GET Turbinengenerator

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1 Schraubtechnik Automation Druckluftmotoren Druckluftwerkzeuge GET Turbinengenerator Green Energy Aus kleinen Mengen Prozessgas Strom gewinnen Nutzung kleiner Mengen Restenergie Klein, kompakt und robust Plug & Earn-Prinzip Wartungsarm Der DEPRAG GET Turbinengenerator ist das optimale dezentrale Energierückgewinnungssystem für den Leistungsbereich zwischen 3 und 50 kw, geeignet z.b. für den Einsatz in Erdgaspipelines bei der Transformation von Druck zur Einspeisung in die regionalen Netze, bei der Kühlung von Schmelzwannen in Schmelzwerken oder in großen Biogasanlagen. D

2 IHR NUTZEN Nutzung kleiner Mengen Restenergie Sogar geringe Mengen von Restenergie können mit dieser innovativen Einheit aus Turbine und Generator verwertet werden: Der DEPRAG Turbinengenerator wandelt auch Restenergie im Leistungsbereich von nur 3 bis 50 Kilowatt in Strom um! Plug & Earn Nach dem Plug & Earn-Prinzip kommt er dezentral dort zum Einsatz, wo Gas entweder ungenutzt den industriellen Prozess verlässt, oder von einem höheren Druckniveau auf ein niedrigeres gebracht wird. Die dabei frei werdende Druckenergie wird bisher nur in wenigen Fällen zur Gewinnung von Strom verwendet, ökologisch wertvolles Energiepotential damit sinnlos verschwendet. Klein, kompakt und robust Ohne den dazugehörigen elektrischen Schaltschrank ist der Turbinengenerator nicht viel größer als ein Schuhkarton. Wartungsarm Der Turbinengenerator kommt ohne Getriebe zwischen Turbine und Generator aus. Das minimiert Kosten und Wartung. DAS FUNKTIONSPRINZIP Gas strömt in die Mikroexpansionsturbine ein. Es wird durch Düsen entspannt und erfährt dadurch eine starke Beschleunigung. Wenn es auf die Beschaufelung der Turbine trifft und umgelenkt wird, gibt es seine Energie ab. Die kinetische Energie wird im Generator in elektrische Energie umgewandelt. In diesem innovativen Rückgewinnungssystem stellen Turbine und Generator eine kompakte Einheit dar, sie besitzen EINE gemeinsame Welle. Die Folge: Dreht sich die Turbine, dreht sich gleichermaßen der Rotor des Generators elektrische Energie wird erzeugt! NUTZUNGSPRINZIPIEN Direkte Nutzung Bei der direkten Nutzung wird die Energie aus einem Druckgefälle gewonnen und in elektrische Energie umgewandelt. Indirekte Nutzung Bei der indirekten Nutzung wird bisher ungenutzte Abwärme mit Hilfe eines geschlossenen Prozesses (z.b. ORC) in elektrische Energie umgewandelt. 2

3 TECHNISCHE DATEN TURBINENGENERATOR Leistungsbereich: 3 50 kw elektrisch Baugrößen: 5 kw, 20 kw, 50 kw Prozesse: - offener Prozess - geschlossener Prozess Medien: Druckluft, Erdgas, CO2, Wasserdampf, R245fa, SES36, Cyclopentan, u. a. Eingangstemperatur: max. 300 C (abhängig vom Medium) Voraussetzungen: - Trocken - Frei von Verunreinigungen Alle unsere Turbinen werden auf den jeweiligen Einsatzfall (Medium, Drücke, Eingangstemperatur, Massenstrom) ausgelegt und gebaut. Für die Angebotserstellung ist es unbedingt notwendig, das Anfrageformular auf Seite 7 auszufüllen. ZUBEHÖR Nachschmiereinheit für die Turbinenlager Die Nachschmiereinheit wird zur automatischen Nachschmierung der Turbinenlager benötigt. Damit wird eine Verlängerung der Wartungsintervalle erreicht. Die Schmierpumpe ist eine äußerst kompakte Pumpe für Öl und Fett bis NLGI 3, auch mit Feststoffanteilen. Sie ist mit einer Batterie für den Einzelbetrieb konzipiert und benötigt keine externe Stromversorgung; sie kann jedoch auch an einen Leitstand mit 24V angeschlossen werden. Zur Anbindung der Pumpe an die Steuerung Ihres Turbinengenerators besitzt jede Nachschmiereinheit einen 4-poligen Einbaustecker. Nachschmiereinheit Bestell-Nr Technische Daten: Funktionsprinzip Kolbenpumpe Dosiervolumen pro Hub 0,025 bis 0,15 cm 3 Dosierung pro Schmierzyklus 0,15 cm 3 bis 4,5 cm 3 Anzahl Pumpenhübe pro 400 cm bis 1333 Hübe bei 2 Auslässen Anschluss Schlauch mit Außendurchmesser 6 mm Betriebsdruck bis zu 70 bar Laufzeit nur mit Batterie 1 bis 36 Monate Einsatztemperaturbereich -20 C bis +70 C Abmessungen max. 112 x 196 x 94 mm Gewicht ohne Schmierstoff g Betriebsspannung, Batterie 3,6 VDC Betriebsspannung mit externer Steuerung 24 VDC Schutzart IP Schlauchanschluss Schlauch 6/4 Stecker M12x1 3

4 ZUBEHÖR Rückspeiseeinheiten Die Rückspeiseeinheiten bis 15 kw vereinen die Komponenten Gleichrichter, Wechselrichter und Ballastschaltung in einem kompakten Gehäuse. Ein externer Lastwiderstand wird durch diesen Aufbau direkt angesteuert. Die elektrische Nennleistung des für die einphasige 230 V-Einspeisung konstruierten Gerätes ist mit 4 bzw. 5 kw spezifiziert. Liefert die Turbine keine Leistung, schaltet sich der Einspeiseumrichter ab und verbraucht keinen Strom aus dem Versorgungsnetz. Das heißt: Keine Standby-Leistung! Sobald der Turbinengenerator wieder Leistung liefert, schaltet sich die Rückspeiseeinheit selbstständig ein und übernimmt die Regelung der Anlage. Die Rückspeiseeinheit verfügt über einen Datenlogger mit Echtzeituhr, in dem kontinuierlich die wichtigsten Daten der Anlage im Betrieb aufgezeichnet werden, so dass Richtwerte über den Anlagenertrag zur Verfügung stehen. Der Speicher ist mit einer Batterie ausgestattet, die dafür sorgt, dass auch bei Stillstand der Anlage keine Daten verloren gehen. Alle relevanten Informationen über den Betriebszustand lassen sich über das in die Gerätefront integrierte Grafik-Display abrufen. Im Terminal kann man die Sprachen Deutsch, Englisch oder Französisch auswählen. Die Einspeisesysteme für kw sind speziell für Hochgeschwindigkeitsgeneratoren entwickelte Leistungselektroniken. Neben spezifischer Abmessungen und Kühlungskonzepten, können Zusatzfunktionen und Sicherheitsfunktionen wie Netzüberwachung oder Bremswiderstände, ebenfalls berücksichtigt werden. Rückspeiseeinheit Bestell-Nr Nennleistung kw Nennspannung V AC x Nennstrom A 17 / Gewicht kg 26,6 ca. 60 ca. 140 Abmessungen mm 572 x 306 x x 805 x x 480 x 460 Schutzart IP54 IP00 IP22 Kühlungsart Natürliche Konvektion Wassergekühlt, max. 40 C Umgebungstemperatur C -20 bis + 40 max. 40 * Die Wasserkühlung selbst ist im Lieferumfang nicht enthalten. 4

5 ANWENDUNGSBEISPIELE ZUR ENERGIERÜCKGEWINNUNG Bei der Schmelze von Metallen beispielsweise Aluminium oder Kupfer werden die Schmelzwannen durch Druckluft gekühlt. Die Druckluft strömt durch Kühlkanäle und nimmt dabei Wärme auf. Anschließend wird sie normalerweise ungenutzt in die Atmosphäre entlassen. Schmelzwerke Der neue Turbinengenerator macht die aus der Wärme aufgenommene Energie nutzbar: Mit der Mikroexpansionsturbine und dem integrierten Generator wird diese in elektrischen Strom umgewandelt und ins Stromnetz eingespeist. Anwendungsbeispiel Druckluft: Medium: Druckluft Eingangsdruck p1 = 20 bar (abs.) Ausgangsdruck p2 = 5 bar (abs.) Eingangstemperatur T1 = 180 C Daraus erzielbare elektrische Leistung von ca. 20 kw. In großen Biogasanlagen und BHKWs wurde bereits bisher auf Basis des ORC-Prozesses (Organic Rankine Cycle) Restenergie verstromt, allerdings mit einem Leistungsbereich der Anlagen von 200 bis kw. Die neue DEPRAG Technologie macht nun eine Energierückgewinnung auch in kleinen Anlagen möglich. Biogasanlagen und Blockheizkraftwerke Zur weiteren Effizienzsteigerung von Biogasanlagen kann Methan in das Erdgasnetz eingespeist und damit auch Energie gespeichert bzw. transportiert werden. Biogas besteht zum großen Teil aus Methan und Kohlendioxid. Voraussetzung für die Einspeisung ist daher, dass der Kohlendioxidanteil aus dem Biogas entfernt wird. In der Regel geschieht das in verfahrenstechnischen Anlagen, bei denen das Kohlendioxid am Ende mit relativ hohem Druck- und Temperaturniveau vorliegt. Die darin enthaltene Energie kann mit Hilfe unserer GET zum großen Teil zurück gewonnen werden. Erdgas wird über tausende von Kilometern mit hohem Druck durch Pipelines aus den Förderländern zum Verbraucher gepumpt. Zur Einspeisung in regionale Netze, in denen ein geringerer Druck herrscht, muss der Druck herabgesetzt, das Gas entspannt werden. Auch die heimischen Stadtwerke vermindern noch einmal den Gasdruck, bevor das Erdgas in die privaten Haushalte zum Endverbraucher gelangt. Bei der Transformation von Drücken in Gasleitungen geht dabei bislang in der Ferngastechnik wertvolle Energie verloren. Erdgasnetz Der DEPRAG GET Turbinengenerator wandelt diese Energie kostengünstig und ohne großen Aufwand in elektrischen Strom um. GET get the future! Anwendungsbeispiel Erdgas: Durch die Expansion in der Turbine kühlt Erdgas stark ab. Erdgas muss entsprechend vorgeheizt werden, damit nach der Turbine die Gastemperatur über dem Gefrierpunkt liegt. Die dafür notwendige Heizleistung entspricht in etwa der gewonnenen elektrischen Leistung. Wirtschaftlich ist dies sinnvoll, wenn: 1. Wärme aus einer dritten Quelle zur Verfügung steht, z. B. Abwärme aus Gießereien, Glashütten, Blockheizkraftwerken 2. Heizkosten/kwh < Erlös aus Stromverkauf/kwh Beispiel: Heizkosten Erdgas: 0,05 / kwh Stromvergütung: 0,15 / kwh Das Kostenverhältnis sollte >2 betragen. 5

6 AUSLEGUNG DES TURBINENGENERATORS Jede Turbine muss individuell ausgelegt werden. Eine erste thermodynamische Abschätzung der möglichen elektrischen Leistung, die aus Ihrem Prozess gewonnen werden kann, ist zeitintensiv. Um Rückfragen und Fehlauslegungen zu vermeiden sind folgende Prozessdaten für eine erste Abschätzung zwingend erforderlich: Minimalangaben zur theoretischen Leistungsberechnung Prozess offen geschlossen P Th T1 T2 Erdgas nein ja Medium p1 T1 bevorzugt m oder V p1 p2 T2 bevorzugt m oder V.... P Th = eingekoppelte thermische Leistung. m = Massenstrom. V = Volumenstrom T1 = obere Prozesstemperatur, z.b. Ausgangstemperatur aus Wärmetauscher (geschlossener Prozess); Eingangstemperatur Turbine (offener Prozess) z.b. 250 C ORC Medium z.b. 40 C T1 z. B. 200 C z. B. 500 C Heizquelle, z.b. Rauchgas T2 = untere Prozesstemperatur (Wärmesenke); d.h. welche untere Falltemperatur kann durch die Kühlung (z.b. Luftkühlung 40 C, Brunnenwasser 20 C) zur Verfügung gestellt werden? 6

7 Benötigen Sie Unterstützung bei der Auslegung eines Turbinengenerators zur Energierückgewinnung für Ihre Anwendung? Teilen Sie uns Ihre Einsatzbedingungen mit, unsere Anwendungsberater helfen Ihnen gerne weiter: Benötigen Sie Unterstützung bei der Auslegung eines Turbinengenerators zur Energierückgewinnung für Ihre Anwendung? Teilen Sie uns Ihre Einsatzbedingungen mit, unsere Anwendungsberater helfen Ihnen gerne weiter. Ihre Anwendung / Prozessbeschreibung: Benötigen Sie Unterstützung bei der Auslegung eines Turbinengenerators zur Energierückgewinnung für Ihre Anwendung? Teilen Sie uns Ihre Einsatzbedingungen mit, unsere Anwendungsberater helfen Ihnen gerne weiter. Ihre Anwendung / Medium (Art des Gases, Prozessbeschreibung: Fluides): Technische Daten: Medium (Art des Gases, Fluides): Technische Daten: Eingangsdruck: Ausgangsdruck: Eingangstemperatur: Massenstrom: Eingangsdruck: Leistung: Ausgangsdruck: Drehzahl: Eingangstemperatur: Massenstrom: Preisvorstellung: Jahresbedarf: Leistung: Drehzahl: Preisvorstellung: Ihre Kontaktdaten: Jahresbedarf: Ihre Kontaktdaten: 7

8 DEPRAG SCHULZ GMBH u. CO. Postfach 1352, D Amberg Carl-Schulz-Platz 1, D Amberg Tel. ( ) 371-0, Fax ( ) ZERTIFIZIERT NACH DIN EN ISO 9001 Technische Änderungen vorbehalten Fri