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
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)
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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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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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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Grazie a
Cooperazioni realizzati con TEC COM GmbHe il German Aerospace Centre (DLR)
Mille grazie per l’attenzione!
Cogenerazione con minigeneratore termo-elettrico
Oltre informazioni
Walter Haslinger
T +43 7416 52238 20
