Turbina ad aria calda

Turbina ad aria umida

TecnologiaCon la turbina ad aria calda “HLT-100 compact” è possibile generare elettricità con un sistema di combustione a legna a partire da una potenza termica di 400 kW. A causa della loro complessità e dei requisiti di manutenzione, altri sistemi – come i sistemi ORC o le turbine a vapore – diventano utili solo come sistemi su larga scala con una capacità termica superiore a 2 MW. In molti casi, per capacità così elevate non è possibile garantire la fornitura di calore tutto l’anno. La turbina ad aria calda riempie quindi la lacuna nella gamma di funzionamento più piccola.
Turbina ad aria calda HLT-100La turbina ad aria calda è una stazione di riscaldamento automatizzata con una capacità elettrica da 80 a 105 kW. Il calore residuo generato durante la produzione di elettricità viene utilizzato in questo sistema combinato di calore ed energia per offrire una capacità termica di 465 kW sotto forma di acqua calda.L’elettricità viene generata attraverso un processo Brayton alimentato dall’esterno, in cui l’aria dell’atmosfera viene compressa, riscaldata a 680°C nello scambiatore di calore a gas caldo dai gas di scarico caldi della combustione e fatta espandere nella turbina, che aziona un generatore. Una parte dell’aria di scarico della turbina, che è ancora calda, è usata come aria di combustione nel forno e una parte è usata per generare acqua calda.

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Chiamato l’impianto 247Solar, Capstone pubblicizza il progetto come probabilmente il primo competitivo, energia pulita, alternativa al carico di base per la generazione di energia convenzionale. L’impianto pre-ingegnerizzato utilizza due microturbine Capstone C200S per generare elettricità ed energia termica. In combinazione con la tecnologia della 247Solar Inc. l’impianto include un sistema che concentra la luce del sole per riscaldare l’aria a una temperatura abbastanza alta che viene poi utilizzata per guidare la microturbina per produrre elettricità. Il flusso d’aria riscaldato può anche essere diretto a un sistema di stoccaggio termico e poi trasferito di nuovo nelle microturbine fino a 20 ore di notte, quando l’irraggiamento solare non è disponibile, ha detto la società. Come risultato, l’impianto 247Solar può fornire energia per lunghi periodi di tempo e ridurre il consumo di carburante fino al 90%, ha detto Capstone Turbine. Nelle applicazioni CHP, l’impianto produce 400 kWh di potenza oraria più 1,5 milioni di Btu/ora di calore utilizzabile per un’efficienza totale del sistema che si avvicina al 75%, ha detto la società.
L’impianto 247Solar è stato reso possibile grazie a una microturbina Capstone modificata che include uno scambiatore di calore a temperatura più elevata per catturare l’energia dal ricevitore solare o dal sistema di stoccaggio termico. Questo scambiatore di calore è costruito utilizzando il design del recuperatore Capstone e utilizza leghe metalliche ad altissima temperatura progettate per funzionare a temperature estreme. L’energia trasferita nella microturbina sostituirà il sistema di combustione standard della turbina, quindi non c’è nessun combustibile fossile consumato durante il funzionamento sul calore in entrata dal sole o dal sistema di stoccaggio termico.

Turbina a vento ad aria

Una turbina a vapore è una macchina che estrae energia termica dal vapore pressurizzato e la usa per fare lavoro meccanico su un albero di uscita rotante. La sua manifestazione moderna è stata inventata da Charles Parsons nel 1884.[1][2] La fabbricazione di una moderna turbina a vapore coinvolge la lavorazione del metallo avanzata per formare leghe di acciaio di alta qualità in parti di precisione utilizzando tecnologie che sono diventate disponibili nel 20 ° secolo; i continui progressi nella durata e l’efficienza delle turbine a vapore rimane centrale per l’economia energetica del 21 ° secolo.
La turbina a vapore è una forma di motore termico che deriva gran parte del suo miglioramento dell’efficienza termodinamica dall’uso di stadi multipli nell’espansione del vapore, che risulta in un approccio più vicino al processo ideale di espansione reversibile. Poiché la turbina genera un movimento rotatorio, è particolarmente adatta ad essere utilizzata per azionare un generatore elettrico – circa l’85% di tutta la produzione di elettricità negli Stati Uniti nell’anno 2014 è stata realizzata con turbine a vapore.[3] Una turbina a vapore collegata ad un generatore elettrico è chiamata turbogeneratore.

Turbina ad aria compressa

Con la turbina ad aria calda “HLT-100 compact” è possibile generare elettricità con un sistema di combustione a legna a partire da una potenza termica di 300 kW. A causa della loro complessità e dei requisiti di manutenzione, altri sistemi – come i sistemi ORC o le turbine a vapore – diventano utili solo come sistemi su larga scala con una capacità termica superiore a 2 MW. In molti casi, per capacità così elevate non è possibile garantire la fornitura di calore tutto l’anno. La turbina ad aria calda riempie quindi la lacuna nella gamma di funzionamento più piccola.
La turbina ad aria calda è una stazione di riscaldamento automatizzata con una capacità elettrica da 80 a 100 kW. Il calore residuo generato durante la produzione di elettricità viene utilizzato in questo sistema combinato di calore ed energia per offrire una capacità termica di 350 kW sotto forma di acqua calda.
L’elettricità è generata attraverso un processo Brayton alimentato dall’esterno, in cui l’aria dell’atmosfera è compressa, riscaldata a 750 °C nello scambiatore di calore a gas caldo dai gas di combustione ed espansa nella turbina, che aziona un generatore. Una parte dell’aria di scarico della turbina, che è ancora calda, è usata come aria di combustione nel forno e una parte è usata per generare acqua calda.