Microturbina 100Kw

Ora come ora un impianto costruito con questo tipo di tecnologia è piuttosto costoso.

Basti leggere la brocchure per farsi un idea, l'efficenza energetica è del 30%, piuttosto bassina a confronto di un MCI.
Ha dalla sua però una durata ben maggiore senza troppi interventi si sorta, arriva alla 60.000 ore senza particolare interventi e la bassissima produzione di NOX (15ppm), quando i MCI si attestano sui 500ppm, come pure la produzione di acqua ad alta temperatura che può essere interessante per impianti a ciclo combinato.

IMHO la tecnologia è ottima, ma ancora troppo costosa.
 
Si, ok. Ma per gli impianti biogas la produzione di CH4 deve essere massimizzata: uno scarto dell'8/10% tra microturbina e ciclo8 è rilevantissima anche a fronte delle h di manutenzione in più che il ciclo 8 fa.
Secondo me, almeno per le nostre esigenze la microturbina dovrebbe avere un rendimento Elettrico almeno del 35%, allora la cosa si farebbe interessante.
Infatti gli avrebbe tutti i vantaggi: manutenzione bassa, affidabilità, maggiore durata, emissioni più basse, silenziosità, compattezza.
Solo un dubbio: in caso di gas "sporchi" (H2S, silice, umidità ad es.) come si comporta? Fino a che % di impurità lavora bene con affidabilità?
 
mariomaggi ha detto:
Federico82,
leggi bene il datasheet: l'efficienza energetica e' del 77% circa. L'efficienza solo elettrica e' del 30% , ma e' chiaro che questo tipo di impianti non e' fatto per chi non usa anche il calore.

Nel seguente documento ci sono alcune informazioni interessanti, e le foto delle applicazioni:
http://www.unife.it/ing/facolta-e-i...ioni-civili-e-residenziali/Bianchi_TURBEC.pdf

Ciao
Mario
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L'ho letto, ma visto che attualmente la parte che viene incentivata in maniera più corposa è la produzione dell'energia elettrica, il 30% è veramente poco.
Per lo stesso motivo basta guardarsi le caratteristiche di un normale MCI per vedere che ha un rendimento globale maggiore del 77%. Il vantaggio della microturbina in questo caso è che lavora a temperature più elevate per cui il calore recuperato potrà essere sfruttato meglio, però per il resto do pienamente ragione a WTR, per l'utilizzo a biomasse pochi punti di percentuale anche a potenze ridotte e a quel costo, fanno molta differenza.

@ WTR: indubbiamente le impurutà giocano un ruolo fondamentale, soprattutto in una macchina che per suo natura ruota a velocità estremamente elevate e per questo deve essere sempre ben bilanciata. Credo comunque che abbia tolleranza piuttosto elevate anche perchè un turbogas non può essere fermato quando si vuole, ogni fermata gli dimezza la vita operativa per cui le fermate di manutenzione devono essere realizzate con la massima razionalità in modo da non danneggiarla troppo.
 
Visto che sono iscritto alla discussione mi è arrivata la mail di una risposta. Scritta in giapponese (credo), ma soprattutto, perchè non è riportata nel forum?

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Ultima modifica da un moderatore:
Per lo stesso motivo basta guardarsi le caratteristiche di un normale MCI per vedere che ha un rendimento globale maggiore del 77%.
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Quello è il rendimento interno. La resa all'albero di un normale motore di auto a benzina non arriva nemmeno al 30%, e il diesel arriva al 50% solo nel caso di motori enormi come quello da guinness della Wartsila.
 
Si, quello del 77% è il rendimento interno della combustione, o perlomeno si aggira su quella cifra, ma non viene mai considerato: quello importante è il rendimento all'albero di uscita, cioè quelllo che si ottiene veramente dal motore una volta che abbiamo tolto gli attriti interni, le perdite per le corse di compressione e la gestione dei vari accessori (albero a camme e distribuzione, pompa dell'olio e pompa dell'acqua di raffreddamento).
Il rendimento globale è MOLTO più basso, come già detto.
 
livingreen ha detto:
Si, quello del 77% è il rendimento interno della combustione, o perlomeno si aggira su quella cifra, ma non viene mai considerato: quello importante è il rendimento all'albero di uscita, cioè quelllo che si ottiene veramente dal motore una volta che abbiamo tolto gli attriti interni, le perdite per le corse di compressione e la gestione dei vari accessori (albero a camme e distribuzione, pompa dell'olio e pompa dell'acqua di raffreddamento).
Il rendimento globale è MOLTO più basso, come già detto.
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Si, si avevo capito...:)

Intendevo dire che se consideriamo come interno il rendimento del MCI, lo stesso dobbiamo fare con la turbina. Per mettersi sullo stesso piano tanto per capirci.
 
Non capisco ben cosa intendi. Noi il rendimento non lo " consideriamo", lo misuriamo. E il rendimento all'albero di uscita di un motore a scoppio a combustione interna è di parecchio inferiore a quello della turbina. Prendere in esame il rendimento interno è cosa che non fa nessuno: a quel punto, palreremmo solo rendimento energatico dell'espansione dei gas nella camera di scoppio, "dimenticandoci" dell'energia che invece si spende nella fase di compressione e di tutte le altre perdite. Praticamente, con un motore a quattro tempi, parleremmo solo di un tempo.
Idem per la turbina, se consideriamo il rendimento interno parliamo solo della combustione e della espansione... ma se non consideriamo che almeno il 70% dell'energia sviluppata se la mangia il compressore di alimentazione e che all'albero ne arriva si e no il 30%, il rendimento pare altissimo.

Quindi, direi di fare come tutti, consideriamo il rendimento all'albero.

Motore a benzina da auto = dal 20 al 25%, con un massimo teorico intorno al 30%
Motore diesel da auto = dal 30 al 35%, nei grossi motori arriva al 50%
Turbina = dal 25 al 60%
Le grosse turbogas arrivano già al 55%, le microturbine (molto semplici costruttivamente) si attestano sul 30-35%, ma con interventi manutentivi ridottissimi in rapporto alle ore di funzionamento.
 
livingreen ha detto:
Le grosse turbogas arrivano già al 55%, le microturbine (molto semplici costruttivamente) si attestano sul 30-35%, ma con interventi manutentivi ridottissimi in rapporto alle ore di funzionamento.
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Le Turbine FANNO la differenza sicuramente sui grossi impianti ,sopratutto per la loro scarsa manutenzione , ed il loro ridotto ingombro.
Pensate solo le difficolta' di eseguire una manutenzione su un motore per esempio da 1MW o piu' (di diverse tonnellate) ed eseguire una manutenzione su di una turbina (di qualche quintale) .
Anche come semplicita' costruttiva la turbina e' notevolmente avantaggiata.
Gli ingombri e gli spazii necessario all'interno di un'edificio sono molto ridotti.

Poi "dettaglio" :) importantissimo, la loro resa e' molto alta .

Le MICROturbine , per problemi di costruzione e di costi , se fossero SOLO meccaniche avrebbero delle rese intorno al 15-20% max.
Mi riferisco a gruppo turbina-riduttore-generatore

Per avere rese dell'ordine del 30-35% ad essere ottimisti , adottano soluzioni elettroniche.

Turbec , come altre marche di meccanico ha solo la turbina vera e propria , calettato direttamente sull'albero viene inserito un generatore al alta frequenza (l'albero ha una rotazione di 60-80.000 giri/min) .
La tensione alternata cosi' generata , viene poi raddrizzata , per poi essere di nuovo ritrasformata in alternata tramite un'inverter alla tensione standard di rete.


Tutta questa "elettronica" pur essendo progettata bene e' comunque un punto debole.

A parte i possibili guasti , e molto "custom" nel senso lascia poco spazio a possibili settaggi .
Se si hanno piccole perdite del numero di giri dovute alla non omogeneita' del gas (ad esempio) , loro semplicemente staccano.
E puo' diventare un problema....

E sperate che durante un temporale non ci sia una sovratensione dovuta ad un fulmine ... altrimenti addio inverter.

Per il costo che hanno ed la loro costruzione non sono una valida alternativa ai motori a ciclo otto/diesel.
Con il costo di una microturbina , ci si compra 5 motori... scusate se e' poco !
 
illo41100 ha detto:
Turbec , come altre marche di meccanico ha solo la turbina vera e propria , calettato direttamente sull'albero viene inserito un generatore al alta frequenza (l'albero ha una rotazione di 60-80.000 giri/min) .
La tensione alternata cosi' generata , viene poi raddrizzata , per poi essere di nuovo ritrasformata in alternata tramite un'inverter alla tensione standard di rete.
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Ah, ma allora come avviene la compressione?
 
illo,l'elettronica di cui parli riguarda solamente l'alternatore.
Già parlando di turbine a vapore è piuttosto raro trovarne a 3000 giri/min che pilotano direttamente l'alternatore... di conseguenza, hanno quasi tutte un gruppo riduttore per ricondurle al regime di un alternatore a due poli.
Quando si tratta di turbogas PICCOLE, queste hanno un numero di giri elevatissimo ed un gruppo riduttore è impensabile: meglio usare un sistema ad inverter, a questo punto.
Inoltre, il rendimento che citavo del 30-35% riguarda solo la parte turbina... che ha un compressore come tutte le altre...
 
Mi riferito ad un prodotto finito tipo "turbec". (gruppo di generazione a turbina)
Io non parlavo di turbine a vapore.. che non conosco..
Parlavo di turbogas, che di discrete dimensioni hanno un buon rendimento.
Dai datasheet per quanto riguarda le "microturbine" danno un rendimento all'uscita dell'alternatore del 30%..
Poi che sia piu' o meno veritiero...
Un buon alternatore elettromeccanico (un classico alternatore sincrono insomma ) si attesta sui dei rendimenti del 90%-95%....
Un sistema ad inverter non ne ho idea.
 
Il rendimento di un sistema ad inverter è comunque superiore al 90%, quindi i due sistemi sono paragonabili. Anzi, a quelle dimensioni l'inverter è più conveniente economicamente rispetto ad un riduttore: se la turbina fosse da 400 MW sarebbe invece molto più economico montare un riduttore, l'inverter avrebbe costi stratosferici.

Comunque, alla fine una microturbina rende circa il 27-29%, alternatore escluso... direi che siamo in linea coi dati postati precedentemente.
 
illo41100,
la misura di rendimento di un sistema ad alta velocita' con generatore brushless e doppio inverter (uno sfruttato per raddrizzare l'alta frequenza del generatore, l'altro per convertire la tensione raddrizzata in una tensione alternata a frequenza di rete) non e' cosa facile, credimi. Ho assistito a delle misure di rendimento in una applicazione molto simile a questa. Il rendimento considerato dall'asse della turbina/generatore ai morsetti di uscita (quindi comprende anche le cadute su cavi, induttanze e fusibili) varia con la velocita' e quindi con la tensione, direi che non dovrebbe mai scendere sotto l'85%, escludendo eventuali servizi (ventilatori, pompa di circolazione per acqua di raffreddamento, ecc.)
Purtroppo il rendimento esatto non e' misurabile in quanto non puo' essere nota la coppia realmente erogata dalla turbina. A quelle temperature anche i torsiometri vanno in crisi.

Ciao
Mario

aggiornamento: livingreen, ti ricordo che qui e' necessario un doppio inverter, e che a frequenze superiori a 1000 Hz il generatore perde di piu'. Il 90% di rendimento lo puoi raggiungere con difficolta' solo ad una certa velocita'/tensione e in una consizione di carico inferiore al massimo.
 
Ma certo, ma in questo caso l'inverter non controlla anche l'eccitazione del generatore?
 
scusate se parlo da incompetente, ma invece di fare tutte ste misurazioni perchè non fare una prova pratica, tenendo conto dei consumi di metano/biogas e della potenza EE erogata e fare un confronto con un ciclo 8?
 
livingreen,
n questo caso l'inverter non controlla anche l'eccitazione del generatore?
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no, l'eccitazione - essendo a magneti permamenti - e' fissa
WTR,
ma invece di fare tutte ste misurazioni perchè non fare una prova pratica, tenendo conto dei consumi di metano/biogas e della potenza EE erogata e fare un confronto con un ciclo 8?
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perche' per fare una prova ripetibile e attendibile e' necessario avere a disposizione una rete elettrica estremamente stabile in tutte le sue caratteristiche (impedenza, tensione, cosFi, armoniche, flicker), e questo non e' assolutamente facile.
Ciao
Mario
 
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