,
  • быстрое и технологичное подключение к топливным магистралям, электрическим коммуникациям и тепловым сетям,
  • сервисное обслуживание микротурбины – 1 день, 1 раз в году,
  • низкий уровень шума,
  • предельно малый уровень вибраций микротурбины,
  • система дистанционного контроля,
  • компактные размеры микротурбины,
  • возможность размещения микротурбинной электростанции на крышах зданий,
  • высокое качество производимой электроэнергии ввиду наличия инвертора,
  • комбинированное производство электроэнергии и тепла (когенерация),
  • возможность работы в условиях низких температур (Крайний Север, Арктика).
  • Массачусетский технологический институт (MIT) начал проект разработки миллиметровых двигателей турбин в середине 1990-х, когда профессор аэронавтики и астронавтики Алан Епштейн обосновал возможность создания персональных турбин, которые будут способны удовлетворить персональные потребности в электричестве современного человека, по примеру того, как большая турбина может удовлетворить потребности в электричестве небольшого города. Согласно исследованиям профессора Епштейна существующие в настоящее время промышленные литий-ионные аккумуляторы поставляют около 120—150 Вт·ч/кг. Миллиметровая турбина МИТ будет поставлять около 500—700 Вт·ч в ближайшем будущем, и в дальнейшем эта величина вырастет до 1200—1500 Вт·ч.

Сферы применения микротурбин:

  • нефтегазовая сфера - утилизация ПНГ[1] (попутный нефтяной газ является побочным эффектом нефтедобычи и образует значительное количество вредных выбросов. Энергетические установки имеют возможность использовать ПНГ для выработки электроэнергии, что обладает очень высокой степенью эффективности),
  • децентрализованное энергоснабжение (в т.ч. сотовая связь),
  • энергоснабжение в условиях Крайнего Севера,
  • энергоснабжение торговых комплексов,
  • энергоснабжение дата-центров,
  • энергоснабжение фармацевтических складов,
  • энергоснабжение стройплощадок,
  • энергоснабжение аграрного сектора.

Производители:

См. также

Примечания

Ссылки


Микротурбина — Википедия

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Микротурбина (микротурбогенератор) — компактная турбина. Отчасти, успех микротурбин обусловлен развитием электроники, делающей возможной работу оборудования без вмешательства человека. Микротурбины применяются в самых сложных проектах автономного электроснабжения.

Микротурбинные системы имеют множество преимуществ перед автономными электростанциями на базе поршневых двигателей: более высокая плотность мощности (с учетом занимаемой площади и веса), экстремально низкие эмиссии или всего несколько (или одна) движущихся частей. Микротурбины Capstone разрабатываются с воздушными подшипниками и охлаждаются воздухом без использования моторного масла и смазочно-охлаждающих жидкостей. Преимущество микротурбин также заключается в том, что большая часть выделяемой тепловой энергии сосредоточена в системе выхлопа с относительно высокой температурой в то время, как выделяемое тепло возвратно-поступательных двигателей распределяется между выхлопом и охлаждающей системой.

микротурбина, турбина, генератор, capstone Разрез микротурбины Capstone C65 (65 кВт)

Микротурбины могут работать на большей части промышленных топлив, таких как: природный газ, пропан, дизельное топливо, керосин, попутный нефтяной газ, также могут использоваться возобновляемые виды топлива: E85, биодизель и биогаз.

Микротурбина имеет компрессор, одноступенчатую радиальную турбину, инвертор и рекуператор. Тепло дымовых газов может быть использовано для подогрева воды, воздуха, процессов осушения или в абсорбционно-холодильных машинах — АБХМ, которые создают холод для кондиционированния воздуха, используя бесплатную тепловую энергию, вместо электрической энергии.

КПД типовых микротурбин массового производства достигает 35 %. В режиме комбинированной генерации электричества и тепловой энергии — когенерации, может достигаться высокий коэффициент использования топлива — КИТ, выше 85 %.

Преимущества микротурбин:

  • эластичность и адаптивность к восприятию электрических нагрузок в диапазоне от 1 до 100%
  • возможность длительной работы микротурбины на предельно низкой мощности - 1%,
  • низкий уровень эмиссий,
  • отсутствие дымовых труб,
  • отсутствие в микротурбинах моторного масла, смазки
  • отсутствие охлаждающих жидкостей,
  • быстрое и технологичное подключение к топливным магистралям, электрическим коммуникациям и тепловым сетям,
  • сервисное обслуживание микротурбины – 1 день, 1 раз в году,
  • низкий уровень шума,
  • предельно малый уровень вибраций микротурбины,
  • система дистанционного контроля,
  • компактные размеры микротурбины,
  • возможность размещения микротурбинной электростанции на крышах зданий,
  • высокое качество производимой электроэнергии ввиду наличия инвертора,
  • комбинированное производство электроэнергии и тепла (когенерация),
  • возможность работы в условиях низких температур (Крайний Север, Арктика).
  • Массачусетский технологический институт (MIT) начал проект разработки миллиметровых двигателей турбин в середине 1990-х, когда профессор аэронавтики и астронавтики Алан Епштейн обосновал возможность создания персональных турбин, которые будут способны удовлетворить персональные потребности в электричестве современного человека, по примеру того, как большая турбина может удовлетворить потребности в электричестве небольшого города. Согласно исследованиям профессора Епштейна существующие в настоящее время промышленные литий-ионные аккумуляторы поставляют около 120—150 Вт·ч/кг. Миллиметровая турбина МИТ будет поставлять около 500—700 Вт·ч в ближайшем будущем, и в дальнейшем эта величина вырастет до 1200—1500 Вт·ч.

Сферы применения микротурбин:

  • нефтегазовая сфера - утилизация ПНГ[1] (попутный нефтяной газ является побочным эффектом нефтедобычи и образует значительное количество вредных выбросов. Энергетические установки имеют возможность использовать ПНГ для выработки электроэнергии, что обладает очень высокой степенью эффективности),
  • децентрализованное энергоснабжение (в т.ч. сотовая связь),
  • энергоснабжение в условиях Крайнего Севера,
  • энергоснабжение торговых комплексов,
  • энергоснабжение дата-центров,
  • энергоснабжение фармацевтических складов,
  • энергоснабжение стройплощадок,
  • энергоснабжение аграрного сектора.

Производители:

См. также

Примечания

Ссылки


Микротурбина — Википедия. Что такое Микротурбина

Микротурбина (микротурбогенератор) — компактная турбина. Отчасти, успех микротурбин обусловлен развитием электроники, делающей возможной работу оборудования без вмешательства человека. Микротурбины применяются в самых сложных проектах автономного электроснабжения.

Микротурбинные системы имеют множество преимуществ перед автономными электростанциями на базе поршневых двигателей: более высокая плотность мощности (с учетом занимаемой площади и веса), экстремально низкие эмиссии или всего несколько (или одна) движущихся частей. Микротурбины Capstone разрабатываются с воздушными подшипниками и охлаждаются воздухом без использования моторного масла и смазочно-охлаждающих жидкостей. Преимущество микротурбин также заключается в том, что большая часть выделяемой тепловой энергии сосредоточена в системе выхлопа с относительно высокой температурой в то время, как выделяемое тепло возвратно-поступательных двигателей распределяется между выхлопом и охлаждающей системой.

микротурбина, турбина, генератор, capstone Разрез микротурбины Capstone C65 (65 кВт)

Микротурбины могут работать на большей части промышленных топлив, таких как: природный газ, пропан, дизельное топливо, керосин, попутный нефтяной газ, также могут использоваться возобновляемые виды топлива: E85, биодизель и биогаз.

Микротурбина имеет компрессор, одноступенчатую радиальную турбину, инвертор и рекуператор. Тепло дымовых газов может быть использовано для подогрева воды, воздуха, процессов осушения или в абсорбционно-холодильных машинах — АБХМ, которые создают холод для кондиционированния воздуха, используя бесплатную тепловую энергию, вместо электрической энергии.

КПД типовых микротурбин массового производства достигает 35 %. В режиме комбинированной генерации электричества и тепловой энергии — когенерации, может достигаться высокий коэффициент использования топлива — КИТ, выше 85 %.

Преимущества микротурбин:

  • эластичность и адаптивность к восприятию электрических нагрузок в диапазоне от 1 до 100%
  • возможность длительной работы микротурбины на предельно низкой мощности - 1%,
  • низкий уровень эмиссий,
  • отсутствие дымовых труб,
  • отсутствие в микротурбинах моторного масла, смазки
  • отсутствие охлаждающих жидкостей,
  • быстрое и технологичное подключение к топливным магистралям, электрическим коммуникациям и тепловым сетям,
  • сервисное обслуживание микротурбины – 1 день, 1 раз в году,
  • низкий уровень шума,
  • предельно малый уровень вибраций микротурбины,
  • система дистанционного контроля,
  • компактные размеры микротурбины,
  • возможность размещения микротурбинной электростанции на крышах зданий,
  • высокое качество производимой электроэнергии ввиду наличия инвертора,
  • комбинированное производство электроэнергии и тепла (когенерация),
  • возможность работы в условиях низких температур (Крайний Север, Арктика).
  • Массачусетский технологический институт (MIT) начал проект разработки миллиметровых двигателей турбин в середине 1990-х, когда профессор аэронавтики и астронавтики Алан Епштейн обосновал возможность создания персональных турбин, которые будут способны удовлетворить персональные потребности в электричестве современного человека, по примеру того, как большая турбина может удовлетворить потребности в электричестве небольшого города. Согласно исследованиям профессора Епштейна существующие в настоящее время промышленные литий-ионные аккумуляторы поставляют около 120—150 Вт·ч/кг. Миллиметровая турбина МИТ будет поставлять около 500—700 Вт·ч в ближайшем будущем, и в дальнейшем эта величина вырастет до 1200—1500 Вт·ч.

Сферы применения микротурбин:

  • нефтегазовая сфера - утилизация ПНГ[1] (попутный нефтяной газ является побочным эффектом нефтедобычи и образует значительное количество вредных выбросов. Энергетические установки имеют возможность использовать ПНГ для выработки электроэнергии, что обладает очень высокой степенью эффективности),
  • децентрализованное энергоснабжение (в т.ч. сотовая связь),
  • энергоснабжение в условиях Крайнего Севера,
  • энергоснабжение торговых комплексов,
  • энергоснабжение дата-центров,
  • энергоснабжение фармацевтических складов,
  • энергоснабжение стройплощадок,
  • энергоснабжение аграрного сектора.

Производители:

См. также

Примечания

Ссылки

Газовые микротурбины - микро газовая турбина. Цена. Мини газовая турбина - микрогазотурбина

Предприятие АО СКБ "Турбина" разрабатывает и производит микрогазотурбины МГТУ-100. Мы выпускаем уникальные энергоустановки, аналогичных моделей в России и ближнем зарубежье не производится. Газовые микротурбины комплектуются из отечественных деталей, в том числе электроники. А цена данных установок вполне соответствует их высоким эксплуатационным качествам.

Применение

Газовая микротурбина на выгодной цене

Энергетическая установка используется для того, чтобы обеспечить автономное энергоснабжение самых различных объектов: промышленных, жилых, коммерческих. Газовые микротурбины работают на природном газе и могут обеспечивать бесперебойное электрическое снабжение в условиях сложного климата с низкими температурами. Применяются установки в аграрной, нефтегазовой, энергетической областях. Газовые турбины микро-мощности с успехом используется для дачных поселков и в городских жилых домах для обслуживания, примерно 20 квартир. Мини турбина проста в эксплуатации, не требует большого штата персонала для обслуживания и может устанавливаться под открытым небом.

Обладая отличными техническими и эксплутационными качествами, микрогазотурбина помогает решить проблемы электрического и теплового снабжения. Энергоустановка МГТУ-100 может трансформироваться в когенерационную, совмещающую тепло и энергию, и в тригенерационную, включающую тепло, энергию и кондинционер.

Наши установки обладают конструктивными особенностями, позволяющими применять топливо в виде любого газа, в том числе при утилизации ПНГ(попутный нефтяной газ). Газовые микротурбины при использовании ПНГ исключают его уничтожение с помощью факельных систем, что увеличивает экологичность при добыче нефти. Надо заметить, что для мини газовой турбины нецелесообразно питание от газового баллона.

Преимущества 

  • Энергетическая эффективность. За счет утилизации ПНГ и превращении тепловой энергии в электрическую, происходит максимальная отдача. Коэффициент применения топлива превышает 90 процентов;
  • Экономическая эффективность. Исключается имущественный налог на микро газовую турбину на 3 года, используется повышенный коэффициент относительно нормы, себестоимость вырабатываемой электрической энергии в 2 раза меньше, сетевые тарифы окупаются, примерно в течение 2-4 лет;
  • Низкие затраты при эксплуатации. При работе устройства не используются лубриканты, различные масла, жидкости для охлаждения системы, также значительные межсервисные интервалы;
  • Надежность энергетического снабжения. Установка абсолютно не зависит от центральной сети и загруженности системы энергоснабжения;
  • Модульность, мобильность, небольшие размеры. Газовые мини  турбины компактны, возможна поставка блоками, требуемой для эксплуатации мощности, не возникает проблем с подключением установки к функционирующей электрической станции.

Цена газовых микротурбин

Цена микрогазотурбинной энергоустановки зависит от мощности, режима работы и особенностей комплектации.

Получите информацию по стоимости микрогазовой турбины МГТУ мощностью 60-200 кВт, связавшись с нашим отделом продаж по телефону +7 (351) 737-01-53

Поскольку мы являемся непосредственным производителем, на газовые турбины цена очень выгодная. 

Газовая микротурбина на выгодной цене

Микротурбина Турбосфера для выработки электроэнергии

Микротурбина Турбосфера для выработки электроэнергии.

 

 

Микротурбина ТурбоСфера – энергосберегающая установка для утилизации энергии избыточного давления природного газа и тепловой энергии с последующим превращением в электрическую энергию. Она позволяет использовать низкопотенциальные энергоресурсы, такие как энергию избыточного давления и тепловые отходы для выработки электроэнергии, при этом работая без потребления топлива, а лишь используя часть уже затраченной энергии для своего функционирования.

Технология ожидает финансирования!

 

Описание

Преимущества

Конструкция и принцип работы

Многогранность применения

Применение

 

Описание:

Микротурбина ТурбоСфера – энергосберегающая установка для утилизации энергии избыточного давления природного газа и тепловой энергии с последующим превращением в электрическую энергию. Она позволяет использовать низкопотенциальные энергоресурсы, такие как энергию избыточного давления и тепловые отходы для выработки электроэнергии, при этом работая без потребления топлива, а лишь используя часть уже затраченной энергии для своего функционирования.

Микротурбина Турбосфера для выработки электроэнергии

Электрическая мощность агрегата составляет от нескольких кВт до 500 кВт и выше, зависит от условий эксплуатации. Входное давление 0,3–5,5 МПа, расход от 500 куб. м/час.

 

Преимущества ТурбоСферы перед другими турбинами:

– высокая эффективность,

– компактность,

– универсальность,

– многоступенчатость,

– тихоходность,

– герметичность.

 

Конструкция и принцип работы:

В микротурбине ТурбоСфере использован абсолютно новый подход к конструированию подобных агрегатов. Установка сочетает в себе одновременно турбину, теплообменник и электрогенератор.

Микротурбина Турбосфера для выработки электроэнергии

В микротурбине ТурбоСфере всего одно рабочее колесо. Но на нем осуществляется многоступенчатое расширение потока газа. Это возможно за счет подвода рабочего тела от одной ступени к другой через каналы теплообменника. В них осуществляется подогрев газа между ступенями. Рабочее тело движется многократно по круговой спирали внутри труб теплообменника, которые образуют сферическую поверхность. Снаружи каналы омываются греющим теплоносителем.

Высокая эффективность ТурбоСферы, работающей на любом виде пара или газа, обусловлена проходящими в ней процессами. В этой турбине в полной мере реализуется многоступенчатое расширение потока газа с промежуточным его подогревом. Как известно из термодинамики, такой процесс приближается к изотермическому, при котором возможно получение максимальной работы а, следовательно, и максимальной эффективности.

Рабочее тело в процессе расширения охлаждается на некоторую температуру, соответственно в теплообменнике между ступенями необходимо его нагреть на такую же температуру. Многоступенчатый подвод теплоты позволяет нагревать поток газа не сразу, сообщив ему большое количество теплоты, а постепенно. Поэтому достаточно низкотемпературного теплоносителя – это может быть даже холодная водопроводная вода с температурой от 10 градусов.

Микротурбина ТурбоСфера не имеет редуктора, что значительно уменьшает ее массогабаритные показатели.

Электрогенератор располагается внутри корпуса турбины. Частота вращения рабочего колеса до 3000 об/мин и выше.

 

Многогранность применения:

Микротурбина ТурбоСфера характеризуется многогранностью ее применения:

Во-первых, она изначально разрабатывалась как турбодетандерная установка ТДУ, или, как ее еще принято называть: турбодетандер, ДГА (турбодетандерный агрегат), ГУБТ (газовая утилизационная бескомпрессорная турбина), утилизационная турбина и т.д. В этой связи, микротурбина ТурбоСфера способна исполнять роль турбоагрегата, устанавливаемого на газорегулирующем пункте ГРП, газорегулирующей станции ГРС, предназначенных для снижения давления природного газа. Традиционно давление потока газа снижается с помощью дросселирования, т.е. создания сопротивления в регуляторах давления газа. Такое положение оправдано при наличии дешевых энергетических ресурсов. Сегодня ситуация изменилась.

Во-вторых, в развитых странах на место простых регуляторов давления приходят подобные турбины, хотя правильнее было бы сказать не «вместо», а «вместе». Это обусловлено тем, что изготавливаемые машины не совершенны и не способны регулировать давление так же четко, как и регуляторы давления газа. ТурбоСфера лишена этого существенного недостатка. С ее разработкой производство газовых микротурбин выходит на новый уровень.

В-третьих, подобная ситуация наблюдается при дросселировании водяного пара в котельных. Турбина, работающая вместо редукционно-охладительной установки, способна обеспечивать, по крайней мере, собственные нужды котельной. Такие турбины получили название противодавленческая турбина или турбина типа Р. Микротурбина ТурбоСфера и здесь, за счет возможности регулирования давлений и высокой эффективности преобразования энергии, выглядит очень конкурентоспособной.

В-четвертых, возможность использования низкопотенциального теплоносителя способна открыть новые горизонты в применении микротурбины ТурбоСферы. А именно – утилизация низкопотенциального сбросного тепла, которое имеется на абсолютно любом предприятии. Здесь подразумевается использование замкнутого цикла низкокипящего вещества (хладон, бутан и т.п.), которое будет подогреваться за счет сбросного тепла. Такое применение микротурбины ТурбоСферы позволяет успешно использовать вторичные энергетические ресурсы предприятий.

 

Применение:

преобразование энергии избыточного давления природного газа в электроэнергию вместо теряемой энергии при дросселировании на ГРС и ГРП,

преобразование энергии избыточного давления водяного пара в электроэнергию вместо теряемой энергии при дросселировании пара в котельных,

выработка электроэнергии в низкокипящих паротурбинных установках при утилизации сбросного низкотемпературного тепла,

выработка электроэнергии в газотурбинных установках на органическом топливе,

выработка электрической и тепловой энергии в турбинных установках, работающих по бинарному газопаровому циклу (парогазовая установка, ПГУ),

применение в аппаратах наддува дизельных двигателей,

выработка холода и сжижение газов,

применение в качестве приводов вентиляторов, дымососов и т.д.

 

Примечание: описание технологий на примере микротурбины Турбосферы.

 

карта сайта

газовые микротурбины цена
завод микротурбин в тутаеве вакансии
запчасти для микротурбин
капстоун микротурбины
купить микротурбину
купить микротурбины спб
микротурбина для частного дома, микротурбина своими руками, своими руками для дома газовая паровая производство российские купить цена обслуживание
микротурбина delta, виэсх, микротурбина генератор, 
микротурбины в гибридах, в гибридном автомобиле, capstone технические характеристики, capstone цена, российского производства, санкт петербург
микротурбины цена, 
паровые микротурбины малой мощности цена
производство микротурбин
расчет микротурбины пример
российские микротурбины 

 

Коэффициент востребованности 2 490

Микротурбины | WBDG - Руководство по проектированию всего здания

Введение

Микротурбины

- это относительно новая технология распределенной генерации, используемая для стационарной генерации энергии. Это тип турбины внутреннего сгорания, которая вырабатывает тепло и электроэнергию в относительно небольших масштабах.

Микротурбины

обладают рядом потенциальных преимуществ по сравнению с другими технологиями для выработки электроэнергии небольшого масштаба, в том числе: небольшое количество движущихся частей, компактные размеры, малый вес, большая эффективность, меньшие выбросы, более низкие затраты на электроэнергию и возможности утилизации отработанного топлива.С этими системами также можно использовать рекуперацию отработанного тепла для достижения эффективности более 80%.

Из-за своего небольшого размера, относительно низких капитальных затрат, ожидаемых низких затрат на эксплуатацию и обслуживание, а также автоматического электронного управления микротурбины, как ожидается, займут значительную долю рынка распределенной генерации. Кроме того, микротурбины предлагают эффективное и чистое решение для прямых рынков механических приводов, таких как компрессия и кондиционирование воздуха.

Photo of three microturbines with a man inspecting the one in the center

Микротурбины работают как реактивные двигатели, но вместо тяги вырабатывают электричество.
Кредит фото: Capstone Turbine Corp.

Описание

А. Что такое микротурбина?

Обзор микротурбины
Коммерчески доступно Да (Limited)
Размерный ряд 25-500 кВт
Топливо Природный газ, водород, пропан, дизель
Эффективность 20-30% (Восстановленный)
Экологический Низкий (<9–50 ppm) NOx
Другие особенности Когенерация (вода 50–80 ° C)
Коммерческий статус Мелкосерийное производство, коммерческие опытные образцы.

(Предоставлено Калифорнийским руководством по распределенным энергетическим ресурсам по микротурбинам)

Микротурбины

- это небольшие турбины внутреннего сгорания размером примерно с холодильник с выходной мощностью от 25 кВт до 500 кВт. Они развивались из автомобильных и грузовых турбокомпрессоров, вспомогательных силовых установок (ВСУ) для самолетов и небольших реактивных двигателей. Большинство микротурбин состоят из компрессора, камеры сгорания, турбины, генератора переменного тока, рекуператора (устройства, которое улавливает отходящее тепло для повышения эффективности ступени компрессора) и генератора.На рисунке ниже показано, как работает микротурбина.

B. Типы микротурбин

Микротурбины

классифицируются по физическому расположению составных частей: одноосный или двухвальный, простой цикл или рекуперация, с промежуточным охлаждением и повторным нагревом. Машины обычно вращаются со скоростью более 40000 оборотов в минуту. Выбор подшипника - масло или воздух - зависит от использования. Микротурбина с одним валом с высокими скоростями вращения от 90 000 до 120 000 оборотов в минуту является более распространенной конструкцией, поскольку ее проще и дешевле построить.И наоборот, разделенный вал необходим для применений привода машины, для которых не требуется инвертор для изменения частоты мощности переменного тока.

Микротурбинные генераторы также можно разделить на два основных класса:

  • Микротурбины без регенерации (или с простым циклом) - В турбине с простым циклом или без регенерации сжатый воздух смешивается с топливом и сжигается в условиях постоянного давления. Полученный горячий газ может расширяться через турбину для выполнения работы.Микротурбины простого цикла имеют более низкую эффективность примерно на 15%, но также имеют более низкие капитальные затраты, более высокую надежность и больше тепла, доступного для когенерационных применений, чем рекуперативные установки.

  • Рекуперативные микротурбины - В эксплуатируемых агрегатах используется теплообменник из листового металла, который рекуперирует часть тепла из потока выхлопных газов и передает его во входящий воздушный поток, повышая температуру воздушного потока, подаваемого в камеру сгорания. Дальнейшее восстановление тепла отработавших газов может быть использовано в конфигурации когенерации.На рисунках ниже показана восстановленная микротурбинная система. Эффективность преобразования энергии топлива в электричество находится в диапазоне от 20 до 30%. Кроме того, восстановленные агрегаты могут обеспечить экономию топлива от 30 до 40% от предварительного нагрева.

Diagram of a recuperated microturbine. The diagrams points out the parts of the microturbine. They are: exhaust outlet, recuperator, combustion chamber, recuperator housing, turbine, air bearings, compressor, generator, ad generator cooling fins. Diagram of a recuperated microturbine system. The air moves in through the air filter and then on to the compressor. From this point the air eithercontinues on to the power shaft or the recuperator. The recuperator then filters out to system exhaust for heat recovery or channels into the turbine exhaust. The power shaft leads to the turbine as does the combustor. The combustor is fueled by a gas source which is added to the gas compressor, through the fuel injector and into the combustor.

Восстановленная микротурбина
Фото: Capstone

Когенерация является опцией во многих случаях, поскольку микротурбина расположена в точке использования мощности. Совокупный тепловой электрический КПД микротурбин в таких когенерационных установках может достигать 85% в зависимости от требований теплового процесса.

Микротурбина Эффективность
Конфигурация Эффективность
Не восстановленный 15%
Восстановленный 20–30%
с рекуперацией тепла До 85%

(Предоставлено Калифорнийским руководством по распределенным энергетическим ресурсам по микротурбинам)

Современные материалы, такие как керамика и термобарьерные покрытия, являются одними из ключевых технологий для дальнейшего улучшения микротурбин.Повышение эффективности может быть достигнуто с помощью таких материалов, как керамика, которые позволяют значительно повысить рабочую температуру двигателя.

C. Характеристики микротурбин

Некоторые из основных приложений для микротурбин включают в себя:

  • Распределенное поколение - автономные локальные приложения, удаленные от электросетей
  • Качественная мощность и надежность - снижение частоты колебаний, скачков напряжения, скачков напряжения, провалов или других сбоев
  • Резервная мощность - используется в случае сбоя в качестве резервной копии электрической сети
  • Пиковое бритье - использование микротурбин в периоды, когда плата за использование электроэнергии и потребление высоки
  • Повышение мощности - повышение мощности локальной генерации и на более удаленных сетях
  • Недорогая энергия - использование микротурбин в качестве базовой нагрузки или первичного источника энергии, которые дешевле производить на месте, чем для покупки у электросети
  • Комбинированная теплоэнергия (когенерация) - повышает эффективность выработки электроэнергии на месте за счет использования отработанного тепла для существующего теплового процесса.
Микротурбины

предлагают много потенциальных преимуществ для распределенной генерации энергии. Отдельные сильные и слабые стороны технологии микротурбин перечислены в следующей таблице из Калифорнийского руководства по распределенным энергетическим ресурсам по микротурбинам.

Микротурбины
Сильные стороны Слабые стороны
Небольшое количество движущихся частей Низкая эффективность использования топлива
Компактный размер Потеря мощности и эффективности при более высоких температурах окружающей среды и высоте
Легкий вес
Хорошая эффективность когенерации
Низкие выбросы
Может утилизировать отработанное топливо
Длительные интервалы техобслуживания
Нет вибрации
Меньше шума, чем поршневые двигатели
Укрепляет энергетическую безопасность

Доступно : N / A

Эстетика :

  • Улучшает линии обзора и обзор с автономными системами, что устраняет необходимость в воздушных линиях электропередач

Экономически эффективный : (См. Раздел F: Экономика микротурбин)

  • Позволяет сэкономить на расходах за счет снижения пикового спроса на объекте, следовательно, снижение платы за спрос

Функциональный :

  • Обеспечивает лучшую надежность и качество электропитания, особенно для тех, кто находится в местах с отключениями, скачками напряжения и т. Д.являются общими или энергоснабжение менее надежным
  • Обеспечивает электропитание удаленных приложений, где традиционные линии передачи и распределения не подходят, таких как строительные площадки и морские сооружения
  • Может быть альтернативой дизельным генераторам для питания на месте для критически важных функций (например, коммуникационные центры)
  • Обладает комбинированными тепловыми и энергетическими возможностями
  • Снижает перегрузку восходящих линий электропередачи
  • Оптимизирует использование существующих сетевых ресурсов, в том числе возможность высвободить передающие активы для увеличения пропускной способности
  • Повышает надежность сетки
  • Способствует более быстрому разрешению, чем модернизация линии электропередачи
  • Может быть расположен на площадках с ограниченным пространством для производства электроэнергии

Продуктивный :

  • Обеспечивает высококачественное питание для чувствительных приложений
  • Быстрее реагирует на новые потребности в энергии, поскольку увеличение емкости может быть выполнено быстрее
  • Способствует уменьшению капитала, связанного с непроизводительными активами, поскольку модульная природа микротурбин означает, что увеличение и уменьшение мощности можно производить небольшими приращениями, тесно связанными со спросом, вместо строительства центральных электростанций, рассчитанных для удовлетворения предполагаемого будущего (а не текущего) спроса
  • Мощность в режиме ожидания сокращает время простоя, позволяя сотрудникам возобновить работу
  • Производит меньше шума, чем поршневые двигатели

Безопасный / Безопасный :

  • Укрепляет энергетическую безопасность
  • Резервное питание обеспечивает быстрое восстановление после события

Устойчивое развитие :

  • Производит самую низкую эмиссию из любой некатализированной системы сжигания ископаемого топлива
  • Имеет небольшую занимаемую площадь, сводя к минимуму нарушения работы сайта
  • Уменьшает или откладывает модернизацию инфраструктуры (линии и подстанции)
  • Для рекуперации микротурбины обладает более высокой эффективностью преобразования энергии, чем центральное поколение
  • Позволяет более эффективно управлять энергией и нагрузкой

D.Экономика микротурбин

Капитальные затраты на микротурбины варьируются от 700 до 1100 долларов США / кВт. Эти расходы включают в себя все оборудование, сопутствующие руководства, программное обеспечение и начальное обучение. Добавление рекуперации тепла увеличивает стоимость на 75-350 долларов США / кВт. Затраты на установку значительно различаются в зависимости от местоположения, но обычно добавляют 30-50% к общей установленной стоимости.

Производители микротурбин

нацелены на будущую стоимость ниже $ 650 / кВт. Это представляется возможным, если рынок расширяется и объемы продаж увеличиваются.

С меньшим количеством движущихся частей поставщики микротурбин надеются, что агрегаты смогут обеспечить более высокую надежность, чем обычные технологии с возвратно-поступательным движением. Производители ожидают, что первоначальные установки потребуют более неожиданных посещений, но по мере созревания продукции будет достаточно графика технического обслуживания раз в год. Большинство производителей ориентируются на интервалы технического обслуживания 5000-8000 часов.

Расходы на техобслуживание микротурбинных установок все еще основаны на прогнозах с минимальными реальными ситуациями.Оценки варьируются от 0,005 до 0,016 долл. США за кВт-ч, что было бы сопоставимо с оценкой для небольших систем поршневых двигателей.

Микротурбина Стоимость
Капитальные затраты 700–100 долл. США / кВт
O & M Стоимость $ 0,005-0,016 / кВт
Интервал техобслуживания 5000-8000 часов

(Предоставлено Калифорнийским руководством по распределенным энергетическим ресурсам по микротурбинам)

Приложение

Микротурбины

могут использоваться для резервного питания, качества и надежности электроэнергии, пикового бритья и когенерации.Кроме того, поскольку микротурбины разрабатываются для использования различных видов топлива, они используются для извлечения ресурсов и применения на свалочном газе. Микротурбины хорошо подходят для небольших коммерческих зданий, таких как: рестораны, отели / мотели, небольшие офисы, магазины розничной торговли и многие другие.

Разнообразие потребителей энергии, которые уже используют микротурбины, велико и быстро растет. Например:

  • Газовые микротурбины на мусорной свалке, установленные на свалке Джамача в Спринг-Вэлли, штат Калифорния, обеспечивают электропитание на месте и обратно в сеть.Больше

  • Ресторан McDonald's в Чикаго, штат Иллинойс, получает большую часть своего электричества от микротурбины, работающей на природном газе, сокращая 1500 долл. США по сравнению с общей месячной стоимостью электроэнергии.

Система питания микротурбинного генератора Parallon 75 в The Energy Efficient McDonald's (TEEM) в Бенсенвилле, штат Иллинойс, может питать весь магазин, включая освещение, кухонное оборудование и систему отопления, вентиляции и кондиционирования.
Кредит Фотографии: Новости Пользователя Энергии

Photo of a Parallon 75 microturbine generator power system

  • Текстильная фабрика в Лоуренсе, штат Массачусетс, обеспечивает непрерывную работу, получая энергию от микротурбин.

  • Здание Чесапик в кампусе Университета Мэриленда, Колледж-Парк, штат Мэриленд, имеет систему охлаждения, отопления и электропитания (ТЭЦ), состоящую из микротурбин, чиллеров и стека, которая использует отработанное тепло для охлаждения и обогрева здания, значительно повышая эффективность системы ,

Flow chart of the Chesapeake Building CHP system. The chart begins with natural gas (262kW) being introduced to the microturbine. The microturbine expels 100kW of exhaust air at 500F. The exhaust air moves through the absorption chiller and leaves at 225F and 40kW. It then moves into the solid desiccant system where it leaves as 3000 CFM of dry air. The dry air moves into Zone 1. The microturbine puts off 67 kW electric power and the absorption chiller puts off 70kW (20 tons) of chilled water.

ТЭЦ Chesapeake Building, Мэрилендский университет, Колледж-Парк, MD

Также ведется разработка технологии микротурбин для транспортных применений.Автомобильные компании заинтересованы в микротурбинах в качестве легкого и эффективного источника энергии на основе ископаемого топлива для гибридных электромобилей, особенно автобусов.

Другие текущие разработки, направленные на улучшение конструкции микротурбины, снижение затрат и повышение производительности для производства конкурентоспособного продукта распределенной генерации, включают рекуперацию тепла / когенерацию, гибкость топлива и гибридные системы (например, топливный элемент / микротурбина, маховик / микротурбина).

Дополнительные ресурсы

WBDG

Типы зданий / Типы помещений

Применимо ко всем типам зданий и пространств

Цели дизайна

Эстетика, Экономичная, Функциональная / Операционная, Производительная, Безопасная / Безопасная, Устойчивая

Ввод в эксплуатацию

Ввод в эксплуатацию

Инструменты

Калькулятор скорости эскалации энергии (EERC), Energy Plus, Система принятия энергетических решений (FEDS)

Государственные и федеральные агентства

Ассоциации и организации

  • Калифорнийские сообщества для передовых распределенных энергоресурсов (CADER). Служит информационным центром по эффективным технологиям и инфраструктурным системам, которые повышают качество, надежность и безопасность коммунальных энергопоставок при одновременном снижении затрат на энергию и воздействий на окружающую среду, связанных с выработкой электроэнергии.
  • Ассоциация ТЭЦ
  • - Ассоциация, объединяющая различные рыночные интересы для содействия росту чистой и эффективной ТЭЦ в Соединенных Штатах. Его миссия состоит в том, чтобы создать нормативную, институциональную и рыночную среду, которая способствует использованию чистой, эффективной ТЭЦ в качестве основного источника электроэнергии и тепловой энергии в США (бывшая Ассоциация чистого тепла и энергии США (USCHPA))
  • Всемирный альянс за децентрализованную энергию (WADE) - запущен группой крупных компаний и национальными отраслевыми ассоциациями для ускорения разработки высокоэффективных систем когенерации и децентрализованной энергетики (DE), которые обеспечат значительные экономические и экологические выгоды во всем мире.

Производители

В мире существует более двадцати компаний, которые занимаются разработкой и коммерциализацией микротурбин для приложений распределенной генерации. Ниже приведены ссылки для пяти ведущих производителей микротурбин.

  • Bowman Power Systems - американская компания, которая разрабатывает микротурбинные системы для производства электроэнергии мощностью 80 кВт для применения в МЭД и мобильных устройствах.
  • Calnetix Technologies - ведущий производитель микротурбин для использования в распределенной генерации, комбинированной выработке тепла и электроэнергии (ТЭЦ), биогазе и в морских установках.
  • Capstone Turbine Corporation. Расположенная в Чатсворте, Калифорния, Capstone является лидером в коммерциализации микротурбинных генераторов с низким уровнем выбросов и высокой надежностью. Компания предлагает системы мощностью 30 кВт и 60 кВт для применения в МЭД.
  • Ansaldo Turbec - В конце 2012 года Ansaldo Energia приобрела Turbec. Компания предлагает микротурбинный генератор мощностью 100 кВт для коммерческого применения МЭД.
.
Microturbines Техническое руководство по истории горшков и блог

Turbec В 1990-х годах Volvo разработала небольшую автомобильную газовую турбину, которая в итоге была используется в качестве статической микротурбины. Газовая установка мощностью 100 кВт с водяным охлаждением - высокоскоростной генератор, приводимый в движение одновальной газовой турбиной с внешним рекуператором. Двигатель представляет собой обычный блок с масляной смазкой. Все еще в производстве сегодня, вероятно один из единственных настоящих конкурентов Capstone.Из-за его размера и веса больше не претендент на автомобильное использование.

Микротурбинная технология (МТТ) BV Micro CHP

Голландская компания Micro Turbine Technology (MTT) разработала установку, известную как Enertwin. Микротурбина мощностью 3,3 кВт используется как часть системы выработки ТЭЦ или co-. Пока не ясно, запущено ли устройство в производство, но оно, безусловно, выглядит полностью разработанным. товар. Компания также предполагает, что устройство может найти применение в качестве расширителя диапазона. или стационарный генератор на борту грузовых автомобилей.

Очень инновационный пакет, подходящий для отопления большого дома / малого бизнеса и энергии необходимо. Идеально для частичного распределенного поколения, этот тип устройства может быть в будущем?

Enertwin состоит из газовой турбины с турбонаддувом и масляной смазкой с небольшим высокоскоростным генератором, встроенным между компрессором и турбиной. Также добавлен статический рекуператор и бойлер для нагрева воды.

ССЫЛКА НА MTT

Нортхемптонский мотор- спортивная компания Delta Motor- sport выпустила картину небольшого микротурбинного блока приблизительно 15 кВт для использования в качестве расширителя диапазона EV.Спонсируемый правительством Великобритании проект под названием Mitre - Micro Turbine Range Extender. Возможно, потенциальный конкурент подразделению Bladon Jets?

DELTA- МОТОРСПОРТ

Bowman Power Systems Turbogen- 35

Bowman Power Systems Производитель микротурбин в Саутгемптоне, Великобритания. Вернуться в в 1990-х и 2000-х годах эта компания произвела несколько генераторных установок с использованием Elliot изготовлен газотурбинный агрегат и внешний рекуператор.Боуман выпустил генератор и электроника. Системы до 80 кВт могут быть произведены, Боуман больше не производит MTG, но вместо этого продают устройство для восстановления энергии выхлопных газов на базе машин с турбонаддувом к высокоскоростному генератору.

Turbogen- 35 Технические характеристики

ССЫЛКА НА BOWMAN

Capstone Turbine Corporation

ETC Energy Transfer Corporation

IHI ​​Ишикаваджима- Harima Heavy Industries

Capstone Очевидно, самый успешный в мире производитель микротурбин с тремя Модельный ряд и тысячи единиц (по сообщениям) проданы по всему миру.Действительно замечательный часть инновационной инженерии. Продукт не похож ни на один другой газотурбинный двигатель когда-либо построенный с одной движущейся частью и большой оберткой вокруг рекуператора. Двигатель связан со сложной электроникой, которая управляет потоком энергии внутри и снаружи турбины. Модель C30 30Kw может работать как на жидком, так и на газообразном топливе. топлива. C30 демонстрирует лучшие в своем классе стандарты эффективности использования топлива и выбросов. Дизельный двигатель без паров дизеля!

C30 в первую очередь разработан как стационарное устройство, но с некоторым ограниченным успехом Достигнута при использовании бортовых транспортных средств в качестве удлинителя.Для мощности 30 кВт это громоздкий, хрупкий и тяжелый, хотя и не идеально подходит для суровой езды спортивных автомобилей. Это не совсем то, чего ждал автопром и это на самом деле существует около 15 лет практически без изменений!

ССЫЛКА НА КАПСТОННУЮ ТУРБИНУ Capstone C30 HEV Спецификация

Bladon Jets (Подробнее) На своем сайте Bladon Jets заявляет, что может производить 12 кВт генераторная установка, но нет информации о том, когда она будет доступна для продажи и за сколько.Ряд претензий сделаны в отношении его сложности. Но что случилось с синим светом Jaguar и вспышкой суперкара C- X75?

В 2010 году Jaguar с большой шумихой объявил о предложении построить только турбинный автомобиль. снять через несколько лет. Их технические претензии в то время были граничащими на мошенничестве очень наивной автомобильной прессе!

Bladon создали завод в Ковентри для разработки микротурбинного блока, у них есть в течение некоторого времени, вероятно, с большими инвестициями со стороны материнской компании TATA.

Вопрос в том, преуспеют ли они перед лицом огромного технического и экономического вызов?

Изображенный здесь удручающе громоздкий агрегат мощностью 12 кВт, новый MTG, по-видимому, претерпел дизайн отличается от предыдущих опубликованных изображений, не ясно, если продукт на самом деле в продаже?

ССЫЛКА НА СТРЕЛКИ BLADON

Эллиотта. Энергетические системы Elliott изготовили несколько микротурбинных установок, на ТЭЦ. Для двух моделей предлагается блок мощностью 80 кВт и блок мощностью 250 кВт.Блок мощностью 80 кВт возможно, больше не будет в производстве. Он состоял из одного вала с масляной смазкой Турбинный двигатель за рулем высокоскоростного генератора. Большая часть электроники и генератора были предоставлены британской компанией Bowman. Большой внешний матричный рекуператор использовался. Большая установка также была разработана с использованием промышленной газовой турбины KG2. дооснащен рекуператором. По сравнению с Capstone громоздкая и сложная единица вряд ли это было бы очень успешно.

Ingersoll Rand Компания Ingersoll Rand выпустила устройство, известное как микротурбина Powerworks. Этот блок состоял из двухвальной схемы двигателя, построенной из компонентов в стиле зарядного устройства Turbo-. Свободная турбина приводит в движение низкоскоростной генератор через редуктор. Обычный система смазки маслом. Был установлен большой рекуператор матричного типа. Эти единицы больше не производится, и время от времени его можно увидеть на рынке с профицитом.

Garrett / Honeywell / Allied Signal Parallon 75; С их опытом турбо- зарядных устройств и маленькие газовые турбины Гаррет должен был знать, как производить микротурбины.Разработан из военного ВСУ дизайн. На короткое время они сделали в виде микротурбина Parallon 75 Устройство с турбонаддувом в стиле зарядного устройства с высокой скоростью генератор переменного тока и рекуператор. В 2001 году Honeywell вышла из отрасли микротурбин сектор.

Ишикаваджима- Harima Heavy Industries Co., Ltd. (IHI) Разработана японская компания IHI. DynaJet 2.6. Действительно замечательная единица и единственный в своем роде. Ни одна другая компания не имеет когда-либо производил что-нибудь подобное! Это просто турбинная копия продукта с поршневым двигателем.Прекрасно спроектированный и интегрированный продукт, который больше не производится. Это стоит новый что-то вроде 10000 долларов. Разработка этого продукта может сделать TREV (Турбина IHI производит турбонагнетатели и может другие сложные продукты тяжелой промышленности, так что, безусловно, хорошие возможности для развития или дальнейшего развития разработать микротурбину? Так почему бы и нет? IHI разработала прототип чемодана блок мощностью 400 Вт.

Блок с одним валом и рекуперацией, мощностью 2,6 кВт при 100 000 об / мин. БОЛЬШЕ

Jakadofsky Jet- Volt Jakadofsky производит высококачественные модели газовых турбин типа RC. Oни По-видимому, разрабатывается портативная генераторная установка на базе одновальной RC турбины. Их двигатели используют необычную систему отбора мощности и редуктора, которые сделать их потенциально пригодными для производства электроэнергии. Постоянный магнит средней скорости Генератор может приводиться в движение от турбины, а также использоваться для его запуска.На сегодняшний день нет другой дизайн турбины RC был адаптирован к выработке электроэнергии. Макет модели GT не идеально подходит для выработки электроэнергии, примитивной системы полного потери масла и малых камера сгорания сделает решение проблем с выбросами проблемой! Это не восстановленных единиц будет очень шумно и пить, хотя будет интересно посмотреть, насколько хорошо это продам если вообще?

Хотя эту маленькую турбину можно пить и шумить, ее можно использовать в перезаряжаемой турбине электромобиль (TREV) как «мера домой»?

ССЫЛКА НА JAKADOFSKY JET VOLT

и др.В каталоге газовых турбин Сойера 1976 года сообщается о существовании малой нефти - менее блок производства 5 кВт. А был построен как резервный генератор для телефонных станций - предшественник современной ИТ-инфраструктуры. За это десятилетие журнал Сойера сообщает о существовании ряда небольших проектов GT, многие из которых должны иметь был еще . В то время было оптимистичное будущее, предсказанное для газовых турбин. Никаких следов единицы ETC сегодня не найдено.

Показатель цены акций Capstone; Во все большей степени осознавая энергию и выбросы Мир вы ожидаете, что Capstone преуспеет? На $ 1,48 не так, так почему бы не разработать практичный микротурбинный расширитель, основанный на опыте разработки Capstone? Это наверняка будет иметь потенциал для мировых продаж?

Jakadofsky Портативный газотурбинный генератор

Turbogenset Покойный Колин Безант из Имперского колледжа в Лондоне разработал специальный высокоскоростной генератор осевого потока.Генератор был пригоден для прямого подключения на небольшую газовую турбину и работал на скорости до 60000 об / мин. В 1990-х годах Турбогенератор Компания была создана для использования этой технологии, изначально они разработали свои собственные простая газовая турбина, они позже приняли блок, сделанный чешской компанией První brněnská strojírna Velká Bíteš (PBS). PBS производит серию небольших газовых турбин на основе, и разработан из, микротурбо сапфир единицы. Генератор на 50 кВт был произведен на основе на сапфире получена газовая турбина, приводящая генератор в движение при 50 000 об / мин.Такой блок был выставлен на авиасалоне в Фарнборо.

Не ясно, сколько было продано комплектов Gen-, не похоже, что этот не- восстановленный Устройство прошло успешно и они больше не продаются. Это было предложено в маркетинге и статьи, что система была подходящей для судебного преследования в транспортных средствах и, возможно, была for- Бегун концепции автомобиля с удлинителем диапазона еще предстоит проверить. Подробнее о Turbogenset.

Saurer Швейцарская грузовая и автобусная компания Saurer имени Адольфа Заурера и основанная В Арбоне Швейцария выпустила небольшую газовую турбину GT15. GT15 технически производное устройство Aero- и было построено в качестве APU для бизнес-джета HFB320 в 1960-й года. Только очень немногие были сделаны, но это представляет и пример инновационного технического рискну много лет назад.

Этот одноосный агрегат производил всего 15 л.с. при 85 000 об / мин. Умный дизайн использует топливо в качестве смазочного материала и принимает процесс распыления с вращающимся двигателем, аналогичный многим Turbomeca дизайн сегодня.Если бы только он мог быть произведен в большем количестве и мог бы найти Широкое применение. Представьте, можно ли его использовать в качестве расширителя диапазона 10 кВт?

Continental TEG- 15 Издание 1960-х годов «Каталог газотурбинных установок Sawyers» снова сообщает о существовании турбогенератора в микротурбинном стиле. Еще одна микротурбина путь раньше времени? БОЛЬШЕ

Некоторые менее известные турбинные машины - , что с ними случилось?

Экологический концепт-кар Volvo (ECC).Приблизительно 1992 год был далеко впереди своего времени принятие конфигурации перезаряжаемой батареи турбины. Одной из многих проблем была недостаточная емкость батареи, поэтому это был бы в основном автомобиль с турбинным источником энергии. В 1992 году очень футуристический дизайн теперь известен как Volvo V70.

Газотурбинный двигатель Volvo работал при

об / мин и приводил в движение турбогенератор. производить электричество для тягового двигателя. Видно, что макет использует вращающийся теплообменник для рекуперации и повышения теплового КПД.

Крайслер Патриот

Крайслер разработал специальный гибридный спортивный автомобиль в начале 1990-х, чтобы конкурировать в Ле Mans. Это показало двухступенчатую газовую турбину, приводящую турбогенератор, чтобы обеспечить электричество для тягового двигателя. Автомобиль также принял рекуперацию энергии маховика система.

Подробнее о Chrysler Patriot на Allpar.com

Микротурбины Горшечная История и Блог

Подробные исследования и наблюдения опубликованной текущей и прошлой информации о Интернет указал на наличие ряда прошлых и нынешних микрогазотурбин (#microturbine) конструкции.Некоторые из которых могут быть использованы в перезаряжаемой турбине Роль электромобиля (#TREV). Промышленные журналы, такие как "Sawyers World Gas Turbine" Каталог »и« Авиационные двигатели мира »также предоставляют увлекательные документированные трубопровод в менее недавнее прошлое небольшой газовой турбины. Примерно 50 лет назад! Это Казалось бы, микротурбины были экстенсивно разработаны и исследованы над этими много десятилетий Ряд высококвалифицированных и опытных компаний пытались и очевидно потерпел неудачу, сдался или нашел это слишком дорогостоящим, чтобы продолжить.Эти компании включают автомобильные компании, такие как Chrysler, Toyota и Volvo, а также энергетические компании такие как Bowman Power Systems, Turbo Genset Company и могучий Honeywell. Если Honeywell не может это сделать кто может? А как насчет турбо-зарядных устройств , таких как Holset, Garrett? (Honeywell), Швицер и IHI? - Только IHI кратко преуспели (с портативным микротурбина модель Dynajet 2.6) но, к сожалению, сейчас снята с рынка. И не мог Роллс-ройс есть? Представьте себе репутацию стройного и изысканного роскошного солона скользя вдоль тихого свиста микротурбины, разработанной RR.Двигатель RR в машине RR (а не немецкой сборке BMW V12!). В сокращении военных и консолидированных Гражданские рынки двигателей с двигателем Аэро- не могли использовать этот опытный и квалифицированный газ RR. Инженеры турбины повернуть руку к этому?

Что могло измениться сегодня (в пользу микротурбины), так это энергетические рынки и Появление электрических транспортных средств, а также инструменты разработки, такие как CFD гидродинамика), быстрое создание прототипов и 3D-печать ранее не были доступны.Маленькая газовая турбина, безусловно, требует всего этого в качестве драйверов, чтобы помочь трудным и сложная беременность жизнеспособного и экономичного продукта.

Рынок электромобилей быстро расширяется, по крайней мере, один водитель является продвижением аккумуляторов это отчасти происходит от outisde автомобильной промышленности в виде переносные устройства. Будут ли аккумуляторные технологии и химикаты настолько энергоемкими? если бы не мобильные телефоны, ноутбуки и планшеты? Микротурбина не имеет внешняя движущая сила?

Видимое развитие остается медленным (конечно, может иметь место больший прогресс, но держали в секрете до подходящего времени для запуска продукта), Capstone были вокруг с 1990-х годов и указанный портфель продуктов остается относительно консервативным.Другие компании, такие как Bladon Jets (основана около 2010 года) и MTT, публикуют казалось бы, обнадеживающие критерии, но действительно ли их продукты поступят на рынок? И когда?

Автомобильные аккумуляторные технологии продолжают совершенствоваться и для стационарных применений в некоторых частях света существует жесткая конкуренция со стороны солнечной энергии в качестве цены за квт падает. При цене в $ 1000 / кВт цена Capstone не выглядит слишком благоприятной по сравнению СолнечномуТак будет ли Bladon Jets лучше? 12 кВт не так много энергии от относительно большая установка, и предполагается, что приложение просто питание для инфраструктуры мобильного телефона. Имеет ли смысл потреблять ископаемое топливо, когда Возобновляемые источники энергии могут присутствовать в клетках сайтов с относительным изобилием? Что произошло к супер- автомобилям? Bladon Jets MTG12 не выглядит так, как будто в багажник C- X75!

Еще в 2010 году это было выпущено -

Photo Release - - Velozzi для интеграции микротурбин Capstone C65 и C30 в электрическую Суперкар и спортивный кроссовер

ЧАТСВОРТ, Калифорния, 4 февраля 2010 г. (GLOBE NEWSWIRE) - - Capstone Turbine Corporation ( www.capstoneturbine.com) (Nasdaq: CPST) сегодня объявил, что Velozzi, базирующаяся в Лос-Анджелесе, автомобильный дизайнер и производитель, станет первой автомобильной компанией, которая интегрирует Capstone's Ультра- чистые микротурбины C65 и C30 в электрический суперкар и кроссовер. Фотографии, сопровождающие этот выпуск, доступны по адресу:

http: // www.globenewswire.com/newsroom/prs/?pkgid=7056

http://www.globenewswire.com/newsroom/prs/?pkgid=7057

Нет упоминания о микротурбинах на velozzi.it сегодня?

В США также есть скоростная компания Wright-. До сих пор много написано о Преимущества и экономия на микротурбинных мусоровозах. В настоящее время работает по той же пятнадцатилетней конструкции Capstone C30. Новый более сложный микротурбинный их собственного изготовления обещано, но разве это их на самом деле продвигая эти транспортные средства? Детальная проверка рекламных материалов, кажется, подтверждает, что на самом деле установлен Capstone C30, обещанная турбина Fulcrum еще не установлена? C30 был опробован на других аналогичных грузовых автомобилях с небольшим долгосрочным успехом, будет тариф Fulcrum лучше?

Конечно, компании, занимающиеся автомобильными микротурбинами, не просто в этом для конечной цели это также техническое путешествие.Спин- офф, технологический интеллектуальная собственность и, конечно, выгодные патенты могут быть созданы. Правительство и гранты ЕС доступны, такие как митра, спонсируемая правительством Великобритании (Microturbine Финансирование Range Extender), они помогают запустить отрасли в надежде, что она (немного похоже на саму газовую турбину) однажды станет самоокупаемым и создаст это собственный рынок, промышленность и рабочие места. Считается, что Бладон Джетс получил финансирование спонсорского типа также.

Подробнее о микротурбинах и суперкарах Capstone

Итак, попытка развеять мифов и легенд, вот список того, что там и что приходит и уходит и что может быть в мире газовой турбины micro-.

Volvo Aero Turbines, ныне несуществующая дочерняя компания Volvo, выпустила легкую площадку силовой агрегат для использования с самолетом. Известный как VT5G, это устройство было разработано из автомобильные одноосные агрегаты, с которыми Volvo экспериментировала в автомобилях.

Устройство работало на скорости 90 000 об / мин и имело номинальную мощность до 50 кВт, производя 400 Гц и 28 В постоянного тока. выходы.

Устройство имеет размеры 850 x 600 x 500 мм и весит около 135 кг, включая топливный бак.

Не известно, было ли это устройство когда-либо запущено в производство?

БОЛЬШЕ

Гибридный кинетический (HK Motors China) внедорожник Concept

Макет газовой турбины 3D с печатью up? Секционное устройство для использования на внедорожнике HK

HK Motors, китайская компания производит ряд электрических автобусов и может также иметь амбиции по производству электромобилей.Сложный ассортимент автомобилей типа SUV имеет был продемонстрирован в том числе расширитель диапазона турбины. Как обычно, не так много публикуется что касается микротурбины и, как и ожидалось, модель макета Capstone- была отображается в открытом доступе. Вопрос в том, какой реальный опыт у китайцев в микро разработка и производство газовых турбин?

собственная газовая турбина Wrightspeed, показанная на испытательном стенде.

Wrightspeed заявили о своих амбициях в отношении разработки собственных микро газовая турбина удлинитель.Для использования в грузовиках двухступенчатая установка с рекуператором Предложено дополнить аккумуляторную систему электропривода, разработанную для тяжелых транспортных средств. Иллюстрации типа CAD показывают компактный интегрированный блок питания, прототип реальности выглядит несколько объемнее! Так, если и когда такая единица фактически приведёт в действие грузовик? Так как во всех других проектах микротурбинных транспортных средств эксплуатируется только установка Capstone на дорогах общего пользования, несмотря на множество оптимистичных заявлений.

2017 Последние разработки из Интернета -

Прототип ротора микротурбины прототипа Wrightspeed

Mitsubishi Range + Microturbine Range Extender

30-киловаттный блок названий Range +, кажется, находится в разработке Mitsubishi Turbocharger и двигатель европе.С такими компонентами, как рекуператор и генератор Сторонние партнеры этого устройства выглядят довольно условно. Точный Масштаб устройства не ясен, это может быть довольно затруднительно, 30 кВт является высокой мощностью для расширитель диапазона, может быть, он предназначен для внедорожника? Если встанет много производственные проблемы, а также выполнение строгих целевых показателей производительности, если это быть действительно жизнеспособным? Было бы здорово увидеть один из этих многих прототипов на самом деле двигая транспортное средство!

А для электрических самолетов -

Будущее электрического или гибридного электрического самолета в настоящее время выглядит возможным, но многие предстоящие задачи, в том числе вопросы сертификации и летной годности, квалификации пилотов и вопросы общественного воздушного транспорта.По крайней мере, экспериментальные электрические самолеты установлены летать в ближайшие несколько лет как с фиксированным крылом, так и с VTOL. Комбинация реактивного топлива генератор горящего турбонагнетателя и аккумулятор высокой плотности с плотностью могут быть эффективными, более экологичная и безопасная альтернатива современной авиационной архитектуре.

Сертифицированный авиационный мир очень консервативен, большинство самолетов и вертолетов летают с электростанции развивались и развивались в течение десятилетий. Самый маленький частный самолет приводятся в действие поршневыми двигателями, разработанными в 1950-х и 1960-х годах.Эти электростанции безопасны, надежны и хорошо понимают, что для их изменения потребуется революция!

Израильская компания TurboGen разрабатывает установку мощностью 40 кВт, тестирование прототипа. уже выполняется

Новая двух газовая турбина с двойным валом ICR Tec ICR350

Интересный продукт от британской компании Samad Power. Небольшая газовая турбина в сочетании с котлом отопления. Похоже, что это турбонагнетатель не- с рекуперацией Тип блока, аналогичный дизайну голландскому Enner Twin.Как и во всех микротурбинах сталкивается с проблемами жизни, долговечности и производственных затрат. Сделанная на заказ машина turbo- не обходится дешево, несмотря на использование технологии зарядного устройства Turbo-.

,
статей :: Capstone Turbine Corporation (CPST)
Завод сточных вод Лонг-Айленда получает устойчивое повышение энергии

Три микробурбины Capstone совместного поколения, каждая мощностью 65 кВт, обеспечивают половину электрической нагрузки базовой нагрузки на заводе Great Neck, NY.

Достижение Capstone

Показанный в весеннем выпуске журнала Business Focus президент и главный исполнительный директор Capstone Turbine Даррен Джемисон рассказывает об истории, достижениях и будущем развитии Capstone в сфере энергетики как о сервисе.

C200S ICHP Микротурбина для Антарктической базы

Корпорация Capstone Turbine Corporation получила дополнительный заказ на микротурбину ICHP серии C200 Signature с 20-летним Планом защиты завода (FPP) от Национального научного фонда (NSF).

Always On - CHP предлагает идеальное решение для круглосуточной работы

Benz Research and Development Corp. использует микротурбину Capstone C200S в комбинированном приложении для охлаждения, нагрева и мощности (CCHP), чтобы обеспечить чистую и надежную электроэнергию, экономя компании около 60 000 долларов в год на затратах на электроэнергию.

Несколько шагов впереди

Старший вице-президент по производству Capstone Кирк Петти рассказывает журналу Military Recruit® о переходе от корпуса морской пехоты США к члену исполнительной команды Capstone Turbine. Прочитайте его лучшие 6 советов, чтобы найти работу своей мечты.

Возврат инвестиций: кредитный союз Пенсильвании извлекает выгоду из надежной власти

CCHP-система Capstone обеспечивает 100% мощности в холодные месяцы и от 60 до 70% в теплое время, обеспечивая возможность отправлять излишки чистого электричества обратно в сеть в непиковые часы.

Включение среди льда

В рамках первой технологии, Британская антарктическая служба, Великобритания эксплуатирует станцию ​​Галлея, расположенную на шельфовом леднике Брант, с помощью микротурбины C30 Capstone.Установка включает в себя операции, которые включают: мониторинг озонового слоя, анализ космического излучения и сбор данных о глобальном потеплении.

Когенерация приносит тепло

ТЭЦ и возобновляемые источники энергии объединяются для достижения целей современного производства энергии.

Пара Башен Остров Идет Зеленый

Couples Tower Isle, роскошный курорт «все включено» в Очо-Риос, недавно подписал соглашение о создании экологически чистой и экологически чистой микротурбины C800S, которая сделает этот курорт одним из самых зеленых отелей на Ямайке.

«Jet in a Box» обеспечивает питание удаленной базы Halley Antartica

Микротурбина C30 Capstone вырабатывает энергию 24/7 для удаленной антарктической базы Галлея для повседневной работы.Технология доказала свою пригодность для суровых арктических условий.

Микротурбины для временного питания

SSE Enterprise и Pure World Energy объединяют усилия, чтобы предоставить новую форму более чистой и дешевой временной энергии для использования на строительных площадках и в промышленных помещениях.

SSE и PWE запускают очиститель Power

Pure World Energy вступает в совместное предприятие по изменению игры.

Универсальная сила | Турбина Capstone делает небольшие мощные генераторы для многих применений

Показано в производстве T

.

Микротурбина - Wiki

Микротурбины - это газовые турбины мощностью от 25 до 500 киловатт, созданные на основе турбонагнетателей с поршневыми двигателями, авиационных вспомогательных силовых установок (ВСУ) или небольших реактивных двигателей, размером с холодильник. [1] Ранние турбины мощностью 30-70 кВт выросли до 200-250 кВт. [2]

Дизайн

визитка восстановленной микротурбины

Они состоят из компрессора, камеры сгорания, турбины и электрического генератора на одном валу или двух. Они могут иметь рекуператор, улавливающий отходящее тепло для повышения эффективности компрессора, промежуточный охладитель и подогрев.Они вращаются со скоростью более 40000 об / мин, а обычная микротурбина с одним валом вращается обычно со скоростью от

до 120000 об / мин. [1] Они часто имеют одноступенчатый радиальный компрессор и одноступенчатую радиальную турбину. Рекуператоры сложно спроектировать и изготовить, поскольку они работают при высоких перепадах давления и температуры.

Достижения в области электроники позволяют работать без присмотра, а технология электронного переключения питания исключает необходимость синхронизации генератора с энергосистемой, позволяя интегрировать его с валом турбины и использовать в качестве стартера.Газовые турбины принимают большинство коммерческих видов топлива, таких как бензин, природный газ, пропан, дизельное топливо и керосин, а также возобновляемые виды топлива, такие как E85, биодизель и биогаз. Для запуска на керосине или дизельном топливе может потребоваться более летучий продукт, такой как газ пропан. Микротурбины могут использовать микроджигание.

В полноразмерных газовых турбинах часто используются шарикоподшипники. Температуры 1000 ° C и высокие скорости микротурбин делают смазку маслом и шарикоподшипники непрактичными; они требуют воздушных подшипников или, возможно, магнитных подшипников. [3] Они могут быть оснащены подшипниками из фольги и с воздушным охлаждением без смазочного масла, охлаждающих жидкостей или других опасных материалов. [4]

Чтобы максимизировать эффективность при частичной нагрузке, несколько турбин могут запускаться или останавливаться по мере необходимости в интегрированной системе. [2] Поршневые двигатели могут быстро реагировать на изменения требований к мощности, в то время как микротурбины теряют большую эффективность при низких уровнях мощности. Они могут иметь более высокое отношение мощности к весу, чем поршневые двигатели, с низким уровнем выбросов и малой или только одной движущейся частью.Поршневые двигатели могут быть более эффективными, в целом дешевле и обычно использовать простые подшипники скольжения, смазываемые моторным маслом.

Микротурбины могут использоваться для когенерации и распределенной генерации в качестве турбогенераторов или турбогенераторов или для питания гибридных электромобилей. Большая часть отработанного тепла содержится в относительно высокотемпературном выхлопе, что облегчает его улавливание, в то время как отработанное тепло поршневых двигателей распределяется между его выхлопом и системой охлаждения. [5] Отработанное тепло можно использовать для нагрева воды, отопления помещений, процессов сушки или абсорбционных чиллеров, которые создают холод для кондиционирования воздуха из тепловой энергии, а не из электрической энергии.

Эффективность

Микротурбины

имеют эффективность около 15% без рекуператора, от 20 до 30% с одним, и они могут достигать 85% совокупного теплового и электрического КПД в когенерации. [1] Тепловой КПД RGT3R мощностью 300 кВт для восстановленных Niigata Power Systems достигает 32,5%, а для RGT3C без восстановительной мощности 360 кВт - 16,3%. [6] Capstone Turbine заявляет о 33% электрической КПД LHV для 200 кВт C200S. [7]

В 1988 году NEDO запустила проект Керамическая газовая турбина в рамках проекта «Новое солнечное сияние» в Японии: в 1999 году восстановленный двухвальный 311.6 кВт Kawasaki Heavy Industries CGT302 достигли КПД 42,1% и температуры на входе в турбину 1350 ° C. [8] [9] В октябре 2010 года Министерство энергетики США наградило Capstone разработкой двухступенчатой ​​микротурбины с промежуточным охлаждением, созданной на основе существующих двигателей мощностью 200 кВт и 65 кВт, для турбины мощностью 370 кВт с КПД 42%. [10] Исследователи из Лаппеенрантского технологического университета разработали двухвальную микротурбину с промежуточным охлаждением и рекуперацией 500 кВт, нацеленную на КПД 45%. [11]

Рынок

Forecast International прогнозирует, что доля рынка турбины Capstone составит 51,4% в пересчете на единицу продукции в период с 2008 по 2032 год, за ней следуют Bladon Jets с 19,4%, MTT с 13,6%, FlexEnergy с 10,9% и Ansaldo Energia с 4,5%. [12]

Ультра микро

MIT начал свой проект турбинного двигателя миллиметрового размера в середине 1990-х годов, когда профессор аэронавтики и космонавтики Алан Эпштейн рассмотрел возможность создания персональной турбины, которая сможет удовлетворить все требования электричества современного человека, просто так как большая турбина может удовлетворить потребность в электроэнергии небольшого города.Проблемы возникли с рассеиванием тепла и высокоскоростными подшипниками в этих новых микротурбинах. Более того, их ожидаемая эффективность очень низкая - 5-6%. По словам профессора Эпштейна, современные коммерческие литий-ионные аккумуляторы обеспечивают около 120-150 Вт · ч / кг. Турбина MIT миллиметрового размера будет поставлять 500-700 Вт · ч / кг в ближайшей перспективе, увеличиваясь до 1200-1500 Вт · ч / кг в долгосрочной перспективе. [13]

Аналогичная микротурбина, построенная бельгийским Katholieke Universiteit Leuven, имеет диаметр ротора 20 мм и, как ожидается, будет производить около 1000 Вт. [3]

Самолеты

Safran поддерживает французский стартап Turbotech, разрабатывающий турбовинтовой двигатель мощностью 73 кВт (98 л.с.) с рекуператором для повышения КПД с 10 до 30%, для удельного расхода топлива при торможении, аналогичного поршневому двигателю, но на 30 кг легче при 55 кг ( 120 фунтов) и без охлаждающего сопротивления. Прямые эксплуатационные расходы должны сократиться на 30% из-за более разнообразных видов топлива и меньшего технического обслуживания с удвоенным TBO за 4000 часов. Ориентированный на сверхлегкие двухместные и беспилотные самолеты высшего класса, он будет немного дороже конкурирующего Rotax 912, но он должен быть конкурентоспособным в течение своего жизненного цикла.Для двухместного VTOL турбогенератор мощностью 55 кВт будет весить 85 кг с топливом в течение 2,5 часов срока службы вместо 1 тонны батарей. Демонстрация была запущена в 2016-17 гг., А наземные испытания должны начаться во второй половине 2018 г., перед летными испытаниями во второй половине 2019 г. и первой доставкой в ​​первой половине 2020 г. Конечная сборочная линия создается в аэропорту Тусс-ле-Нобль под Парижем, и к 2025 году годовой объем производства составит 1000 двигателей. [14] КПД 30% эквивалентен расходу топлива 281 г / кВт / ч при 42.7 МДж / кг топлива.

Чешская PBS Velká Bíteš предлагает свой турбовинтовой двигатель TP100 весом 180 кВт (241 л.с.) для сверхлегких самолетов и БПЛА, потребляющий 515 г / кВт / ч (0,847 фунт / л.с. / час). [15] Это эквивалентно 16,4% КПД при расходе топлива 42,7 МДж / кг.

БПЛА в Майами разрабатывает турбовинтовой двигатель мощностью 30 л.с. (30 кВт) Monarch RP (ранее UTP50R) для брутто-самолета весом около 1320 фунтов (600 кг), который будет испытан на БПЛА TigerShark. [16] 10 декабря 2019 года компания представила свой гибридный удлинитель Monarch, мощностью 33 л.с. (25 кВт)

.

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о