Cogenerazione con minigeneratore termo-elettrico · 2 All'interno di Progetto Fuoco, 25 di Gennaio...
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Cogenerazione con
minigeneratore termo-elettrico
All'interno di Progetto Fuoco
Stefan Aigenbauer, Günther Friedl (Coord.), Walter Haslinger, Matthias Heckmann, Wilhelm Moser
Austrian Bioenergy Centre GmbH25 di Gennaio 2008, Verona, Italia
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All'interno di Progetto Fuoco, 25 di Gennaio 2008, Verona, Italia2
Contenuto
• Introduzione di Austrian Bioenergy Centre
• Cogenerazione con minigeneratore termo-elettrico
– L’idea
– Le tecnologie• Principio, generatori termo-elettrici
– Integrazione delle tecnologie• Concetto, realizzazione in prototipo
– Risultati scelti / esperienza della operazione
– Conclusioni e prossimi passi
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Descrizione del centro
• Centro di competenza
– Finanziamento dal programma Kplus (60%)
• Fondato in 2003
• 2 locazioni
– Graz (sede)
– Wieselburg
• 55 impiegati
• Budget: ~5 mill € / anno
– 4 mio € Kplus business
– 1 mio € servizi (crescita annuale: ~ 100%)
Combustion andenergy utilisation
Samll-scale systemsMedium and large-
scale systems
Gasification and gas utilisation
Gas productionGas cleaningGas utilisation
Modelling andsimulation
Data, analyses andmeasurement techniques
MANAGEMENT
Combustion andenergy utilisation
Samll-scale systemsMedium and large-
scale systems
Gasification and gas utilisation
Gas productionGas cleaningGas utilisation
Modelling andsimulation
Data, analyses andmeasurement techniques
MANAGEMENT
+ Biofuels
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Servizi
• Ricerca cooperativa e di contratto
• Consulenza
– Strategica, tecnica, metodologica
• Servizi analitici
– Valutazione di stufe e caldaie e di biocombustibili, determinazione della qualità di gas, analisi chimici di biocombustibili e ceneri
• Training e seminari
Idea
Fundamental-research
Pre-competitive research
Industrial R&D
Value added chain
Market-introduction
Cardena di valore
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Servizi – esempi
Qualità di gas
Sample Drying, grindinghomogenisation
Carbon loss. ash content
Micro wavedigestion
Parameter detection(eg. by ICP-OES)
Documentation
Weighing
Species identification
Sample Drying, grindinghomogenisation
Carbon loss. ash content
Micro wavedigestion
Parameter detection(eg. by ICP-OES)
Documentation
Weighing
Species identification
Analisi di combustibili e di ceneri
TrainingsSviluppo di caldaie e stufe
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Nostri clienti
• Istituzioni scientifici
• Fornitori di tecnologie– Caldaie e stufe, cogenerazione, impianti,…
• Operatori– Produttori di pellets,…
• Investitori
• Istituzioni pubblici e autorità
• Istituzioni di lobbying
• Regionale, nazionale e internazionale
• Se aziende, sopratutto aziende piccole e medie
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Referenze (selezione)
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Cogenerazione con
minigeneratore termo-elettrico
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Caldaia o stufa automatica
���� operazione indipendente di rete elettrico
���� produzione di energia elettrica
senza perdere convenienza
L’idea
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Cogenerazione su piccola- e su micro-scala
• Tecnologie su base di processi termodinamici
– Motore di Stirling• Sviluppi, nessun prodotto maturo e economico
• Nessuna soluzione per stufe
– Pistone d'oscillazione• Prodotto pronto per gas, in sviluppo per la biomassa
• Nessuna soluzione per stufe, capacità fra 3 e 7 kW
• Altra tecnologia
– Termoelettricità / effetto di Peltier• Possibile anche per micro-scala (100 a 1000 W)
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L’effetto termoelettrico
• Avvantaggi
– Conversione diretta
– Operazione senza
manutenzione
– Operazione senza rumore
– No pezzi mobili
– No fluidi operanti
Il principio
• Svantaggi
– Efficienza limitata
– Temperature limitate
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Varie tecnologie
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Il concetto
1. Finisce la combustione
2. Fai lo scambio del calore
3. Realizza la produzione di energia elettrica con generatori termoelettrici
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Concetto
• Massima il flusso di calore per il generatore!
• Alte temperature su piccole superficie
• Massima l’efficienza del generatore
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Realizzazione del prototipo – la caldaia
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Implementazione deigeneratori
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Risultati dell’operazione del prototipo
• Combustione
• Scambio del calore
• Produzione di elettricità
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Combustione
Operazione ottima:
Temperatura della fiamma
1100-1150 °C
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Module 1
Module 5Module 4
Module 3
Module 2
Module 8
Module 7
Module 6
0
1000mV
Scambio di calore
Corrente (mV) dei moduli termoelettrici indicono il flusso di calore locale
Linee continue: Moduli di bassoLinee tratteggiate:Moduli di sopra
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Produzione di energia elettrica
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Operazione del sistema
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All'interno di Progetto Fuoco, 25 di Gennaio 2008, Verona, Italia23
08:00 08:10 08:20 08:30 08:40
Versuchsdauer (hh:mm)
0
20
40
60
80
100
120
140
00:00 00:10 00:20 00:30 00:40 00:50 01:00
Leistung (W)
Leistung TEG Leistung Kessel & Pumpe
accen-sione
Pellets-feed-in
alimentazione per una caldaia di 10kW
valutata potenza della pompa
valutata potenza della pompa
caldaia
Bilancio elettrico
Bilancio con temperature/alimentazioni moderate:
Produzione supera consumo dopo
29min
Produzione sopra consumo per 22min
stop dell‘alimentazione
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All'interno di Progetto Fuoco, 25 di Gennaio 2008, Verona, Italia24
Bilanzierung (5): elektrische Arbeit (Beispiel)
0
20
40
60
80
100
120
140
00:00 00:10 00:20 00:30 00:40 00:50 01:00 01:10
Versuchsdauer(hh:mm)
Leistung (W)
0
10
20
30
40
50
60
70
elektr. Arbeit (Wh)
Leistung TEG Leistung Kessel & Pumpe
Arbeit TEG Arbeit Kessel
Antriebsleistung Kessel für 10kW
Angenommene Pumpleistung
Zünd-ung
Pellet-Vorlage
elektrische Arbeit für Start erzeugt nach 39min
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Conclusioni
• Concetto confermato
• Combinazione di tecnologie realizzato con successo
• Operazione indipendente del rete possibile
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All'interno di Progetto Fuoco, 25 di Gennaio 2008, Verona, Italia26
Grazie a
Cooperazioni realizzati con TEC COM GmbHe il German Aerospace Centre (DLR)
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Mille grazie per l’attenzione!
Cogenerazione con minigeneratore termo-elettrico
Oltre informazioni
Walter Haslinger
T +43 7416 52238 20