Ekogen pienEkogen pienEkogen pienEkogen pien----CHPCHPCHPCHP----voimalaitoksen kehittäminenvoimalaitoksen kehittäminenvoimalaitoksen kehittäminenvoimalaitoksen kehittäminenvoimalaitoksen kehittäminenvoimalaitoksen kehittäminenvoimalaitoksen kehittäminenvoimalaitoksen kehittäminen
TkT Lasse Koskelainen
Teknologiajohtaja
Ekogen Oy
www.ekogen.fi
Keski-Suomen energiapäivä 30.1.2012
Lähtökohta: Globaali Lähtökohta: Globaali Lähtökohta: Globaali Lähtökohta: Globaali liiketoimintaympäristöliiketoimintaympäristöliiketoimintaympäristöliiketoimintaympäristö
• Erityisesti sähkön tarve kasvaa enemmän kuin BKT
– Kehittyvät maat erityisasemassa
– Paikallisen tuotannon merkitys painottuu
• Sähkön ja lämmön yhteistuotanto (CHP) on tehokkain tapa hyödyntää biomassaa
• Biomassa on tärkein uusiutuvan energian resurssi
• Uusiutuvan energian tukimuodot kehittyvät kaikilla alueilla
• Uudet ratkaisut edellyttävät uudenlaista verkottumista ja integroitumista
– Uusia toimijoita energiamarkkinoille
– Uudet liiketoimintamuodot
• Blue Ocean –strategia: liiketoiminta-alue jossa ei ole kilpailua
Keski-Suomen Energiapäivä 2012 230.1.2012
Teknologian kehittäminenTeknologian kehittäminenTeknologian kehittäminenTeknologian kehittäminenAvainasiatAvainasiatAvainasiatAvainasiat:
• Teknologia biomassan hyödyntämiseksi
• Lähienergiantuotanto: Kokoluokka <1 MWe
• Sähkön ja lämmön yhteistuotanto
• Modulaarinen rakenne, standardiratkaisut• Modulaarinen rakenne, standardiratkaisut
• Uudet liiketoimintamallit
• Systeemi-innovaatioiden hyödyntäminen
• Puhtaan energiantuotannon verkostot
• Kansainvälisesti kilpailukykyinen teknologia
Keski-Suomen Energiapäivä 2012 330.1.2012
Kehitystyön vaihtoehdotKehitystyön vaihtoehdotKehitystyön vaihtoehdotKehitystyön vaihtoehdotTeknologiaTeknologiaTeknologiaTeknologia Kokoluokka, kWKokoluokka, kWKokoluokka, kWKokoluokka, kWeeee PolttoainePolttoainePolttoainePolttoaine
Biomassan kaasutus + moottori = ”Häkäpönttö”
30 - 150 Puu ym. biomassa
Biokaasulaitos + moottori/turbiini
>20 Kaatopaikkakaasu, jätelietteet, kasvijäte
30.1.2012 Keski-Suomen Energiapäivä 2012 4
moottori/turbiini jätelietteet, kasvijäte
Höyryvoimalaitos >2000 Kiinteä. neste, kaasu
ORC-voimalaitos 50 - 5000 Kiinteä. neste, kaasu
Stirling-moottori 5 - 50 Kiinteä. neste, kaasu
EFGT-voimalaitos +mikroturbiini
30 - 600 Kiinteä. neste, kaasu
Mikroturbiini 30 – 600 Neste, kaasu
VaatimuksetVaatimuksetVaatimuksetVaatimukset
TeknologiaTeknologiaTeknologiaTeknologia
• Toimiva voimakone
– Mikroturbiini
• Yksinkertainen teknologia
KäyttöympäristöKäyttöympäristöKäyttöympäristöKäyttöympäristö
• Erilaisten kiinteiden biomassojen käyttö
• Kytkentä sähköverkkoon tai teknologia
• Sähköntuotannon hyötysuhde >20%
• Mahdollisuus kaukokäyttöön tai paikalliseen operointiin
• Helppo huollettavuus
sähköverkkoon tai saarekekäyttö
• Lämpöverkkoliitäntä vesikaukolämpöön tai kiinteistöön
• Soveltuvuus kehitysmaakäyttöön
30.1.2012 Keski-Suomen Energiapäivä 2012 5
EkoCHP pienvoimalaitos
• Sähkön ja lämmön yhteistuotanto (CHP)
• Polttoaineena pelletti tai puuhake
• Pieni kontteihin asennettu voimalaitosyksikkö• 100 kWe sähkötehoa
• 300 kWth lämpötehoa
Tyypilliset käyttökohteet:Tyypilliset käyttökohteet:
• Paikallinen sähkö ja lämpö 50-100 kotitaloudelle /laitos• PK –teollisuus, mm. puutuoteteollisuus
• Lämpöyrittäjäkohteet– Järjestelmien korvaaminen -> Lisänä sähköntuotanto
• Kasvihuoneet, maatilat
• Liikekeskukset taajamien ulkopuolella
• Urheilu- ja vapaa-ajan keskukset, hotellit
30.1.2012 Keski-Suomen Energiapäivä 2012 6
EkoCHP käyttöympäristö
• Paikallisten voimavarojen hyödyntäminen uusiutuvan energiantuotannossa
30.1.2012 Keski-Suomen Energiapäivä 2012 7
EkoCHP pienvoimalaitos
30.1.2012 Keski-Suomen Energiapäivä 2012 8
EkoCHP laitosVoimalaitoskontti• Polttoainevarasto
• Tulipesä
• Korkealämpötilasiirrin
• Muut lämmönsiirtimet
• Vesikattila
Turbec T100
• Vesikattila
• Apulaitteet
• Turbiini ja sähkölaitteet
– Generaattori
– Taajuusmuuttaja
• Automaatio
Keski-Suomen Energiapäivä 2012 9
Optiot• Rinnakkaiskattila 0,5 – 2 MW
• Lämpövaraaja
30.1.2012
EkoCHP-pienvoimalaMikroturbiini, ulkoinen lämmöntuonti
Mikroturbiiniyksikkö: Kompressori, rekuperaattori, turbiini,
generaattori, taajuusmuuttaja
Air heater
G
1) Micro turbine unit T100
Frequency
converter
50 HzGenerator
7) Convection part
6) Radiation heat
exchanger
Air in
0,72 kg/s
330 kW
220 kW 113 kW
100 kWe
1090oC
950oCRecuperator
TurbineCompressor
2) Secondary air blower
130...200 g/s
270 oC
588 oC
0,55 kg/s
4) Secondary air
heater 60 kW
Ilmankuumennin: Säteily- ja konvektio-osa
30.1.2012 Keski-Suomen Energiapäivä 2012 10
5) Furnace
Water boiler
Pure air
150 kW 150 kW
Warm water300 kWth
12) Circulation
blower
8) Heat net pump
2...3 kg/s
11) Flue gas
blower
13) Flue gas
cleaner
9) Water
preheater
10) Water
heater
Fuel feeder
3) Primary air blower
130...200 g/s
15...50%
0,3...0,5 kg/s
heater 60 kWkonvektio-osa
Tulipesä: Polttoaineen syöttö, biomassapoltin
Vesikattila:
- ilma/vesi-kattila
- Lämmön talteenottokattila
Savukaasujärjestelmä:
- Savu- ja kiertokaasupuhallin
- Hiukkassuodatin
Innovaation tiekarttaEkoCHP pienvoimalaitos
30.1.2012 Keski-Suomen Energiapäivä 2012 11
YhteistyökumppanitYhteistyökumppanitYhteistyökumppanitYhteistyökumppanit
Yrityksen kehittäminen• Teknologian kehittäminen: LUT
Energia, Lappeenranta– Prosessin ja liiketoiminnan
kehittäminen
• Oheispalvelujen kehittäminen– Ekogen
Tuotteen toteutus• Suunnittelutyö
– Esisuunnittelu: CKTI, Pietari
– Detaljisuunnittelu: Rejlers Oy
• Voimakone: Turbiini T100,Turbec
• Poltin ja polttoainejärjestelmä: Ariterm Oy, Saarijärvi– Ekogen
• Rahoitus– Tekes
– Finnvera
• Kansainvälistyminen– Finpro
Ariterm Oy, Saarijärvi
• Teräsrakenteet: Karjalan Konepaja, Parikkala
• Lämmönsiirrin: Facor Oy, Lappeenranta
• Muuraukset: Tekmur Oy, Rajamäki
• Kokoonpano: Facor Oy, Lappeenranta
• Koeajot: Lappeenrannan Energia Oy
30.1.2012 Keski-Suomen Energiapäivä 2012 12
Top Related