Stirling-motor használata villamos áramtermelési célra
Megújuló Energiaforrások Gépei MEGGI Nonprofit Kft 3526 Miskolc Arany János tér 10. Mobil: 30/9288-776, Fax: 46/349-994 E-mail:
[email protected] Webcím: www.meggi.hu
Jelen előadás kizárólag a Renexpo 2009 Budapest konferencia résztvevőinek tájékoztatását szolgálja. • A Meggi NP Kft előzetes írásos hozzájárulása nélkül tilos az előadás egészének vagy részeinek (szöveg, grafika, fotó, videó anyag, adatszerkezet, struktúra, elrendezés, eljárás, program stb.) feldolgozása, értékesítése, és kereskedelmi forgalomba hozatala. A képek, a linkek, rajzok, a Meggi NP Kft és a Qalovis Farmer Automatic energy GmbH tulajdonában, szerzői jogvédelem alatt állnak, azokból bármely részt kivágni, a megcsonkított részt pedig nyilvánossághoz bármely módon újraközvetíteni tilos. A jogosulatlan felhasználás büntető- és polgári jogi következményeket von maga után.
Néhány szó magunkról • Célunk a megújuló energiaforrások gépeinek bemutatása, gazdaságos fejlesztése, gyártása, elterjesztése. • A piaccal összefüggő innovációs lánc keretében K+F tevékenység végzése – (Innovációs lánc:) Beruházás (Marketing Kutatás-fejlesztés Termelés Értékesítés) • Beruházások, mintaprojektek előkészítése – lebonyolítása • Finanszírozás megszervezése, a projektjeinkhez pályázati lehetőségek felkutatása, a pályázatok megírása • Szabadalmak felkarolása, prototípusok legyártása • Tőkebevonás „tiszta energia” beruházások megvalósítására
A regeneratív hőcserélő feltalálójának Robert Stirling skót lelkésznek, a motorjának építéséről szóló 1876-os írásaiból kiolvasható, hogy szerinte: • A fejlesztéseinek tökéletlenségei az idő múlásával és különösen az alapanyagok fejlődésével a gép kétségkívül nagy sikereket érhet el. • A jövő képzett és ambiciózus gépészeire marad az a feladat, hogy előnyösebb feltételek mellett reprodukálják , és teljes sikerre vigyék a megkezdett fejlesztésemet...
• … ez az idő most érkezett el !!!
A Stilring-motorok ismét a belsőégésű motorok versenytársai • A fejlesztésekkel megfelelő teljesítménysűrűséget sikerült elérni, és a motor alkalmassá vált a motor a sorozatgyártásra. • A Stirling-motorok fejlesztése lehetővé tette ezen motorok ipari felhasználását, így napjainkra, csaknem 150 év alatt megvalósult annak lehetősége, hogy áramtermelésre decentralizáltan alkalmazzuk a Stilring-motorokat.
A sikeres fejlesztést az anyagtudományok utóbbi évtizedekben történő robbanásszerű fejlődése tette lehetővé. • Robert Stirling - 1816:
• Stirling Biopower 2009 a FleXgenTM G38-as CHP modulba épített Stirling-motor:
Miért előnyös a Stirling-motorok alkalmazása hazánkban? • Azért, mert nem csak kőolajszármazékokkal, hanem megújuló energiaforrásokkal is üzemeltethető. • Eddig energiatermelésre fel nem használt anyagokat vonhatunk be az áramtermelésbe, mert különleges (eddig nem használt) üzemanyagokkal üzemelő, kapcsolt hő- és elektromos áram fejlesztésére alkalmas modul áll rendelkezésre. Több esetben lehetővé teszi eddig hulladékként kezelt alapanyagok üzemanyagként történő felhasználását. • Munkahelyeket teremthetünk azáltal, ha többfajta, helyben előállítható alapanyagból a Stirling-motor által használható üzemanyagot állítunk elő.
A Meggi NP Kft elhivatottsága a témában: • A Meggi NP Kft 2000 év óta foglalkozik a Stilring-motorok tervezésével, a motorok fejlesztésének lehetőségével. • A Meggi NP Kft több helyen tartott Stilring-motorokat bemutató előadásokat. (Ökoenergetikai konferencián – NYME Sopron; önkormányzatoknál – Hatvan, Sümeg; Stilring-motorokról szóló menedzsernap rendezése az Energia Központ Kht megbízásából- Bp.) • A Miskolci Egyetem segítségével készült a Stirling-motor méretadatainak betáplálásával, a Stirling-motor méretezéséhez szükséges mechanikai terhelések alapadatait (dugattyúk pillanatnyi elmozdulása, sebessége, gyorsulása, a munkaterek időbeli változása, gáztöltet tömege, a nyomásviszonyok változása, a körfolyamat egy munkaciklusából nyerhető munka, pillanatnyi teljesítmény) számoló számítógépes program. • Építettünk Stirling-motor makettet, és jelenleg még önerőből tervezzük egy kísérleti munkahenger készítését.
A Miskolci Egyetem Gépelemek Tanszékén készült animáció a makettről
Hőcserélők gyártása
A Stirling-motor mint hőszivattyú:
Mire ad a Stirling-motor megoldást ? • Lehetővé teszi, sok esetben az eddig fel nem használt hőnek és különböző melléktermékeknek az elektromos áram termelésben (CHP modulban) történő felhasználását. • Környezetkímélő, decentralizáltan alkalmazható berendezés, mely lehetővé teszi azt, hogy elektromos áramot is termeljünk helyi adottságok kiaknázásával, azaz lehetőséget ad arra, hogy hulladékokból, helyben megtermelhető alapanyagokból, elektromos áramot termeljünk. • Mezőgazdasági területeken új bevételi forrást teremt mert a megtermelt elektromosság könnyen értékesíthető, de lehetőséget ad a saját felhasználásra, így csökkenti lehet a szolgáltatóktól való függőséget. • (Meggi – Mintaprojekteket lehet indítani, a Stirling-motoros modulok előnyös, gazdaságos tulajdonságainak bemutatására.)
Milyen megoldásokat kerestünk és találtunk eddig ? • Külsőégésű Stirling-motorral hajtott CHP modulokat kerestünk. • Nagyon sok hő hatására mozgó játékszernek alkalmas Stirling-motort találtunk. • Találtunk három nagyon ígéretes fejlesztést, 10 kW alatti teljesítménytartományban. • Találtunk egy 35 kW-os Stirling-motort amit 200.000 Euro-s áron kínáltak, de nem akarták igazán értékesíteni és megtaláltuk a Stirling Biopower 38 kW-os CHP modulját.
A legyártott, elektromos áramot termelő Stirling-motorok közös tulajdonságai • A felkutatott motorok mindegyike vagy α típusú vagy 4 hengeres kettős működésű Stirling-motor volt. (A kettős működésűek úgy működnek, mint 4 db α típusú egyben.)
- A nagyobb teljesítményűekben a munkagáz hidrogén, vagy hélium. - Két egység kivételével mindegyik gáz halmazállapotú üzemanyaggal működik
Az elektromos áramtermelésben két egység elterjedését prognosztizáljuk • A leggazdagabb országokban elterjedhet az ÚjZélandi fejlesztésű kettős működésű, 1kW-os, PBgáz és földgázüzemű CHP modul. • Világszerte elterjedhet a Stirling Biopower, 38 kWos megújuló energiaforrásokkal üzemelő Stirlingmotoros egysége.
A Világ legjobban kifejlesztett „zöld” energiát hasznosító berendezésének képviselete: • A Meggi Nonprofit Kft a Stirling-motorok gyártójának, a Qalovis Farmer Automatic Energy magyarországi képviselője. 2009-től sorozatgyártásban van, a világ egyetlen megvehető ipari Stirling-motoros egysége.
A FLEXGEN berendezés Magyarországi képviselet: MEGGI NP Kft A flexgen részegységei: 1. Generátor 2. támolygótár-
3. stirling egység
csás hajtómű
regenerátor hűtő
4. hevítő
A Stirling Biopower CHP moduljának legelőnyösebb tulajdonsága az, hogy a • Stirling Biopower FleXgen™ Model F0260 képes már 13 MJ/Nm3 fűtőértékű gázzal (pl. biogáz, fagáz, stb.) üzemelni. • Teljesítményadatok: Égőfej teljesítménye: 138 kW Elektromos teljesítmény: 38 kW Hasznosítható hőteljesítmény: 65 kW Veszteség (25%): 35 kW
Mi teszi lehetővé, hogy különleges üzemanyagokat hasznosíthassunk? A több mint 25 éves fejlesztéssel létrehozott Stirling Biopower márkanév alatt forgalomba kerülő Stirling motorral hajtott egysége az ami lehetővé teszi azt, hogy a hagyományos üzemanyagok mellett különleges, eddig sokszor hulladékként kezelt alapanyagokat üzemanyagként hasznosíthatunk a decentralizált áramtermelésben.
A Stirling Biopower FleXgen™ G38 CHP modulja:
A Stirling-motorban az üzemanyag és az égéstermék nem találkozik a motor mozgó alkatrészeivel • A Stirling-motornak nagyon sok kedvező tulajdonsága van: • 50%-kal kevesebb mozgó alkatrésze van mint a belsőégésű motornak. Kisebb a kopás, ritkábban szükséges karbantartani. Nincs szükség olajcserére. • Alacsony szintű vibráció, csendes üzem • Alacsony szennyezőanyag kibocsátás • Üvegházhatású gázok egyszerűen hasznosíthatók • Különleges üzemanyagok is felhasználhatók benne, amik általában nem is üzemanyagok:
Alacsony fűtőértékű gázok hasznosításához és a „zöld” technológiákhoz tökéletes a berendezés: • Szennyvíztisztítás: Szennyvíztisztításkor anaerob körülmények között „sovány” – alacsony fűtőértékű – biogáz keletkezik, amit hasznosítva a költségeket csökkentjük. Áramot termelünk és a keletkező hőt a fermentációs folyamatban hasznosítjuk. • Mezőgazdasági melléktermékek: Mezőgazdasági hulladékok, melléktermékek jelentős részben átalakíthatók (pl. anaerob fermentáció segítségével) metángázzá. Így áramot és hőt termelünk belőlük.
Biomassza üzemanyagok: Általában szemétként kezeljük a terméshulladékot. Most áramot és hőt termelünk belőle.
Forró (lég)áramlatok: Magas hőmérsékletű hulladékhő, magas hatásfokkal átalakítható elektromos árammá.
Hulladéklerakókban képző gázok: A megcsapolt gázból elektromosságot tudunk létrehozni, amely helyben felhasználható, vagy betáplálható a hálózatba.
Fáklyázásra kerülő gázok: Ha pl. bányászkodás közben a feltörő gázok elégetésre kerülnének, akkor most „lobogás” helyett értékes elektromosságot tudunk létrehozni. Illékony szerves vegyületek: Értékes elektromos árammá alakítható az ipari melléktermékekben rendelkezésre álló energia. Hagyományos üzemanyagok: Földgáz vagy propán-bután gáz égetése helyett Stirling-motorral termeljünk hatékonyan meleget és áramtermelés mellett melegítsük fel a vizet.
Stirling Biopower FleXgen™ G38 CHP modul, a decentralizált energiatermelésben • 38 kWe-os 65 kWth törpeerőművet működtethetünk • A kapcsolt energiatermelés megvalósításával maximalizáljuk a hatásfokot és optimalizáljuk a berendezés megtérülését. (összhatásfok: 75%) • Meg lehet takarítani az energiaszállítás költségeinek egy részét (villamos hálózati veszteség kb. 10%). • Használata megfelel a Nemzeti Energiatakarékossági Program (NEP) –ban megfogalmazott célkitűzéseknek, mert növeli az ellátás biztonságát, javítja a gazdaságosságot és a környezet védelmét.
• Az üzemanyag célú biomassza-termelés gyorsan megtérülhet. (mert pl. a megspórolt széndioxid-kvóta is bevételt jelent, amit a Kiotói éghajlatvédelmi egyezmény alapján értékesíthető). • A Stirling Biopower FleXgen™ G38 CHP modulja üzemelhet 13.8 MJ/Nm3 – 90.6 MJ/Nm3 fűtőértékű gáz halmazállapotú üzemanyaggal is, így sok, eddig fel nem használt alapanyagot is hasznosíthatunk benne üzemanyagként.
Beruházás, finanszírozás • Gondolatok a Stirling Biopower FleXgen™ energiatermelő modul választásához: • Használatának engedélyezése nem különleges • Helyben termelhető hozzá üzemanyag • Mivel környezetkímélő, energiatakarékos rendszer a pályázati (KEOP) támogatás is, • és mivel jól tervezhető a bevételi és a kiadási oldal, a banki finanszírozás alapos üzleti terv alapján lehetséges.
Zöld energia hasznosítása • Szerintünk a piaci bevezetésre a világon a legjobban előkészített, zöld energia hasznosítására kifejlesztett gépét találtuk meg, ezért az a szándékunk, hogy minden érdeklődőnek bemutassuk azt, hogy milyen melléktermékek hasznosíthatók üzemanyagként a bemutatott berendezés által. • Mindent megteszünk azért, hogy biztosítsuk azokat a feltételeket, amelyek szükségesek a berendezés hazai hasznosításának elindításához.
Köszönöm megtisztelő figyelmüket!
Megújuló Energiaforrások Gépei MEGGI Nonprofit Kft. E-mail:
[email protected] Webcím: www.meggi.hu
